东农第三学期水工建筑物作业全部答案样本.docx

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东农第三学期水工建筑物作业全部答案样本

水工建筑物网上作业题参照答案

绪论参照答案

一、填空题

1、等、级2、五等，5级

3、防洪工程、灌溉排水工程或称农田水利工程、水力发电工程、供水和排水工程、航道及港口工程、环境水利工程

4、单一安全系数法，分项系数极限状态法

二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的

1、√2、Χ

三、名词解释

水工建筑物：

为了满足防洪规定，获得发电、航运等方面效益，需要在河流适本地段修建不同类型建筑物，用来控制和分派水流，这些建筑物统称为水工建筑物

水利枢纽：

是由不同类型水工建筑物构成综合体称。

水利工程：

是指对自然界地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目而修建工程。

四、问答题

1、答：

挡水建筑物（拦河坝）、泄水建筑物（溢流坝）、输水建筑物（渠道）、取（引）水建筑物（进水闸）、整治建筑物（丁坝）、专门建筑物（船闸）

2、答：

水利工程按其对水作用分为：

蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水解决工程等。

3、答：

（1）工作条件复条；

（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境影响也大；（4）失事后果严重

重力坝

参照答案

一、填空题

1、挡水、泄水2、波高、波长、波浪中心线超过静水位高度

3、剩余推力法、被动抗力法、等安全系数法4、沉降缝、温度缝、施工缝

5、实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝6、挡水重力坝和泄水重力坝

7、混凝土重力坝和浆砌石重力坝8、顶部曲线段，中间直线段和下部反弧段

9底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消力10升温期、降温期、稳定期

二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的

1、√2、×3、√4、×5、√

6、×7、×8、√9、×10√11、√

三、名词解释

重力坝：

是依托坝体自重满足稳定和强度规定大体积混凝土挡水建筑物。

扬压力：

在上下游水位差作用下，地基里产生渗入水流对建筑物基底面产生垂直向上渗入水压力称为扬压力，涉及浮托力和渗入压力两某些。

重力坝基本剖面：

重力坝在坝体自重、静水压力和扬压力三项荷载作用下，满足稳定和强度规定并使工程量最小三角形剖面。

重力坝实用剖面：

在重力坝基本剖面基本上，依照交通和运营管理等需要，修订完善重力坝剖面。

四、问答题

1、答：

重力坝在水压力及其他荷载作用下必须满足稳定和强度规定：

稳定规定：

重要依托坝体自重产生抗滑力来抵抗水平水压力等荷载产生滑动力。

强度规定：

依托坝体自重产生压应力来抵消由于水压力等荷载所产生拉应力来满足。

2、答：

（1）将坝上游面做成倾向上游，运用坝面上水重来提高坝抗滑稳定性。

（2）采用有利开挖轮廓线：

开挖坝基时，将坝踵高程减少，使坝基面倾向上游；当岩基比较结实时，可开挖成锯齿状，形成局部倾向上游斜面，

（3）设立齿墙：

可在坝踵部位设立齿墙，切断较浅软弱面

（4）抽水办法：

当下游水位较高，坝体承受浮托力较大时，可考虑在坝基面设立排水系统，定期抽水以减少坝底浮托力。

（5）加固地基：

涉及帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、软弱夹层解决等将某些坝段或整个坝体横缝进行局部或所有灌浆，以增强坝整体性和稳定性。

（6）预加应力办法：

在接近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力。

3、答：

廊道作用有：

帷幕灌浆、排水、观测、检查和交通。

4、答：

重力坝特点有：

（1）安全可靠；

（2）对地形、地质条件适应能力强；（3）枢纽泄洪问题容易解决；（4）便于施工导流；（5）施工以便；（6）构造作用明确；（7）坝体剖面尺寸大，材料用量多；（8）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；（9）坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压力大，对稳定不利；（10）坝体体积大，由于施工期混凝土水化热和硬化收缩，将产生不利温度应力和收缩应力。

