电大水工建筑物复习题(全面、打印版)小抄

1、专业好文档1. 水资源：可供利用或可能被利用，且有一定数量和可用质量，并在某一地区能长期满足某种用途的水源，称之为水资源2. 水利事业：对水利资源的开发和防止水灾3. 资源水利：就是把水资源与国民经济和社会发展紧密联系起来，进行综合开发、科学管理。4. 民生水利：就是解决好直接关系到人民群众生命安全，生活保障，生存发展人居环境，合法权益等方面的水利工作。5. 水利工程：为了改变水资源在时间、空间上的分布不均匀的自然状况，综合利用水资源以达到防洪、灌溉、发电、引水、航运等目的，修建的工程称为水利工程。6. 水工建筑物：水利工程中常采用单个或若干个不同作用、不同类型的建筑物来调控水流，以满足不同部

2、门对水资源的要求。这些为兴水利，除水害而修建的建筑物称为水工建筑物。7. 水利枢纽：不同类型的水工建筑物组成，集中兴建，协同运行的综合水工建筑群体称为水利枢纽。8. 山岩压力：洞周围的岩体变形，乃至滑落、塌落，这些可能塌落的围岩施加在隧洞衬砌上的压力称围岩压力。9. 弹性抗力：衬砌在荷载作用下向围岩方向变形时，则其受到围岩的抵抗作用，此时，围岩对衬砌的作用力称为弹性抗力。10. 固结灌浆：当基础在较大范围内节理裂隙发育或破碎而挖除不经济时，可对坝基进行低压浅层灌水泥浆，加固以提高坝基整体性，这种灌浆称为固结灌浆。11. 帷幕灌浆：是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙形成阻水幕，以减小渗流量或降低

3、扬压力的灌浆。12. 回填灌浆：用浆液填充混凝土与围岩或与钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性的灌浆。这种空隙和孔洞是由于混凝土浇筑施工的缺陷或技术能力的限制所造成的。13. 浸润线：水从土坝(或土堤)迎水面，经过坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的相交线。14. 渗透变形：在渗透力作用下发生的土粒或土体移动或渗透破坏现象。15. 渗透坡降：16. 管涌：在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒从骨架孔隙中连续移动或流失的现象。17. 流土：在渗流作用下，土体从坝身或坝基表面隆起，顶穿或粗细颗粒同时浮起而流失的现象。18. 有压隧洞：运行时内壁受一定的内水压力的隧洞称为有压隧洞。1

4、9. 倒虹吸管：是输送渠水通过河渠、山谷、道路等障碍物的压力输水建筑物。20. 最有含水量：在一定的铺土厚度、压实功能下，粘性土只有在某一特定的含水量时才能得到最好的压实，这时的干容重即为最大干容重，而相应的含水量称为最有含水量。21. 地下轮廓线：上游铺盖、板桩、水闸、地板及部分消力池底板等不透水部分与地基的接触线，是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线。22. 土工织物：用合成纤维经纺织或无纺工艺制成，用以加固地基及用作土工渗滤层、排水盲沟等的卷材。表面涂敷不透水面层后可作为渠道防渗铺面。23. 扬压力：渗透压力与浮托力之和。24. 拱冠梁：在拱坝的拱顶处与水平拱圈成正交的铅垂坝体断面。2

5、5. 喷锚衬砌：是喷混凝土衬砌，喷混凝土与锚杆组合衬砌，喷混凝土、锚杆与钢筋网组合式衬砌等几种衬砌型式的统称。26. 非常溢洪道：当遭遇非常洪水，为确保大坝安全方才启用的泄水建筑物。27. 平压管：绕过检修闸门连通水库与输水道的充水管，又叫旁通管。28. 土工膜：以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料。29. 弯道环流;水流在弯道段内作曲线运动所产生的离心力，使表流指向凹岸，底流指向凸岸，在断面内形成封闭的横向环流，此环流与纵向水流结合在一起，形成顺主流方向呈螺旋形向前运动的水流，叫作弯道环流。30. 渡槽：是输送渠道水流跨越河渠、道路、沟谷等的架空输水建筑物。31. 重力坝基

6、本剖面：重力坝坝体在自重，齐顶的上游水压力和扬压力三项主要荷载作用下满足稳定要求的最小三角形剖面32. 涵洞：当渠道与道路、溪谷等障碍物相交时，在交通道路或填方渠道下面，为输送渠水或宣泄溪谷来水而修建的建筑物称之为涵洞，属交叉建筑物。33. 水库吹程：风作用于水库的直线最大长度。34. 胸墙：位于闸孔上部，处于闸室胸位的当水墙。35. 渐变段：指的是为适应交通运行、交通组织、排水方式等条件的变化，道路的断面布置相应地逐步完成转变过程而设置的路段。承载能力极限状态当整个结构或结构构件达到最大承载能力或不适宜继续承载变形。弹性抗力衬砌在荷载作用下向围岩方向变形时，其受到围岩的抵抗作用，此时围岩对衬

7、砌的作用力称为弹性抗力。倒悬双曲拱坝由于上、下层拱圈半径及中心角的变化，坝体上游面不能保持直立，如上游坝面突出于下层坝面，就形成了坝面的倒悬。地下轮廓线水闸底部不透水部分与地基接触线也是渗流的边界条件，也是第一条流线，称为地下轮廓线，其长度即为闸基防渗长度。动水压力水体在流动时，对建筑物表面产生的脉动压力、时均压力等的统称。防渗长度水闸底部不透水部分与地基接触线也是渗流的边界条件，也是第一条流线，称为地下轮廓线，其长度即为闸基防渗长度。封拱温度拱坝施工时分块浇筑，当气温度降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，封拱时坝体温度称为封拱温度。拱冠梁拱坝最大坝高位置对应的拱梁就是拱冠梁拱梁分载法拱梁分载法是

