水工建筑物復(fù)習(xí)題及答案

水工建筑物復(fù)習(xí)題及答案

水工建筑物復(fù)習(xí)題及答案

水工建筑物復(fù)習(xí)題

何為水利工程？何為水工建筑物？

水利工程按承擔(dān)的任務(wù)和對(duì)水的作用是如何分類的？水工建筑物主要按什么分類？并簡(jiǎn)述其分類

答：水利工程：對(duì)自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到除害興利的目的而修建的工程。如攔河壩，電站，污水處理，港口碼頭，航道整治等工程。水工建筑物：用來控制和調(diào)配江河湖海等水流而修建的建筑物。答：

按工程承擔(dān)的任務(wù)分為：防洪工程、農(nóng)田水利工程、水力發(fā)電工程、供排水工程、港航工程、環(huán)境水利工程、綜合利用水利工程

按工程對(duì)水的作用分為：蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、水質(zhì)凈化及污水處理工程答：

主要是按對(duì)水的作用分類。主要分為：⑴擋水建筑物：壩、閘和堤防等⑵泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等

⑶輸水建筑物：輸水洞、引水管、渠道、渡槽

⑷取水建筑物：輸水建筑物的首部建筑物：進(jìn)水閘、泵站⑸專門建筑物：電廠、船閘、升船機(jī)、魚道、筏道

⑹整治建筑物：用來整治河道、改善河道的水流條件，如丁壩、順壩、導(dǎo)流堤等。

第二章

繪制水利工程建設(shè)系統(tǒng)，并指出其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水利樞紐分等的依據(jù)是什么？共分為幾等？水工建筑物分級(jí)的依據(jù)是什么？共分為幾級(jí)？

水工建筑物承受的主要荷載有哪些？并掌握自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力的計(jì)算方法。

簡(jiǎn)述水工建筑物作用效應(yīng)的分析方法。

水工建筑物工作狀況有哪三種？作用效應(yīng)有哪三種？效應(yīng)組合有哪三種？

建筑物設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備的表達(dá)形式有哪兩類？并詳述極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的概念和類型？

正確理解結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S的意義，Z答：

關(guān)鍵環(huán)節(jié)：規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作。答：

依據(jù)：規(guī)模、效益、重要性；共分五等。答：

依據(jù)：工程等別、作用、重要性；共分五級(jí)。答：

主要荷在載有自重、水壓力、波浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力等。計(jì)算方法見教材。答：

分析方法主要有：⑴物理模型試驗(yàn)法，含水力學(xué)模型試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)。⑵數(shù)學(xué)模型模擬法，含解析法、差分法和有限元法⑶經(jīng)驗(yàn)類比法答：

工作狀況：①持久狀況，②短暫狀況，③偶然狀況。作用效應(yīng)：①永久作用，②可變作用，③偶然作用。

作用效應(yīng)組合：①基本組合，②施工、檢修組合，③特殊組合。答：

設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備的表達(dá)形式有單一安全系數(shù)法和分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法兩類。極限狀態(tài)是指當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某種功能要求，那這一特定狀態(tài)就叫該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的類型有：⑴承載能力極限狀態(tài)

當(dāng)出現(xiàn)①剛體失去平衡,②材料強(qiáng)度不足而破壞,③結(jié)構(gòu)失穩(wěn),④結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系,⑤結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生滲透失穩(wěn)等現(xiàn)象時(shí)，表明結(jié)構(gòu)已超過承載能力極限狀態(tài)，已不安全。⑵正常使用極限狀態(tài)

當(dāng)出現(xiàn)①影響結(jié)構(gòu)正常使用或外觀變形,②不良振動(dòng),③局部損害等現(xiàn)象時(shí)，表明結(jié)構(gòu)已超過正常使用極限狀態(tài)，不能正常使用。答：

結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S中的Z表示結(jié)構(gòu)功能，R表示結(jié)構(gòu)抗力，S表示作用效應(yīng)。Z可靠指標(biāo)為結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的平均值與其均方差的比值，它可表征結(jié)構(gòu)的可靠度大小?？煽恐笜?biāo)越大越可靠。答：

主要包含：①抗震計(jì)算；②抗震工程措施。

第三章

重力壩的工作特點(diǎn)是什么？基本剖面是何形狀？一般采用什么材料？

簡(jiǎn)述重力壩的優(yōu)缺點(diǎn)。

重力壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括哪幾個(gè)部分？簡(jiǎn)述重力壩失穩(wěn)破壞的機(jī)理？

掌握單滑面的抗剪強(qiáng)度和抗剪斷公式。簡(jiǎn)述深層抗滑穩(wěn)定的計(jì)算方法類型。

岸坡壩段與河床壩段相比，抗滑穩(wěn)定有何特點(diǎn)？簡(jiǎn)述提高壩體抗滑穩(wěn)定的工程措施。

簡(jiǎn)述重力壩應(yīng)力分析的方法，掌握重力壩水平截面邊緣應(yīng)力的計(jì)算公式，邊緣主應(yīng)力面于何處？為何邊緣應(yīng)力是首先需計(jì)算的應(yīng)力？除主要荷載以外，對(duì)壩體應(yīng)力的影響還有哪些因素？

簡(jiǎn)述壩體溫度變化的階段？何為水熱化溫升和溫度回降值？施工期溫度引起的應(yīng)力主要有哪兩類？簡(jiǎn)述溫度裂縫的類型和溫度控制的措施。

重力壩最小剖面如何確定？常用剖面形態(tài)有哪幾類？壩頂高程如何確定？

重力壩極限狀態(tài)設(shè)計(jì)分哪兩類？其驗(yàn)算的主要內(nèi)容是什么？

掌握重力壩在水壓力,水重,揚(yáng)壓力,自重荷載下的邊緣應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算。

簡(jiǎn)述重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置和抗震措施。簡(jiǎn)述溢流重力壩的工作特點(diǎn)和類型。簡(jiǎn)述溢流重力壩的基本要求。

溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)的影響因素有哪些？簡(jiǎn)述孔口形式類型及其特點(diǎn)。

溢流重力壩通常設(shè)計(jì)成等同的奇數(shù)孔，為什么？

為什么說單寬流量是溢流重力壩設(shè)計(jì)中很主要的控制性指標(biāo)？簡(jiǎn)述孔口尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素。掌握兩種孔口形式過流量的計(jì)算公式。

為何閘墩上游端需做成圓弧形或流線型？溢流壩設(shè)置邊墻的作用是什么？

簡(jiǎn)述空化和空蝕的概念，流速大于多少時(shí)就可能發(fā)生空蝕？什么是引起溢流面發(fā)生空蝕的主要原因？空化數(shù)大于初生空化數(shù)時(shí)會(huì)發(fā)生空蝕現(xiàn)象嗎？摻氣雖然可減少空蝕，但也存在什么不利之處？水流脈動(dòng)對(duì)溢流壩有什么害處？

溢流面體形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲線？

消能工的原理是什么?能量轉(zhuǎn)換的途徑有哪些?輔助消能工主要有哪幾種?

