水工建筑物知识点
第一章绪论
*1，水资源具有储量的有限性、补给更新的循环性、时空分布的不均匀性、利与害的两重性，以及可储藏可输移等特点。
2，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物，而不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
3，水工建筑物按其作用可以分为：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、政治建筑物、专门建筑物。
*4，水利工程的特点：1，工作条件复杂；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
第二章水工建筑物设计综述
1，现代水利工程的特点：1,受自然条件制约，工程条件复杂多变；2，施工难度大，对环境和自然的影响也大；3，社会、经济效益高，与经济系统联系密切；4，工程失事的后果严重。
*2，工程设计步骤：技术预测→信息分析→科学类比→系统分析→方案设计→功能分析→安全分析→施工方案→经济分析→综合测评。
3，水利水电工程分等分级的意义：水利工程失常，会直接影响经济效益，而工程失事，将给社会带来巨大的财产损失和认为的灾害。水利是过敏经济的基础产业，工作失常会导致社会经济运转受到阻滞和破坏，甚至形成社会问题。因此，应从社会经济全局的利益出发，高度重视工程安全，将之与经济性合理地统一考虑。有关规范将水利水电工程按重要性分等，将枢纽中的建筑物分级，就是体现了这种意图。
4，水利水电工程按其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分成五等。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划分为五级和三级。
5，永久性建筑物系指工程运行期间使用的建筑物。根据其重要性分为：1，主要建筑物。系指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如堤坝、水闸、电站厂房及泵站等。2，次要建筑物。系指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大，并易于修复的建筑物，如挡土墙、导流墙及护岸等。
6，为了保证建筑物安全，必须在规划、设计阶段详加分析，保证其在蓄水及泄水能力，结构强度及稳定性等方面均有一定的安全储备。表达形式：单一安全系数法和分项系数极限状态设计法。
*7，当整个结构（包括地基）或结构的一部分超过某一特定状态，结构不能满足设计规定的某种功能要求时，称此特定状态为该功能的极限状态。
*8，结构在给定的条件下，在基准期内完成预定功能的概率成为可靠度，或称可靠概率。9，根据经验，导致水工建筑物出现事故或失事的主要因素为：1，作用的不利性变异（偏大）；
2，抗力的不良性变异（偏小）；3，状态方程变大不正确。因此，设计时一定要保持有安全储备，即令R-S>0。单一安全系数法中，如果R/S大于或等于规范给定的安全系数K，即认为结构符合安全要求。
*10，分项系数极限状态设计法的基点是概率原理的结构可靠度分析理论。
11，地震作用是典型的动态作用，在地基随机性运动的影响下，可能使基岩断层活化错动、砂土地层液化、库水对坝产生动水压力、建筑物震动开裂或倾倒、填土对挡土建筑物产生动土压力、水库库岸崩塌、土石坝坝坡滑动或沉降裂缝等反应，即地震作用效应，这些都需要认真对待。
第三章基岩上的重力坝
1，重力坝是用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。重力坝按其结
构型式，可分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝；按其是否溢流，可分为溢流重力坝和非溢流重力坝；按建筑材料，可分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
2，工作原理：重力坝在水压力及其他何在作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所产生的拉应力，以满足强度要求。
3，沿坝轴线用横缝将坝体分隔成若干个独立工作的坝段，纵缝将坝体分成若干个坝块。
*4，重力坝的分析内容：剖面设计、稳定分析、应力分析、构造设计、地基处理、溢流重力坝和泄水孔的空口设计、检测设计。
*5，作用是指外界环境对水工建筑物的影响。进行结构分析时，如果开始即可使用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用（外力）可称为荷载。作用分为：1，永久作用，如结构自重、土压力；2，可变作用，如各种水荷载、温度作用；3，偶然作用，如地震作用、校核洪水。
6，重力坝承受的荷载与作用主要有：1，自重（包括固定设备重）；2，静水压力；3，扬压力；4，动水压力；5，波浪压力；6，泥沙压力；7，冰压力；8，土压力；9，温度作用；
10，风作用；11，地震作用等。
