水工建筑物复习题14Word文件下载.docx
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③水力发电工程
④供水和排水工程
⑤航道及港口工程
⑥环境水利工程
3．水工建筑物的特点？
①工作条件复杂：
水压力浪压力冰压力地震动水压力渗流高速水流等对建筑物的稳定安全和耐久性影响较大。
②受自然条件制约，施工条件复杂：
施工需要导流，进度紧，工期长，施工技术复杂，受气候影响大，排水施工难度大，交通运输困难等
③效益大，对环境影响也大对国民经济影响巨大：
④失事后果严重。
4．水工建筑物按用途分为哪几类？
①挡水建筑物
②泄水建筑物
③输水建筑物
④取水建筑物
⑤整治建筑物
⑥专门建筑物
5．说明分等、分级的意义、对象、依据？
分等分级的意义（或目的）：
为贯彻执行国家经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。
对象：
分等对象是水利水电枢纽工程，分级的对象是水工建筑物。
依据：
分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中的最重性进行分级。
具体见我国的《水电水电工程等级划分及洪水标准》中的表格规定。
第三章重力坝
1.
重力坝是指
主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来维持稳定的挡水建筑物。
其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设
横缝
，将坝体分成若干个坝段，每一个坝段相当于固接于地基上的
悬臂梁
2.
坝高是指
坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面
之间的高度。
3.
重力坝按坝高可分为
低坝
中坝、
高坝三类。
按泄水条件可分为
溢流重力坝、
非溢流重力坝
按坝体结构形式可分为
实体重力坝
宽缝重力坝
空腹重力坝
和支墩坝等。
支墩坝可分为大头坝、连拱坝和平板坝。
4.
重力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的
静水压力，控制坝体剖面尺寸的主要指标是
稳定、
强度要求，重力坝的基本剖面是
三角
形。
5.
挑流消能一般适于
基岩较坚固的中高溢流坝
挑射角度一般为20°
～25°
若挑射角度加大，
挑射距离
增大，且
冲坑
加深。
6.
地震烈度
表示地震对建筑物的影响程度。
烈度
越大，表示对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。
7.
按承载能力极限状态设计时，应考虑
荷载的基本组合
和
偶然组合
两种作用效应组合。
8.
溢流坝既是
，又是
泄水建筑物
因此，坝体剖面设计时除满足稳定和强度要求外，还要满足
泄水
的要求，同时要考虑下游的消能问题。
9.
溢流坝的溢流面由顶部的
曲线段
、中间的
直线段
、底部的
反弧段
组成。
10.
不设闸门时，溢流坝的坝顶高程等于水库的
正常蓄
水位。
11.
单宽流量的大小是溢流坝设计中一个很重要的控制指标。
如果单宽流量越大，对
消能防冲
不利，但对
枢纽布置有利。
12.
溢流坝段的横缝有两种布置方式。
其中，横缝布置在
闸墩中间
时，相邻坝段产生的不均匀沉陷不影响闸门启闭，但闸墩厚度
较大。
另一种形式，横缝布置在
溢流孔跨中
，闸墩比较薄，但受地基不均匀沉陷的影响大。
13.
有压泄水孔的工作闸门布置在
出口
处，检修闸门布置在
进口
无压泄水孔的工作闸门布置在
深孔的进口
14.
工作闸门常在
动水
中启闭，检修闸门在
静水
中启闭，事故闸门常在
中快速关闭，在
中开启。
15.
为提高泄水孔的内水压力，常将其出口断面面积
缩小
16.
重力坝坝体排水措施是：
靠近上游坝面设置
排水管幕
，其上下端与坝顶和廊道直通。
坝基排水措施是
在灌浆帷幕后设排水孔幕
17.
坝体分缝的目的是：
防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂
，满足施工的要求。
常见的缝有：
纵缝
和施工缝。
18.
重力坝内的廊道的作用是
满足灌浆
检查、排水
和观测、交通。
廊道常分为：
坝基灌浆廊道
和
检查和坝体排水廊道
19.