8、计算拱坝应力的基本方法，其将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁所构成的空间结构，假定拱系、梁系各分担一部分荷载。管涌坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道的现象称为管涌，发生在非粘性土中。基本烈度根据中国烈度区划图确定的地震烈度，是计算地震荷载的基本参数。荷载效应荷载施加于结构，引起结构的反应，如应力、应变、变形等基本荷载组合持久状况和短暂状况下的荷载组合称为基本荷载组合。接触冲刷渗流沿两种不同土壤的接触面流动时，把其中细颗粒带走的现象称为接触冲刷。浸润线土石坝在上下游水位差的作用下，产生的渗流在坝体内的自由面。流土在渗流作用下，主体从坝身或坝基表面被掀起浮动的现象称为流土流网渗流场

9、中，由很多束流线和等势线组成的网格称为流网。喷锚支护喷锚支护是喷混凝土衬砌，喷混凝土与锚杆组合式衬砌，喷混凝土、锚杆与钢筋网组合式衬砌等几种衬砌型式的总称设计烈度是在基本烈度的基础上确定的作为工程设防依据的地震烈度。水工建筑物水利工程中所采用的若干不同作用、不同类型的建筑物，以用来调控水流，满足不同部门对水资源的需求。水利枢纽指由不同类型的水工建筑物组成、集中兴建、协同运行的综合水工建筑物的群体。围岩压力在山体开挖隧洞后，引起洞周围的岩体变形、塌落，这些可能塌落围岩施加在隧洞衬砌上的压力称为围岩压力。温度荷载当外界气温或水温发生变化时，引起结构内部的温度发生变化，使其产生膨胀或收缩。当结构的伸

10、缩变形受到约束时，在结构内部产生附加的温度作用效应称为温度荷载。稳定温度场混凝土坝的各坝块在经过水化热温升后，温度逐渐回落，逐步达到相对稳定的温度，坝体内形成的温度场称为稳定温度场。无坝引水枢纽无坝引水枢纽是在河道上选择适宜地点开渠修建必要的建筑物引水，是一种最简单的引水方式。有坝引水枢纽当河流流量能满足灌溉用水要求，只是河水位低于灌区需要的高程，可在适当的地点，修建壅水坝或拦河节制闸，抬高水位以满足各用水部门的需要。这种引水枢纽称为有坝引水枢纽。正槽溢洪道溢流堰轴线正交，过堰过流与泄槽轴线方向一致的开敞式溢洪道称为正槽溢洪道。正常使用极限状态结构或结构构件达到正常使用或耐久性要求的某一功能限

11、值窗体顶端1.1何为水利工程？何为水工建筑物？ 1.2水利工程按承担的任务和对水的作用是如何分类的？1.3水工建筑物主要按什么分类？并简述其分类。2.1绘制水利工程建设系统，并指出其中的关键环节。2.2水利枢纽分等的依据是什么？共分为几等？2.3水工建筑物分级的依据是什么？共分为几级？2.4水工建筑物承受的主要荷载有哪些？掌握自重、静水压力、扬压力的计算方法。2.5简述水工建筑物作用效应的分析方法。2.6水工建筑物工作状况有哪三种？作用效应有哪三种？效应组合有哪三种？2.7建筑物设计安全储备的表达形式有哪两类？并详述极限状态设计的概念和类型？2.8正确理解结构功能函数z=r-s的意义，z0安全

12、吗？2.9正确理解可靠指标的含义，可靠指标越大越可靠吗？2.10水工建筑物抗震设计含哪两部分的内容？3.1重力坝的工作特点是什么？基本剖面是何形状？一般采用什么材料？3.2简述重力坝的优缺点。3.3重力坝的设计内容包括哪几个部分？3.4简述重力坝失稳破坏的机理？3.5掌握单滑面的抗剪强度和抗剪断公式。3.6简述深层抗滑稳定的计算方法类型。3.7岸坡坝段与河床坝段相比，抗滑稳定有何特点？3.8简述提高坝体抗滑稳定的工程措施。3.9简述重力坝应力分析的方法，掌握重力坝水平截面边缘应力的计算公式，边缘主应力面于何处？为何边缘应力是首先需计算的应力？3.10除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有哪些因素

13、？3.11简述坝体温度变化的阶段？何为水热化温升和温度回降值？3.12施工期温度引起的应力主要有哪两类？3.13简述温度裂缝的类型和温度控制的措施。3.14重力坝最小剖面如何确定？常用剖面形态有哪几类？坝顶高程如何确定？3.15重力坝极限状态设计分哪两类？其验算的主要内容是什么？3.16掌握重力坝在水压力,水重,扬压力,自重荷载下的边缘应力和抗滑稳定验算。3.17简述重力坝易出现地震震害的位置和抗震措施。3.18简述溢流重力坝的工作特点和类型。3.19简述溢流重力坝的基本要求。3.20溢流重力坝孔口设计的影响因素有哪些？简述孔口形式类型及其特点。3.21溢流重力坝通常设计成等同的奇数孔，为什么

14、？3.22为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很主要的控制性指标？3.23简述孔口尺寸设计应考虑的因素。掌握两种孔口形式过流量的计算公式。3.24为何闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设置边墙的作用是什么？3.25简述空化和空蚀的概念，流速大于多少时就可能发生空蚀？什么是引起溢流面发生空蚀的主要原因？空化数大于初生空化数时会发生空蚀现象吗？3.26掺气虽然可减少空蚀，但也存在什么不利之处？3.27水流脉动对溢流坝有什么害处？3.28溢流面体形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲线？3.29消能工的原理是什么?能量转换的途径有哪些?辅助消能工主要有哪几种?3.30详述泄水重力坝消能工的主要形式