7，扬压力：扬压力包括上浮力及渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力；渗流压力是在上、下游水位差作用下，水流通过基岩节理、裂隙而产生的向上的静水压力。8，坝体混凝土温度变化会产生膨胀会收缩，当变形受到约束时，将会产生温度应力。结构由于温度变化产生的应力、变形、位移等，称为温度作用效应。热量的来源主要为气温、日照、水温以及水泥的水化热等。
9，抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或坝基内部缓倾角软弱结构面抗滑稳定的安全度。混凝土重力坝沿坝基面的失稳机理是：首先在坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区，随后在坝基处基岩和胶结面出现局部区域的剪切屈服，进而屈服范围逐渐增大并向上游延伸，最后，形成滑动通道，导致坝的整体失稳。
10，将坝体与基岩间看成是一个接触面，而不是胶结面。抗剪强度公式K S=f(∑W-U)/∑P。
。c’为抗剪断凝聚力。
抗剪断公式K’S=f′∑W?U+c′A
∑P
11，提高坝体的抗滑稳定性的工程措施：1，利用水重。应注意，上游面的坡度不宜过缓，否则，在上游坝面容易产生拉应力，对强度不利。2，采用有利的开挖轮廓线。开挖坝基时，最好利用岩面自然坡度，使坝基面倾向上游。3，设置齿墙。4，抽水存世。5，加固地基。包括帷幕灌浆、固结灌浆以及断层，软弱夹层的处理等。6，横缝灌浆，以增强坝的整体性和稳定性。7，预加应力措施。
12，应力分析的目的的是为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求，同时也是为研究、解决设计和施工中的某些问题。重力坝的应力状态与很多因素有关，如坝体轮廓尺寸、静力荷载、地基性质、施工过程、温度变化以及地震特性等。
*13，应力分析的过程是：首先进行荷载计算和荷载组合，然后选择适宜的方法进行应力计算，最后检验坝体各部位的应力是否满足强度要求。
*14，应力分析方法：模型试验法，材料力学法，弹性力学的解析法，（弹性理论的差分法、弹性理论的有限元法）
*15，T r=T max-T j温差/水化热温升=最高温度-入仓温度
*16，坝体浇筑块的温度变化引起体积变形，如变形受到地基或内部约束便产生温度应力。
施工期的温度应力脑阔地基约束引起的应力和内外温差引起的应力。
17，当坝体某部位的拉应力超过混凝土的抗拉度时，就会出现裂缝。重力坝的裂缝多是由于温度应力引起的，裂缝分为贯穿性裂缝和表面裂缝。为防止大坝裂缝，除适当分缝、分
块和提高混凝土质量外，还应对混凝土进行温度控制。
18，对大体积混凝土进行温度控制的目的：1，防止由于混凝土温升过高，内外温差过大及气温骤降产生各种温度裂缝；2，做好接缝灌浆，满足结构手里要求，提高施工工效，简化施工程序提供依据。
*19，温度控制措施：1，降低混凝土的教主温度T J；2，减少混凝土水化热温升T r；3，加强对混凝土表面的养护和保护。
*20，设计断面要满足稳定和强度要求，保证大坝安全，工程量要小，运用方便，优选体形，避免出现不利的应力分布状态。
21，重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力3项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。P76图3-44
22，承载能力极限状态是指坝体沿坝基面或地基中软弱结构面滑动和坝趾因超过筑坝材料抗压强度而破坏的临街状态；正常使用极限状态是指坝踵不出现拉应力。
23，泄水重力坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物，其泄水方式有坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。
在水利枢纽中，泄水重力坝可承担泄洪、向下游输水、排沙、放空水库和施工导流等任务。泄水建筑物的泄水方式分为：表面溢流式（如溢流重力坝和岸边溢洪道）和深水泄流式（如坝身泄水孔和河岸泄水隧洞等）。
24，P83孔口设计——P85闸门和启闭机之前
*25，溢流坝段的横缝布置：1，闸墩中间；2，溢流孔跨中。
26，空化：在自然条件下，水体中含有许多很小的气核，当过坝水流中某店的压强降至饱和蒸汽压强时，气核迅速膨胀为小空泡，正中现象称为空化。
空蚀：若空泡溃灭发生在靠近过水坝面，局部冲击力大于材料的内聚力时，可使坝面遭到破坏，这种现象称为空蚀。
27，掺气：空气从自由表面进入水体，产生掺气现象，掺气水流主要分为自掺气和强迫掺气两大类。
28，消能工消能时通过局部的水利现象，把水流中的一部分动能转换成热能，随水流散逸。
实现这种能量转换的途径有：水流内部的紊动、掺混、剪切及漩滚；水股的扩散及水股之间的碰撞；水流与固体边界的剧烈摩擦和撞击；水流与周围气体的摩擦和掺混等。消能工设计原则：1，尽量使下泄水流的大部分动能消耗在水流内部的紊动中，以及水流和空气的紊动中，以及水流和空气的摩擦上；2，不产生危及坝体安全的河床和岸坡的局部冲刷；3，下泄水流平稳，不影响水流中其他建筑物的正常运行；4，结构简单，工作可靠；5，工程量小。
