建筑物考试复习资料.docx

1、建筑物考试复习资料09水利专业水工建筑物复习资料考试题型一单项选择题（每题1分，20-30分） 二填空题（每空1分，10分）三判断改错题（每题2分，10分） 四简答题（每题6分，36分） 五计算题（14分）第一章 绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类：（1）挡水建筑物：坝、

2、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水4.水利工程的特点（了解）（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长第二章 水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物

3、如何分等分级？依据是什么？(重点)（1）水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等 工程失常影响效益，工程失事造成灾难 工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性 级别：五等（2）水工建筑物的分级 永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸水工建筑物 永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸 临时建筑物：施工围堰、导流建筑物分级依据：工程等别、作用、重要性 级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法4.极限状态的类

4、型(重点)（1）承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：刚体失去平衡；材料强度不足而破坏；结构失稳；结构转变为机动体系；结构体产生渗透失稳等现象；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。影响结构正常使用或外观变形对运行人员、设备、仪表等有不良影响的振动对结构外形、耐久性以及防渗结构抗渗能力有不良影响的局部损坏等5.结构功能函数的含义(重点)当Z=0时，结构处于极限状态6.安全系数法、分项系数极限状态设计法的含义（1）单一安全系数法（水工规范）表达式：安全系数K考虑的因素：结构的安全等级；工作状况和作用效

5、应组合；结构和地基的受力特点和计算方法:模拟准确度；材料抗力、作用的实验、勘测方法和取值规则。不足之处：是定性的标准，没有定量的意义；不同建筑物不可比较；同一结构的不同破坏状况之间不可比较。（2）分项系数极限状态设计法理论基础：基于概率原理的结构可靠度分析理论失效概率：不能完成预定功能的概率，pf =Pg(.) 2m，b满足交通、运行管理、设备安全等要求。13.重力坝极限状态设计的方法（看教材）14.溢流重力坝孔口尺寸设计方法溢流重力坝泄洪要求足够的孔口尺寸,良好的孔形,较高的流量系数。水流平顺, 不产生负压和振动, 避免发生空蚀。保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷。下泄水流不产生折冲水

6、流等,不影响其他建筑正常运行。有灵活控制下泄水流的设备。孔口设计的步骤：（1）选定泄水方式（2）拟定泄水布置方案（3）初步确定孔口尺寸（4）按规定洪水设计标准进行调洪演算（5）求出各方案的防洪库容、设计和校核洪水位和下泄流量（6）估算淹没损失和枢纽造价（7）综合比较，选出最佳方案15.空化、空蚀、掺气的概念(重点)（1）空化：当高速水流在某点的压强低于饱和蒸汽压强时，水体中固有的小气核迅速膨胀而成小空泡，这种现象称为空化。（2）空蚀：当空气泡进入高压区受压而溃灭,因溃灭时间短暂,产生很高的局部冲击力，当坝面冲击力大于材料凝聚力时，坝面遭到破坏。（3）掺气：当下泄水流流速超过78m/s后，空气经

7、水面被卷入水体，发生掺气现象。 1）自掺气：边界层水流发展到表面而掺气、水流射入空中扩散而掺气、水流射入水垫卷吸空气而掺气。 2）强迫掺气：因结构物的扰动、振动而掺气。16.溢流重力坝消能工的型式、原理及其适用性(重点)消能原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。消能工形式: 底流消能,挑流消能,面流消能,消力戽消能（1）底流消能的原理：通过水跃将急流转变为缓流而消能，主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。底流消能的应用：多用于中、小型工程，高坝应用较少（2）挑流消能：利用泄流建筑物出口处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道，这种消能方

8、式就叫挑流消能。挑流消能能量耗散的组成：急流沿固体边界摩擦而耗能；射流在空中与空气摩擦、掺气和扩散等耗能；射流落入尾水中淹没,紊动扩散耗能。挑流消能适用于基岩比较坚固的中高水头各类泄水建筑物，应用广泛。（3）面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。适用条件：尾水深且变幅小,有排冰、漂木等要求（4）消力戽消能的原理：消力戽的挑流鼻坎潜没在水下，形成不自由水舌，水流在戽内产生漩滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面。适用条件：尾水深且变幅小,附近水域无航运要求,河床河岸抗冲能力强17.坝身泄水孔的型式主要型式：有压泄水孔，无压泄水孔，双层泄水孔18.平压管、通气管的作用平压管布置