15、和原理？3.31简述底流消能的特点及其与下游水流的衔接形式、形成消力池的主要措施。3.32护坦的主要作用是什么？稳定验算主要验算其什么内容？3.33挑流消能工的主要设计内容有哪些？3.34折冲水流是如何形成的？3.35简述坝身泄水孔的作用和特点及其分类。3.36坝身泄水孔进口通常用什么曲线？为何需设平压管和通气孔？3.37重力坝地基处理的作用是什么？它主要包括哪些内容？3.38坝基固结灌浆和帷幕灌浆的目的是什么？灌浆一般布置何处？3.39坝基排水主要采用什么措施？其目的是什么？3.40陡、缓倾角顺流方向断层通常采用什么措施处理？横流方向断层又如何？3.41坝基软弱夹层有何害处？一般采用什么方法

16、处理？3.42水工混凝土一般应满足哪些性能的要求？其材料组成有哪几种？3.43混凝土重力坝为何要分区？分缝的类型和目的是什么？3.44重力坝为何需设廊道系统？3.45何为碾压混凝土重力坝？与常态混凝土相比它有何优点？3.46简述浆砌石重力坝的优缺点，其防渗设施有哪些？3.47浆砌石重力坝主要有哪些材料？3.48何为宽缝重力坝？并简述其优缺点?3.49何为空腹重力坝？并简述其优缺点?3.50何为支墩坝？并简述其结构形式?3.51简述大头坝的头部和支墩形式。4.1简述拱坝的特点，其要求的理想地形和理想地质是什么？4.2在v形和u形河谷修建拱坝有何差异？4.3拱圈厚度与中心角的关系是什么？4.4详述

17、拱坝的形式？4.5温度荷载对拱坝有何影响？温升温降对坝体应力影响有何差异？4.6拱坝的合理体形应满足什么条件？坝体尺寸应包括哪些内容？4.7双曲拱上游面曲线通常需要确定哪些参数？4.8最合理拱圈形式应满足什么条件？现有拱圈有哪些形式？4.9拱与拱端面为何要尽量做成全径向接触？坝面倒悬会在什么期间在何面出现拉应力？4.10拱坝应力分析有哪些方法？简述拱梁分载法的原理。4.11纯拱法只计算几个内力？拱梁分载法需考虑几个内力？一般采用哪几向位移的调整？4.12拱坝破坏的主要形式有哪两种？4.13拱坝稳定分析主要有哪些方法？简述刚体极限平衡法的假定条件和可能滑动面的形式和位置。4.14详述拱坝坝身泄水

18、的方式。4.15简述拱坝消能的形式和防冲措施。4.16拱坝的管孔主要有哪些类型？4.17简述拱坝垫座和周边缝的作用。4.18简述拱坝设置重力墩的目的。4.19拱坝的地基处理主要包含哪些内容？5.1何为土石坝？其能广泛应用的原因何在？5.2简述土石坝设计的基本要求。5.3详述土石坝的分类情况。5.4通常选用的土石坝坝坡坡度是多少？5.5土石坝渗流分析的主要内容包括哪三项？分析的目的是什么？5.6简述土石坝渗流的特性。5.7掌握二维渗流控制方程各变量的含义，掌握水力学分析法矩形断面单宽流量和浸润线的计算公式。5.8简述土石坝渗流分析中流网法流网绘制的基本特性。5.9详述渗透变形的类型和危害。5.1

19、0简述土石坝渗透变形防护的措施。5.11管涌和流土的防护标准主要取决于什么？5.12掌握总应力和有效应力的关系。5.13土石坝稳定分析的计算工况有哪几种？5.14土石坝稳定分析的方法有哪几种？各种分析方法的安全系数是否一样？5.15何为固结？常用的固结理论有哪些？5.16土石高坝应力和变形特性分析常用什么方法？可分析什么内容？5.17石坝填筑料的一般要求是什么？坝壳料的基本要求是什么？5.18防渗体土料选择应考虑哪些特性？5.19“任意料”应放在什么位置？质量好坏的料应放置什么位置？5.20反滤、过渡和排水材料的主要要求是什么？5.21简述坝体排水和反滤的作用。5.22详述坝体排水的形式及其优

20、缺点。5.23简述反滤层的类型，其颗粒大小随水流方向的变化如何？5.24简述土石坝裂缝类型和成因。5.25砂砾石地基处理的主要问题和措施是什么？各措施的主要作用是什么？5.26土石坝体与砼建筑物的连接形式有哪几种？5.27何为堆石坝？目前主要是什么堆石坝？5.28面板坝的堆石体由有那四个分区？防渗体系由哪些构成？6.1详述水闸的分类。6.2详述水闸的组成部分。6.3简述水闸设计的内容。6.4简述宽顶堰和低实用堰的优缺点。6.5掌握堰流和孔口出流流量的计算公式。6.6简述水闸通常发生渗流的位置和危害。6.7何为地下轮廓线和防渗长度？6.8水闸渗流计算常有哪几种方法？改进的阻力系数法的基本原理是什

21、么？6.9水闸排水一般布置在什么位置？6.10简述过闸水流的特点及形成原因、危害。6.11闸下底流消能时水跃的淹没度一般选择多少？为什么？6.12海漫的作用是什么？6.13简述水闸底板的类型。6.14水闸底板分缝有哪两类？水闸胸墙有哪两种形式？水闸胸墙的支承有哪两种形式？6.15简述闸室稳定验算的内容。6.16何种闸基不需要沉降验算？需验算采用什么方法？6.17简述水闸地基处理的措施。6.18闸室底板的结构计算有哪几种方法？6.19水闸与两岸的连接建筑的作用是什么？主要由哪些部分组成？6.20简述水闸上、下游翼墙的作用和形式。6.21简述连接建筑物的稳定破坏形式和稳定计算内容。6.22简述水闸