詳述泄水重力壩消能工的主要形式和原理？簡(jiǎn)述底流消能的特點(diǎn)及其與下游水流的銜接形式、形成消力池的主要措施。

護(hù)坦的主要作用是什么？穩(wěn)定驗(yàn)算主要驗(yàn)算其什么內(nèi)容？挑流消能工的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有哪些？折沖水流是如何形成的？

簡(jiǎn)述壩身泄水孔的作用和特點(diǎn)及其分類。

壩身泄水孔進(jìn)口通常用什么曲線？為何需設(shè)平壓管和通氣孔？重力壩地基處理的作用是什么？它主要包括哪些內(nèi)容？

壩基固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的目的是什么？灌漿一般布置何處？壩基排水主要采用什么措施？其目的是什么？陡、緩傾角順流方向斷層通常采用什么措施處理？橫流方向斷層又如何？

壩基軟弱夾層有何害處？一般采用什么方法處理？

水工混凝土一般應(yīng)滿足哪些性能的要求？其材料組成有哪幾種？

混凝土重力壩為何要分區(qū)？分縫的類型和目的是什么？重力壩為何需設(shè)廊道系統(tǒng)？

何為碾壓混凝土重力壩？與常態(tài)混凝土相比它有何優(yōu)點(diǎn)？簡(jiǎn)述漿砌石重力壩的優(yōu)缺點(diǎn)，其防滲設(shè)施有哪些？漿砌石重力壩主要有哪些材料？何為寬縫重力壩？并簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)?何為空腹重力壩？并簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)?何為支墩壩？并簡(jiǎn)述其結(jié)構(gòu)形式?簡(jiǎn)述大頭壩的頭部和支墩形式。

第三章答

重力壩的工作特點(diǎn)：①主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力滿足穩(wěn)定要求；②依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。基本剖面：三角形。材料：混凝土和漿砌石。答

優(yōu)點(diǎn)：①安全可靠；②對(duì)地形、地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)；③樞紐泄洪問題容易解決；④便于施工導(dǎo)流；⑤施工方便；⑥結(jié)構(gòu)作用明確。

缺點(diǎn)：①耗材多；②材料強(qiáng)度未充分發(fā)揮；③壩底揚(yáng)壓力大；④施工溫度控制嚴(yán)格。答

主要包括①剖面設(shè)計(jì)②穩(wěn)定分析③應(yīng)力分析④構(gòu)造設(shè)計(jì)⑤地基處理⑥泄洪設(shè)計(jì)⑦監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。答

重力壩失穩(wěn)破壞的機(jī)理：壩踵膠結(jié)面出現(xiàn)微裂松弛區(qū)→壩址膠結(jié)面出現(xiàn)局部剪切屈服→屈服范圍向上游延伸→形成整體滑動(dòng)失穩(wěn)。

答

答

深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算方法類型分為：

⑴分區(qū)計(jì)算法，含①剩余推力法；②被動(dòng)抗力法；③等安全系數(shù)法⑵整體計(jì)算法。

答

岸坡壩段壩基是傾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑動(dòng)的雙重趨勢(shì)，穩(wěn)定性不如河床壩段。答

提高壩體抗滑穩(wěn)定的工程措施主要有：

①利用水重：將上游面做成傾斜以利用水重。②利用有利的開挖輪廓線

③設(shè)置齒墻：齒墻阻斷軟弱面，改變滑動(dòng)面位置，增加抗滑力④抽水措施：抽去壩底滲透水，減少浮托力。

⑤加固地基：帷幕灌漿以減少壩基滲透能力，固結(jié)灌漿以增加壩基強(qiáng)度和整體性，斷層處理以減少壩基軟弱結(jié)構(gòu)面。

⑥橫縫灌漿：將局部或全部橫縫灌漿，增加壩體的整體穩(wěn)定性。

⑦預(yù)加應(yīng)力措施

答

重力壩應(yīng)力分析的方法主要有：⑴模型試驗(yàn)法；⑵材料力學(xué)法；⑶彈性理論的解析法；⑷彈性理論的差分法；⑸彈性理論的有限元法。

邊緣最小主應(yīng)力為壩面，最大主應(yīng)力為垂直于壩面的剖面。因最大最小應(yīng)力均出現(xiàn)在壩面，所以需首先校核邊緣應(yīng)力。

答

除主要荷載以外，對(duì)壩體應(yīng)力的影響還有如下影響：⑴地基變形模量對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑵壩體混凝土分區(qū)對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑶縱縫對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑷分期施工對(duì)壩體應(yīng)力的影響

⑸溫度變化及施工過程對(duì)壩體應(yīng)力的影響答

壩體溫度變化主要有溫度上升期、降溫期和穩(wěn)定期三個(gè)階段。

水熱化溫升是指最高溫度與入倉溫度之差；溫度回降值是指最高溫度與年均氣溫之差。

答

⑴地基約束引起的應(yīng)力⑵內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力答

溫度裂縫的類型主要有：

①貫穿性裂縫：含橫向貫穿性裂縫、縱向貫穿性裂縫、水平向貫穿性裂縫。②表面裂縫

溫度控制的措施主要有：①降低砼的入倉溫度Tj②降低砼的水熱化溫升Tr③加強(qiáng)砼表面的養(yǎng)護(hù)答

重力壩最小剖面確定：根據(jù)自重、上游靜水壓力(庫水位與壩頂平,通常是校核洪水位)和揚(yáng)壓力三項(xiàng)主荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求的工程量最小的三角形。常用剖面形態(tài)：①上游面鉛直；②上游面上直下斜；③上游面斜向上游。

壩頂高程取設(shè)計(jì)洪水位＋相應(yīng)壩頂超高與校核洪水位＋相應(yīng)壩頂超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心線距靜水面高度和安全加高三部分。答

重力壩極限狀態(tài)設(shè)計(jì)包含①承載能力極限狀態(tài)；②正常使用極限狀態(tài)。其中承載能力極限狀態(tài)需驗(yàn)算壩基面或深層抗滑穩(wěn)定和壩趾抗壓強(qiáng)度，正常使用極限狀態(tài)需驗(yàn)算壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力。答見作業(yè)答

重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置：①壩頂和斷面突變處易出現(xiàn)裂縫；②原有裂縫易擴(kuò)展延伸；

③孔口及廊道附近易開裂；④接縫止水易破壞。

重力壩抗震措施：①作好地基處理，加強(qiáng)接觸面的結(jié)合；②加強(qiáng)施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護(hù),防止出現(xiàn)早期裂縫；③重量、變形、剛度、幾何等突變部位設(shè)縫；④增加壩頂強(qiáng)度、剛度以及布筋；⑤孔口、廊道附近布筋；⑥壩后設(shè)置檢修橋。答

工作特點(diǎn)：將規(guī)劃庫容不能容納的洪水經(jīng)壩頂泄向下游，以滿足防洪和大壩安全要求。類型：①開敞溢流式；②大孔口溢流式答

①足夠的孔口尺寸,良好的孔形,較高的流量系數(shù)；②水流平順,不產(chǎn)生負(fù)壓和振動(dòng),避免發(fā)生空蝕；③保證下游河床不產(chǎn)生危及大壩安全的局部沖刷；

④下泄水流不產(chǎn)生折沖水流等,不影響其他建筑正常運(yùn)行；⑤有靈活控制下泄水流的設(shè)備。答

影響因素主要有①洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；②下游防洪要求；③庫水位壅高限制；④洪水預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度；⑤泄水方式；⑥地形、地質(zhì)條件。