5、答：

水工建筑物承受重要作用有：

重力、水作用、渗入水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等。

荷载组合：

分基本组合和特殊组合两种

6、答：

扬压力是渗入地基水流对建筑物基底面产生垂直向上渗入水压力。

扬压力会减小重力坝竖向有效作用力，对坝体稳定不利。

减小扬压力办法有设防渗帷幕、并在帷幕后设排水孔，前者起拦阻渗水、延长渗径、消减水头；后者可使渗入水流通过排水孔自由逸出，进一步减少扬压力。

7、答：

重力坝缝类型：

横缝、纵缝、水平施工缝。

各缝作用：

横缝用来减小温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工规定；纵缝用来减小温度应力和满足施工规定；水平施工缝用来满足施工规定，客观上起到散热作用。

8、答：

沿坝基面稳定计算办法有：

抗剪强度公式和抗剪断公式。

特点：

抗剪强度公式未考虑坝体混凝土与岩基间凝聚力，而将其作为安全储备，该法公式简朴、概念明确、使用以便。

抗剪断公式考虑了坝体与胶结面胶结作用，计入了所有抗滑潜力。

比较符合坝实际工作状态，物理概念明确。

提高重力坝抗滑稳定办法有：

运用水重、采用有利开挖轮廓线、设立齿墙、抽水办法、加固地基、预加应力等办法。

9、答：

波浪三要素指是波高为，波长为，波浪中心线高于静水面高度。

浪压力沿坝高方向分布成一定规律，静水面处强度最大，向上、向下都逐渐减小！

10、答：

①减少护坦高程；②在护坦末端设消力坎；③既减少护坦高程又设消力坎等办法形成消力池。

11、答：

重力坝施工期温度应力涉及地基约束引起应力和内外温差引起应力；温控办法重要有：

（1）减少混凝土浇筑温度；

（2）减少混凝土水化热温升；（3）加强对混凝土表面养护和保护。

12、答：

重力坝地基解决重要办法有：

（1）开挖与清理；

（2）固结灌浆；（3）帷幕灌浆；（4）坝基排水；（5）对断层破碎带、软肉夹层和溶洞其她解决办法等。

五、计算题

1、解：

自重W＝r混

V＝24

（8

65+

602

0.7）＝42720KN

静水压力

＝

r0

＝

9.81（10）

602＝17658KN（18000）

竖向水重

扬压力U＝

（

）

（8+60

0.7）＝

9.81（10）

（15+60）

50＝18393.75KN（18750）

稳定计算：

＝

＝

＝

=1.137（1.1）

k≥［K］=1.1满足稳定规定。

拱坝

参照答案

一、填空题

1、宽高比、厚高比

2、纯拱法、拱梁分载法、有限元法、壳体理论办法、构造模型实验

3、薄拱坝、中厚拱坝和厚拱坝

4、均匀温度变化、等效线性温差、非线性温度变化

5、凸点与坝顶高差、凸度和最大倒悬度

6、宽高比、厚高比

二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的

1、×2、×3、√4、√5、×

6、√7、×8、√9、√

三、名词解释

单曲拱坝：

只有水平向曲率，而各悬臂梁上游面呈铅直拱坝称为单曲拱坝。

双曲拱坝：

水平和竖直向均有曲率拱坝称为双曲拱坝。

四、问答题

1、答：

温降时，坝轴线收缩，使坝体向下游变位，对坝体应力不利，对坝肩稳定有利；温升时，坝轴线伸长，使坝体向上游变位，将使拱端推力加大，对坝肩岩体稳定不利，对坝体应力有利。

2、答：

水平拱圈形式有圆拱、三心圆拱、椭圆拱、抛物线拱和对数螺旋线拱等各种形式

3、答：

纯拱法假定坝体由若干层独立水平拱圈叠合而成，每层拱圈可作为弹性固端拱单独进行计算，没有考虑拱圈之间互相作用，假定荷载所有由水平拱承担。

4、答：

将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁构成空间构造，坝体承受荷载一某些由拱系承担．一某些由梁系承担，拱和梁荷载分派由拱系和梁系在各交点处考虑径向变位一致、切向变位一致和水平面上转角变位一致条件来拟定。