22、的其他类型。7.1岸边溢洪道的型式有哪几类？哪一类应用最广？7.2何为正槽溢洪道？其组成部分有哪些？7.3引水渠与控制连接段常是何形状？引水渠有何要求？7.4简述正槽溢洪道控制段的组成部分及溢流堰的形式，最常用何种堰型？7.5迷宫堰为折线型堰，是为了获得什么？7.6正槽溢洪道泄槽的主要水力特征是什么？其平面布置尽量做成什么形式？纵剖面应为什么坡？7.7泄槽中产生冲击波的危害是什么？收缩段为何宜采用直线收缩？7.8泄槽弯曲段设计的主要问题在于什么？有哪两类设计方法？7.9抗空蚀的主要措施有哪些？简述掺气装置的组成和类型。7.10挑流消能中挑坎承受的主要荷载有哪些？7.11简述侧槽溢洪道的布置特点

23、和水流特点，其设计要求有哪些？7.12简述井式溢洪道的布置特点和水流特点。7.13简述虹吸式溢洪道的原理和组成部分。7.14为何要设置非常溢洪道？8.1详述水工隧洞的类型和功能。8.2简述水工隧洞的水力特点。8.3简述水工隧洞的组成及其各部分的作用。8.4水工隧洞的洞线为何力求短直？8.5有压隧洞和无压隧洞工作闸门布置位置有何不同？8.6泄洪洞与导流洞合一布置常采用什么形式？泄洪洞与发电洞合一布置的形式有哪几种8.7详述水工隧洞的进水口形式及其优缺点。8.8简述水工隧洞进水口的组成部分和要求。8.9无压隧洞洞身断面形式主要有哪些？有压隧洞洞身断面为何常采用圆形？8.10简述有压隧洞和无压隧洞水

24、力计算的内容和方法。8.11简述隧洞衬砌的功用和类型。8.12简述衬砌灌浆的类型、目的和先后。8.13水工隧洞的主要消能方式有哪几种？应用情况如何？8.14岩体初始应力主要由哪两部分组成？哪部分岩体属围岩？8.15简述隧洞衬砌计算的方法和荷载，围岩压力有哪几种计算方法？8.16何为围岩的弹性抗力？有压隧洞内水压力含哪两部分？8.17有压隧洞衬砌为何要分段计算及设计？8.18简述喷锚支护的定义和类型。9.1简述闸门的作用和组成。9.2详述闸门的分类方式和类型。9.3平面闸门有哪几种形式？其优缺点如何？9.4简述平面钢闸门的组成部分。9.5动水启门力与静水启门力哪种力小？闭门和启门的闸门自重修正系

25、数取值是否一样？9.6简述启闭机的分类。9.7简述闸门锁定器的作用和类型。9.8简述行走支承的作用和分类。9.9侧向和反向导承的作用是什么？9.10简述止水的作用、要求和布置？9.11简述弧形闸门的特点。9.12深孔闸门一般布置在什么位置？10.1何为过坝建筑物？10.2简述通航建筑物的类型。10.3简述船闸的组成及各部分的作用。10.4简述升船机的类型。10.5简述过木建筑物的类型。10.6简述渠首建筑物的类型。10.7简述渠系建筑物的类型。窗体顶端1.1答：水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。如拦河坝，电站，污水处理，港口码头，航道整治等工程

26、。水工建筑物：用来控制和调配江河湖海等水流而修建的建筑物。1.2 答：按工程承担的任务分为：防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程按工程对水的作用分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程1.3 答：主要是按对水的作用分类。主要分为：挡水建筑物：坝、闸和堤防等泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等输水建筑物：输水洞、引水管、渠道、渡槽取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤等。2.1 答：关键环节：规划

27、和设计工作。2.2 答：依据：规模、效益、重要性；共分五等。2.3 答：依据：工程等别、作用、重要性；共分五级。2.4 答：主要荷在载有自重、水压力（包含静水压力、动水压力、水重等）、波浪压力、泥沙压力、扬压力等。计算方法见教材。2.5 答：分析方法主要有：物理模型试验法，含水力学模型试验和结构模型试验。数学模型模拟法，含解析法、差分法和有限元法经验类比法2.6 答：工作状况：持久状况，短暂状况，偶然状况。作用效应：永久作用，可变作用，偶然作用。作用效应组合：基本组合，施工、检修组合，特殊组合。2.7 答：设计安全储备的表达形式有单一安全系数法和分项系数极限状态设计法两类。极限状态是指当整个结

28、构或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求，那这一特定状态就叫该功能的极限状态。极限状态设计的类型有：承载能力极限状态 当出现刚体失去平衡,材料强度不足而破坏,结构失稳,结构转变为机动体系,结构体产生渗透失稳等现象时，表明结构已超过承载能力极限状态，已不安全。正常使用极限状态 当出现影响结构正常使用或外观变形,不良振动,局部损害等现象时，表明结构已超过正常使用极限状态，不能正常使用。2.8 答：结构功能函数z=r-s中的z表示结构功能，r表示结构抗力，s表示作用效应。z0表示结构抗力小于作用效应，已不安全。2.9 答：可靠指标为结构功能函数的平均值与其均方差的比值，