坝基开挖时，应将
卵石覆盖层、风化破碎的岩层
挖除，直至新鲜坚固的基岩面。
顺水流方向应开挖成
略向上游倾斜
的锯齿状，垂直于水流方向应开挖成
足够宽度的台阶状
20.
防渗帷幕的位置布置在
靠近上游坝脚
的坝轴线附近，自河床向两岸延伸一定距离，与两岸
不透水层
衔接。
21.
排水孔幕布置在
防渗帷幕
的下游，通常在防渗帷幕灌浆后施工。
22.
混凝土坝的渗漏处理的原则是
上堵下排
23、碾压混凝土坝是将土石坝施工中的碾压技术应用于混凝土坝，采用自卸汽车或皮带机将超干硬性混凝土运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑坝方法。
二、单项选择题
1、溢流坝属于（
A
）。
A、挡水建筑物和泄水建筑物
B、次要建筑物
C、挡水建筑物
D、泄水建筑物
2、下列重力坝是按坝体的结构形式进行分类的有（
C
A、混凝土重力坝
B、浆砌石重力坝
C、实体重力坝
D、溢流重力坝
3、下面关于坝体应力的几种说法正确的是
A、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应小于坝基容许压应力。
B、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应大于坝基容许压应力。
C、坝体内绝对不允许出现拉应力
D、以上说法都不对。
4、重力坝的坝体廊道的主要作用是（
B
A、检查和排水
B、灌浆和排水
C、排水
D、交通
5、以下泄水孔必须为有压泄水孔的是（
D
A、冲沙孔
B、灌溉孔
C、导流孔
D、发电孔
6、采用以下（
）措施主要用来降低重力坝坝基的扬压力。
A、开挖与清理
B、固结灌浆
C、帷幕灌浆
D、混凝土齿墙
7、重力坝的基本剖面为（
A、梯形
B、三角形
C、矩形
D、正方形
8、重力坝地基处理时，顺水流方向的开挖面不宜（
A、成台阶状
B、成锯齿状
C、向下游倾斜
D、向上游倾斜
9、高度超过（
）的坝属于高坝。
A、50m
B、60m
C、70m
D、100m
10、检修闸门一般布置在（
A、进口处
B、出口处
C、孔身段
D、泄水孔的任一断面均可
11、有压泄水孔的断面形状一般为（
A、矩形
B、圆形
C、城门洞形
D、马蹄形
三、名词解释
1．扬压力
扬压力是渗透压力和浮托力的总称。
，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成。
2．渗透压力
渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。
3．浮托力
是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。
四、判断题
1．检修闸门和事故闸门都只能在静水中关闭和开启。
（
╳
）
2．挑流消能适用于基岩较坚固、水头较高的情况。
√）
3．固结灌浆是深层高压水泥灌浆，其主要目的是为了降低坝体的渗透压力。
（
）
4．地震烈度大，对建筑物的破坏小，抗震设计要求低。
╳）
5.设计洪水情况属于荷载的偶然组合。
五、简答题
1．简述重力坝的特点。
答：
优点：
1、机构作用明确，设计方法简便，安全可靠；
2、对地形、地质条件适应性强；
3、泄洪问题容易解决；
4、便于施工导流；
5、施工方便。
缺点：
1、坝体剖面尺寸大，材料用量多
2、材料的强度不能够得到充分发挥
3、坝底扬压力大，对坝体稳定不利
4、砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力
2．简述重力坝的设计内容。
①剖面设计；
②稳定分析；
③应力计算；
④构造设计；
⑤地基处理；
⑥溢流重力坝和泄水孔的孔口设计；
⑦监测设计。
3．提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？
①利用水重来增加坝体自重：
②采用有利的开挖轮廓线：
③设置齿墙：
④抽水措施：
⑤加固地基：
⑥横缝灌浆：
⑦预加应力措施：
4．用材料力学法计算重力坝应力的主要假定是什么？
①假定坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性体材料
