水工建筑物复习题.docx
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水工建筑物复习题
题型
一、名词解释
二、判断题
三、填空题
四、单选题
五、多选题
六、简答题
七、计算题
第一章 绪论
目的：
1.了解我国水利资源及分布状况，水利水电工程的现状与发展。
2.掌握水利枢纽的概念及组成，水工建筑物的分类和特点。
水利工程分等和水工建筑物分级，以及分等分级的意义。
重点：
1.水利资源及分布状况，水利水电工程的现状与发展。
2.水利枢纽的概念和组成，水工建筑物的分类和特点，水利工程分等和水工建筑物分级。
难点：
1.水利水电工程的现状与发展。
2.水利工程分等和水工建筑物分级。
章节学习容：
1.我国水利资源，水利事业及其在国民经济中的作用，水利工程的发展。
2.水利枢纽的概念和组成
3.水工建筑物的分类和特点。
4.水利工程分等和水工建筑物分级，以及分等分级的意义。
学习要点
1.水利枢纽的概念和组成
2.水工建筑物的分类和特点。
3.水利工程分等和水工建筑物分级。
一、名词解释
资源生产资料和生活资料的天然来源
水资源水的天然来源
水利工程对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到兴利除害目而修建的工程。
水利枢纽不同类型水工建筑物组成的综合体
水工建筑物在河流适宜地段修建的用来控制和调配水流的建筑物
二、判断题
三、填空题
1.水利水电工程包括水利水电工程包括防洪治河、水力发电、农田水利、给水排水、航运等工程。
2.水利枢纽是由若干个不同类型的水工建筑物组成的综合体，用以控制和利用水流。
3.一般性水工建筑物可分为挡水建筑物，泄水建筑物取水建筑物，输水建筑物，河道整治建筑物；
4.水利水电工程的等别是根据水库总库容、防洪、治涝、灌溉、供水、发电等指标分为五等
5.水利工程的特点有工作条件复杂、施工难度大、对环境影响大、失事后果严重。
6.解决水工问题的方法有理论分析；实验研究（模型实验）、原型观测、工程经验（经验类比）
四、单选题
1.水利水电工程包括（）等工程
A防洪治河、水力发电、农田水利、给水排水、航运
B防洪治河、农田水利、给水排水、节水灌溉、航运
C防洪治河、水力发电、农田水利、泄洪隧洞、航运
D防洪治河、水力发电、农田水利、泄洪隧洞、航运
2.水利枢纽（）
A就是水工建筑物，用以控制和利用水流；
B是由若干个不同类型的水工建筑物组成的综合体，用以控制和利用水流
C就是水库，用以控制和利用水流
D包括大坝和水电站，用以控制和利用水流
3.一般性水工建筑物可分为（）
A挡水建筑物，蓄水建筑物，取水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物
B挡水建筑物，拦水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物；
C挡水建筑物，泄水建筑物，取水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物；
D挡水建筑物，泄水建筑物，用水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物
4.水利水电工程的等别是根据（）等指标分为五等
A水库总库容、治河、治涝、灌溉、供水、发电
B水库总库容、防洪、治涝、泄洪、供水、发电
C水库总库容、防洪、治涝、治河、供水、发电
D水库总库容、防洪、治涝、灌溉、供水、发电
五、多选题
六、简答题
1．水利工程按承担的任务可分为：
防洪治河工程、水力发电工程、农田水利工程、给水排水工程、航运工程、环境水利工程等。
2.水利工程按对水的作用可分为：
蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化工程、污水处理工程等。
3．什么是水利枢纽，水利枢纽有哪些类型？
水利枢纽：
由若干个不同类型的水工建筑物组成的综合体，用以控制和利用水流。
水利枢纽按对水的作用分蓄水枢纽和取水枢纽（分有坝取水枢纽和无坝取水枢纽）；按地貌形态分山区（丘陵区）水利枢纽、平原地区水利枢纽和潮汐河口段、滨海区水利枢纽；按作用水头分高、中、低水头水利枢纽。
4.水利工程的特点有
工作条件复杂；施工难度大；对环境影响大；失事后果严重。
5.解决水工问题的方法有
理论分析；实验研究（模型实验）；原型观测；工程经验（经验类比）
6．水工建筑物的工作条件（工作环境）应包括哪些容？
①河流的水文现象是随机的、使得洪水的预报、推测的困难。
②水荷载（静水压力、浪压力、渗透力）的作用、高速水流的冲刷，对水工建筑物的稳定性、强度、耐久性影响较大。