孔口形式類型：①開敞溢流式；②大孔口溢流式

開敞溢流式的特點(diǎn)：①壩體不設(shè)胸墻，出流常為堰流；②孔口埋深淺，閘門水壓力較小，孔口尺寸可以較大，泄流量較大，超泄能力強(qiáng)；③可排泄冰凌和其他漂浮物；④閘門于壩頂，易檢修；⑤應(yīng)用較廣泛。大孔口溢流式的特點(diǎn)：①壩體上部設(shè)胸墻，出流常為孔口出流，但當(dāng)水位低于胸墻時(shí)為堰流；②堰頂較低，需設(shè)工作閘門和檢修閘門；③超泄能力常比開敞溢流式小。答

采用相同閘孔詣在檢修閘門、啟閉設(shè)備等設(shè)施可共用，且泄流量相同可對(duì)稱泄流。采用奇數(shù)孔目的在于閘門對(duì)稱布置，可對(duì)稱泄流以減輕消能負(fù)擔(dān)，避免折沖水流等。答

因?yàn)棰賳螌捔髁渴谴_定溢流壩的凈寬和堰頂高程的主要參數(shù)；②單寬流量是影響消能工設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素；③單寬流量是影響壩下沖刷的主要因素。答

孔口尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素：①泄洪要求：泄流單寬流量是關(guān)鍵因素；②閘門和起閉機(jī)械：閘門承載能力和起閉能力等；③樞紐布置：樞紐中其他建筑的布置是否寬松；④下游水流、地質(zhì)條件：下游水的深度、巖石硬度等；⑤下游消能工的性能：消能工消能效果等。兩種孔口形式過流量的計(jì)算公式見教材。答

閘墩上游端需做成圓弧形或流線型是為了進(jìn)口水流平順、減少水流側(cè)收縮。溢流壩設(shè)置邊墻的作用是起閘墩和分隔作用。答空化：當(dāng)高速水流在某點(diǎn)的壓力低于飽和蒸汽壓強(qiáng)時(shí)，水體中固有的小氣核迅速膨脹而成小空泡，這種現(xiàn)象稱為空化。

空蝕：當(dāng)空氣泡進(jìn)行高壓區(qū)受壓而潰滅,因潰滅時(shí)間短暫,產(chǎn)生很高的局部沖擊力，當(dāng)壩面沖擊力大于材料凝聚力時(shí)，壩面遭到破壞，這種現(xiàn)象稱為空蝕。流速大于15m/s時(shí)就可能發(fā)生空蝕。

壩面不平整是引起溢流面發(fā)生空蝕的主要原因。空化數(shù)大于初生空化數(shù)時(shí)不會(huì)發(fā)生空蝕現(xiàn)象。

答

摻氣雖然存在①減少空蝕；②射流摻氣消耗大量能量而有利于消能工等益處。但也存在①增加水深從而加大工程投資；②形成霧化區(qū)等的不利之處。答

①增大建筑物的瞬時(shí)荷載；

②脈動(dòng)周期性引起的振動(dòng)可能對(duì)輕質(zhì)建筑造成振動(dòng)；③增加空蝕破壞的可能性。答

溢流面體形頂部曲線段、中間直線段、反弧段組成。上游第一段一般采用復(fù)合圓弧或橢圓曲線。答

消能工的原理：通過水躍等局部水力現(xiàn)象，將水流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。能量轉(zhuǎn)換的途徑：①水流內(nèi)部的紊動(dòng)、摻混、剪切和旋滾等；②水股的擴(kuò)散及水股間的碰撞；③水流與固體間的劇烈摩擦和撞擊；④水流與氣體間的摩擦和摻混。輔助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾檻等。答

泄水重力壩消能工的主要形式：①底流消能；②挑流消能；③面流消能；④消力戽消能。底流消能的原理：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫埽虎谥饕克S產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混消能。

挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口處設(shè)置的挑流鼻坎，將急流挑向空中，再落入離建筑物較遠(yuǎn)的下游河道。主要靠急流沿固體邊界摩擦而耗能，射流在空中與空氣摩擦、摻氣和擴(kuò)散等耗能，射流落入尾水中淹沒紊動(dòng)擴(kuò)散耗能。

面流消能的原理：利用鼻坎將急流挑至水面，在主流下面形成旋滾而消能。消力戽消能的原理：急流進(jìn)入潛在水下的戽內(nèi)發(fā)生旋滾，經(jīng)大量消能后鼻坎挑向下游水面。答

底流消能的特點(diǎn)：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫埽虎谥饕克S產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混消能；③流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好；④對(duì)地質(zhì)和尾水條件要求低，適應(yīng)性強(qiáng)；⑤產(chǎn)生的霧化?。虎薹搅看?，投資高。

底流消能與下游水流有①臨界水躍；②遠(yuǎn)驅(qū)水躍；③淹沒水躍等三種銜接形式。形成消力池的主要措施：①護(hù)坦尾修筑消力坎；②降低護(hù)坦高程；③降低護(hù)坦和修筑消力坎。答

護(hù)坦的主要作用是防護(hù)河床免受高速水流的沖刷，穩(wěn)定校核內(nèi)容是滿足抗浮穩(wěn)定要求。答

主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半徑、反弧挑角、挑距、沖刷坑深度答

溢流壩僅占河床一部分，出口水流于主流兩側(cè)形成回流，如兩側(cè)回流強(qiáng)度、大小不一致時(shí)，易將主流壓向一側(cè)，形成折沖水流。答

壩身泄水孔的作用：①預(yù)泄庫水，增強(qiáng)調(diào)蓄能力；②放空檢修；③排沙減淤；④調(diào)節(jié)下泄流量以滿足通航、灌溉需要；⑤施工導(dǎo)流。

壩身泄水孔的特點(diǎn)：①孔口全部淹沒，隨時(shí)可放水；②孔內(nèi)流速高，易發(fā)生負(fù)壓、空蝕、振動(dòng)等；③檢修困難；④閘門承壓大，啟閉力較大；⑤門體結(jié)構(gòu)、止水、啟閉設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高。

壩身泄水孔的分類：

答

壩身泄水孔進(jìn)口通常用長(zhǎng)軸與孔軸平行的橢圓曲線。設(shè)置平壓管的目的：將平壓管設(shè)置在檢修閘門和工作閘門之間，用以在檢修閘門提起前沖水平壓，減小啟門力。

設(shè)置通氣孔的目的：進(jìn)口工作閘門提起后，后面的空氣被水流帶走而形成負(fù)壓，需于工作閘門后設(shè)通氣管充氣。答

重力壩地基處理的作用：①防滲；②提高巖基的強(qiáng)度和整體性。

主要內(nèi)容：①壩基的開挖和清理；②壩基的固結(jié)灌漿；③帷幕灌漿；④壩基排水；⑤斷層、軟弱夾層、溶洞等不良地質(zhì)的處理。答

固結(jié)灌漿的目的：增強(qiáng)基巖的整體性和強(qiáng)度，降低地基的透水性。

固結(jié)灌漿的布置位置：①應(yīng)力較大的壩踵和壩趾；②裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。帷幕灌漿的目的：降低壩底滲透壓力,防止壩基產(chǎn)生管涌,減少壩基滲流量。帷幕灌漿的位置：壩軸線的上游面區(qū)域，自河床向河岸延伸。答

壩基排水主要措施：于帷幕稍下游設(shè)置排水孔幕。目的在于進(jìn)一步降低揚(yáng)壓力。答

緩傾角順流走向斷層：淺者清除，深者形成頂賽、斜塞、水平塞骨架陡傾角順流走向斷層：頂部設(shè)砼塞緩傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免