②视坝段为固接于坝基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。
③假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道等孔洞对坝体应力的影响。
5．溢流重力坝的泄水方式有哪些？
各有什么特点？
如何选择？
溢坝重力坝泄水方式有①坝顶开敞溢流式；
②孔口溢流式
开敞溢流式泄方式有设闸门和不设闸门之分，两者都具有结构简单，超泄能力大的特点。
不设闸门时，又可自动泄洪，管理方便，适用于洪水流量小，淹没损失不大的中小型水库。
孔口溢流式泄水方式有固定胸墙和活动胸墙之分，胸墙可以挡水，又可减少闸门高度，降低堰顶高程，孔口溢流式可以根据洪水预报提前放水，腾出较大的防洪库容，提高水库的调洪能力。
6．有压泄水孔和无压泄水孔的闸门如何布置？
①有压泄水孔的工作闸门布置在出口处，孔内始终保持满水有压状态，检修闸门或事故闸门布置在有压泄水孔的进口处
②无压泄水孔的工作闸门布置在深孔的进口，使闸门后泄水道内始终保持无压明流，检修闸门布置在进口压力短管部分。
7．通气孔、平压管的作用各是什么？
通气孔是向检修门和工作门之间的泄水孔道内充气和排气的通道
平压管是埋在坝体内部，平衡检修闸门两侧水压以减少启门力的输水管道。
8．重力坝为什么要进行分缝？
常见的缝有哪些？
重力坝设缝的目的是为了避免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引坝体开裂。
横缝、纵缝、施工缝等。
9．坝内廊道有哪些？
各有什么作用？
坝内廊道主要有：
1、坝基灌浆廊道；
2、检查和坝体排水廊道
坝基灌浆廊道主要作用是为保证灌浆质量高灌浆压力。
检查排水廊道是为了检查、观测和坝体排水方便。
10．重力坝对地基有哪些要求？
①重力坝地基应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力
②应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降
③应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗渗水作用下的岩体变质恶化。
11．重力坝地基处理的措施有哪些？
①坝基的开挖与清理
②坝基的加固处理
固结灌浆
断层破碎带、软弱夹层的处理措施：
设置砼塞
③坝基的防渗与排水
帷幕灌浆
设排水孔
12．固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？
固结灌浆可提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。
帷幕灌浆可降低渗透水压力，减少渗流量，防止坝基产生机械或化学管涌。
13．简述重力坝坝基的防渗与排水措施。
为了降低渗透水压力，减少渗流量，可在重力坝的坝踵附近采用帷幕灌浆进行防渗。
帷幕灌浆是在坝踵附沿坝轴线方向，打一排深孔，用高压水泥浆或水泥粘土浆进行灌浆，从而形成一道阻止水渗透的屏障。
排水措施：
在防渗帷幕后设一道主排水孔，在坝体的下游设置辅助排水孔将坝基透过防渗帷幕的渗水集中起来，抽排到坝体外，从而降代坝基底面的扬压力、
六、计算题
1．某混凝土重力坝的剖面如图所示。
分别绘图并计算有排水孔、无排水孔的情况下坝底面的扬压力。
（α=0.3）
解：
取坝长为1m
无排水孔时：
扬压力标准值：
有排水孔时：
2．已知某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为50m，相应下游水位为15m，坝顶高程为60m，上游坝坡为1：
0.2，下游坝坡为1：
0.7，坝顶宽度为5m，在距上游坝面7m处设有排水孔幕。
混凝土的容重采用γc=24kN/m3，水的容重采用γw=10kN/m3，渗透压力强度折减系数α=0.3。
（浪压力忽略不计）
（1）计算荷载大小；
（2）画出荷载分布图，标出荷载作用的位置。
（3）已知接触面的抗剪断参数f′=0.9、C′=700kPa，抗滑稳定安全系数允许值[Ks]=3.0，试用抗剪强度公式求Ks并判别是否满足抗滑稳定要求。
（1）建基面顺水流向总长度：
排水孔距坝底中心O点的距离：
①自重：
分为三块：
距O点：
②水重：
③水平水压力：
