水工建筑物作業(yè)答案

1、水工建筑物課程測(cè)驗(yàn)作業(yè)及課程設(shè)計(jì)一平時(shí)作業(yè)（一）緒論1、我國的水資源豐富嗎？開發(fā)程度如何？解決能源問題是否應(yīng)優(yōu)先開發(fā)水電？為什么？我國水資源總量豐富，但人均擁有量少，所以應(yīng)選不豐富。我國水資源開發(fā)利用程度接近25%，從全國而言，不完全一樣，呈現(xiàn)“北高南低”，南方特別是西南，水資源豐富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地區(qū)和華北地區(qū)利用程度高。解決能源問題應(yīng)優(yōu)先開發(fā)水電，因?yàn)樗茉诳稍偕茉粗惺情_發(fā)技術(shù)最成熟，開發(fā)經(jīng)驗(yàn)最豐富，發(fā)電成本最經(jīng)濟(jì)。2、什么是水利樞紐？什么是水工建筑物？與土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特點(diǎn)？水利樞紐是修建在同一河段或地點(diǎn)，共同完成以防治水災(zāi) 、開發(fā)

2、利用水資源為目標(biāo)的不同類型水工建筑物的綜合體。水工建筑物是控制和調(diào)節(jié)水流，防治水害，開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物特點(diǎn)：工作條件的復(fù)雜性、設(shè)計(jì)選型的獨(dú)特性、施工建造的艱巨性、失事后果的嚴(yán)重性。3、水工建筑物有哪幾類？各自功用是什么？擋水建筑物：用以攔截江河，形成水庫或壅高水位。如攔河壩、攔河閘。泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或?yàn)槿朔?、檢修而放空水庫等，以保證壩和其他建筑物的安全。如溢流壩、溢洪道、隧洞。輸水建筑物：為灌溉、發(fā)電和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物。如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。?。ㄟM(jìn)）水建筑物：是輸水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的進(jìn)口段、進(jìn)水閘等

3、。 整治建筑物、專門建筑物。整治建筑物（改善河道水流條件、調(diào)整河勢(shì)、穩(wěn)定河槽、維護(hù)航道和保護(hù)河岸）。專門性水工建筑物（為水利工程種某些特定的單項(xiàng)任務(wù)而設(shè)置的建筑物）。4、河川上建造水利樞紐后對(duì)環(huán)境影響如何？利弊如何？人們應(yīng)如何對(duì)待？河流中筑壩建庫后上下游水文狀態(tài)將發(fā)生變化。上游水庫水深加大，流速降低，河流帶入水庫的泥沙會(huì)淤積下來，逐漸減少水庫庫容，這實(shí)際上最終決定水庫的壽命。較天然河流大大增加了的水庫面積與容積可以養(yǎng)魚，對(duì)漁業(yè)有利，但壩對(duì)原河魚的回游成為障礙，任何過魚設(shè)施也難以維持原狀，某些魚類品種因此消失了。水庫調(diào)蓄的水量增加農(nóng)作物灌溉的機(jī)會(huì)；但水溫可能不如原來情況更適應(yīng)作物生長(zhǎng)。此外，庫水

4、化學(xué)成分的改變，營養(yǎng)物質(zhì)濃集導(dǎo)致水的異味或缺氧等，也會(huì)對(duì)生物帶來影響。 人們應(yīng)該充分考慮生態(tài)等因素及影響，合理開發(fā)河流。5、水利樞紐、水工建筑物為何要分等分級(jí)？分等分級(jí)的依據(jù)是什么？水利工程的作用是防洪除害與興利，根據(jù)不同的要求棌用不同的標(biāo)準(zhǔn)，才能達(dá)到既經(jīng)濟(jì)，又高效的目的。分等分級(jí)依據(jù)工程規(guī)模、效益以及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性來劃分等級(jí)，依據(jù)所屬工程的等別及其在工程中的作用和重要性分析確定。（二） 重力壩1、重力壩的工作原理和工作特點(diǎn)是什么？重力壩的工作原理是在水壓力及其他荷載的作用下，主要依靠壩體自身重量產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定的要求；同是也依靠壩體自重在水平截面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引

5、起的拉應(yīng)力，以滿足強(qiáng)度的要求。特點(diǎn)：重力壩筑壩材料的抗沖能力強(qiáng)；重力壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工技術(shù)比較容易掌握，有利于機(jī)械化施工，斷面尺寸大，材料強(qiáng)度高、耐久性好，安全性較高；對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)性較好；壩體與地基接觸面積大，受揚(yáng)壓力的影響也大；重力壩剖面尺寸較大，壩體內(nèi)部的壓應(yīng)力一般不大，因此材料的強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；壩體體積大，水泥用量多，混凝土凝固時(shí)水化熱高，散熱條件差，分部澆筑，容易形成裂縫。2、重力壩剖面比較寬厚的原因是什么？為什么說重力壩的材料強(qiáng)度不能得到充分利用？依靠壩身自重在壩基面上產(chǎn)生摩阻力來抵抗水平水壓力以達(dá)到穩(wěn)定的要求并在水平截面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度的

6、要求。重力壩剖面尺寸較大，壩體內(nèi)部的壓應(yīng)力一般不大，因此材料的強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。3、作用在重力壩上的荷載有哪些？其計(jì)算方法如何？為什么要進(jìn)行荷載組合？設(shè)計(jì)重力壩時(shí)需考慮哪幾種荷載組合？作用于重力壩上的荷載有壩體自重、上下游壩面上的水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力或冰壓力、泥沙壓力以及地震荷載等。在進(jìn)行重力壩的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該把各種荷載根據(jù)它們同時(shí)出現(xiàn)的機(jī)率，合理地組合成不同的設(shè)計(jì)情況，根據(jù)組合出現(xiàn)的概率大小，用不同的安全系數(shù)進(jìn)行核算，以妥善解決安全和經(jīng)濟(jì)的矛盾。基本組合、長(zhǎng)期組合、短期組合、偶然組合。4、重力壩失穩(wěn)破壞形式是什么？穩(wěn)定驗(yàn)算有哪些公式？它們主要區(qū)別在哪里？提高重力壩穩(wěn)定性的工程措施有哪些？?jī)煞N

7、破壞類型：一種是壩體沿抗剪能力不足的薄弱層面產(chǎn)生滑動(dòng)，包括沿壩與基巖接觸面的滑動(dòng)以及沿壩基巖體內(nèi)連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的深層滑動(dòng)；另一種是在荷載作用下，上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓發(fā)生壓碎區(qū)而引起傾倒滑移破壞。穩(wěn)定驗(yàn)算公式： 單一安全系數(shù)法、極限狀態(tài)分析法 （1）抗剪強(qiáng)度公式 Ks=f(W-U)/ P （2）抗剪斷公式 Ks=f(W-U)+cA/ P公式主要區(qū)別：當(dāng)整個(gè)可能滑動(dòng)面基本上都由軟弱結(jié)構(gòu)面構(gòu)成時(shí)，宜用抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算，Ks值用1.051.3；可能滑動(dòng)面僅一部分通過軟弱結(jié)構(gòu)面，其余部分切穿巖體或混凝土，有條件提供一定抗滑力的抗力體時(shí)，應(yīng)采用抗剪斷公式核算， Ks&g