29，常用的消能工型式有：底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能等。挑流消能方式应用最广，底流消能方式次之。临界水跃消能效果最好，但流态不稳定，有时会产生远驱水跃，河床需要保护的范围反而加长，应设法避免，可采取措施：1，在护坦末端设置消力坎，在坎前设置消力池；2，降低护坦高程形成消力池；3，既降低护坦高程，又建造消力坎形成综合消力池。
*30，挑流消能的特点与设计。挑流消能时利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床，与下游水流衔接的消能方式。能量耗散大体分三部分：急流沿固体边界的摩擦消能；射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能；射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。挑流消能通过鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床位置、范围和流量分布，对尾水变幅适应性强，结构简单，施工、维修方便，工程量小。但下游冲刷较严重，堆积物较多，尾水波动于雾化都较大。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。挑流消能设计主要内容：选择鼻坎型式、确定鼻坎高程、反弧半径、挑角、计算下游挑距和下游冲刷坑深度。
31，修建在基岩上的重力坝，其坝址由于经受长期的地质作用，一般都有风化、节理、裂隙等缺陷，有时还有断层、破碎带和软弱夹层。地基处理额主要任务是：1，防渗；2，提高基岩的强度和整体性。坝基开挖与清理的目的是使坝体坐落在稳定、坚固的地基上。32，固结灌浆（针对地基岩石）的目的：提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。固结灌浆孔一般布置在应力较大的坝踵和坝趾附近，以及节理裂隙发育和破碎带范围内。
帷幕灌浆的目的：降低坝体渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。防渗帷幕布置于靠近上游面轴线附近，自河床向两岸延伸。灌浆帷幕和排水孔幕在渗流控制中的作用不同，前者主要是减小坝基渗流量，后者主要是降低扬压力。
33，重力坝的建筑材料主要是混凝土。混凝土要求参数：抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、低热、抗裂。混凝土的强度等级是按混凝土立方体试块的抗压强度标准值f cb确定的。
*34，为了节约和合理使用水泥，通常将坝体按不同部位和不同工作条件分区，采用不同强度等级的混凝土。
35，横缝垂直坝轴线，用于将坝体分成若干个独立的坝段，横缝的划分主要取决于地基特性、河谷地形、温度变化、结构布置和浇筑能力等。其作用是：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求（如混凝土浇筑能力及温度控制等）。临时性横缝的缝面应设置键槽和灌浆系统。
36，为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力，常在平行坝轴线方向设纵缝，将一个坝块，待其温度接近稳定温度后再进行接缝灌浆。
37，用碾压混凝土筑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输送机将超干硬性混凝土运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑坝新方法。
*38，支墩坝由一系列支墩和挡水面板组成，支墩沿坝轴线排列，前面设挡水面板。
第四章拱坝
1，拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上是凸向上游的拱形，其拱冠剖面是竖直向上的或向上游凸出的曲线形。坝体结构既有拱作用又有梁作用，其承受的荷载一部分通过拱的作用压向两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。
2，稳定特点：坝体的稳定性主要依靠；两岸工段的反力作用。1959年12月，法国马尔巴塞拱坝溃决，就是由于左坝肩失稳造成拱坝破坏。结构特点：拱坝属于高次超静定结构，超载能力强，安全度高，当外荷载增大或某一部位发生局部开裂时，坝体的拱和梁作用会进行自行调整，使坝体自重应力重新分配。
3，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。坝端下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定。
*4，拱坝属于空间壳体结构，其体形设计要比重力坝复杂得多。体形和布置要求：使坝体材料强度得以充分发挥，不出现不利的应力状态，并保证坝肩岩体的稳定，而工程量最省，造价最低。
5，水平径向荷载包括：静水力学、泥沙压力、浪压力及冰压力。其中，静水压力是坝体承受的最主要荷载，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。