陡傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免，無法避免則加大砼塞。答

軟弱夾層的影響：軟弱夾層較薄，遇水易泥化、軟化，使壩基抗剪強(qiáng)度降低，影響壩體抗滑穩(wěn)定性。

處理方法：①對(duì)于淺埋夾層采用明挖換基，即挖去夾層回填砼的方法；②對(duì)于埋深較淺的深埋夾層可采用壩踵做砼深齒墻以切斷夾層的方法；③對(duì)于埋深較深的深埋夾層可采用于夾層做砼塞、壩趾后設(shè)深齒墻、壩趾下游巖體埋設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索等措施。答

滿足的性能：強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、抗裂等性能。采用組成：水泥、摻合劑、外加劑、粗骨料、細(xì)骨料、水答

分區(qū)的目的：壩體各部位的工作條件不同，對(duì)砼各種性能要求各不同，為了節(jié)約和合理利用水泥，常將壩體砼分區(qū)，各區(qū)可采用不同標(biāo)號(hào)的砼。分縫有以下類型：⑴橫縫，含永久性橫縫和臨時(shí)性橫縫。分橫縫的目的：橫縫將壩體分成若干獨(dú)立工作的壩段，可減少溫度應(yīng)力、適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求。

⑵縱縫，含鉛直縱縫、斜縫和錯(cuò)縫。設(shè)縱縫的目的：適應(yīng)砼的澆筑能力；減少施工期的溫度應(yīng)力。

⑶水平施工縫。水平施工縫的目的：適應(yīng)砼的澆筑能力；減少施工期的溫度應(yīng)力答

為了滿足灌漿、排水、觀測(cè)、檢查、交通等要求，需在壩體內(nèi)布置各種不同作用的廊道，且相互連通，形成廊道系統(tǒng)。答

碾壓砼是采用自卸汽車或皮帶輸送機(jī)將超干硬性砼運(yùn)到倉面，以推土機(jī)平倉，振動(dòng)碾壓實(shí)的筑壩新方法，是將土石壩施工的碾壓技術(shù)應(yīng)用到砼重力壩的一種筑壩方法。采用碾壓砼修筑的重力壩稱為碾壓混凝土重力壩。

碾壓混凝土與常態(tài)混凝土相比的優(yōu)點(diǎn)：①工程程序簡(jiǎn)單，施工速度快；②膠凝材料用量少；③水熱化溫升大大降低，簡(jiǎn)化了溫度控制程序；④不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和接縫灌漿的費(fèi)用；⑤可使用大型通用機(jī)械設(shè)備，提高砼的運(yùn)輸和澆筑工效；⑥降低工程造價(jià)。答

漿砌石重力壩的優(yōu)點(diǎn)：①就地取材，節(jié)約水泥；②水熱化溫升低，可不進(jìn)行溫度控制、不設(shè)縱縫、壩段長(zhǎng)；③節(jié)省模板，減少腳手架，模料用量少，減少了施工干擾；④施工技術(shù)容易掌握,施工安排靈活,缺少施工機(jī)械時(shí)可人工砌筑。

漿砌石重力壩的缺點(diǎn)：①人工砌筑的質(zhì)量易不均；②石料的修整和砌筑難以機(jī)械化，需大量人力；③砌體防滲性能差，需專設(shè)防滲設(shè)施；④工期長(zhǎng)。

防滲設(shè)施主要有：①砼防滲面板或防滲墻；②水泥砂漿勾縫的漿砌石防滲層；③鋼絲網(wǎng)水泥噴漿護(hù)面答

漿砌石重力壩的材料主要有石料和膠結(jié)材料，其中石料有塊石、粗料石、細(xì)料石等，膠結(jié)材料有水泥砂漿和小石子砂漿(細(xì)骨料砼)等。為了充分利用砼的抗壓強(qiáng)度，將實(shí)體重力壩橫縫下部擴(kuò)寬成為空腔的重力壩，稱為寬縫重力壩。答

寬縫重力壩的優(yōu)點(diǎn)：①滲透壓力顯著降低，作用面積也減小；②壩體砼方量較實(shí)體壩少10～20％；③增加了壩體的側(cè)向散熱，加快了散熱進(jìn)程；④便于觀測(cè)、檢查和維修。

寬縫重力壩的缺點(diǎn)：①立模較復(fù)雜，且模板用量增加；②分期導(dǎo)流不便；③在嚴(yán)寒地區(qū)，寬縫需采取保溫措施。答

空腹重力壩：壩體內(nèi)沿壩軸線方向設(shè)有較大空腔的重力壩。

空腹重力壩的優(yōu)點(diǎn)：①空腔壩基不設(shè)地板,可減少揚(yáng)壓力,砼用量減少20％左右；②減少壩基開挖量；③壩體前后腿嵌入巖體,增強(qiáng)穩(wěn)定；④前后腿應(yīng)力分布均勻,壩踵壓應(yīng)力較大；⑤便于砼散熱；⑥壩體施工可不設(shè)縱縫；⑦便于檢測(cè)和檢修；⑧空腔可布置電站廠房?？崭怪亓蔚娜秉c(diǎn)：①施工復(fù)雜；②鋼筋用量大；③如空腔內(nèi)布置廠房,施工干擾大。答

支墩壩：一系列支墩和擋水面板組成的重力壩。支墩壩的結(jié)構(gòu)形式：

①大頭壩：支墩上游端兩側(cè)擴(kuò)大,形成懸臂大頭,大頭間緊貼擋水。②連拱壩：一系列緊連的拱筒擋水,并與支墩連成整體。③平板壩：平面板簡(jiǎn)支在支墩上擋水。答

⑴大頭壩的支墩形式：①開敞式單支墩；②封閉式單支墩；③開敞式雙支墩；④封閉式雙支墩。

⑵單支墩大頭壩的頭部形式：①平頭式；②圓弧式；③折線式。⑶雙支墩大頭壩的頭部形式：一般采用折線式

第四章

簡(jiǎn)述拱壩的特點(diǎn)，其要求的理想地形和理想地質(zhì)是什么？在V形和U形河谷修建拱壩有何差異？拱圈厚度與中心角的關(guān)系是什么？詳述拱壩的形式？

溫度荷載對(duì)拱壩有何影響？溫升溫降對(duì)壩體應(yīng)力影響有何差異？拱壩的合理體形應(yīng)滿足什么條件？壩體尺寸應(yīng)包括哪些內(nèi)容？雙曲拱上游面曲線通常需要確定哪些參數(shù)？