8、t;2.33.0。工程措施有：將壩的迎水面做成傾斜或折坡行，利用壩面上的水重來增加壩體的抗滑穩(wěn)定；將壩基面開挖成傾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高穩(wěn)定性；利用地形地質(zhì)特點(diǎn)，在壩踵或壩趾設(shè)置深入基巖的齒墻，用以增加抗力提高穩(wěn)定性；采用有效的防滲排水或抽水措施，降低揚(yáng)壓力；利用預(yù)加應(yīng)力提高抗滑穩(wěn)定性5、重力壩應(yīng)力分析的目的是什么？目前應(yīng)力分析的方法有哪幾種？材料力學(xué)的基本假定是什么？如何應(yīng)用材料力學(xué)法計(jì)算壩體的邊緣應(yīng)力和內(nèi)部應(yīng)力？目的：檢查壩體和壩基在計(jì)算情況下能否滿足強(qiáng)度的要求，并根據(jù)應(yīng)力分布情況進(jìn)行壩體混凝土標(biāo)號(hào)的分區(qū)；研究壩體某些部位的局部應(yīng)力集中和某些特殊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，以便采取加強(qiáng)措施。

9、理論計(jì)算和模型試驗(yàn)兩大類，理論計(jì)算又分為材料力學(xué)法和彈性理論法等?；炯俣ǎ簤误w水平截面上的垂直正應(yīng)力呈直線分布，即可按材料力學(xué)的偏心受壓公式計(jì)算。6、擬定重力壩剖面的主要原則是什么？何謂重力壩的基本剖面？如何從基本剖面修改成實(shí)用剖面？主要原則：“既滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，又使體積最小和施工簡(jiǎn)單運(yùn)行方便”。重力壩的基本剖面：在主要荷載作用下滿足壩基面穩(wěn)定和應(yīng)力控制條件的最小三角形剖面?？紤]其他荷載和運(yùn)用條件，修改壩頂寬度、壩頂高程和剖面形態(tài)，使其符合實(shí)際需要。7、重力壩為什么要分縫？縫有哪幾種類型？橫縫如何處理？止水如何布置？縱縫有哪幾種布置方式？為什么斜縱縫可以不進(jìn)行水泥灌漿？分縫原因：防止在運(yùn)

10、用期由于溫度變化發(fā)生伸縮變形和地基可能產(chǎn)生不均勻沉陷而引起裂縫，以及為了適應(yīng)施工期混凝土的澆筑能力和溫度控制等。分類：垂直于壩軸線的橫縫和平行于壩軸線的縱縫。橫縫處理：高壩的橫縫止水常采用兩道金屬止水片和一道防滲瀝青井，中低壩的止水可適當(dāng)簡(jiǎn)化?？v縫布置方式：垂直縱縫、斜縫、錯(cuò)縫。斜縱縫可以不進(jìn)行水泥灌漿是因?yàn)榭p面的剪應(yīng)力很小，可只在縫面上鑿毛、加設(shè)鍵槽。8、重力壩各部位對(duì)混凝土性能有哪些要求？如何進(jìn)行壩體混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)？區(qū)：上游庫水位及下游庫水位以上壩體表層混凝土，主要受大氣的影響，要求該層要有較高的抗凍性，耐久性；區(qū)：上、下游水位變化區(qū)的壩體表層混凝土，既受水的作用也受大氣的影響，要求該層有

11、較高的抗凍和抗裂性；區(qū)：上、下游最低水為以下壩體表層混凝土，受水的作用，要求該層有較高的強(qiáng)度和抗凍、抗裂性；區(qū)：與地基接觸的底層混凝土，受上部壩體自重和滲透揚(yáng)壓力作用，要求該部位有較高的強(qiáng)度和抗裂性；區(qū)：壩體內(nèi)部混凝土，可以采用比壩基部位混凝土低一標(biāo)號(hào)的混凝土，但要嚴(yán)格控制發(fā)熱量，以避免溫度應(yīng)力造成壩體開裂；壩體內(nèi)部混凝土的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于 R90100，區(qū)：抗沖部位（如溢流面、泄水孔、閘墩、導(dǎo)墻等處）的混凝土，受高速水流的作用，要求該部位要有高強(qiáng)度，抗凍、抗沖刷、抗侵蝕性。9、重力壩的壩身和壩基排水的目的是什么？各如何布置？目的：減小滲水對(duì)壩體的有害影響，降低壩體中的滲透壓力布置方式：“在靠近上

12、游壩面處應(yīng)設(shè)置排水管，將壩體滲水由排水管排入廊道，再由廊道匯集于集水井，用水泵排向下游”，為了收集并排走由地基滲透進(jìn)來的水，進(jìn)一步降低壩底揚(yáng)壓力，主排水孔一般設(shè)在基礎(chǔ)灌漿廊道的下游側(cè)，如基巖裂隙發(fā)育，還可在基巖表面設(shè)置排水廊道或排水溝。10、壩內(nèi)廊道的作用有哪些？不同用途的廊道設(shè)置部位和尺寸如何確定？廊道系統(tǒng)的布置原則是什么？壩內(nèi)廊道設(shè)置應(yīng)兼顧基礎(chǔ)灌漿、排水、安全監(jiān)測(cè)、檢查維修、運(yùn)行操作和壩內(nèi)交通等多種用途?；A(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)灌漿機(jī)具尺寸和工作空間要求確定，寬度宜為253om，高度宜為3035m 。交通及監(jiān)測(cè)廊道最小寬度宜為12m，最小高度直為22m。廊道系統(tǒng)的布置原則：

13、高、中壩內(nèi)必須設(shè)置基礎(chǔ)灌漿廊道。基礎(chǔ)灌漿廊道的縱向坡度應(yīng)緩于450，坡度較陡的長(zhǎng)廊道，應(yīng)分段設(shè)置安全平臺(tái)及扶手。當(dāng)兩岸坡度陡于450 時(shí)，基礎(chǔ)灌漿廊道可分層布置，并用豎井連接?；A(chǔ)灌漿廊道底板混凝土厚度不宜小于3m。11、混凝土重力壩施工期產(chǎn)生裂縫的原因?yàn)楹危糠乐沽芽p的主要措施是什么？產(chǎn)生裂縫的原因：當(dāng)混凝土塊體不能自由伸縮而受到約束時(shí)，就要產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力時(shí)，則要產(chǎn)生溫度裂縫。措施：加強(qiáng)溫度控制、提高混凝土的抗裂強(qiáng)度、保證混凝土的施工質(zhì)量和采用合理的分縫、分塊等。12、重力壩對(duì)地基有哪些要求？為什么有這些要求？帷幕灌漿和固結(jié)灌漿的作用是什么？斷層破碎帶處理方式有哪

14、些？有足夠的強(qiáng)度，以承受壩體的壓力；具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷的要求；具有足夠的抗?jié)B性，以滿足壩基滲透穩(wěn)定和減少滲透的要求；具有足夠的耐久性以防止在水的長(zhǎng)期作用下基巖性質(zhì)發(fā)生惡化。固結(jié)灌漿目的：提高基巖整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，并提高基巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度；降低壩基的滲透性，減少滲透量。帷幕灌漿目的：降低壩基的滲透壓力，減少滲透流量；防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，即防止基巖裂隙中的充填物被帶走或溶濾。對(duì)于傾角較大或與基面接近垂直的軟弱破碎帶，常采用混凝土梁或混凝土拱加固；對(duì)于傾角較小的軟弱破碎帶，除適當(dāng)加深表層混凝土塞外，還要在較深的部位沿破碎帶開