9、在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门提起前冲水平压，减小启门力。进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，需于工作闸门后设通气管充气。19.固结灌浆、帷幕灌浆的作用(重点)固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力,防止坝基产生管涌，减少坝基渗流量。20.断层破碎带、软弱夹层对重力坝的影响断层的影响：（1）易产生不均匀沉降，引起坝体应力不均而开裂 （2）连通坝体、增大渗流压力，甚至产生管涌危及大坝安全软弱夹层的影响：软弱夹层较薄,遇水易泥化、软化，使坝基抗剪强度降低，影响坝体抗滑稳定性。21.为什么要对重力坝进行材料分区(重点)分区

10、的目的：坝体各部位的工作条件不同,对砼各种性能要求各不同，为了节约和合理利用水泥,常将坝体砼分区,各区可采用不同标号的砼。22.重力坝坝体分缝的原因、类型(重点)（1）横缝 横缝的作用：将坝体分成若干独立工作的坝段,可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。横缝的分类：永久性横缝，临时性横缝（2）纵缝 布设纵缝的目的：适应砼的浇筑能力，减少施工期的温度应力纵缝的分类：铅直纵缝，斜缝，错缝（3）水平施工缝 水平施工缝的目的：适应砼的浇筑能力，减少施工期的温度应力23.理解碾压混凝土、碾压混凝土重力坝的特点碾压混凝土坝的优点工程程序简单,施工速度快;胶凝材料用量少;水热化温升大大降低，简化

11、了温控程序;不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆的费用;可使用大型通用机械设备，提高砼的运输和浇筑工效;降低工程造价。24.理解浆砌石、宽缝、空腹重力坝、支墩坝的概念浆砌石重力坝：用块石或粗料石和胶结材料砌成的重力坝。宽缝重力坝：为了充分利用砼的抗压强度，将实体重力坝横缝下部扩宽成为空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝。支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成的重力坝。第四章 拱坝1.拱坝的工作特点(重点)（1）稳定特点：稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地基的要求很高；（2）结构特点：拱是一种推力结构，承受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石材料的抗压强度；高

12、次超静定结构，拱梁所承受的荷载可相互调整, 因此可承受超载；（3）荷载特点：不设永久性伸缩缝；抗震性能好；几何形状复杂，施工难度大。2.地形、地质条件对拱坝的影响(重点)（1）对地形的要求理想地形：两岸对称,岸坡平顺无突变；逐渐收缩的峡谷段；坝体两侧具有足够的岩体支撑宽高比L/H和厚高比T/H 的影响：L/H 1.5，适宜修薄拱坝,T/H 4.5，适宜修建重力坝。断面形状的影响V形河谷：最易发挥拱作用；U形河谷：拱作用降低,拱较厚；梯形河谷：介于二者之间。（2）对地质的要求：要求最高，坝肩必须能承受拱端传来的推力，且能保持稳定。理想地质条件：基岩比较均匀、坚固完整、强度足够；基岩能抵抗水的侵蚀

13、、耐风化，透水性小；岸坡稳定、整体性好，没有大断裂、软弱夹层,压缩变形小。上述条件不能满足时，需进行固结灌浆以增加地基的整体性和牢固程度。3.拱坝的类型按材料和施工方法分类：常规混凝土拱坝，碾压混凝土拱坝，砌石拱坝按坝高分类：高坝（70m）,中坝（3070m）,低坝（30m）按拱圈线形分类：单心圆、双心圆、三心圆、抛物线等按坝面曲率分类：单曲拱坝，双曲拱坝按结构构造分类：周边缝拱坝、空腹拱坝4.确定双曲拱坝拱冠梁几何尺寸的参数见右图：凸点与坝顶高差Z0：= 1H； 凸度2：=DA/H ； 倒悬度：AB水平距离与高差之比5.拱坝体形评估的参数（1）厚高比T/H （2）柔度系数法柔度系数： （水平