最合理拱圈形式應(yīng)滿足什么條件？現(xiàn)有拱圈有哪些形式？

拱與拱端面為何要盡量做成全徑向接觸？壩面倒懸會(huì)在什么期間在何面出現(xiàn)拉應(yīng)力？

拱壩應(yīng)力分析有哪些方法？簡(jiǎn)述拱梁分載法的原理。

純拱法只計(jì)算幾個(gè)內(nèi)力？拱梁分載法需考慮幾個(gè)內(nèi)力？一般采用哪幾向位移的調(diào)整？

拱壩破壞的主要形式有哪兩種？

拱壩穩(wěn)定分析主要有哪些方法？簡(jiǎn)述剛體極限平衡法的假定條件和可能滑動(dòng)面的形式和位置。

詳述拱壩壩身泄水的方式。

簡(jiǎn)述拱壩消能的形式和防沖措施。拱壩的管孔主要有哪些類型？簡(jiǎn)述拱壩墊座和周邊縫的作用。簡(jiǎn)述拱壩設(shè)置重力墩的目的。

拱壩的地基處理主要包含哪些內(nèi)容？

拱壩的特點(diǎn)⑴拱壩是固結(jié)于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)；⑵壩體結(jié)構(gòu)具有拱和梁雙重作用；⑶壩體穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆白?其次依靠自重；⑷拱為軸向受力,應(yīng)力分布均勻,材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮；⑸拱和梁具有自行調(diào)整應(yīng)力分布的功能；⑹壩肩巖體的穩(wěn)定性是影響拱壩安全的主要因素；⑺溫度作用為一主要荷載；⑻既可壩頂溢流，也可壩身孔口泄流；⑼施工質(zhì)量、材料強(qiáng)度、防滲等要求嚴(yán)格。

理想地形：①兩岸對(duì)稱，岸坡平順無突變，逐漸收縮的峽谷段；②壩體兩側(cè)具有足夠的巖體支撐。

理想地質(zhì)：①基巖比較均勻、堅(jiān)固完整、強(qiáng)度足夠；②基巖能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化；③岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂。答

V形河谷：最易發(fā)揮拱作用，底部水壓力大，但拱跨短，拱較薄。U形河谷：底部水壓力大，但拱跨長(zhǎng)，拱作用顯著降低，拱較厚。答

中心角越大，拱圈厚度越薄。一般可用公式表示。答

拱壩主要有單曲拱和雙曲拱兩種形式。

對(duì)于單曲拱：①對(duì)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,可用定圓心、定外弧半徑、變內(nèi)弧半徑的以增加厚度的拱形。②對(duì)于上寬下窄的河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差較大,可用定外弧圓心和半徑、變內(nèi)弧圓心和半徑以增加厚度。③上游面鉛直，僅水平面曲線，稱單曲拱。其特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，上游面鉛直有利于布置泄、排水設(shè)施的控制設(shè)備。

對(duì)于雙曲拱：①對(duì)于V形河谷，如仍采用單曲拱會(huì)使底部中心角過小而加大拱厚,為使上下中心角差異不大，可將下部的內(nèi)外弧半徑逐漸減?。虎趬误w在水平面和鉛直面均成曲線，成雙曲線。其特點(diǎn)是①適應(yīng)河谷廣；②梁具有拱的作用③水壓應(yīng)力與自重應(yīng)力相反；④水壓位移與梁位移趨勢(shì)相反。答

水壓和溫度變化引起的總變位中，溫度變位占1/3~1/2，溫度作用為主要荷載之一。

溫降對(duì)壩體應(yīng)力不利：溫降時(shí)，軸線收縮，壩體下移，產(chǎn)生的彎矩和剪力與水壓作用相同，與軸力相反。

溫升使拱端推力加大，對(duì)壩肩巖體穩(wěn)定不利：溫升時(shí)，軸線伸長(zhǎng)，壩體上移，產(chǎn)生的彎矩和剪力與水壓作用相反，與軸力相同。答

拱壩的合理體形滿足的條件：①滿足樞紐布置、運(yùn)用和施工的要求；②壩體材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮,不出現(xiàn)不利的應(yīng)力狀態(tài)；③保證壩肩巖體穩(wěn)定；④工程量最省、造價(jià)最低。

壩體尺寸包括的內(nèi)容：①拱圈的平面形式；②各層拱圈軸線的半徑和圓心角；③拱冠梁上下游壩面的形式；④拱冠梁各高程的厚度。答

①凸點(diǎn)位置：最凸向上游點(diǎn)距壩頂?shù)母叨龋?/p>

②凸度：凸點(diǎn)與壩軸線間的水平距離與壩高的比值；

③最大倒懸度：凸點(diǎn)與上游壩底點(diǎn)之間的水平距離與垂直距離的比值。答

最合理的拱圈形式：壓力線接近拱軸線，應(yīng)為變曲率、變厚度和扁平的。

現(xiàn)有拱圈形式①圓拱；②三心拱；③雙心拱；④拋物線拱；⑤橢圓拱；⑥對(duì)數(shù)螺旋線拱答

拱端與拱座面應(yīng)盡量做成全徑向，使推力垂直拱端面。倒懸易使另側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力。答

應(yīng)力分析方法共有五種⑴純拱法；⑵拱梁分載法；⑶有限元法；⑷殼體理論計(jì)算方法；⑸結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)。

拱梁分載法的原理：①將拱壩視為若干水平拱圈和豎直懸臂梁組成的空間結(jié)構(gòu)，荷載梁系和拱系分擔(dān)，荷載分配變位一致來確定；②算法是首先將總荷載試分配到梁、拱，按各自的方法算各自的變位，如變位一致則分配正確，否則調(diào)整直到一致。答

用純拱法只能計(jì)算三個(gè)內(nèi)力，而分載法需考慮12個(gè)內(nèi)力，有些內(nèi)力可忽略，主要有六個(gè)內(nèi)力，拱圈三個(gè)，懸臂梁三個(gè)。拱梁分載法中六個(gè)變位不易調(diào)整，略去影響微小的和合并非獨(dú)立的，一般只需調(diào)整三個(gè)主要變位來進(jìn)行荷載分配，即徑向變位、切向變位、扭轉(zhuǎn)變位。答

⑴壩肩巖體發(fā)生滑動(dòng)破壞，為主要形式；⑵壩肩巖體變形量過大，引起壩體的不利應(yīng)力。答

拱壩穩(wěn)定分析主要有剛體極限平衡法、有限元法、地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)三種方法。剛體極限平衡法的假定條件：①滑移體為剛體；②僅考慮滑移體力的平衡,不考慮力矩平衡；③忽略拱壩的內(nèi)力重分布，受力為定值；④達(dá)到極限平衡時(shí),滑裂面剪力與滑移方向平行,方向相反。

可能滑動(dòng)面的形式和位置：①單獨(dú)的陡傾角結(jié)構(gòu)面F1和緩傾角結(jié)構(gòu)面F2組合；②成組的陡傾角和成組的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；③混合組合：?jiǎn)为?dú)的陡傾角和成組的緩傾角結(jié)構(gòu)面組

合；或成組的陡傾角和單獨(dú)的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；④多剛體組合：結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)面將滑移體分割成多塊剛體。答

壩身泄水方式有：自跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、壩身泄水孔四種。

自跌流式：壩頂自跌流；適用于較薄的雙曲或小型拱壩,基巖良好、單寬流量小；需設(shè)防護(hù)措施，因?yàn)槁渌鄩屋^近。

鼻坎挑流式：溢流堰頂曲線末端設(shè)反弧挑流鼻坎，以使落水點(diǎn)距壩較遠(yuǎn)；鼻坎常有連續(xù)坎，有時(shí)也采用差動(dòng)坎。滑雪道式：溢流面溢流壩頂和與壩體輪廓以外的泄槽(滑雪道)連接而成，槽尾設(shè)鼻坎挑流，滑雪道地板可在廠房頂、可專設(shè)支承；適用于泄洪量大、較薄的拱壩