15、挖若干個(gè)斜井和平洞，然后用混凝土回填密實(shí)。（三）拱壩1、拱壩和重力壩的工作條件有何不同？重力壩完全靠自重維持穩(wěn)定，拱壩利用筑壩材料強(qiáng)度承擔(dān)以軸向壓力為主的拱內(nèi)力，并由兩岸拱端巖體來支撐拱端推力。2、拱壩對(duì)地形、地質(zhì)條件有何要求？河谷形狀對(duì)拱壩剖面和荷載分配有何影響？地形指標(biāo)包括壩頂高程處的河谷寬度L和壩高H之比（稱L/H為寬高比）及河谷斷面形狀較理想的地質(zhì)條件是巖石均勻單一，有足夠的強(qiáng)度，透水性小，耐久性好，兩岸拱座基巖堅(jiān)固完整，邊坡穩(wěn)定，無大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層，能承受拱端傳來的巨大推力而不致產(chǎn)生過大的變形，尤其要避免兩岸邊坡存在向河床傾斜的節(jié)理裂隙或構(gòu)造。河谷的寬高比愈小，說明河谷愈窄深。

16、此時(shí)拱壩水平拱圈跨度相對(duì)較短，懸臂梁高度相對(duì)較大，即拱的剛度大，拱作用容易發(fā)揮，可將荷載大部分通過拱作用傳給兩岸，壩體可設(shè)計(jì)的薄些，反之設(shè)計(jì)得厚些；河谷的斷面形狀，V形河谷，拱圈跨度自上而下逐漸減小，拱剛度逐漸增強(qiáng)，拱可做得薄些；U形河谷，拱圈跨度自上而下幾乎不變，拱剛度不增加而水壓力增加，需增加梁的剛度，做得厚些；梯形河谷介于V形和U形之間；河谷在平面上的形狀應(yīng)呈喇叭口，以使兩岸拱座下游有足夠厚的巖體來維持壩體的穩(wěn)定。3、選取拱圈中心角要考慮哪些因素？這些因素之間的關(guān)系如何？中心角愈大，拱圈厚度愈小，說明中心角愈大，材料強(qiáng)度可得到充分利用，對(duì)應(yīng)力有利；反之，拱圈中心角減小，半徑愈大，拱作用減

17、弱，要求加大拱圈厚度。加大中心角使拱圈弧長(zhǎng)增加，在一定程度上會(huì)抵消一部分由減小拱厚所節(jié)省的工程量。從經(jīng)濟(jì)和應(yīng)力角度考慮，采用較大中心角有利但拱端軸力方向?qū)⑾蝽槑r坡等高線方向偏轉(zhuǎn)，對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。4、單曲拱壩、雙曲拱壩各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？各適用什么場(chǎng)合？單曲拱，又稱為定外半徑定中心角拱，對(duì)U型或矩形斷面的河谷，其寬度上下相差不大，各高程中心角比較接近，外半徑可保持不變，僅需下游半徑變化以適應(yīng)壩厚變化的要求。特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，直立的上游面便于布置進(jìn)水孔和泄水孔及其設(shè)備，但當(dāng)河谷上寬下窄時(shí)，下部拱的中心角必然會(huì)減小，從而降低拱的作用，要求加大壩體厚度,不經(jīng)濟(jì)。雙曲拱壩，變外半徑等中心角，變外半徑變圓心。特

18、點(diǎn)：拱壩應(yīng)力條件較好，梁呈彎曲形狀，兼有拱的作用，更經(jīng)濟(jì)，但有倒懸出現(xiàn)，設(shè)計(jì)及施工較復(fù)雜。適用：對(duì)于底部狹窄的“V”字形河谷可考慮采用單曲拱壩；對(duì)“V”、“U”型河谷都適用雙曲拱壩。5、雙曲拱壩的倒懸是怎樣形成的？如何處理拱壩過大的倒懸度？因上下層拱圈半徑或中心角的變化，容易形成上層壩面突出下層壩面，即產(chǎn)生倒懸，以兩岸最為明顯。使靠近河岸壩段上游面維持直立，而河床中部壩段俯向下游；使河床中部壩段直立，而河岸壩段向上游倒懸，此時(shí)在上游側(cè)加設(shè)臨時(shí)的混凝土支撐或通過開挖做成基礎(chǔ)支持；協(xié)調(diào)前兩種方案，使河床壩段稍俯向下游，河岸壩段稍向上游倒懸。（四）土石壩 1、設(shè)計(jì)和建造土石壩的基本要求有哪些？壩體和

19、壩基在施工期及各種運(yùn)行條件下都應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的；不允許壩頂過流；根據(jù)上堵下排的原則，確定合理的防滲體形式，加強(qiáng)壩體與壩基、岸坡與其他建筑物連接處的防滲效果，布置有效的排水及反濾設(shè)施，避免大壩發(fā)生滲透破壞；對(duì)壩頂和邊坡采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施；進(jìn)行大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，布置觀測(cè)設(shè)備，監(jiān)控大壩安全運(yùn)行。2、土石壩有哪些基本類型？各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用的場(chǎng)合如何？按施工方法可分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破壩、水力沖填壩和水中倒土壩。碾壓式混凝土壩按壩體橫截面的防滲材料及其結(jié)構(gòu)可分為均質(zhì)壩、分區(qū)壩、人工防滲材料壩。均質(zhì)壩：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，當(dāng)壩址附近有合適的土料且壩高不大時(shí)可優(yōu)先采用，防滲性好；抗剪強(qiáng)度

20、低，且施工碾壓困難，在多雨地區(qū)受含水量影響更難壓實(shí)，因而高壩中一般不采用。分區(qū)壩：心墻與壩體同步上升，施工難度大，心墻料與壩殼料固結(jié)速度不同，心墻內(nèi)易產(chǎn)生拱效應(yīng)而形成裂縫；斜墻相互干擾少，但抗震性能和適應(yīng)不均勻沉陷的能力均不如心墻；斜心墻壩可不同程度克服心墻壩和斜墻壩的缺點(diǎn)。人工防滲材料壩：壩坡設(shè)計(jì)較陡，土石工程量減少，工程造價(jià)低，施工方便工期短，受氣候因素影響小。拋填式堆石壩：堆石體孔隙率大，承受水壓力后變形量大，石塊尖角容易被壓裂或減裂，抗剪強(qiáng)度較低，目前已很少采用。水力充填壩：不需運(yùn)輸機(jī)械和碾壓機(jī)械，功效高，成本低，缺點(diǎn)是土料的干容重較小，抗剪強(qiáng)度較低，需要平緩的壩坡，壩體土方量較大。水

21、中倒土壩：不需要專門的重型碾壓設(shè)備，但由于壩體填土干容重低，孔隙水壓力大，抗剪強(qiáng)度小，故壩坡平緩，工程量大。定向爆破壩：適用于河谷陡峻、山體厚實(shí)、巖性簡(jiǎn)單交通運(yùn)輸條件極為不便的地區(qū)。3、影響土石壩壩坡的因素有哪些？如何影響？土石壩剖面如何擬定？上游壩坡長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，加之水庫水位有可能快速下降。使其處于不穩(wěn)定地位。 土質(zhì)防滲體斜墻壩上游壩坡的穩(wěn)定受斜墻土料特性控制。粘性土料的穩(wěn)定壩坡為一曲面，由粉土，砂，輕壤土修建的均質(zhì)壩，透水性大，為保持滲流穩(wěn)定性，放緩坡度 當(dāng)壩基或壩體土料沿壩軸線分布不一致時(shí)，讓壩坡?lián)Q面變化。根據(jù)壩高，壩的等級(jí)，壩型，筑壩材料特性，壩基情況以及施工，運(yùn)行條件等參照工程的