③地形地质条件复杂，地质构造运动形成了各种地质界面，目前的勘探测试手段不足，对地基的分析依赖于经验的判断。
④施工难度大：
施工导流影响整个施工工期、地基开挖工程量大、地基处理复杂、水下施工困难。
7．如何对水工建筑物分类？
水工建筑物可分为：
①一般性（通用性）建筑物：
拦、蓄、挡——坝、水闸、堤防
泄——溢洪道、坝身泄水孔、泄洪隧洞
取——进水闸、电站引水系统（坝身引水、管道引水）、引水隧洞
输——渠道、隧洞、涵洞、管道
河道整治——护岸工程、导流堤、丁坝
②专门性建筑物：
电站厂房、船闸、鱼道、筏道等。
8．为什么要对水利水电枢纽工程分等和对水工建筑物分级，分等分级的原则、方法是什么，分等分级有哪些作用？
水利水电枢纽工程的分等就是根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性，如水库的总库容、防洪（下游城镇、工业区的重要性；保护农田的面积）、灌溉面积、治涝、供水（供给城镇及矿区的重要性）、发电（装机容量）分为五等。
水利水电枢纽工程分级就是为了将水利水电工程中的水工建筑物（永久性建筑物和临时性建筑物），根据所属枢纽工程的等别及在工程中的作用和重要性，划分为五级。
水利枢纽工程分等和水工建筑物分级的意义：
规地划分工程等别和水工建筑物级别，并使建筑物的设计基准期、安全性、可靠性及抗御灾害能力等方面与建筑物的级别（反应其在所属枢纽工程中的作用和重要性）相称，如洪水标准、强度与稳定计算的安全系数、建筑材料的品质等，使工程达到既安全又经济的目的。
七、计算题
第二章水工建筑物作用、作用效应、作用效应分析、设计综述
目的：
1.掌握水工结构的作用的定义与分类。
2.掌握水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用等的分析计算方法。
3.掌握作用效应组合的原则，能应用设计规进行水工结构作用效应组合。
4.了解水工建筑物上作用效应分析方法
重点：
1.水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用的分析计算方法。
2.不同的水工建筑物上作用效应分析方法的特点。
难点：
1.水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用的分析计算方法。
2.不同的水工建筑物上作用效应分析方法的特点。
章节学习容：
1.作用的定义与分类
2.水工建筑物的自重作用
3.水工建筑物的温度作用
4.水工建筑物的渗流作用
5.水工建筑物的流体作用
6.水工建筑物的地震作用
7.作用效应组合
8.物理模拟方法的特点。
9数学模拟方法的特点。
10.监测数学模型方法的特点。
学习要点：
1.水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用的分析计算方法。
2．各种水工建筑物上作用效应分析方法的特点及应用情况。
一、名词解释
作用外界环境对水工建筑物的影响。
作用效应建筑物对外界作用的响应。
扬压力包括浮托力和渗流压力。
浮托力由低水位产生的作用计算截面上的静水压力。
渗流压力是由上游作用水头或上下游水位差产生的作用于计算截面底部的静水压力。
渗流动水压力由渗流产生的作用于透水介质上的体积力。
永久作用作用的量值、方向、位置与时间无关，或其变幅相对于均值很小可忽略。
可变作用作用的量值、方向、位置随时间发生变化，其变幅相对于均值较大不能忽略。
偶然作用出现的概率小，作用的时间短，量值比较大的作用。
开发型设计在无样板设计方案及设计原理的条件下创造出的合理的新型设计。
更新型设计总体上采用常规的型式和设计原理，改进局部的建筑物设计原理的设计。
适配性设计采用常规的型式和设计原理，完成的常规设计。
永久性建筑物工程运行期间使用的建筑物。
主要建筑物失事后将造成灾害或严重影响工程效益的建筑物。
次要建筑物失事后将不致造成灾害或对工程效益影响不大且易于修复的建筑物。
临时性建筑物工程施工期间使用的建筑物。
设计基准期研究工程对策的参考年限。
极限状态结构或其一部分超过某一特定状态而丧失某种功能时，称此特定状态为该功能的极限状态。
可靠度结构在设计基准期在给定条件下完成预定功能的概率。
失效概率结构不能完成预定功能的概率。
基本烈度一定区域，一般场地条件，50年可能遭遇的较大地震，其超越概率在10%左右的烈度。
设计烈度结构抗震设计时选用的烈度值。
在基本烈度基础上结合场地条件及结构特性选值。
孔隙水压力介质孔隙中的水压力，因液体表面力作用，略小于孔隙气压力。
孔隙气压力介质孔隙中的气体（即气泡）压力，略大于孔隙水压力。
孔隙压力介质孔隙中的孔隙压力，由孔隙水压力和孔隙气压力组成，其值介于二者之间。
固结超静水压力那部分孔隙水压力逐渐减小至静水压力，介质孔隙减小密度增加的过程。