壩身泄水孔：在水面以下一定深度的壩體內(nèi)設(shè)置中孔或底孔泄流；壩體半高以上為中孔,主要用于泄洪；壩體下部為底孔,多用于放空,輔助泄洪、排沙和導(dǎo)流。答

拱壩消能主要有：跌流消能、挑流消能、底流消能。跌流消能水流從表孔直接跌落下游,利用下游水墊消能，落點(diǎn)距壩太近，需采取防沖措。鼻坎挑流、滑雪道、壩身泄水孔等多采用各種型式的鼻坎挑流消能，泄流具有向心集中的特點(diǎn)，可利用泄流對(duì)沖消能。對(duì)于重力拱壩，泄水孔下彎，可采用底流消能。

防沖措施：一般在下游需設(shè)護(hù)坦、護(hù)坡、二道壩等防沖措施。答

主要含壩身泄水孔、水輪機(jī)進(jìn)水孔、灌溉和供水等引水孔。答

①周邊縫使梁的剛度和作用減弱，拱的作用加強(qiáng)；

②周邊縫減小壩體傳至墊座的彎矩，可減小上游壩面的拉應(yīng)力；③墊座加大了與基巖的接觸面，改善地基的受力狀態(tài)；④墊座可減少不規(guī)則和軟弱面對(duì)壩體的影響；⑤壩體開裂不影響基礎(chǔ)，基礎(chǔ)開裂不影響壩體；⑥墊座對(duì)壩體起地震緩沖作用。答

①對(duì)于不規(guī)則河谷，用重力墩減小寬高比，避免岸坡大量開挖。②重力墩是拱壩壩端的人工支座；

③用重力墩連接拱壩與其它壩段或溢洪道。答

壩基開挖、固結(jié)和接縫灌漿、防滲帷幕、壩基排水、不良地質(zhì)處理等。

第五章

何為土石壩？其能廣泛應(yīng)用的原因何在？簡(jiǎn)述土石壩設(shè)計(jì)的基本要求。詳述土石壩的分類情況。

通常選用的土石壩壩坡坡度是多少？

土石壩滲流分析的主要內(nèi)容包括哪三項(xiàng)？分析的目的是什么？

簡(jiǎn)述土石壩滲流的特性。

掌握二維滲流控制方程各變量的含義，掌握水力學(xué)分析法矩形斷面單寬流量和浸潤(rùn)線的計(jì)算公式。

簡(jiǎn)述土石壩滲流分析中流網(wǎng)法流網(wǎng)繪制的基本特性。詳述滲透變形的類型和危害。簡(jiǎn)述土石壩滲透變形防護(hù)的措施。

管涌和流土的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)主要取決于什么？掌握總應(yīng)力和有效應(yīng)力的關(guān)系。

土石壩穩(wěn)定分析的計(jì)算工況有哪幾種？

土石壩穩(wěn)定分析的方法有哪幾種？各種分析方法的安全系數(shù)是否一樣？

何為固結(jié)？常用的固結(jié)理論有哪些？

土石高壩應(yīng)力和變形特性分析常用什么方法？可分析什么內(nèi)容？土石壩填筑料的一般要求是什么？壩殼料的基本要求是什么？防滲體土料選擇應(yīng)考慮哪些特性？

“任意料”應(yīng)放在什么位置？質(zhì)量好壞的料應(yīng)放置什么位置？反濾、過渡和排水材料的主要要求是什么？簡(jiǎn)述壩體排水和反濾的作用。詳述壩體排水的形式及其優(yōu)缺點(diǎn)。

簡(jiǎn)述反濾層的類型，其顆粒大小隨水流方向的變化如何？簡(jiǎn)述土石壩裂縫類型和成因。

砂礫石地基處理的主要問題和措施是什么？各措施的主要作用是什么？

土石壩體與砼建筑物的連接形式有哪幾種？何為堆石壩？目前主要是什么堆石壩？

面板壩的堆石體有那四個(gè)分區(qū)？防滲體系哪些構(gòu)成？

答

土石壩：土石壩是指土、石料等當(dāng)?shù)夭牧辖?jīng)碾壓建成的大壩。

土石壩廣泛應(yīng)用的原因：①可以就地、就近取材，大量節(jié)約三材和材料運(yùn)輸費(fèi)；②能適應(yīng)各種地形、地質(zhì)及氣候條件；③可充分利用大容量、多功能、高效率施工機(jī)械；④計(jì)算方法、試驗(yàn)手段的發(fā)展為土石壩設(shè)計(jì)提供了安全保障；⑤高邊坡、地下工程及溢流防沖等配套設(shè)施的發(fā)展解決了土石壩的難題。答

⑴具有足夠的斷面維持壩坡的穩(wěn)定

⑵設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流

⑶選擇與現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)的良好土石種類及配置和壩型結(jié)構(gòu)⑷泄洪建筑物具有足夠的泄洪能力

⑸采取使大壩運(yùn)用可靠和耐久的構(gòu)造措施答

主要按壩高、施工方法、土料配置和防滲材料三種方式分：㈠按壩高分

⑴低壩：壩高70m。

㈡按施工方法分⑴碾壓式土石壩；⑵沖填式土石壩；⑶水中填土壩；⑷定向爆破堆石壩

㈢按土料配置和防滲體材料分，將碾壓土石壩分為⑴均質(zhì)壩：穩(wěn)定和防滲均采用一種土料

⑵土質(zhì)心墻壩：不透水土料中央防滲體和透水土料壩殼組成⑶土質(zhì)斜墻壩：不透水土料防滲體和下游透水土料支撐體組成⑷多種土質(zhì)壩：多種土料組成

⑸人工材料心墻壩：以瀝青砼、砼等為心墻的壩

⑹人工材料面板壩：瀝青砼、砼、塑料薄膜等為防滲面板的土石壩答

⑴中低均質(zhì)壩：平均坡度1:3；

⑵土質(zhì)心墻壩：下游1:~1:，上游1:~1:下游1:2~1:3，上游1:~1:

⑶人工材料面板壩：上游1:～1:,下游1:~1:(可隨堆料優(yōu)劣適當(dāng)變化)⑷人工材料心墻壩：可參照人工材料面板壩選用答

分析的主要內(nèi)容：⑴確定浸潤(rùn)線的位置；⑵計(jì)算滲流流速和比降；⑶確定滲流流量。分析的目的：⑴依據(jù)滲流力確定穩(wěn)定的壩體型式和尺寸；⑵作為壩體防滲布置和土料布置的依據(jù)；⑶確定滲流量以估計(jì)水流損失和確定排水系統(tǒng)的容量。答

主要有以下特性：

①均為無壓流，有浸潤(rùn)線存在；

②大多為穩(wěn)定滲流，偶有非穩(wěn)定滲流；

③土質(zhì)壩體滲透通常遵循達(dá)西定律；礫石、卵石有一定偏差；④均質(zhì)土壩滲透系數(shù)各向同性，非均質(zhì)壩需考慮各向異性；⑤寬谷河段土石壩滲流場(chǎng)接近二維，峽谷河段則為三維滲流場(chǎng)；答