22、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)初步擬定。然后通過滲流和穩(wěn)定的分析檢驗(yàn)，最終擬定合理剖面形狀。4、如何根據(jù)土石壩的工作特點(diǎn)和土石料的性質(zhì)來進(jìn)行壩各部位的土料設(shè)計(jì)？壩殼對(duì)土石料要求：（1）填筑壩殼的土石料，應(yīng)具有較好的透水性，以減少壩體內(nèi)孔隙壓力和滲 透力 具有較高的抗剪強(qiáng)度，以減少壩體工程量。 具有一定的抗?jié)B穩(wěn)定性，不易發(fā)生管涌，土石料級(jí)配要求好，不均勻系數(shù)宜大些。 應(yīng)具有較好的抗震穩(wěn)定性，不易遇震發(fā)生液化。壩殼材料采用石渣料。防滲體對(duì)土石料的要求： 應(yīng)具有一定的不透水性，要求滲透系數(shù) K< 105 cm/s。 應(yīng)具有一定的可塑性，以適應(yīng)壩身和壩基的變形而不致產(chǎn)生裂縫。 5、滲流分析中，浸潤(rùn)線的基本方程是如何推

23、導(dǎo)出來的？如何根據(jù)這個(gè)方程對(duì)各種壩型.各種壩基進(jìn)行滲流分析？315,3166、滲透變形有那幾種？如何防止?jié)B透變形？管涌、流土、接觸沖刷、接觸流失。采取水平或垂直防滲措施，以便近可能延長(zhǎng)滲徑，達(dá)到降低滲透坡降的目的；采取排水減壓措施，以降低壩體浸潤(rùn)線和下游滲流出口處的滲透壓力。對(duì)可能發(fā)生管涌的部位，需設(shè)置反濾層，攔截可能被帶走的細(xì)顆粒，對(duì)下游可能產(chǎn)生流土的部位，可以設(shè)置蓋重以增加土體抵抗?jié)B透變形的能力。7、反濾層的主要作用是什么？在壩的哪些部位要設(shè)置反濾層？如何設(shè)計(jì)和布置反濾層？提高土體抵抗?jié)B透破壞能力，起到濾土、排水的作用。在土質(zhì)防滲體（如心墻等）與壩殼或壩基透水層之間，以及下游滲流逸出處設(shè)置

24、反濾層。反濾層一般有23層不同粒徑的砂石料。石料采用耐久的、抗風(fēng)化的材料，層的設(shè)置大致與滲流方向正交，且順滲流方向粒徑應(yīng)由小到大。通常水平反濾層的最小層厚可采用30cm，垂直或傾斜反濾層的最小層厚可采用50cm。8、土石壩失穩(wěn)的形式有哪些？壩坡坍滑有哪幾種類型？為什么土石壩只進(jìn)行局部穩(wěn)定驗(yàn)算，而不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算？滑動(dòng)、液化、塑性流動(dòng)。圓弧滑動(dòng)面、折線形滑動(dòng)面、復(fù)合滑動(dòng)面。土石壩壩坡較緩，在外荷載及自重作用下，不會(huì)產(chǎn)生整體水平滑動(dòng)。如果剖面尺寸不當(dāng)或壩體、壩基材料的抗剪強(qiáng)度不足，在一些不利荷載組合下有可能發(fā)生壩體或壩體連同部分壩基一起局部滑動(dòng)的現(xiàn)象，造成失穩(wěn)。9、滲流和孔隙壓力對(duì)土石壩的穩(wěn)定有

25、何影響？計(jì)算中如何考慮？ 滲流，由于物理或化學(xué)作用，導(dǎo)致土體顆粒流失，土壤發(fā)生局部破壞；其方向?yàn)楦鼽c(diǎn)是滲流方向，單位土體所受到的滲透力大小為J，為水的重度，J為該處的滲透坡降。空隙壓力的存在使土的抗剪強(qiáng)度降低，也使壩坡穩(wěn)定性降低；兩種方法，一種是總應(yīng)力法，即采用不排水剪的總強(qiáng)度指標(biāo)u、cu來確定土體的抗剪強(qiáng)度，u=cu+tanu；另一種是有效應(yīng)力法，即先計(jì)算孔隙壓力，再把它當(dāng)作一組作用在滑弧上的外力來考慮，此時(shí)采用與有效應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的排水剪或固結(jié)快剪試驗(yàn)的有效強(qiáng)度指標(biāo)、c。10、設(shè)置排水的目的是什么？壩體排水有哪些形式？各自優(yōu)缺點(diǎn)及適用的場(chǎng)合如何？降低壩體浸潤(rùn)線及孔隙壓力，改變滲流方向，增加壩體

26、穩(wěn)定；防止?jié)B流逸出處的滲透變形，保護(hù)壩坡和壩基；防止下游波浪對(duì)壩坡的沖刷及凍脹破壞，起到保護(hù)下游壩坡的作用。棱體排水，排水效果好，除了能降低壩體浸潤(rùn)線防止?jié)B透變形外，還可支撐壩體、增加壩體的穩(wěn)定性和保護(hù)下游壩腳免遭淘刷，多用于下游有水和石料豐富的情況；貼坡排水，不能降低浸潤(rùn)線，但能提高壩坡的抗?jié)B穩(wěn)定性和抗沖刷能力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修；褥墊排水，能有效降低壩體浸潤(rùn)線，但對(duì)增加下游壩坡的穩(wěn)定性不明顯，常用于下游水位較低或無水的情況；綜合式排水，兼有各種排水形式的優(yōu)點(diǎn)。11、為什么上下游壩面要設(shè)置護(hù)坡？護(hù)坡的型式有哪些？各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合如何？設(shè)置護(hù)坡的目的是為了保護(hù)上游壩坡免受波浪淘刷、順坡水

27、流沖刷、冰層和漂浮物等的危害作用及下游壩坡免遭雨水沖刷、凍脹干裂等主要因素的破壞作用?；炷磷o(hù)坡：在邊坡坡腳可能遭受強(qiáng)烈洪水沖刷的陡坡段；草皮護(hù)坡：在風(fēng)沙坡地，應(yīng)先設(shè)沙障，固定流沙，再播種草籽；干砌石護(hù)坡：坡面較緩(1.0：2.51.0：3.0)、受水流沖刷較輕的坡面，采用單層干砌塊石護(hù)坡或雙層干砌塊石護(hù)坡；漿砌石護(hù)坡：坡度在1：11：2之間，或坡面位于溝岸、河岸，下部可能遭受水流沖刷，且洪水沖擊力強(qiáng)的防護(hù)地段，宜采用漿砌石護(hù)坡。12、砂礫石地基處理有哪些工程措施？各種措施的設(shè)計(jì)要求是什么？砂卵石地基的處理主要是解決防滲問題，通過采取“上堵”、“下排”相結(jié)合的措施，達(dá)到控制地基滲流的目的。13

28、、土石壩產(chǎn)生裂縫的原因是什么？裂縫的形式有哪些？如何防止？變形裂縫，主要由不均勻沉降引起。干縮或凍融裂縫，干縮縫是由于土體表面失去水分而產(chǎn)生的，凍融裂縫是在土體凍結(jié)后，氣溫再驟降，表層土發(fā)生收縮，受到內(nèi)部未降溫土體的約束，在表層發(fā)生裂縫。水力劈裂縫是在孔隙水壓力作用下，土體局部有效應(yīng)力減小至零時(shí)，拉伸破壞所形成的裂縫。滑坡裂縫，滑坡引起的。防止措施：設(shè)計(jì)方面：選擇合適的地形和有利的地質(zhì)條件并進(jìn)行必要的處理；合理設(shè)計(jì)土石壩的剖面和細(xì)部；選擇適宜的土料和采用合理的參數(shù)。施工方面：嚴(yán)格控制土料的顆粒組成、含水量和密實(shí)度，精心碎土和壓實(shí)；心墻待下部壩體的沉降大部完成時(shí)再填筑上部，控制土石壩的填筑速率以