荷载分派后来，梁是静定构造，应力不难计算；拱应力可按纯拱法计算。

5、答：

拱冠梁法是一种简化了拱梁分载法。

它是以拱冠处一根悬臂梁为代表与若干水平拱作为计算单元，只考虑径向变位一致进行荷载分派、然后计算拱冠梁及各个拱圈应力，计算工作量比多拱梁分载法节约诸多。

土石坝

参照答案

一、填空题

1、心墙、斜墙

2、管涌、流土、接触冲刷、接触流土

3、坝高高程、坝顶宽度、上下游坝坡

4、土质心墙、土质斜墙、土质斜心墙

5、Ⅰ型反滤、Ⅱ型反滤

6、心墙、斜墙

7、碾压式土坝、水中填土坝、水力充填坝、定向爆破坝

8、插入式和翼墙式

二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的

1、×2、×3、√4、×5、×

6、√7、√8、×9、√10、√

三、名词解释

土石坝：

是指由土、石料等本地材料建成坝，是历史最为悠久一种坝型。

四、问答题

1、答：

1）可以就地、就近取材、节约大量水泥、木材和钢材，减少工地外线运送量。

（2）能适应各种不同地形、地质和气候条件。

（3）构造简朴，能适应不同施工办法。

（4）运用管理以便，工作可靠，便于维修加高。

（5）土坝不能过水，坝体不能泄流，需另开溢洪道。

（6）坝体断面大，土料填筑质量受气候影响较大，

2、答：

（1）上游坝坡常比下游坝坡为缓；

（2）斜墙坝上游坝坡普通较心墙坝为缓，而下游坡陡于心墙；（3）粘性土料筑高坝时边坡普通采用变坡；（4）透水性较大均质坝为保持渗流稳定，普通恰当放缓下游坝坡；（5）当坝基或坝体土料沿坝轴线分布不一致时，应分段采用不同坡率。