标准衡量各种事物的客观准则，判别合格与否的准则（依据），具有法规性。
一般略高于平均水平。
有效应力土粒骨架之间接触应力对计算截面的平均值，是土粒骨架所承担的应力，但远小于土粒骨架之间的接触应力。
总应力有效应力与孔隙水对土粒作用力的平均值（即孔隙水对计算截面作用力的平均值，略小于孔隙水压力，计算时近似取用孔隙水压力值）两者之和即土粒所承担的应力，称为总应力
二、判断题
1．不同地区（如平原、山区、潮汐河口段、滨海区）水利枢纽同级别水工建筑物洪水标准相同（F）
2．设计烈度等于基本烈度（F）
3．扬压力不是体积力（T）
4.扬压力是面积力（T）
5.孔隙水压力就是孔隙压力（F）
6.孔隙水压力是介质孔隙中的水压力，因液体表面力作用，略小于孔隙气压力。
（T）
7．孔隙水压力是介质孔隙中的水压力，因气体的作用，略小于孔隙气压力。
（F）
8．孔隙气压力是介质孔隙中气体（即气泡）压力，因液体表面力影响，略大于孔隙水压力。
（T）
9．孔隙压力是由介质孔隙中的孔隙水压力和孔隙气压力组成，其值介于二者之间。
（T）
10.固结是超静水压力那部分孔隙水压力逐渐减小至静水压力，介质孔隙减小密度增加的过程。
（T）
11.饱和土孔隙水对土粒作用力的平均值（即孔隙水对计算截面作用力的平均值）略小于孔隙水压力。
（T）
12．饱和土孔隙水对土粒作用力的平均值近似取用孔隙水压力值。
（T）
13.有效应力是土粒骨架之间接触应力对计算截面的平均值，是土粒骨架所承担的应力。
（T）
14.有效应力是指土粒骨架之间接触应力对计算截面的平均值，（T）
15．有效应力远大于土粒骨架之间的接触应力。
（F）
16．有效应力是土粒骨架之间接触应力。
（F）
17.饱和土孔隙水作用于土粒骨架的面积远大于土粒的接触面积。
（T）
三、填空题
1.水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
2.水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级和三级。
3.在建筑物设计标准中安全储备的表达形式有单一安全系数法、分项系数极限状态法和概率极限状态法。
4.工程抗震设防等级根据建筑物等级和场地基本烈度分为甲乙丙丁四级。
5.地震作用效应计算方法有静力法拟静力法动力法
6.动力法有地质力学法、动床试验法和数值解法，数值解法有直接积分法和振型分解法。
7.结构的极限状态有承载能力极限状态、正常使用极限状态、疲劳极限状态
8.中国的标准分为国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。
9.保障人体健康、人身财产安全的标准和法律、行政法规规定执行的标准是强制性标准，其他标准是推荐性标准。
四、单选题
综合测试：
1.结构上的间接作用是指使结构产生外加变形或约束变形的原因：
A.如地震及外荷载等B.如地震及温升作用等C.如地震及温度作用等D.如地震及温降作用等
2.温度应力是指
A．当结构的温度有所改变时，因温度改变产生的变形受到约束，在结构产生的相应应力
B．当结构的温度有所改变时，结构由于热胀或冷缩变形而产生的相应应力
C．当结构的温度有所改变时，其变形受到外部约束限制，在结构产生的相应应力。
D．当结构的温度有所改变时，其变形受到部各个部分之间的相互约束，在结构产生的相应应力
3.温变荷载对拱坝应力影响是
A.温降时对坝体应力有利，温升时对坝肩稳定不利
B.温降时对坝体应力不利，温升时对坝肩稳定不利
C.温降时对坝体应力不利，温升时对坝肩稳定有利
D.温降时对坝体应力有利，温升时对坝肩稳定有利。
4.对非饱和土体上施加荷重时
A.土粒骨架所承担的应力称为垂直正应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力。
两者之和称为总应力；
B.土粒骨架所承担的应力称为土体应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力。
两者之和称为总应力；
C.土粒骨架所承担的应力称为有效应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力；
D.土粒骨架所承担的应力称为主应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力。
5.根据波浪运动受库底的影响程度分为深水波、浅水波和破碎波:
A.当H1>时，称为深水波；HkB.当H1>时，称为破碎波；HkC.当H1>时，称为浅水波；HkD.当H1>时，称为深水波；Hk6.算沿建筑物高度作用于质点i的水平向地震惯性力
A.对不同的水工建筑物，有不同的计算公式形式，各系数的取值也不同