29、適應(yīng)地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)速率；壩體各部分填筑順序考慮沉陷影響；保護(hù)壩面，保證防滲體的整體性；壩內(nèi)剛性建筑周圍的填土嚴(yán)加壓實(shí)涵管下游尾部應(yīng)做好排滲體和反濾層，防止?jié)B透變形；土石壩合龍段要加強(qiáng)碾壓和防滲排水措施。（五）溢洪道1、水利樞紐在什么情況下須設(shè)置河岸溢洪道？在壩型、地形及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)原因有限制要求的情況。2、河岸溢洪道有哪些型式？各自的特點(diǎn)和適用條件如何？在布置和運(yùn)用上分為正常溢洪道和非常溢洪道。正常溢洪道一般以堰流方式泄水，有較大的超泄能力。按流態(tài)可分為正槽泄洪道、側(cè)槽泄洪道、井式泄洪道、虹吸泄洪道。廣泛用于攔河壩為土石壩的大中小型水利樞紐。壩型采用薄拱壩或輕型支墩壩的水利樞紐，當(dāng)泄洪水頭較高

30、或流量較大時(shí)，也要布置河岸溢洪道。壩身適宜布置溢流段的長(zhǎng)度尚難滿足泄洪要求；為布置水電站廠房于壩后，不適于同時(shí)布置壩身溢流；壩外布置溢洪道技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件更為有利，如河岸在地形上有高程恰當(dāng)?shù)倪m于修建溢洪道的天然埡口，地基上又為抗沖性能好的巖基。非常溢洪道用于宣泄超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，分為自潰式和爆破引潰式。3、溢洪道的控制堰有哪些可供選擇的型式和布置方式？你對(duì)其不同的泄流特征有何認(rèn)識(shí)？堰頂是否設(shè)閘門的利弊如何？ 河岸溢洪道的布置及形式選擇：受地形條件、地質(zhì)條件、水力條件、樞紐布置要求等因素。 正槽溢洪道：當(dāng)溢洪道的泄槽軸線與溢流堰軸線垂直，即過堰水流與泄槽軸線方向一致。側(cè)槽溢洪道：溢洪道的泄槽軸線與

31、溢流堰軸線接近平行，即過堰水流與泄槽軸線方向接近正交。由溢洪堰、側(cè)槽、泄槽、消能設(shè)施和出水渠等部分組成。4、高水頭河岸溢洪道的泄槽上可能有哪些水流問題要解決？他們與泄槽的體形布置有何關(guān)系？摻氣不充分，產(chǎn)生負(fù)壓、空蝕。主要是因?yàn)橄滦共鄱螢槎钙露?，容易出現(xiàn)不同程度的水翹。5、什么叫非常溢洪道？其設(shè)置方式有哪些？各有何特點(diǎn)？如何選用？非常溢洪道是當(dāng)遭遇非常洪水，為確保大壩安全方才啟用的泄水建筑物。非常溢洪道一般分為漫流式、自潰式和爆破引潰式。（六） 水工隧洞 1、水工地下洞室有哪些功用？其工作條件有何特點(diǎn)？特點(diǎn)：圍巖應(yīng)力重新分布；有壓隧洞若襯砌漏水，將形成附加的滲透壓力，構(gòu)成巖體失穩(wěn)的因素，無壓隧洞

32、的自摻氣現(xiàn)象要求設(shè)置有足夠供氣能力的通氣設(shè)備，否則封閉斷面下的洞身見難以維持穩(wěn)定無壓流態(tài)；按方量計(jì)的工程量不一定很大，但工期往往很長(zhǎng)功能：泄水、引水、輸水、放空、排沙、導(dǎo)流等2、按流態(tài)分深式泄水隧洞有哪兩種基本類型？工作閘門應(yīng)如何布置？如何保證洞內(nèi)流態(tài)的穩(wěn)定和防止明滿流交替現(xiàn)象發(fā)生？無壓和有壓。設(shè)通氣孔和平壓管。3、水工地下洞室的進(jìn)口形式有哪些？他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合？深孔進(jìn)口有豎井式、塔式、岸塔式、斜坡式、組合式等。豎井式進(jìn)口適用于河岸巖石堅(jiān)固、豎井開挖不致坍塌的情況。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受水庫風(fēng)浪和結(jié)冰的影響，抗震及穩(wěn)定性好，當(dāng)?shù)匦蔚刭|(zhì)條件適宜時(shí)造價(jià)也不高，缺點(diǎn)是豎井前的一段隧洞檢修不便

33、塔式進(jìn)口，進(jìn)口處岸坡覆蓋層較厚或巖石破碎。封閉式塔可在任何水庫水位下檢修閘門，還可在不同高程設(shè)進(jìn)水口以適應(yīng)庫水位變化，運(yùn)行可靠但造價(jià)較貴。框架式塔結(jié)構(gòu)較輕，造價(jià)較省，但只有在低水位時(shí)才能檢修。塔身受風(fēng)浪、結(jié)冰、地震的影響較大，穩(wěn)定性相對(duì)較差岸塔式進(jìn)口，進(jìn)口處巖石堅(jiān)固，可開挖成近于直立的陡坡時(shí)適用此種形式。其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性較塔式好，造價(jià)也較經(jīng)濟(jì)。斜坡式進(jìn)口，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，穩(wěn)定性好，造價(jià)也低；缺點(diǎn)是斜坡過緩則閘門面積要加大，關(guān)門不易靠自重下降，可能要另加關(guān)門力。一般用于中小型工程或進(jìn)口只設(shè)檢修閘門。4、泄水隧洞進(jìn)口段設(shè)置的通氣孔、平壓管有何功用？通氣孔：用于檢修期間關(guān)閉閘門開啟工作閘門放

34、水時(shí)向水內(nèi)補(bǔ)氣，檢修完畢排氣。平壓管：減小啟門力，將庫水引至檢修閘門下游側(cè)泄水孔內(nèi)，以平衡前部分水壓力。5、水工隧洞橫段面形態(tài)有哪些？各適用場(chǎng)合？有壓隧洞一般都用圓形斷面，當(dāng)巖石堅(jiān)硬且內(nèi)水壓力不大時(shí)也可用非圓性斷面。無壓隧洞多采用圓拱直墻形斷面，適于承受垂直山巖壓力。巖石條件差時(shí)可做成馬蹄形斷面。巖石條件差并由較大外水壓時(shí)也可采用圓形斷面。采用挖掘機(jī)開挖施工時(shí)則必須采用圓形斷面6、水工地下洞室襯砌的功用是什么？有哪些襯砌形式？襯砌是否要分縫？如何分縫？功用：保證圍巖穩(wěn)定，承受山巖壓力、內(nèi)水壓力及其他荷載；防止隧洞漏水；保護(hù)圍巖免受破壞；改善水流條件。形式：抹平襯砌、單層襯砌、組合式襯砌、預(yù)應(yīng)力

35、襯砌?；炷良颁摻罨炷琳w式襯砌施工中要分段分塊澆筑，必須設(shè)置橫向和縱向工作縫。在隧洞沿線襯砌結(jié)構(gòu)變化處及地質(zhì)條件變化處，特別是通過斷層破碎帶時(shí)，為防止水平位移和不均勻沉陷造成的襯砌破裂，常需設(shè)置永久的橫向伸縮縫。7、水工地下洞室襯砌的荷載與受力情況如何？荷載怎樣組合？ 水工隧洞的荷載組合 基本荷載與特殊荷載 ）正常運(yùn)用情況 圍巖壓力+襯砌自重+設(shè)計(jì)洪水時(shí)的內(nèi)、外水壓力 ）施工、檢修情況 圍巖壓力+襯砌自重+可能最大的外水壓力 ）非常運(yùn)用情況 圍巖壓力+襯砌自重+校核洪水時(shí)的內(nèi)、外水壓力。襯砌上的荷載計(jì)算 、圍巖壓力：垂直圍巖壓力；側(cè)向圍巖壓力；底部上擠力 。 （七） 水閘1、試述水閘的類型