3、答：

（1）稳定规定。

具备足够断面维持坝坡稳定。

（2）渗流控制。

应设立良好防渗和排水设施以控制渗流。

（3）冲刷。

应做好防冲设施。

（4）沉降。

沉降量过大会导致坝顶高程局限性，影响坝正常运营。

过大不均匀沉降会引起坝体开裂，甚至导致渗水通道而威胁大坝安全。

（5）其她（冰冻、干裂等）。

4、答：

取单宽坝段进行推导，示意图如下：

依照达西定律：

积分后带入边界条件：

时，

；

，

得

5、答：

①拟定浸润线位置；②拟定渗流重要参数——渗流流速与坡降，③拟定渗流量。

6、答：

（1）施工期（涉及竣工时）。

竣工剖面、施工拦洪剖面以及边施工、边挡水过程暂时挡水剖面上、下游坝坡稳定。

（2）稳定渗流期。

上游为正常蓄水位或设计洪水位，下游分别为相应水位时下游坝坡稳定。

（3）水库水位降落期。

7、答：

（1）防渗性。

（2）抗剪强度。

（3）压缩性。

（4）抗渗稳定性。

（5）含水量。

（6）颗粒级配。

（7）膨胀量及体缩值。

（8）可溶盐、有机质含量

8、答：

防止波浪淘刷；避免雨水冲刷、风浪、冻涨；提高坝坡稳定性；干裂及动植物破坏；冰层及漂浮物危害等。

9、答：

排水作用是：

控制和引导渗流，减少浸润线，加速孔隙水压力消散，以增强坝稳定，保护下游坝坡兔遭冻胀破坏。

反滤层作用：

滤土排水，保护渗流出口，防止坝体和坝基发生管涌、流土等不利渗入变形。

五、计算题

1、解：

坝顶高程是在静水位上加相应安全超高，安全超高值

依照建筑物级别和工况可知，设计工况

为1.0，校核工况

为0.5

1、设计工况

=1.68+0.05+1.0=2.73

坝顶高程为103.5+2.73=106.23

2、校核工况

=0.9+0.03+0.5=1.43

坝顶高程为105+1.43=106.43

取两者中大值，坝顶设计高程为106.43

。

水闸

参照答案

一、填空题

1、防渗、排水

2、曲线式、扭曲面式、斜降式

3、翼墙、边墩、岸墙、刺墙

4、防渗、排水

5、翼墙、边墩、岸墙、刺墙

6、弹性地基梁法、反力直线法、倒置梁法

7、整体式、分离式

8、闸室段、上游连接段、下游连接段

9、重力式、悬臂式、扶臂式、空箱式

10、简支式和固接式

二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的

1、×2、√3、√4、×5、×

三、名词解释

地下轮廓线：

不透水铺盖、板桩及底扳与地基接触线，即是闸基渗流第一很流线，称为地下轮廓线

防渗长度：

地下轮廓线长度称为防渗长度。

四、问答题

1、答：

水闸按其承担任务可分为节制闸、进水闸（渠首闸）、分洪闸、排水闸、挡潮闸、冲沙闸（排沙闸）、排冰闸、排污闸等。

2、闸室构成：

闸门、闸墩、边墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等

各自作用：

闸门用来挡水和控制过闸流量；闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交

通桥；底板是闸室基本，用以将闸室上部构造重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲作用；工作桥和交通桥用来安装启闭设备、操作闸门和联系两岸交通；启闭机是启闭闸门。

3、改进阻力系数法是以流体力学为基本近似办法，对水闸地下轮廓，可从板桩或铺盖相交处和板尖画等势线，将整个渗流区别成几种典型流段，依照达西定律，任意流段单宽深流量为，

则，

，令

，称为阻力系数，则

，总水头应为各段水头损失之和，即

，则各段水头损失为

。

由此可推求各流段水头损失，进而求出渗入压力。

4、水闸地基解决惯用办法有预压加固、换土垫层、桩基本、沉井基本、振冲砂石桩、强夯法，也可用爆炸法、高速旋喷法等。

5、基本原理：

顺水流方向闸墩和地板刚度较大，弯曲变形可忽视不计，故地基反力假设呈线性分布，垂直水流方向取单宽板条和墩条按弹性地基梁求地基反力和底板内力。

计算重要环节：

（1）用偏心受压公式计算闸底纵向（顺水流流向）地基反力。

（2）计算板条及墩条上不平衡剪力。

（3）拟定不平衡剪力在问墩和底板上分派。

（4）计算基本梁上荷载。

（5）考虑边荷载影响

（6）计算地基反力及梁内力。

6、答：

地基也许产生较大沉降或沉降差；水闸泄流时也许引起水闸下游冲刷；水闸下游常浮现波状水跃和折冲水流，将会进一步加剧对河床和两岸淘刷；土基在渗入水流作用下，容易产生渗入变形。

7、答：

选取堰型、选定堰顶或底板顶面高程（如下简称底板高程）和单孔尺寸及闸室总宽度。

8、答：

水闸设计内容：

闸址选取，拟定孔口形式和尺寸，防渗、排水设计，消能、防冲设计，稳定计算，沉降校核和地基解决，选取两岸连接建筑型式和尺寸，构造设计等。

9、答：

进口段和出口段，内部垂直段，内部水平段

10、答：

提高闸室抗滑稳定办法有：

（1）增长铺盖长度，或在不影响抗渗稳定前提下，将排水设施向水闸底板接近，以减小作用在底板上渗入压力。

（2）运用上游钢筋混凝土铺盖作为阻滑板。

（3）将闸门位置略向下游一侧移动，或将水闸底板向上游一侧加长，以便多运用一某些水重。

（4）增长闸室底板齿墙深度。

减小沉降及沉降差办法有：

（1）尽量使相邻构造重量不要相差太大；

（2）重量大构造先施工，使地基先行预压；（3）尽量使地基反力分布趋于均匀，其最大与最小值之比不超过规定容许值等。

11、答：

①表面有一定粗糙度，以利进一步消除余能；②具备一定透水性，以便使渗水自由排出，减少扬压力；③具备一定柔性．以适应下游河床也许冲刷变形。

12、答：

（1）干砌石海漫

（2）浆砌石海漫（3）混凝土板海漫（4）钢筋混凝土板海漫（5）其她形式海漫

13、答：

详细指在各种荷载作用下满足：

平均基底压力不不不大于地基容许承载力；不发生明显倾斜，基底压力最大值与最小值之比不不不大于规定容许值；不致沿地基面或深层滑动，抗滑稳定安全系数满足规定规定；

14、答：

计算环节是；①用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力；②拟定单宽板条及墩条上不平衡剪力；③将不平衡剪力在闸墩和底板上进行分派；④计算作用在底板梁上荷载；⑤按静定构造计算底板内力。