14、向柔韧程度）（3）应力水平系数DA2/V （单位平均厚度对应的上游面承载面积）D一般控制在3500以内6.拱坝自重荷载的如何分配，与重力坝有什么不同？(重点)拱坝自重：封拱前浇筑的全部由悬臂梁承担。7.温度作用对拱坝的应力和稳定有什么影响？(重点)（1）坝体温度变化：均匀温度变化tm：温差均值,对拱圈轴向力及力矩、悬臂梁力矩影响很大。等效线性温差td：上下游坝面的温度差值,对拱圈力矩影响大，其余影响小。非线性温度变化tn：只产生局部应力,可忽略不计。（2）温升温降的影响差异 温降:温度低于封拱温度。对坝肩稳定有利，对应力不利温升:温度高于封拱温度。对坝肩稳定不利，对应力有利8.拱坝的应力分析方

15、法有哪些？(重点)纯拱法，拱梁分载法，有限元法，壳体理论计算方法，结构模型试验9.拱梁分载法、拱冠梁法、纯拱法的原理，有什么不同？纯拱法：假定拱坝由许多互不影响的独立水平拱圈组成，不考虑梁的作用，荷载全部由拱圈承担拱梁分载法：将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，荷载由梁系和拱系分担，荷载分配由变位一致来确定。拱冠梁法：拱梁分载法的简化方法，即仅对拱冠梁与若干水平拱圈进行应力计算,对其它截面的悬臂梁不计算,对于对称的、狭窄的拱坝可作初步应力计算。10.理解拱坝的失稳形式：坝肩岩体失稳，上滑失稳坝肩岩体滑动的原因:1）岩体内存在软弱结构面；2）荷载作用（拱端推力、渗流压力）影响上滑

16、稳定的因素：1）河谷的几何形状：河谷越宽，岸坡越平缓，对稳定不利2）坝体几何形状：坝薄、扁，曲率小，合力倾角小3）渗流力越大，越不稳定4）摩擦角越小，越不稳定。11.稳定分析方法(重点)刚体极限平衡法、有限元法、地质力学模型试验12.拱坝坝身泄水的方式有哪些？各自的特点？(重点)（1）自由跌流式 特点：1)适用于较薄的双曲或小型拱坝,基岩良好、单宽流量小； 2）因为落水距坝较近，需设防护措施。（2）鼻坎挑流式特点：溢流堰顶曲线末端设反弧挑流鼻坎，以使落水点距坝较远。（3）滑雪道式 特点：1）挑坎处落差大，挑距远；2）底板下可布置发电厂房； 3）溢流面参数要求高以避免空蚀；（4）坝身泄水孔式 特

17、点：1）工作闸门多用弧形闸门，且布置在出口；2）出口收缩以保证泄水孔有压流； 3）孔身多用矩形,进口常做成曲线形。13.拱坝的消能方式、防冲设施有哪些？(重点)拱坝消能形式：跌流消能、挑流消能、底流消能防冲措施：护坦、护坡、二道坝14.拱坝分缝与接缝处理(重点)分缝目的：散热，防止收缩开裂，分段浇筑，平均气温左右时封拱。接缝灌浆：1）目的是保证拱坝的整体性；灌浆缝仍是拱坝的薄弱部位，尽量减少伸缩缝数量；2）灌浆工艺同重力坝；上游面设止水。永久横缝的特例：坝肩上弱下强时,上部可做成永久缝,推力由下部承担。15.垫座、周边缝、重力墩的作用(重点)（1）垫座和周边缝的作用：1）周边缝使梁的刚度和作用

18、减弱，拱的作用加强；2）周边缝减小坝体传至垫座的弯矩,可减小上游坝面的拉应力；3）垫座加大了与基岩的接触面，改善地基的受力状态；4）垫座可减少不规则和软弱面对坝体的影响；5）坝体开裂不影响基础，基础开裂不影响坝体；6）垫座对坝体起地震缓冲作用。（2）重力墩设置的目的：1）对于不规则河谷，用重力墩减小宽高比，避免岸坡大量开挖。2）重力墩是拱坝坝端的人工支座；3）用重力墩连接拱坝与其它坝段或溢洪道。16.理解诱导缝的作用作用：碾压混凝土拱坝的构造缝，防止坝体其它部位开裂。第五章 土石坝1.土石坝的特点（1）可以就地、就近取材，节约大量材料和运输费；（2）能适应各种地形、地质及气候条件；（3）大容量