29、它可表征结构的可靠度大小。可靠指标越大越可靠。2.10 答：主要包含：抗震计算；抗震工程措施。3.1答重力坝的工作特点：主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求；依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力。 基本剖面：三角形。 材料：混凝土和浆砌石。3.2答优点：安全可靠；对地形、地质条件的适应性强；枢纽泄洪问题容易解决；便于施工导流；施工方便；结构作用明确。缺点：耗材多；材料强度未充分发挥；坝底扬压力大；施工温度控制严格。3.3答 主要包括剖面设计稳定分析应力分析构造设计地基处理泄洪设计监测设计。3.4答重力坝失稳破坏的机理：坝踵胶结面出现微裂松弛区坝址胶结面出现局部剪切屈服屈服范围向

30、上游延伸形成整体滑动失稳。3.6答 深层抗滑稳定计算方法类型分为：分区计算法，含剩余推力法；被动抗力法；等安全系数法整体计算法。3.7答岸坡坝段坝基是倾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑动的双重趋势，稳定性不如河床坝段。3.8答提高坝体抗滑稳定的工程措施主要有：利用水重：将上游面做成倾斜以利用水重。利用有利的开挖轮廓线设置齿墙：齿墙阻断软弱面，改变滑动面位置，增加抗滑力抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。加固地基：帷幕灌浆以减少坝基渗透能力，固结灌浆以增加坝基强度和整体性，断层处理以减少坝基软弱结构面。横缝灌浆：将局部或全部横缝灌浆，增加坝体的整体稳定性。预加应力措施3.9答重力坝应力分析

31、的方法主要有：模型试验法；材料力学法；弹性理论的解析法；弹性理论的差分法；弹性理论的有限元法。边缘最小主应力为坝面，最大主应力为垂直于坝面的剖面。因最大最小应力均出现在坝面，所以需首先校核边缘应力。3.10除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有如下影响：地基变形模量对坝体应力的影响坝体混凝土分区对坝体应力的影响纵缝对坝体应力的影响分期施工对坝体应力的影响温度变化及施工过程对坝体应力的影响3.11答坝体温度变化主要有温度上升期、降温期和稳定期三个阶段。水热化温升是指最高温度与入仓温度之差；温度回降值是指最高温度与年均气温之差。3.12答地基约束引起的应力内外温差引起的应力3.13答温度裂缝的类型主

32、要有：贯穿性裂缝：含横向贯穿性裂缝、纵向贯穿性裂缝、水平向贯穿性裂缝。表面裂缝 温度控制的措施主要有：降低砼的入仓温度tj降低砼的水热化温升tr加强砼表面的养护3.14 重力坝最小剖面确定：根据自重、上游静水压力(库水位与坝顶平,通常是校核洪水位)和扬压力三项主荷载作用下，满足稳定和强度要求的工程量最小的三角形。 常用剖面形态：上游面铅直；上游面上直下斜；上游面斜向上游。 坝顶高程取设计洪水位相应坝顶超高与校核洪水位相应坝顶超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心线距静水面高度和安全加高三部分。3.15答 重力坝极限状态设计包含承载能力极限状态；正常使用极限状态。其中承载能力极限状态需验

33、算坝基面或深层抗滑稳定和坝趾抗压强度，正常使用极限状态需验算坝踵不出现拉应力。3.17答 重力坝易出现地震震害的位置：坝顶和断面突变处易出现裂缝；原有裂缝易扩展延伸；孔口及廊道附近易开裂；接缝止水易破坏。重力坝抗震措施：作好地基处理，加强接触面的结合；加强施工质量控制和养护,防止出现早期裂缝；重量、变形、刚度、几何等突变部位设缝；增加坝顶强度、刚度以及布筋；孔口、廊道附近布筋；坝后设置检修桥。3.18答 工作特点：将规划库容不能容纳的洪水经由坝顶泄向下游，以满足防洪和大坝安全要求。 类型：开敞溢流式；大孔口溢流式3.19答足够的孔口尺寸,良好的孔形,较高的流量系数；水流平顺, 不产生负压和振动

34、, 避免发生空蚀；保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷；下泄水流不产生折冲水流等,不影响其他建筑正常运行；有灵活控制下泄水流的设备。3.20答 影响因素主要有洪水设计标准；下游防洪要求；库水位壅高限制；洪水预报的准确度；泄水方式；地形、地质条件。孔口形式类型：开敞溢流式；大孔口溢流式 开敞溢流式的特点：坝体不设胸墙，出流常为堰流；孔口埋深浅，闸门水压力较小，孔口尺寸可以较大，泄流量较大，超泄能力强；可排泄冰凌和其他漂浮物；闸门于坝顶，易检修；应用较广泛。大孔口溢流式的特点：坝体上部设胸墙，出流常为孔口出流，但当水位低于胸墙时为堰流；堰顶较低，需设工作闸门和检修闸门；超泄能力常比开敞溢流式小

35、。3.21答 采用相同闸孔诣在检修闸门、启闭设备等设施可共用，且泄流量相同可对称泄流。采用奇数孔目的在于闸门对称布置，可对称泄流以减轻消能负担，避免折冲水流等。3.22答 因为单宽流量是确定溢流坝的净宽和堰顶高程的主要参数；单宽流量是影响消能工设计的关键因素；单宽流量是影响坝下冲刷的主要因素。3.23答 孔口尺寸设计应考虑的主要因素：泄洪要求：泄流单宽流量是关键因素；闸门和起闭机械：闸门承载能力和起闭能力等；枢纽布置：枢纽中其他建筑的布置是否宽松；下游水流、地质条件：下游水的深度、岩石硬度等；下游消能工的性能：消能工消能效果等。3.24答 闸墩上游端需做成圆弧形或流线型是为了进口水流平顺、减少