36、、組成部分及其作用按其承擔(dān)的主要任務(wù)分，進(jìn)水閘、攔河閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘、分洪閘、沖沙閘，還有排冰閘、排污閘。按閘室結(jié)構(gòu)分，開敞式、胸墻式和封閉式。水閘由上游連接段、閘室和下游連接段組成。2、試述水閘的工作特點(diǎn)及防止發(fā)生波狀水躍和折沖水流的措施？當(dāng)水閘擋水時(shí)，上下游水位差造成較大的水平水壓力，是水閘有可能產(chǎn)生向下游一側(cè)的滑動(dòng)；同時(shí)，在上下游水位差的作用下，閘基及兩岸均產(chǎn)生滲流，滲流將對(duì)水閘底部施加向上的滲透壓力，減小水閘的有效重量，從而降低了水閘的抗滑穩(wěn)定性。當(dāng)水閘開閘泄水時(shí)過閘水流流速大，可能會(huì)嚴(yán)重沖刷下游河床及兩岸，甚至沖刷地基導(dǎo)致失事。軟地基上建閘肯產(chǎn)生較大沉陷，影響水閘正常使用“

37、水閘必須有足夠的重量以維持自身的穩(wěn)定，降低滲流帶來的影響。采取有效的消能放沖措施。降低地基沉陷產(chǎn)生的影響。選擇合適的壩址”。3、閘孔形式有哪些？各有什么特點(diǎn)？為什么平底堰流孔口被廣泛采用？4、如何決定閘底板高程？5、為什么閘下水流一般采用底流水躍的連接方式？消能防沖設(shè)計(jì)的控制條件如何確定？一方面要盡可能消除水流的動(dòng)能，消除波狀水躍，并促使水流橫向擴(kuò)散，防止產(chǎn)生折沖水流；另一方面要保護(hù)河床和河岸，防止剩余動(dòng)能引起的沖刷。弗勞德數(shù)Fr較小，易產(chǎn)生波狀水躍；進(jìn)口流態(tài)不對(duì)稱時(shí)會(huì)產(chǎn)生折沖水流。6、粘土和砂沙土地基上水閘防滲布置所要解決的主要矛盾和防滲布置方式有何不同？不同的防滲布置對(duì)水閘的抗滑穩(wěn)定及地基

38、滲透穩(wěn)定有何影響？黏性土地基，防滲措施一般常用鋪蓋，排水設(shè)施一般布置在閘室下游護(hù)坦的下面，也可布置在閘室底板下面。因?yàn)橥寥李w粒之間具有凝聚力，不易產(chǎn)生管涌，但土壤與閘底板之間的摩擦系數(shù)小，不利于閘室穩(wěn)定。砂性土地基，采用鋪蓋和板樁相結(jié)合，排水設(shè)備布置在閘底板之后的護(hù)坦下。因?yàn)橥寥琅c底板之間的摩擦系數(shù)較大，對(duì)閘室抗滑穩(wěn)定有利，土壤顆粒之間無黏聚力，容易產(chǎn)生管涌7、試述改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算閘基滲流的基本原理？把閘基滲流區(qū)域按可能的等水頭線劃分為幾個(gè)典型流段，根據(jù)滲透連續(xù)性原理，流經(jīng)各流段的滲流量相等，各段水頭損失與其阻力系數(shù)成正比，各段水頭損失之和等于上下游水頭差8、閘室穩(wěn)定計(jì)算包括哪些內(nèi)容？如何進(jìn)

39、行閘室穩(wěn)定計(jì)算？提高閘室抗滑穩(wěn)定性的措施有哪些？平均基地壓力小于地基允許壓力?？刹扇≡黾由喜拷Y(jié)構(gòu)重量、加長(zhǎng)或者加厚底板、增設(shè)阻滑板、增設(shè)抗滑樁或預(yù)應(yīng)力錨固等措施來提高閘室抗滑能力； 對(duì)于擋土墻抗滑不穩(wěn)定的，可采取墻后增設(shè)排水設(shè)施、墻后換填摩擦角較大、重度較小的回填料，或者降低墻后填土高程等措施，減小墻后土壓力；或者在底板下增設(shè)阻滑樁、墻后增設(shè)錨桿等措施增強(qiáng)擋土墻抗滑能力。 9、計(jì)算閘墩應(yīng)力應(yīng)考慮哪些情況？如何計(jì)算？特殊情況和一般情況。10、整體式平底板的強(qiáng)度計(jì)算有哪些方法 ？試述計(jì)算假定及計(jì)算要點(diǎn)？極限形式，假定形式，組合形式。（八）渠系建筑物1.渠系建筑物的種類有哪些？渠

40、首，調(diào)節(jié)及配水建筑物，交叉建筑物，落差建筑物，泄水建筑物，沖沙及沉沙建筑物，量水建筑物。2.渡槽的水面銜接如何計(jì)算？在渡槽的進(jìn)出口需要設(shè)置漸變段，漸變段長(zhǎng)度分別采用進(jìn)出口渠首水深的4倍和6倍。3.渡槽是如何分類的？梁式渡槽和拱式渡槽。4.影響拱式渡槽的縱向和橫向穩(wěn)定的因素分別有哪些？跨度距離，建筑材料，截面形式。5拱式渡槽的拱軸線是如何確定的？由槽底、槽身、護(hù)坡向上依次確定。6論述倒虹的組成。進(jìn)口段、管身、出口段。7論述跌水的組成。進(jìn)口連接段、跌水口、跌水墻、消力池、出口連接段。二、測(cè)驗(yàn)作業(yè)一（一）填空題1、水工建筑物根據(jù)其作用可分為：擋水建筑物、 泄水建筑物 、取水建筑物、輸水建筑物、整治建

41、筑物和 專門建筑物 6類。2、水工建筑物上的作用有：重力、水作用、 揚(yáng)壓力 、風(fēng)及波浪作用、冰及冰凍作用、溫度、土及泥沙作用、地震作用等。3、水工建筑物設(shè)計(jì)的兩類極限設(shè)計(jì)狀態(tài)為： 正常使用極限狀態(tài)和(承載能力極限狀態(tài)。4、重力壩是其基本剖面是 直角三角形，整個(gè)壩體是由若干壩段組成。5、重力壩沿水平壩底面的抗滑穩(wěn)定計(jì)算公式有抗剪強(qiáng)度公式（純摩）和 抗剪斷強(qiáng)度公式（剪摩公式） 。6、一般情況下，壩體的最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面 。7、為提高巖基上重力壩的壩基整體強(qiáng)度采用 固結(jié) 灌漿，而為了壩基防滲采取 帷幕 灌漿。8、根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)當(dāng)河谷的寬高比在1.53.0范圍時(shí)，適宜修建 拱壩。9、水荷載和溫升