上游：
距O点高：
下游：
④扬压力：
距O点0（m）
20.25-3.5＝16.75（m）
（3）
3．已知混凝土的强度等级为C10，基岩的允许压应力为5000kPa，其它条件同上题，试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求？
坝趾处的压应力在计入扬压力时为
式中：
地基承载力满足要求；
对砼C10抗压强度标准值为10Mpa＝10000Kpa
砼抗压强度远远大于砼内压应力，因此砼强度也能满足要求。
4．某一混凝土重力坝的剖面如图所示，其坝基面向上游倾斜，倾角为θ，坝与坝基面的抗剪断参数为f′、C′，设作用于坝基面的扬压力为U。
请按抗剪断强度公式推求抗滑稳定安全系数。
当滑动面为水平时
当滑动面倾向上游并与岩基呈θ角时，可将P、W两力分解成沿滑动面方向的分力，和垂直滑动面上分力，则：
第四章拱坝
拱坝是一空间壳体结构,其坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的_水平拱圈和一系列竖向__悬臂梁_所组成,坝体结构既有拱作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。
拱坝所承受的水平荷载一部分由__拱__的作用传至两岸岩体，另一部分通过__梁_的作用传到坝底基岩，拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠__两岸拱端__的反力作用，并不完全依靠坝体重量来维持稳定。
这样就可以将拱坝设计得较薄。
拱结构是一种_推力结构_，在外荷作用下内力主要为__轴向力_，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度。
拱坝坝身不设__永久伸缩缝_，其周边通常是固接于基岩上，因而_温度变化_和__基岩变形_对坝体应力的影响较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。
拱坝理想的地形应是左右两岸_对称_，岸坡_平顺_无突变，在平面上向下游收缩_的峡谷段。
坝址处河谷形状特征常用河谷的__宽高比_及_河谷断面形状_两个指标来表示。
拱坝的厚薄程度，常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值，即_厚高比“T／H”来区分。
拱坝理想的地质条件是；
基岩_均匀、坚固完整、有足够的强度、透水性小和耐风化等。
拱坝按拱坝的曲率分__单曲拱坝__、_双曲拱坝_。
拱坝按水平拱圈形式分可分为_单心圆拱坝_、多心圆拱坝_、_变曲率拱坝__。
静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过_拱梁分载法_来确定拱系和梁系上的荷载分配。
混凝土拱坝在施工时常分段浇筑，最后进行__灌浆封拱_，形成整体。
温降时拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向___相同__，但轴力方向__相反_。
当坝体温度高于封拱温度时，称温升，拱圈将伸长并向上游变位，由此产生的弯矩、剪力和位移的方向与库水压力所产生的方向_相反_，但轴力方向则___相同_。
拱坝坝身的泄水方式有：
__自由跌流式__、__鼻坎挑流式__、_滑雪道式_及坝身泄水孔__等。
水流过坝后具有___向心集中__现象，水舌入水处单位面积能量大，造成集中冲刷，因此消能防冲设计要防止发生危害性的河床集中冲刷。
拱坝坝基的处理措施有坝基开挖、__固结灌浆___、_接触灌浆__、_防渗帷幕灌浆_、坝基排水、断层破碎带或软弱夹层的处理、高边坡处理等。
在防渗帷幕下游侧应设置__排水孔幕_，以减小坝底扬压力。
1.下列说法正确的是（
A）
A、对于一定的河谷、一定的荷载，当应力条件相同时，拱中心角2φA愈大（即R愈小），拱圈厚度T愈小，就愈经济。
B、很大的中心角容易满足坝肩稳定的要求。
C、当拱厚T一定，拱中心角愈小，拱端应力条件愈好
D、从经济和应力考虑，采用较小中心角比较有利。
2．在V形和接近V形河谷中，多采用（
A、等半径拱坝。
B、等中心角拱坝。
C、变半径、变中心角拱坝。
D、双曲拱坝。
3．（