36、水流侧收缩。溢流坝设置边墙的作用是起闸墩和分隔作用。3.25空化：当高速水流在某点的压力低于饱和蒸汽压强时，水体中固有的小气核迅速膨胀而成小空泡，这种现象称为空化。空蚀：当空气泡进行高压区受压而溃灭,因溃灭时间短暂,产生很高的局部冲击力，当坝面冲击力大于材料凝聚力时，坝面遭到破坏，这种现象称为空蚀。流速大于15m/s时就可能发生空蚀。坝面不平整是引起溢流面发生空蚀的主要原因。空化数大于初生空化数时不会发生空蚀现象。3.26掺气虽然存在减少空蚀；射流掺气消耗大量能量而有利于消能工等益处。但也存在增加水深从而加大工程投资；形成雾化区等的不利之处。3.27增大建筑物的瞬时荷载；脉动周期性引起的振动可

37、能对轻质建筑造成振动；增加空蚀破坏的可能性。3.28溢流面体形由顶部曲线段、中间直线段、反弧段组成。上游第一段一般采用复合圆弧或椭圆曲线。3.29消能工的原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。能量转换的途径：水流内部的紊动、掺混、剪切和旋滚等；水股的扩散及水股间的碰撞；水流与固体间的剧烈摩擦和撞击；水流与气体间的摩擦和掺混。辅助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾槛等。3.30泄水重力坝消能工的主要形式：底流消能；挑流消能；面流消能；消力戽消能。底流消能的原理：通过水跃将急流转变为缓流而消能；主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口

38、处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道。主要靠急流沿固体边界摩擦而耗能，射流在空中与空气摩擦、掺气和扩散等耗能，射流落入尾水中淹没紊动扩散耗能。 面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。 消力戽消能的原理：急流进入潜在水下的戽内发生旋滚，经大量消能后由鼻坎挑向下游水面。3.31底流消能的特点：通过水跃将急流转变为缓流而消能；主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能；流态稳定，消能效果好；对地质和尾水条件要求低，适应性强；产生的雾化小；方量大，投资高。 底流消能与下游水流有临界水跃；远驱水跃；淹没水跃等三种衔接形式。形成消力池的

39、主要措施：护坦尾修筑消力坎；降低护坦高程；降低护坦和修筑消力坎。3.32护坦的主要作用是防护河床免受高速水流的冲刷，稳定校核内容是满足抗浮稳定要求。3.33主要设计内容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半径、反弧挑角、挑距、冲刷坑深度3.34溢流坝仅占河床一部分，出口水流于主流两侧形成回流，如两侧回流强度、大小不一致时，易将主流压向一侧，形成折冲水流。3.35坝身泄水孔的作用：预泄库水，增强调蓄能力；放空检修；排沙减淤；调节下泄流量以满足通航、灌溉需要；施工导流。坝身泄水孔的特点：孔口全部淹没，随时可放水；孔内流速高，易发生负压、空蚀、振动等；检修困难；闸门承压大，启闭力较大；门体结构、止水、启闭设

40、备复杂，造价高。3.36坝身泄水孔进口通常用长轴与孔轴平行的椭圆曲线。设置平压管的目的：将平压管设置在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门提起前冲水平压，减小启门力。设置通气孔的目的：进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，需于工作闸门后设通气管充气。3.37重力坝地基处理的作用：防渗；提高岩基的强度和整体性。主要内容：坝基的开挖和清理；坝基的固结灌浆；帷幕灌浆；坝基排水；断层、软弱夹层、溶洞等不良地质的处理。3.38固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。固结灌浆的布置位置：应力较大的坝踵和坝趾；裂隙发育和破碎带范围内。帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力,防止坝

41、基产生管涌,减少坝基渗流量。帷幕灌浆的位置：坝轴线的上游面区域，自河床向河岸延伸。3.39坝基排水主要措施：于帷幕稍下游设置排水孔幕。目的在于进一步降低扬压力。3.40缓倾角顺流走向断层：浅者清除，深者形成顶赛、斜塞、水平塞骨架陡倾角顺流走向断层：顶部设砼塞缓倾角横流走向断层：选址应避免陡倾角横流走向断层：选址应避免，无法避免则加大砼塞。3.41软弱夹层的影响：软弱夹层较薄，遇水易泥化、软化，使坝基抗剪强度降低，影响坝体抗滑稳定性。处理方法：对于浅埋夹层采用明挖换基，即挖去夹层回填砼的方法；对于埋深较浅的深埋夹层可采用坝踵做砼深齿墙以切断夹层的方法；对于埋深较深的深埋夹层可采用于夹层做砼塞、坝

42、趾后设深齿墙、坝趾下游岩体埋设预应力锚索等措施。3.42满足的性能：强度、抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、抗裂等性能。采用组成：水泥、掺合剂、外加剂、粗骨料、细骨料、水3.43分区的目的：坝体各部位的工作条件不同，对砼各种性能要求各不同，为了节约和合理利用水泥，常将坝体砼分区，各区可采用不同标号的砼。分缝有以下类型：横缝，含永久性横缝和临时性横缝。分横缝的目的：横缝将坝体分成若干独立工作的坝段，可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。纵缝，含铅直纵缝、斜缝和错缝。设纵缝的目的：适应砼的浇筑能力；减少施工期的温度应力。水平施工缝。水平施工缝的目的：适应砼的浇筑能力；减少施工期的温度应力3.