42、荷載組合對(duì)壩體受力 有 利，而對(duì)壩肩穩(wěn)定不 利。10、土石壩的 邊坡 和 壩基 穩(wěn)定是大壩安全的基本保證。11、碾壓式土石壩下游壩坡沿高程每隔 10-30 m設(shè)置一條馬道，其寬度不小于1.52.0m ,用于攔截雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)也兼作交通、檢修、觀測(cè)之用。12、當(dāng)壩前水深大于半波長(zhǎng)，即>時(shí)，波浪運(yùn)動(dòng)不受庫底的約束，這樣條件下的波浪稱為深水波。13、土壩排水體的基本型式有 貼坡排水、棱體排水、褥墊排水、管式排水、綜合式排水。14、滲流會(huì)對(duì)土石壩帶來_管涌_、_流土_和影響_接觸_沖刷、接觸流土_三類問題。15、用拱梁法進(jìn)行拱壩應(yīng)力分析時(shí)，對(duì)水平荷載的拱梁分載是基于梁和拱的_交點(diǎn)變位一

43、致_條件。（二）簡(jiǎn)答題1、請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述拱壩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與受力特點(diǎn)？答：受力特點(diǎn)：壩體結(jié)構(gòu)是由水平的拱圈和豎向的懸臂梁共同組成。拱壩所承受的水平荷載一部分通過水平拱的作用傳給兩岸的基巖，另一部分通過豎向的懸臂梁的作用傳到壩底基巖。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強(qiáng)，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部分發(fā)生局部開裂時(shí)，壩體的拱和梁作用將會(huì)自行調(diào)整，使壩體應(yīng)力重新分配。2、土壩為什么要進(jìn)行滲流計(jì)算？答：土壩（土石壩）的滲流計(jì)算是為了確定經(jīng)濟(jì)可靠地壩型、合理的結(jié)構(gòu)尺寸以及適宜的防滲排水設(shè)施，尤其是后一條，是水工設(shè)計(jì)的依據(jù)3、重力壩壩體材料分哪幾個(gè)區(qū)？對(duì)材料有什么要求？答：混凝土重力壩壩體各部位的

44、工作條件及受力條件不同，對(duì)混凝土材料性能指標(biāo)的要求也不同。為了滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費(fèi)用，把安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一起來，通常將壩體混凝土按不同工作條件進(jìn)行分區(qū)，選用不同的強(qiáng)度等級(jí)和性能指標(biāo)。一般分為，下面6個(gè)區(qū)：區(qū)一上、下游水位以上壩體表層混凝土，其特點(diǎn)是受大氣影響；區(qū)一上、下游水位變化區(qū)壩體表層混凝土，即受水的作用也受大氣影響；區(qū)一上、下游最低水位以下壩體表層混凝土；區(qū)一壩體基礎(chǔ)混凝土；區(qū)一壩體內(nèi)部混凝土；區(qū)一抗沖刷部位的混凝土如溢流面、泄水孔、導(dǎo)墻和閘墩等)4、土壩的壩坡穩(wěn)定分析要分析哪些工況？答：施工期、穩(wěn)定滲流期、水庫水位降落期、地震作用時(shí)5、選定壩址要考慮那些情況？答：

45、簡(jiǎn)單說來：1、首先要了解地形、地質(zhì)條件。地形：河谷狹窄的適合建拱壩，河床寬的適合建重力壩和土石壩。地質(zhì)：覆蓋層淺，適合混凝土壩；覆蓋層深，適合土石壩。地質(zhì)條件基本要求：沒有大的地質(zhì)構(gòu)造，整體穩(wěn)定；對(duì)于拱壩，要求壩肩壩基巖石條件較好。2、綜合考慮。交通條件：有沒有適合的地形、足夠的條件可以運(yùn)輸建壩物資。流域總體規(guī)劃：一般不到下游水庫的尾水回水范圍內(nèi)；本水庫的尾水與上游電站的關(guān)系同樣考慮。樞紐布置：是否適合電站廠房、泄洪建筑、航道等建筑物的布置。建筑材料：壩址附近需要有充足的混凝土骨料、壩體填筑料?？傮w造價(jià)：多個(gè)壩趾方案進(jìn)行造價(jià)比較，選擇較經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行的壩趾。6、請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述拱壩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與受力特

46、點(diǎn)？答：受力特點(diǎn)：壩體結(jié)構(gòu)是由水平的拱圈和豎向的懸臂梁共同組成。拱壩所承受的水平荷載一部分通過水平拱的作用傳給兩岸的基巖，另一部分通過豎向的懸臂梁的作用傳到壩底基巖。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強(qiáng)，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部分發(fā)生局部開裂時(shí)，壩體的拱和梁作用將會(huì)自行調(diào)整，使壩體應(yīng)力重新分配。7、拱壩壩址對(duì)地形地質(zhì)的要求有哪些？答：理想的地形應(yīng)是左右兩岸對(duì)稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承以保證壩體的穩(wěn)定。對(duì)地質(zhì)的要求：巖體比較均勻、堅(jiān)固完整、有足夠的強(qiáng)度、透水性小、能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化、岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂等。8、拱壩溫度荷載的

47、定義是什么？簡(jiǎn)述溫度荷載對(duì)拱壩壩體的作用？答：拱壩的溫度荷載是指壩體封拱形成整體后的溫度變化。當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時(shí)，壩軸線收縮，使壩體向下游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力的方向與水壓力作用所產(chǎn)生的相同，但軸力方向相反。當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時(shí)，壩軸線伸長(zhǎng)，使壩體向上游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力的方與水壓力產(chǎn)生的相反，但軸力方向相同。9、簡(jiǎn)述拱壩建基面設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)問題是什么。答：1）巖體質(zhì)量分級(jí)與合理選取力學(xué)參數(shù)；2）弱風(fēng)化巖體的可利用問題；3）建基巖體的穩(wěn)定性問題；4）建基面巖體的強(qiáng)度問題；5）高地應(yīng)力區(qū)建基巖體的選擇。10、簡(jiǎn)述土壩地基處理的內(nèi)容。答：1）、徹底清除壩基砂卵石層，開挖

48、至基巖2）、土石壩填筑好后，做混凝土防滲墻3）、帷幕灌漿、接觸灌漿（三）計(jì)算題 1、某重力壩壩體尺寸和比較分析的壩基防滲帷幕、排水孔幕等布置如圖1所示。請(qǐng)分別計(jì)算揚(yáng)壓力大小，并分析應(yīng)采用的壩基防滲、排水布置和原因。圖1 （單位：m）1帷幕中心線；2排水孔中心線；3水平止水2、已知實(shí)體重力壩壩體混凝土容重為235kNm3，水容重為98kNm3，壩與地基間的摩擦系數(shù)f0.7，要求的大壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為105，試問：(1)當(dāng)壩底揚(yáng)壓力折減系數(shù)分別為1.0和0.3時(shí)，壩的基本三角形剖面尺寸各是多少?(2)計(jì)算上述情況的工程量相差多少?(3)應(yīng)如何按照實(shí)用要求修改基本剖面?3、重力壩削面尺寸如圖3所示

49、。已知：巖石的飽和容重為27.0kNm3，壩與基巖間的1.0、0.7MPa，建基面下10.0m有水平軟弱夾層，其摩擦系數(shù)f0.2，在壩趾區(qū)有傾向上游、傾角150的密布節(jié)理裂隙；荷載只考慮自重(壩體自重83萬kN)靜水壓力和揚(yáng)壓力；揚(yáng)壓力在排水孔幕處折減系數(shù)為025；地基巖體不能承受拉應(yīng)力，允許抗壓強(qiáng)度為30MPa 壩為2級(jí)建筑物，按規(guī)范規(guī)定選取抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 試問： (1)沿建基面和軟弱夾層面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為多少?(2)如果Kc<Kc，請(qǐng)?zhí)岢隹赡艿奶幚泶胧⒎治瞿姆N措施更為經(jīng)濟(jì)合理。 4、試說明圖4所示重力壩壩面A、B兩點(diǎn)的兩個(gè)主應(yīng)力方向和其中個(gè)主應(yīng)力大小。圖3 （單位：m）