中的H為水頭，kx為x方向的滲透系數(shù)，ky為y方向的滲透系數(shù)。

答

①等勢(shì)線與流線相互正交；

②流網(wǎng)各個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比保持為常數(shù)；

③上、下游壩坡面為等勢(shì)線，其差為總水頭；④壩下不透水層為一流線；

⑤浸潤(rùn)線均為一流線，且水頭等于其位置水頭；

⑥下游壩面逸出段與浸潤(rùn)線一樣，水位為其位置水頭；⑦兩種土層交界面流線夾角關(guān)系為。答

滲透變形主要有四類：①管涌：壩體和壩基的土體顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象。內(nèi)部管涌的顆粒移動(dòng)只發(fā)生在壩體內(nèi)部，外部管涌可將土粒帶出壩外，管涌?jī)H發(fā)生在無粘性土。

②流土：滲流作用下，粘土和均勻無粘性土被浮動(dòng)的現(xiàn)象。常見于滲流在壩下游逸出。③接觸沖刷：在粗、細(xì)土粒交界面上，細(xì)顆粒被滲流沖動(dòng)的現(xiàn)象。

④剝離：粘性土與粗粒土接觸面上，滲流使粗顆粒脫離整體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。多發(fā)生在粘性土與反濾層的交界面上。

⑤化學(xué)管涌：土體中的鹽類被滲流水溶解而帶走的現(xiàn)象。答

滲透變形的危害主要表現(xiàn)為：

導(dǎo)致壩體沉降、壩坡塌陷或形成集中的滲流通道等，危及大壩安全。①防滲結(jié)構(gòu)：控制滲流，減小逸出坡降和滲流量，為第一道防線；②過渡區(qū)：實(shí)現(xiàn)防滲體與壩殼體可靠連接，防止剛度突變和滲流變形；③反濾層：實(shí)現(xiàn)壩體、壩基與排水的良好連接,濾土排水,防止管涌和流土；④排水孔：進(jìn)一步降低地下水位，減小滲流力，排水為第二道防線。答

管涌的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：取決于顆粒組成和滲流坡降流土的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：取決于粗、細(xì)層的粒徑組合答

答

①施工期；②穩(wěn)定滲流期；③庫水位降落期；答

分析方法有瑞典圓弧法和簡(jiǎn)化的畢肖普法兩種。簡(jiǎn)化的畢肖普法的安全系數(shù)需在瑞典圓弧法安全系數(shù)的基礎(chǔ)上提高5～10％。答固結(jié)：壩在施工和蓄水過程中荷載和應(yīng)力不斷發(fā)生變化，土體中的孔隙水壓力和骨架應(yīng)力也不斷發(fā)生變化，當(dāng)超過穩(wěn)定滲流的孔隙水壓力逐步消散，外載壓力相應(yīng)傳到土骨架上使之發(fā)生壓縮變形直到穩(wěn)定，這一過程稱為固結(jié)。答

常用固結(jié)理論：太沙基和比奧飽和土固結(jié)理論。常用計(jì)算方法：增量有限元法。

可分析的內(nèi)容：⑴壩體塑流區(qū)、拉應(yīng)力區(qū)的范圍；⑵裂縫發(fā)生的可能性部位；⑶防滲體出現(xiàn)水力劈列的可能性及部位；⑷防護(hù)工程措施后的效果。答

土石壩填筑料的一般要求：

⑴具有與使用目的相適應(yīng)的工程性質(zhì)：防滲料具有足夠的防滲性能，壩殼料具有較高的強(qiáng)度，反濾、過渡料等具有良好排水性能

⑵土石料的工程性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定：不風(fēng)化，不浸蝕等

⑶具有良好的壓實(shí)性能：防滲體可降到最優(yōu)含水量，無影響壓實(shí)的超徑材料，壓實(shí)后承載力高，施工機(jī)械可正常運(yùn)行。壩殼料的基本要求：

⑴保持壩體的穩(wěn)定，故需要較高的強(qiáng)度；

⑵壩體水位下的筑料需良好的排水性能；如砂、礫石、卵石、漂石、碎石等。答

⑴防滲性；⑵抗剪強(qiáng)度；⑶壓縮性；⑷抗?jié)B穩(wěn)定性；⑸含水量；⑹顆粒級(jí)配；⑺膨脹量和體縮值；⑻可溶鹽、有機(jī)質(zhì)含量。

答

“任意料區(qū)”布置在干燥和貼近心墻區(qū)，其外包圍排水過渡區(qū)。質(zhì)量差、粒度小的放內(nèi)側(cè)；質(zhì)量高、粒度大放外側(cè)。答

⑴質(zhì)地致密堅(jiān)硬；⑵具有高度抗水性和抗風(fēng)化能力。答

排水的作用：①控制和引導(dǎo)滲流；②降低浸潤(rùn)線；③加速孔隙水壓力消散；④保護(hù)下游壩坡免遭凍脹破壞。

反濾層的作用：①防護(hù)滲流出口；②防止壩體和壩基發(fā)生管涌、流土等滲透變形。答

⑴棱體排水(濾水壩址)：設(shè)置在壩趾的堆石棱體。優(yōu)點(diǎn)是可降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)壩腳不受淘刷，增加壩體穩(wěn)定；缺點(diǎn)是石料用量大，費(fèi)用高，與壩體施工有干擾，檢修困難。

⑵貼坡排水(表面排水)：堆石或砌石直接鋪放在下游壩坡表面。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用料少，施工方便，易于檢修；缺點(diǎn)是不能降低浸潤(rùn)線，易冰凍而失效。常用于下游無水的中小型均質(zhì)壩和浸潤(rùn)線較低的中壩。⑶壩內(nèi)排水：排水體設(shè)置在壩體內(nèi)部。又分褥墊排水、網(wǎng)狀排水、豎直排水體和水平排水層。優(yōu)點(diǎn)是下游無水時(shí)可降低浸潤(rùn)線，加速軟基固結(jié)；缺點(diǎn)是不均勻沉陷適用性差，易斷裂，難以檢修。

⑷綜合式排水：棱體排水、貼坡排水、壩內(nèi)排水等兩種或兩種以上的排水措施組合而成。具有以上各項(xiàng)排水的優(yōu)點(diǎn)。答

反濾層分類：

①Ⅰ型反濾：位于被保護(hù)土的下方，滲流自上而下，需承受自重和滲透壓力。②Ⅱ型反濾：位于被保護(hù)土的上方，滲流自下而上，自重與滲透壓力相反。

反濾層一般鋪設(shè)1～3層級(jí)配均勻且耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石，每層粒徑隨滲流方向而增大。答

⑴縱縫：因壩殼與心墻、或多種土質(zhì)壩固結(jié)速度的差異形成拉應(yīng)力而裂縫⑵橫縫：因岸坡陡峻或岸坡突變而致⑶內(nèi)縫：因壩基與壩體的不均勻沉降而致答

砂礫石地基處理的主要問題是：滲流控制。

主要措施：①垂直防滲設(shè)施；②上游水平防滲鋪蓋；③下游排水設(shè)施垂直防滲設(shè)施的目的在于完全阻斷透水層；防滲鋪蓋的目的在于延長(zhǎng)滲徑，減小滲流比降到容許范圍；下游排水設(shè)施的目的在于防排結(jié)合，控制滲流，降低浸潤(rùn)線。答

主要有插入式和翼墻式兩種型式。插入式連接是從砼壩與土石壩的連接部位開始，砼壩的斷面逐漸減小，最后成剛性插入土石壩的心墻內(nèi)，適用于低壩。翼墻式連接是在結(jié)合部作成砼擋墻并向上下游延伸成翼墻，適用于與船閘、砼溢流壩等建筑物的連接。答