15、答：

倒置梁法假定地基反力沿闸室纵向（顺水流流向）呈直线分布，横向（垂直水流流向）为均匀分布，它是把闸墩当作底板支座，在地基反力和其她荷载作用下按持续梁计算底板内力。

其缺陷是：

①没有考虑底板与地基间变形相容条件；②假设底板在横向地基反力为均匀分布与实际状况不符；③闸墩处支座反力与实际铅直荷载也不相等。

但计算简便，多用于小型水间。

16答：

其作用是：

（1）挡住两侧填土，维持土坝及两岸稳定；

（2）当水闸泄水或引水时，上游冀墙重要用于引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，减少冲刷；（3）保护两岸或土坝边坡不受过闸水流冲刷；4）控制通过闸身两侧渗流，防止与其相连岸坡或土坝产生渗入变形；（5）在软弱地基上设有独立岸墙时，可以减少地基沉降对闸身应力影响。

河岸溢洪道、水工隧洞

参照答案

一、填空题

1、引水渠、控制段、泄槽、出口消能

2、有压、无压

3、塔式、岸塔式、竖井式、斜坡式

4、城门洞、圆形

5、井式溢洪道、虹吸式溢洪道

6、平接缝、搭接缝、键槽缝

7、平整衬砌、单层衬砌、组合式衬砌

8、溢流堰、侧槽、泄水道和出口消能等某些构成

9、河床溢洪道和岸边溢洪道

二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的

1、×2、√3、√4、×5、√6、×7、×

三、名词解释

侧槽溢洪道：

是溢流堰轴线与泄槽轴线平行，过堰水流与泄槽轴线垂直岸边溢洪道。

压力裕幅：

为保证洞内有压流态，洞顶以上又有2m以上压力水头称为压力裕幅

空间裕幅：

为了保证无压隧洞明流状态，水面以上应有一定净空称为空间裕幅。

山岩压力：

也称围岩压力，是隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护上压力。

弹性抗力：

是衬砌在荷载作用下发生朝向围岩变形，围岩对衬砌呈现出一种反作用力，是被动抗力。

固结灌浆：

是为了加固围岩，提高围岩整体性，减小围岩压力，保证围岩弹性抗力，减小渗漏而进行灌浆。

回填灌浆：

为了充填衬砌与围岩之间空隙，使之结合紧密．共同受力．以发挥围岩弹性抗力作用，并减少渗漏而进行灌浆。

四、问答题

1、答：

溢流堰大体沿河岸等高线布置、水流通过溢流堰泄入与堰大体平行侧槽后，在槽内转向约900经泄槽或泄水隧洞流入下游，侧槽中水流成横向旋滚，水流紊动和撞击很强烈，水面极不平衡。

侧槽横断面惯用梯形、且是底宽较小窄深式。

2、水工隧洞进口段普通由进水喇叭口、闸门室、通气孔、平压管和渐变段等某些构成。

3、答：

有泄洪隧洞、引水发电和尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、放空和排沙隧洞、施工导流隧洞等。

4、答：

①限制围岩变形．保证围岩稳定；②承受围岩压力、内水压力等荷载；③防止渗漏；

④保护岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等冲蚀破坏作用；⑤减小表面糙率。

5、答：

通气孔：

①闸门某些启动和急剧关闭等时需补气；②检修完毕后，检修门和工作门间要充水平压启动检修门，通气孔要排气。

平压管：

当检修闸门工作完后，须在静水中启动，需有平压管向门后充水，使门先后水压相等。