43、44为了满足灌浆、排水、观测、检查、交通等要求，需在坝体内布置各种不同作用的廊道，且相互连通，形成廊道系统。3.45碾压砼是采用自卸汽车或皮带输送机将超干硬性砼运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑坝新方法，是将土石坝施工的碾压技术应用到砼重力坝的一种筑坝方法。采用碾压砼修筑的重力坝称为碾压混凝土重力坝。碾压混凝土与常态混凝土相比的优点：工程程序简单，施工速度快；胶凝材料用量少；水热化温升大大降低，简化了温度控制程序；不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆的费用；可使用大型通用机械设备，提高砼的运输和浇筑工效；降低工程造价。3.46浆砌石重力坝的优点：就地取材，节约水泥；水热化温升低，可不进行温度控制

44、、不设纵缝、坝段长；节省模板，减少脚手架，模料用量少，减少了施工干扰；施工技术容易掌握,施工安排灵活,缺少施工机械时可人工砌筑。浆砌石重力坝的缺点：人工砌筑的质量易不均；石料的修整和砌筑难以机械化，需大量人力；砌体防渗性能差，需专设防渗设施；工期长。防渗设施主要有：砼防渗面板或防渗墙；水泥砂浆勾缝的浆砌石防渗层；钢丝网水泥喷浆护面3.47浆砌石重力坝的材料主要有石料和胶结材料，其中石料有块石、粗料石、细料石等，胶结材料有水泥砂浆和小石子砂浆(细骨料砼)等。为了充分利用砼的抗压强度，将实体重力坝横缝下部扩宽成为空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。3.48宽缝重力坝的优点：渗透压力显著降低，作用面积也减

45、小；坝体砼方量较实体坝少1020；增加了坝体的侧向散热，加快了散热进程；便于观测、检查和维修。宽缝重力坝的缺点：立模较复杂，且模板用量增加；分期导流不便；在严寒地区，宽缝需采取保温措施。3.49空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝。空腹重力坝的优点：空腔坝基不设地板,可减少扬压力,砼用量减少20左右；减少坝基开挖量；坝体前后腿嵌入岩体,增强稳定；前后腿应力分布均匀,坝踵压应力较大；便于砼散热；坝体施工可不设纵缝；便于检测和检修；空腔可布置电站厂房。空腹重力坝的缺点：施工复杂；钢筋用量大；如空腔内布置厂房,施工干扰大。3.50支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成的重力坝。支墩坝的结构

46、形式：大头坝：支墩上游端两侧扩大,形成悬臂大头,大头间紧贴挡水。连拱坝：由一系列紧连的拱筒挡水,并与支墩连成整体。平板坝：由平面板简支在支墩上挡水。3.51大头坝的支墩形式：开敞式单支墩；封闭式单支墩；开敞式双支墩；封闭式双支墩。单支墩大头坝的头部形式：平头式；圆弧式；折线式。双支墩大头坝的头部形式：一般采用折线式4.1拱坝的特点拱坝是固结于基岩的空间壳体结构；坝体结构具有拱和梁双重作用；坝体稳定主要依靠两岸拱座,其次依靠自重；拱为轴向受力,应力分布均匀,材料强度得到充分发挥；拱和梁具有自行调整应力分布的功能；坝肩岩体的稳定性是影响拱坝安全的主要因素；温度作用为一主要荷载；既可坝顶溢流，也可坝

47、身孔口泄流；施工质量、材料强度、防渗等要求严格。理想地形：两岸对称，岸坡平顺无突变，逐渐收缩的峡谷段；坝体两侧具有足够的岩体支撑。理想地质：基岩比较均匀、坚固完整、强度足够；基岩能抵抗水的侵蚀、耐风化；岸坡稳定、没有大断裂。4.2v形河谷：最易发挥拱作用，底部水压力大，但拱跨短，拱较薄。u形河谷：底部水压力大，但拱跨长，拱作用显著降低，拱较厚。4.3中心角越大，拱圈厚度越薄。4.4拱坝主要有单曲拱和双曲拱两种形式。对于单曲拱：对于上下相差不大的矩形河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差不大,可用定圆心、定外弧半径、变内弧半径的以增加厚度的拱形。对于上宽下窄的河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差较大,可用

48、定外弧圆心和半径、变内弧圆心和半径以增加厚度。上游面铅直，仅水平面曲线，称单曲拱。其特点是施工简便，上游面铅直有利于布置泄、排水设施的控制设备。对于双曲拱：对于v形河谷，如仍采用单曲拱会使底部中心角过小而加大拱厚,为使上下中心角差异不大，可将下部的内外弧半径逐渐减小；坝体在水平面和铅直面均成曲线，成双曲线。其特点是适应河谷广；梁具有拱的作用水压应力与自重应力相反；水压位移与梁位移趋势相反。4.5水压和温度变化引起的总变位中，温度变位占1/31/2，温度作用为主要荷载之一。温降对坝体应力不利：温降时，轴线收缩，坝体下移，产生的弯矩和剪力与水压作用相同，与轴力相反。温升使拱端推力加大，对坝肩岩体稳

49、定不利：温升时，轴线伸长，坝体上移，产生的弯矩和剪力与水压作用相反，与轴力相同。4.6拱坝的合理体形满足的条件：满足枢纽布置、运用和施工的要求；坝体材料强度得到充分发挥,不出现不利的应力状态；保证坝肩岩体稳定；工程量最省、造价最低。坝体尺寸包括的内容：拱圈的平面形式；各层拱圈轴线的半径和圆心角；拱冠梁上下游坝面的形式；拱冠梁各高程的厚度。4.7凸点位置：最凸向上游点距坝顶的高度；凸度：凸点与坝轴线间的水平距离与坝高的比值；最大倒悬度：凸点与上游坝底点之间的水平距离与垂直距离的比值。4.8最合理的拱圈形式：压力线接近拱轴线，应为变曲率、变厚度和扁平的。现有拱圈形式圆拱；三心拱；双心拱；抛物线拱；