堆石壩以堆石體作為支撐，以土、砼、瀝青砼等作為防滲體的一種壩型。目前主要鋼筋混凝土面板堆石壩，簡(jiǎn)稱面板壩。答

面板壩的堆石體分為墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)等四個(gè)區(qū)。防滲體系面板、址板、灌漿帷幕、周邊縫、接縫止水等構(gòu)成。

水工建筑物復(fù)習(xí)題及答案

水工建筑物復(fù)習(xí)題

何為水利工程？何為水工建筑物？

水利工程按承擔(dān)的任務(wù)和對(duì)水的作用是如何分類的？水工建筑物主要按什么分類？并簡(jiǎn)述其分類

答：水利工程：對(duì)自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到除害興利的目的而修建的工程。如攔河壩，電站，污水處理，港口碼頭，航道整治等工程。水工建筑物：用來控制和調(diào)配江河湖海等水流而修建的建筑物。答：

按工程承擔(dān)的任務(wù)分為：防洪工程、農(nóng)田水利工程、水力發(fā)電工程、供排水工程、港航工程、環(huán)境水利工程、綜合利用水利工程

按工程對(duì)水的作用分為：蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、水質(zhì)凈化及污水處理工程答：

主要是按對(duì)水的作用分類。主要分為：⑴擋水建筑物：壩、閘和堤防等⑵泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等

⑶輸水建筑物：輸水洞、引水管、渠道、渡槽

⑷取水建筑物：輸水建筑物的首部建筑物：進(jìn)水閘、泵站⑸專門建筑物：電廠、船閘、升船機(jī)、魚道、筏道

⑹整治建筑物：用來整治河道、改善河道的水流條件，如丁壩、順壩、導(dǎo)流堤等。

第二章

繪制水利工程建設(shè)系統(tǒng)，并指出其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水利樞紐分等的依據(jù)是什么？共分為幾等？水工建筑物分級(jí)的依據(jù)是什么？共分為幾級(jí)？

水工建筑物承受的主要荷載有哪些？并掌握自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力的計(jì)算方法。

簡(jiǎn)述水工建筑物作用效應(yīng)的分析方法。

水工建筑物工作狀況有哪三種？作用效應(yīng)有哪三種？效應(yīng)組合有哪三種？

建筑物設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備的表達(dá)形式有哪兩類？并詳述極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的概念和類型？

正確理解結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S的意義，Z答：

關(guān)鍵環(huán)節(jié)：規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作。答：

依據(jù)：規(guī)模、效益、重要性；共分五等。答：

依據(jù)：工程等別、作用、重要性；共分五級(jí)。答：

主要荷在載有自重、水壓力、波浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力等。計(jì)算方法見教材。答：

分析方法主要有：⑴物理模型試驗(yàn)法，含水力學(xué)模型試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)。⑵數(shù)學(xué)模型模擬法，含解析法、差分法和有限元法⑶經(jīng)驗(yàn)類比法答：

工作狀況：①持久狀況，②短暫狀況，③偶然狀況。作用效應(yīng)：①永久作用，②可變作用，③偶然作用。

作用效應(yīng)組合：①基本組合，②施工、檢修組合，③特殊組合。答：

設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備的表達(dá)形式有單一安全系數(shù)法和分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法兩類。極限狀態(tài)是指當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某種功能要求，那這一特定狀態(tài)就叫該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的類型有：⑴承載能力極限狀態(tài)

當(dāng)出現(xiàn)①剛體失去平衡,②材料強(qiáng)度不足而破壞,③結(jié)構(gòu)失穩(wěn),④結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系,⑤結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生滲透失穩(wěn)等現(xiàn)象時(shí)，表明結(jié)構(gòu)已超過承載能力極限狀態(tài)，已不安全。⑵正常使用極限狀態(tài)

當(dāng)出現(xiàn)①影響結(jié)構(gòu)正常使用或外觀變形,②不良振動(dòng),③局部損害等現(xiàn)象時(shí)，表明結(jié)構(gòu)已超過正常使用極限狀態(tài)，不能正常使用。答：

結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S中的Z表示結(jié)構(gòu)功能，R表示結(jié)構(gòu)抗力，S表示作用效應(yīng)。Z可靠指標(biāo)為結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的平均值與其均方差的比值，它可表征結(jié)構(gòu)的可靠度大小。可靠指標(biāo)越大越可靠。答：

主要包含：①抗震計(jì)算；②抗震工程措施。

第三章

重力壩的工作特點(diǎn)是什么？基本剖面是何形狀？一般采用什么材料？

簡(jiǎn)述重力壩的優(yōu)缺點(diǎn)。

重力壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括哪幾個(gè)部分？簡(jiǎn)述重力壩失穩(wěn)破壞的機(jī)理？

掌握單滑面的抗剪強(qiáng)度和抗剪斷公式。簡(jiǎn)述深層抗滑穩(wěn)定的計(jì)算方法類型。

岸坡壩段與河床壩段相比，抗滑穩(wěn)定有何特點(diǎn)？簡(jiǎn)述提高壩體抗滑穩(wěn)定的工程措施。

簡(jiǎn)述重力壩應(yīng)力分析的方法，掌握重力壩水平截面邊緣應(yīng)力的計(jì)算公式，邊緣主應(yīng)力面于何處？為何邊緣應(yīng)力是首先需計(jì)算的應(yīng)力？除主要荷載以外，對(duì)壩體應(yīng)力的影響還有哪些因素？

簡(jiǎn)述壩體溫度變化的階段？何為水熱化溫升和溫度回降值？施工期溫度引起的應(yīng)力主要有哪兩類？簡(jiǎn)述溫度裂縫的類型和溫度控制的措施。

重力壩最小剖面如何確定？常用剖面形態(tài)有哪幾類？壩頂高程如何確定？

重力壩極限狀態(tài)設(shè)計(jì)分哪兩類？其驗(yàn)算的主要內(nèi)容是什么？

掌握重力壩在水壓力,水重,揚(yáng)壓力,自重荷載下的邊緣應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算。

簡(jiǎn)述重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置和抗震措施。簡(jiǎn)述溢流重力壩的工作特點(diǎn)和類型。簡(jiǎn)述溢流重力壩的基本要求。

溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)的影響因素有哪些？簡(jiǎn)述孔口形式類型及其特點(diǎn)。

溢流重力壩通常設(shè)計(jì)成等同的奇數(shù)孔，為什么？

為什么說單寬流量是溢流重力壩設(shè)計(jì)中很主要的控制性指標(biāo)？簡(jiǎn)述孔口尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素。掌握兩種孔口形式過流量的計(jì)算公式。

為何閘墩上游端需做成圓弧形或流線型？溢流壩設(shè)置邊墻的作用是什么？

簡(jiǎn)述空化和空蝕的概念，流速大于多少時(shí)就可能發(fā)生空蝕？什么是引起溢流面發(fā)生空蝕的主要原因？空化數(shù)大于初生空化數(shù)時(shí)會(huì)發(fā)生空蝕現(xiàn)象嗎？摻氣雖然可減少空蝕，但也存在什么不利之處？水流脈動(dòng)對(duì)溢流壩有什么害處？

溢流面體形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲線？

消能工的原理是什么?能量轉(zhuǎn)換的途徑有哪些?輔助消能工主要有