50、圖4（高程單位：m） 5、請(qǐng)根據(jù)以下原始資料選擇壩型擬定壩體輪廓尺寸(含排水設(shè)備)。河床基巖0m，地基表面5m，該5m厚為砂礫石覆蓋，干容重d=21.6kNm3,k=1.5×10-2cms,=40,c=0.。巖基為弱風(fēng)化巖層k=10-6cms。壩址區(qū)上游10.5km范圍內(nèi)有豐富的重壤土，壓實(shí)后干容重為162kNm3(=20%)，k=3.5×10-5cms,。壩址下游12km范圍內(nèi)河床有豐富的砂礫石，壓實(shí)后d=21.6kNm3,k=1.5×10-2cms,=40,c=0。；兩岸有供開采的豐富的花崗臺(tái)風(fēng)化料、壓實(shí)后d=21.0kNm3, k=3.0×10-2

51、cms,=42,水位規(guī)劃指標(biāo)為：正常高水位70o m，相應(yīng)尾水位55m；設(shè)計(jì)洪水位725m，相應(yīng)尾水位8.0 m；校核洪水位74.5m，相應(yīng)尾水位11.0 m；死水位40.0 m。汛期多年平均最大風(fēng)速155ms，方向垂直壩面，水庫吹程5o km，壩頂無交通要求。 成果要求： (1)說明書一份。描述與論證壩型選擇；論述主要構(gòu)造與尺寸；計(jì)算壩頂高程 (2)土壩橫斷面設(shè)計(jì)圖一張(用方格紙繪制)。主要構(gòu)造：如壩頂、護(hù)坡、馬道設(shè)備和壩基防滲等中的一項(xiàng)。6、某斜墻土壩剖面如圖6所示，上下游壩M護(hù)坡、斜墻上下游反濾層、截水墻反濾和與地基連接末畫出； 上下游水位均系正常水位。要求：(1)計(jì)算滲透流量；(2)計(jì)

52、算浸潤(rùn)線，并用方格紙畫出；(3)斜墻最大滲透坡降在何處為最大？最大值為多少？(4)說明采用貼坡排水的合理性。圖6 圖注：?jiǎn)挝唬簃；三、測(cè)驗(yàn)作業(yè)二(一)簡(jiǎn)答題：1、如何布置水閘的地下輪廓？答：粘土地基滲透系數(shù)小，土粒間具有粘著力，不易管涌；但摩擦系數(shù)小，不利于閘室穩(wěn)定，。所以在粘土地基上，防滲布置主要應(yīng)考慮如何降低滲透壓力，以提高閘室的抗滑穩(wěn)定性。因此，可以考慮將排水設(shè)備延伸到閘底板下。粘土地基一般只用水平鋪蓋而不用板樁。 砂性土的特性是摩擦系數(shù)大，對(duì)抗滑穩(wěn)定有利，但滲透性較強(qiáng)，容易產(chǎn)生管涌。因此防滲布置主要考慮如何延長(zhǎng)滲徑來降低滲透流速或坡降，以防止?jié)B透變形，而對(duì)降低滲透壓力的要求則相對(duì)較低。

53、當(dāng)砂層較厚時(shí),可采用鋪蓋與板樁相結(jié)合的布置形式，排水設(shè)施布置在閘底板之后的護(hù)坦下.必要時(shí)還可以在鋪蓋始端增設(shè)短板樁.如砂層較薄，下面有相對(duì)不透水層時(shí)，應(yīng)用板樁將砂層切斷。對(duì)于粉砂地基， 為防止地基液化，通常采用封閉式布置。2、水閘由那幾部分組成其作用是什么？答：水閘的組成：1）閘室段：主要作用是控制水位、連接兩岸和上下游，它是水閘的主體。由底板、閘墩、胸墻、排架、工作橋、啟閉機(jī)房、閘門、啟閉機(jī)、交通橋、檢修便橋組成。2）上游連接段：由鋪蓋、護(hù)底、翼墻、護(hù)坡組成。主要作用是引導(dǎo)水流平順地進(jìn)入閘室，防止水流沖刷灑床和岸坡、降低滲透水流在閘底和側(cè)旁兩個(gè)方面對(duì)水閘的不利影響。3）下游連接段：由消力池、

54、護(hù)坦、海漫、防沖槽、翼墻、護(hù)坡組成。主要作用是引導(dǎo)水流平順地出閘和均勻地?cái)U(kuò)散，防止下游河床及岸坡的沖刷。3、對(duì)軟基進(jìn)行地基處理的目的是什么？分別說明不同目的所常用的地基處理方法。答：地基處理的目的是利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對(duì)地基土進(jìn)行加固，用以改良地基土的工程特性。（1）提高地基的抗剪強(qiáng)度（2）降低地基的壓縮性（3）改善地基的透水特性（4）改善地基的動(dòng)力特性（5）改善特殊土的不良地質(zhì)特性地基處理的對(duì)象是軟弱地基和特殊土地基。預(yù)壓加固、換土墊層、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)4、發(fā)生在泄水建筑物上的不良水力現(xiàn)象有哪些？答：高速水流、空蝕、負(fù)壓、洞身振動(dòng)和破壞5、蓄水樞紐布置要考慮哪些

55、因素？答：1)壩址、壩型選擇和樞紐布置應(yīng)與施工導(dǎo)流、施工方法和施工期限等結(jié)合考慮，要在較順利的條件下縮短工期。2）樞紐布置應(yīng)滿足建筑物在布置上的要求，保證各個(gè)建筑物在任何條件下都能正常工作。3）在滿足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。4）樞紐中各個(gè)建筑物布置緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少連接建筑物。5）盡可能使部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益。6）樞紐的外觀應(yīng)與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。6、過壩建筑物都有哪些種類？答：通航、過木、過魚建筑物。7、正槽式溢洪道泄槽最好采用直線、等寬、定坡布置，為什么?而實(shí)際工程經(jīng)常采用收縮段、彎道段、擴(kuò)散段、變坡，

56、為什么?答：泄槽在平面上盡可能采用直線、等寬、對(duì)稱布置，這樣可使水流平順、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便。但在實(shí)際工程中，由于地形、地質(zhì)等原因，或從減少開挖、處理洪水歸河有利效能等方面考慮，常需設(shè)置收縮段、擴(kuò)散段或彎曲段。8、簡(jiǎn)述側(cè)槽溢洪道與正槽溢洪道的不同點(diǎn)。答：正槽溢洪道。泄槽與溢流堰正交，過堰水流與泄槽軸線方向一致。側(cè)槽溢洪道。溢流堰大致沿等高線布置，水流從溢流堰泄入與堰軸線大致平行的側(cè)槽后，流向作近90°轉(zhuǎn)彎，再經(jīng)泄槽或隧洞流向下游。9、深式泄水隧洞有哪些工作特點(diǎn)？答：水力特點(diǎn)：泄水排沙隧洞為深式進(jìn)口，作用水頭大、流速高，泄流量增加慢。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：地下結(jié)構(gòu)擴(kuò)建困難；開挖后圍巖變形產(chǎn)生圍巖壓力需設(shè)施工臨時(shí)支護(hù)和襯砌，地下水位引起外水壓力。同時(shí)有壓洞圍巖具有抵抗襯砌受內(nèi)壓向外變形作用。施工特點(diǎn)：工作面小、工序多、干擾大。10、在水工隧洞閘門處為什么要設(shè)置平壓管和通氣管？答：1）通氣孔，當(dāng)閘門部分開啟時(shí)，孔口處的水流流速很大