B.对不同的水工建筑物，有统一的计算公式形式，但各系数的含义不同
C.对不同的水工建筑物，有不同的计算公式形式
D.对不同的水工建筑物，有统一的计算公式形式，但动态分布系数的取值不同
7.在结构设计中,所谓作用效应组合是指
A.结构上一两种同时出现的作用分别产生的作用效应的随机叠加
B.结构上几种不可能同时出现的作用分别产生的作用效应的随机叠加
C.结构上几种可能同时出现的作用分别产生的作用效应的随机叠加
D.结构上几种可能同时出现的作用的随机叠加
8.渗透水压力是渗流场由水流的外力转化为作用于
A.土体上的力B.土体的体积力C.土体的表面力D.土体上点压力
9.在计算土石材料的自重时，一般应根据其所在位置与浸润线和水位的关系，采用不同的容重
A.浸润线之上采用土体的自然容重，浸润线之下采用土体的饱和容重
B.浸润线之上采用土体的干容重，浸润线之下采用土体的浮容重
C.浸润线之上采用土体的干容重，浸润线之下采用土体的饱和容重
D.浸润线之上采用土体的自然容重，浸润线之下采用土体的浮容重。
10.水工建筑物上的作用主要有
A.自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用
B.自重作用、温升作用、渗流作用、流体作用、地震作用
C.自重作用、温度作用、渗流作用、波浪作用、地震作用
D.自重作用、温度作用、渗压作用、流体作用、地震作用
五、多选题
六、简答题
1.什么叫作用？
什么是直接作用？
什么是间接作用？
使结构产生力和变形的各种原因总称为结构上的作用。
结构上的作用可分为直接作用和间接作用。
直接作用是指直接施加在结构上的集中力或分布力，也可称为“荷载”；间接作用则是指使结构产生外加变形或约束变形的原因，如地震、温度作用等。
2.作用的分类有哪些？
作用分类有：
（1）按随时间的变异分类可分为永久作用、可变作用和偶然作用。
（2）按随空间位置的变异分类可分为固定作用和可动作用。
（3）按引起结构的反应分类可分为静态作用和动态作用。
（4）按属于安全系数设计法的规分类可分为基本荷载和特殊荷载。
3.一般如何考虑拱坝的自重作用对坝体应力的影响？
若坝体混凝土全部浇筑完成后进行收缩缝灌浆，则假定全部自重均由悬臂梁承受，自重变位已经完成，不参加拱梁分载法中的变位调整。
但对具有垂直向弯曲的双曲拱坝，往往需要限制独立浇筑块的高度以保持坝块的稳定，浇筑到该高程并冷却后先行封拱，再继续向上浇。
此种情况下灌浆前的混凝土自重由悬臂梁单独承受，封拱以后浇筑的混凝土自重将在封拱高程下部的梁和拱之间进行分配。
4.什么是温度应力？
当结构的温度有所改变时，它的每一部分都将由于温度的升高或降低而发生膨胀或收缩。
如果这种热胀或冷缩变形受到结构外在约束或部各个部分之间的相互约束的限制而不能自由进行时，结构将产生相应的应力，这部分应力即是所谓的变温应力，通常又称温度应力。
5.温变荷载如何影响拱坝的变位？
荷载组合：
将具有合理的同时出现机率的荷载进行最不利组合，作为建筑物的设计荷载。
温降时：
拱坝的轴线缩短，向下游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相同；轴力的方向与水压力产生的方向相反------对坝体应力不利。
温升时：
拱坝的轴线伸长，向上游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相反，轴力的方向与水压力产生的方向相同------对坝肩稳定不利。
6.什么是孔隙水压力？
什么是固结过程？
透水介质孔隙中的水压力，其值在荷载初始作用时最大，随荷载历时的延长而减小，最终为静水压力，在饱和土体上施加荷重时，开始将全部或部分为水所承担，从而形成超孔隙水压力，有时也就简称孔隙水压力。
在孔隙水因受压而逐渐排除时，所加的荷重才逐渐转移到土粒骨架上，这一过程称为固结过程。
7.什么是有效应力？
什么是总应力？
在对非饱和土体上施加荷重时，土粒骨架所承担的应力称为有效应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力。
8.何为波浪的三要素？
如何计算？
波浪的三要素是指波浪的波长Ll；波浪的高度hl；波浪中心线壅高h0。
在土石坝和水闸设计中，引入了与波高相对应的平均波周期Ｔ要素．
由于影响波浪的因素很多，目前主要用半经验公式来确定波高和波长。
有官厅水库公式，该公式为《混凝土重力坝设计规》（SDJ21-1978）推荐，适用于山区峡谷水库，吹程1～13km，风速4～16m/s的深水波的波浪要素计算。
有试验站公式，该公式为《碾压式土石坝设计规》（SL274-2001）和《水闸设计规》（SL265-2001）推荐，适用于浅水波和破碎波的波浪要素计算。