50、椭圆拱；对数螺旋线拱4.9拱端与拱座面应尽量做成全径向，使推力垂直拱端面。倒悬易使另侧出现拉应力。4.10应力分析方法共有五种纯拱法；拱梁分载法；有限元法；壳体理论计算方法；结构模型试验。拱梁分载法的原理：将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，荷载由梁系和拱系分担，荷载分配由变位一致来确定；算法是首先将总荷载试分配到梁、拱，按各自的方法算各自的变位，如变位一致则分配正确，否则调整直到一致。4.11用纯拱法只能计算三个内力，而分载法需考虑12个内力，有些内力可忽略，主要有六个内力，拱圈三个，悬臂梁三个。拱梁分载法中六个变位不易调整，略去影响微小的和合并非独立的，一般只需调整三个主要

51、变位来进行荷载分配，即径向变位、切向变位、扭转变位。4.12坝肩岩体发生滑动破坏，为主要形式；坝肩岩体变形量过大，引起坝体的不利应力。4.13拱坝稳定分析主要有刚体极限平衡法、有限元法、地质力学模型试验三种方法。刚体极限平衡法的假定条件：滑移体为刚体；仅考虑滑移体力的平衡,不考虑力矩平衡；忽略拱坝的内力重分布，受力为定值；达到极限平衡时,滑裂面剪力与滑移方向平行,方向相反。可能滑动面的形式和位置：单独的陡倾角结构面f1和缓倾角结构面f2组合；成组的陡倾角和成组的缓倾角结构面组合；混合组合：由单独的陡倾角和成组的缓倾角结构面组合；或由成组的陡倾角和单独的缓倾角结构面组合；多刚体组合：结构复杂的结

52、构面将滑移体分割成多块刚体。4.14坝身泄水方式有：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔四种。自由跌流式：坝顶自由跌流；适用于较薄的双曲或小型拱坝,基岩良好、单宽流量小；需设防护措施，因为落水距坝较近。鼻坎挑流式：溢流堰顶曲线末端设反弧挑流鼻坎，以使落水点距坝较远；鼻坎常有连续坎，有时也采用差动坎。滑雪道式：溢流面由溢流坝顶和与坝体轮廓以外的泄槽(滑雪道)连接而成，槽尾设鼻坎挑流，滑雪道地板可在厂房顶、可专设支承；适用于泄洪量大、较薄的拱坝坝身泄水孔：在水面以下一定深度的坝体内设置中孔或底孔泄流；坝体半高以上为中孔,主要用于泄洪；坝体下部为底孔,多用于放空,辅助泄洪、排沙和导流。4.1

53、5拱坝消能主要有：跌流消能、挑流消能、底流消能。跌流消能水流从表孔直接跌落下游,利用下游水垫消能，落点距坝太近，需采取防冲措。鼻坎挑流、滑雪道、坝身泄水孔等多采用各种型式的鼻坎挑流消能，泄流具有向心集中的特点，可利用泄流对冲消能。对于重力拱坝，泄水孔下弯，可采用底流消能。防冲措施：一般在下游需设护坦、护坡、二道坝等防冲措施。4.16主要含坝身泄水孔、水轮机进水孔、灌溉和供水等引水孔。4.17周边缝使梁的刚度和作用减弱，拱的作用加强；周边缝减小坝体传至垫座的弯矩，可减小上游坝面的拉应力；垫座加大了与基岩的接触面，改善地基的受力状态；垫座可减少不规则和软弱面对坝体的影响；坝体开裂不影响基础，基础开

54、裂不影响坝体；垫座对坝体起地震缓冲作用。4.18对于不规则河谷，用重力墩减小宽高比，避免岸坡大量开挖。重力墩是拱坝坝端的人工支座；用重力墩连接拱坝与其它坝段或溢洪道。4.19坝基开挖、固结和接缝灌浆、防渗帷幕、坝基排水、不良地质处理等。5.1土石坝：土石坝是指由土、石料等当地材料经碾压建成的大坝。土石坝广泛应用的原因：可以就地、就近取材，大量节约三材和材料运输费；能适应各种地形、地质及气候条件；可充分利用大容量、多功能、高效率施工机械；计算方法、试验手段的发展为土石坝设计提供了安全保障；高边坡、地下工程及溢流防冲等配套设施的发展解决了土石坝的难题。5.2具有足够的断面维持坝坡的稳定设置良好的防

55、渗和排水设施以控制渗流选择与现场适应的良好土石种类及配置和坝型结构泄洪建筑物具有足够的泄洪能力采取使大坝运用可靠和耐久的构造措施5.3主要按坝高、施工方法、土料配置和防渗材料三种方式分：按坝高分低坝：坝高70m。按施工方法分碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝；定向爆破堆石坝按土料配置和防渗体材料分，将碾压土石坝分为均质坝：稳定和防渗均采用一种土料土质心墙坝：由不透水土料中央防渗体和透水土料坝壳组成土质斜墙坝：由不透水土料防渗体和下游透水土料支撑体组成多种土质坝：由多种土料组成人工材料心墙坝：以沥青砼、砼等为心墙的坝人工材料面板坝：由沥青砼、砼、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝5.4中低均质坝：平均坡度1:3；土质心墙坝：下游1:1.51:2.5，上游1:1.71:2.7（坝壳堆石）下游1:21:3，上游1:2.51:3.5（坝壳土料）人工材料面板坝：上游1:1.41:1.7,下游1:1.31:1.6(可随堆料优劣适当变化)人工材料心墙坝：可参照人工材料面板坝选用5.5分析的主要内容：确定浸润线的位置；计算渗流流速和比降；确定渗流流量。分