C）应力分析方法假定坝体由若干层独立工作的水平拱圈叠合而成，每层拱圈可作为弹性固端拱进行计算。
A、有限元法。
B、拱梁分载法。
C、纯拱法。
D、壳体理论计算方法。
4．（
C）泄洪方式，其溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成。
A、自由跌流式。
B、鼻坎挑流式。
C、滑雪道式。
D、坝身泄水孔式。
1．拱冠梁
位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称为拱冠梁。
2．双曲拱坝
双曲拱坝在水平断面和悬臂梁断面都有曲率，拱冠梁断面向下游弯曲，适用于V形河谷或岸坡较缓的U形河谷
3．封拱温度
拱坝系分块浇筑，经充分冷却，当坝体温度降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，形成整体，在封拱时的坝体温度称作封拱温度。
4．温度荷载
拱坝为超静定结构，在上下游水温、气温周期性变化的影响，坝温度将随之变化，并引起坝体的伸缩变形，在坝体内将产生较大的温度应力。
5．拱冠梁法
拱冠梁法是一种简化的拱梁分载法，计算时，只取拱冠处的一根悬臂梁为代表与若干层水平拱圈组成计算简图，并按径向位移一致条件，对拱梁进行荷载分配。
6．滑雪道泄洪
滑雪道式泄洪是拱坝特有的一种泄洪方式，在溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成，泄槽通常由支墩或其它结构支承，与坝体彼此独立。
7．重力墩
重力墩是拱坝的坝端处的人工支座，对形状复杂的河谷断面，通过设重力墩改善支承坝体的河谷断面形状，它承受拱端推力和上游库水压力，靠本身重力和适当的断面来保持墩的抗滑稳定。
四、简答题
1、拱坝对地形和地质条件的要求？
拱坝对地形条件的要求是：
左右岸对称；
岸坡平顺突变；
在平面上向下游收缩的峡谷段，坝端下游侧要有足够的岩体支承。
地质条件是：
基岩均匀、坚固完整、有足够的强度、透水性小和耐风化等。
2、拱坝的特点有哪些？
拱坝的特点：
①稳定特点。
拱坝的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用为持稳定。
对地形、地质条件要求较高，对地基处理要求也高。
②结构特点。
抗震性能好，超载能力强，安全度高。
能充分发挥混凝土的抗压强度，体积小。
③荷载特点。
温度荷载和地基变形对坝体应力影响较大。
3、拱坝按曲率和水平拱圈形式各分为哪些类型？
按曲率分：
单曲拱坝；
双曲拱坝
按水平拱圈分：
圆弧拱坝；
多心拱坝；
变曲率拱坝，包括椭圆拱坝、物线拱坝等。
4、拱圈中心角如何确定？
从经济和拱圈应力的角度来分析，采用较大中心角比较有利，对于一定的河谷，一定的荷载，当应力条件相同时，最经济的中心角为133°
34′，但从坝肩稳定来考虑，过大的中心角将使拱端内弧面切线与岩面等高线的夹角减小，对拱座稳定不利。
实际工程中，一般拱顶中心采用90～110°
，底拱中心在50～80°
之间。
5、为什么左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用？
因为V形河谷靠近顶部虽然跨度较大但水压强度小，因而厚度可较薄，在靠近底部水压强度最大，但拱跨短，因而厚度仍可较薄，这样整个坝体都可做得较薄，拱内力主要是轴力，弯矩较小，因此可利用砼的抗压能力大的特性将巨大的水平水压力通过较薄的水平拱圈传给两岸山体。
6、作用于拱坝的荷载主要有哪些？
作用于拱坝的荷载主要有：
静水压力，动水压力，温度荷载，自重，扬压力，泥沙压力，浪压力，冰压力和地震荷载等。
7、拱坝为什么在稍低于年平均温度时进行封拱？
在稍低于年平均温度时封拱，建成后有利于降低坝体拉应力，避免频繁出现温升温降对坝体的应力以及坝肩稳定造成不利影响。
8、简述温度变化对拱坝内力及坝肩稳定的影响。
当坝体温度低于封拱温度称温降，拱圈将缩短并向下游变位，由此产生弯矩，剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向相同，对坝体应力不利。
当坝体温度高于封拱温度时称温升，将使拱端推
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