9.泄水建筑物中的水流流速V>16~18m/s时会出现什么现象？
泄水建筑物中的水流流速增加到一定的程度时（V>16~18m/s），随之出现一些高速水流如所特有的问题，如高佛氏数、大雷诺数、紊动强烈、对边界变化非常敏感，很容易产生冲击波、掺气、空穴及脉动等现象。
10.什么是体消能？
什么是体外消能
泄水建筑物的消能方式分为体消能和体外消能。
体消能是在建筑物表面或部产生水流紊动消能，如阶梯式消能工、宽尾墩消能工等辅助消能工。
体外消能是在泄水建筑物的下游某一指定地方通过一定方式消刹水能，常用的有底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。
11.如何计算作用在水工建筑物上的地震惯性力？
一般情况下,水工建筑物抗震设计只考虑水平向地震作用。
水工建筑物抗震设计计算中采用拟静力法时,沿建筑物高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值可统一用下式计算：
该式中αi为质点的动态分布系数。
对不同的建筑物,或在建筑物不同高度处，有不同的取值规定。
12.什么是荷载组合？
如何进行荷载组合？
将可能作用在建筑物上的所有荷载按其出现的时间是否相同（或相遇概率大小）进行分组，这种分组的方法即为荷载组合；
按照实际情况，考虑不同的荷载组合，按其出现的几率，给予不同的安全系数。
即将各组荷载分别作用在所设计的建筑物上，研究建筑物的稳定、强度、裂缝、振动等，并给予相应的安全系数。
七、计算题
第三章 重力坝
目的：
1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国外发展概况和趋势。
2.掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。
3.理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
4.掌握重力坝应力分析的目的和容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响围和程度。
5.理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。
6.了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。
掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。
7.了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。
重点：
1.混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。
2.重力坝的荷载及其计算方法。
3.重力坝的稳定分析方法。
4.重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。
5.非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。
难点：
1.混凝土重力坝的设计要求和类型。
2.扬压力的计算，重力坝的荷载组合。
3.重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。
4.坝体边缘应力的计算。
5.拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆。
章节学习容：
1.混凝土坝的类型，国外发展概况和趋势。
2.重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。
3.重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。
4.重力坝的稳定分析。
稳定的概念及影响因素，稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
5.重力坝应力分析的目的和容。
应力分析方法综述，材料力学法及其应力控制标准，影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响围和程度。
6.拟定重力坝剖面的基本原理，重力坝的基本剖面及实用剖面，剖面优化的概念。
7.泄水重力坝的剖面及布置，泄水重力坝的工作特点及泄水方式（坝顶溢流式，大孔口溢流式，深式泄水孔）；溢流重力坝的剖面设计；泄水孔的布置；设计洪水标准的确定；单宽流量的选择；堰顶高程，溢流前缘
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