19、、多功能、高效率施工机械发展；（4）岩土力学理论、计算方法、试验手段的发展为土石坝设计提供了安全保障；（5）高边坡、地下工程及高速水流消能防冲等配套设施的发展解决了土石坝的难题；（6）坝顶不能过流，必须另开溢洪道；（7）施工导流不如砼坝便利；（8）对防渗要求高；（9）剖面大，所以填筑量大；（10）施工容易受季节影响。 2.土石坝设计的基本要求 具有足够的断面维持坝的稳定。 设置良好的防渗和排水设施以控制渗流。 选择与现场适应的良好土石料种类、坝型结构及材料分区。(4) 坝基足够稳定抗震。(5) 泄洪建筑物具有足够的泄洪能力。(6) 采取适当的构造措施，使大坝运用可靠和耐久。3.土石坝的分类(重

20、点)（1）按坝高分：1）低坝：坝高70m（2）按施工方法分：碾压式土石坝，冲填式土石坝，水中填土坝，定向爆破堆石坝 （3）按土料配置和防渗体材料分 1）均质坝：采用一种土料 2）土质防渗体分区坝：心墙坝，斜心墙坝，斜墙坝 3）非土质材料防渗体坝 人工材料心墙坝：以沥青砼、砼等为心墙的坝 人工材料面板坝：由沥青砼、砼、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝4.土石坝剖面设计一、坝顶高程：等于水库静水位与坝顶超高之和，取4种运用计算最大值二、坝顶宽度；主要依据运行、施工、构造、交通等综合要求确定三、坝坡:取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基条件、施工方法及坝型等因素。5.土石坝渗流分析的方法有哪些？(重

21、点):水力学法、流网法和试验法6.土石坝的渗透变形的类型及防护措施(重点)渗流变形的型式：管涌：发生在无粘性土流土：粘性土或非均匀粘性土，常见于渗流在坝下游逸出。接触冲刷接触流土化学管涌：土体中的盐类被渗流水溶解而带走的现象。增加渗透稳定的工程措施提高土的抗渗性：土料设计考虑降低渗透坡降，从而减小流速和渗透压力。设置垂直、水平防渗体，调整防渗结构的型式及尺寸。降低下游渗流出口处的渗流压力，如增设排水沟或减压井。对可能产生流土的地段加盖重，盖重与被保护土层之间要设防滤层，滤土排水，防止管涌和流土。设过渡区，实现防渗体与坝壳体可靠连接，防止刚度突变和渗流变形。7.稳定分析的方法及其不同之处瑞典圆弧

22、法（简单条分法），简化毕肖普法，折线滑动面和复式滑动面的稳定计算8.土石坝的材料分区(重点)筑坝材料的一般要求：（1）具有与使用目的相适应的工程性质（2）土石料的工程性质在长时期内保持稳定（3）有良好的压实性能9.土石坝的防渗土料(重点)防渗体对土料的要求：防渗性,要较好的塑性,抗剪强度,压缩性,抗渗稳定性,含水率,颗粒级配,膨胀量和收缩值,有机质和水溶盐含量（1）国内外土石坝的防渗体材料：国内：粘土、壤土等细粒土。国外：粘性土，砾石土和风化砾石土（2）砾石土防渗料：干密度，防渗性，可塑性、压缩性和抗剪强度（3）其它防渗体土料：红粘土，黄土（4）不宜作防渗体的土料塑性指数大于20和液限大于40

23、的冲积粘土、干硬粘土；膨胀土；分散性粘土10.坝壳料、反滤料的要求(重点)坝壳料基本要求：保持坝体的稳定，故需要较高的强度，c、较大；坝体水位下的筑料需良好的排水性能；有良好的级配，级配连续；土质：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等），料场开采的石料、开挖的石渣。反滤、过渡及排水材料主要要求：具有良好的抗水性、抗冻性、抗风化性；具有要求的级配；具有要求的透水性；土质：尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工砂和碎石。11.土石料的填筑标准(重点)（1）粘性土的填筑标准：粘性土料以压实度和最优含水率作为设计控制标准。（2）砂砾石和砂的填筑标准：以相对密度为设计控制指标堆（3）堆石料：压实功能、孔隙率根据工程经验拟定。12.各个分区对材料性能要求有什么不同13.土石坝坝体排水的型式，各自的特点？(重点)