6，施工中，全部自重应由悬臂梁承担，悬臂梁的最终应力是由拱梁分载法算出的应力加上由于自重产生的应力。灌浆前的自重作用应由梁系单独承担，灌浆后建筑的混凝土自重参加拱梁分载法中的变位调整。
7，温度作用是拱坝设计中的一项主要荷载，根据坝体稳定温度场，可定出沿不同高程各灌浆分区的封拱温度（由梁变拱的温度），一般选在年平均气温或略低时进行封拱。
*8，由于拱座嵌固在基岩中，限制坝体随温度变化而自由伸缩，于是就在坝体内产生了温度应力。上述温度改变值，即为温度作用，也就是通常所称的温度荷载。P159图4—19
9，纯拱法假定坝体由若干层独立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。拱梁分载法是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，坝体承受的荷载一部分由拱系承担，一部分由梁系承担，拱和梁的荷载分配由拱系和梁系在各交点处变位一直的条件来确定。
拱冠梁法是一种简化了的拱梁分载法。它是以拱冠处的一根悬臂梁为代表，与若干水平拱作为计算单元进行荷载分配，然后计算拱冠梁及各个拱圈的应力，计算工作量比多拱梁分载法节省很多。
*10，拱梁分载法的理论基础源于力学上的两个基本原理：1，内外力替代原理；2，唯一解原理。结果是近似的是由于在计算中采用了一些简化的假定，以及拱、梁数目的有限性。
应用拱梁分载法的关键是拱梁系统的荷载分配。拱系和梁系承担的荷载要根据拱梁各交点（称为共轭点）变位一致的条件来确定。
*11，拱冠梁法是按中央悬臂梁（拱冠梁）与若干层水平拱在其相交点变位一致的原则分配荷载的拱坝应力分析方法，是简化了的拱梁分载法。
*12，拱坝稳定是拱坝安全的根本保证。拱坝失稳包括：坝肩岩体（拱座）失稳和沿建基面及其附近软弱面的上滑失稳，最常见的失稳是坝肩岩体在拱端推力的作用下发生的滑动失稳。
*13，拱坝稳定分析方法：刚体极限平衡法、有限元法和地质力学模型试验法。P179
14，改善拱坝稳定措施：1，加强地基处理，对不利的节理和结构面等进行有效的冲洗和固结灌浆，以提高其抗剪强度。2，加强坝肩岩体的灌浆和排水措施，减少岩体内的渗流压力。3，将拱端向岸壁深挖嵌进，以扩大下游的抗滑岩体，也可避开不利的滑裂面，这种做法对增加拱座的稳定性较为有效。4，改进拱圈设计，如采用三心拱、抛物线拱等型式，使拱端推力尽可能转向正交于岸坡。5，如拱端岩基承载力较差，可局部扩大拱端或设置重力墩。6，控制整体变形（挡墙、锚杆、预应力锚固）
15，拱坝坝身泄水方式：自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式及坝身泄水孔式。
*16，拱坝的消能方式主要为（本质：横向扩散，纵向拉开）：1，跌流消能。水流从坝顶表孔直接跌落到下游河床。跌流消能最为简单，但由于水舌入水点距坝趾较近，需采取相应的防冲措施。2，挑流消能。鼻坎式挑流、滑雪道式和坝身泄水孔式泄水大都采用各种不同形式的鼻坎，使水流分散、扩散、冲撞或改变方向，在空中消减那部分能量后再跌入水中，以减轻对下游河床的冲刷。
17，拱坝是整体结构，为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力，防止混凝土产生裂缝，需要分段浇筑，各段之间设有伸缩缝，在坝体混凝土冷却到年平均气温左右、混凝土充分收缩后，再用水泥浆封填，以保证坝的整体性。伸缩缝由横缝和纵缝两类。1，收缩缝（临时）分横缝纵缝，施工结束后需灌浆。2，结构缝（改善坝体应力条件的缝）类似于周边缝、永久缝，不需灌浆，强化拱效应，弱化梁效应。3，施工缝（施工中的混凝土浇筑缝，新老混凝土接触面上的缝）
18，重力墩是拱坝坝端的人工支座，可用于：河谷形状不规则。为减小宽高比，避免岸坡的大量开挖；河谷有一岸较平缓，用重力墩与其他坝段（如重力坝或土石坝）或岸边溢洪道相连接等情况。通过重力墩可将坝体传来的作用力传到基岩。
第五章土石坝
1，土石坝是指由土、石料等当地材料经抛填碾压填筑而成的坝。
*2，优点：1，可就地、就近地取材。2，能适应各种不同的地形、地址和气候条件。3，机械的发展，提高了土石坝的压实密度，减小了土石坝的断面，加快了施工进度，降低了造价。4，设计进度快，大坝的安全可靠性有保障。5，高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的综合发展，对加速土石坝的建设和推广
也起到了重要的促进作用。6，对地震的适应性较好，始终成为高坝选型的首选。
3，土石坝按施工方法可分为：碾压式土石坝、充填式土石坝、水中填土坝和定向爆破土石坝。碾压式土石坝可分为均值坝、土质防渗体分区坝（心墙坝、斜心墙坝、斜墙坝等）、非土质材料防渗体坝。
*4，坝坡坡率选择规律：1，上游比下游缓，但堆石料上下游坝坡坡率的差别可比砂土料小。
2，斜墙坝上游坝坡一般比心墙坝缓，厚心墙坝的下游坝坡一般比斜墙坝缓。3，粘性土料做成的坝坡，常按高度分成数段。砂土和堆石的稳定坝坡为一平面，可采用均一坡率。
4，由粉土、砂、轻壤土修建的均质坝，一般要求放缓下游坝坡。5，当坝基或坝体土料沿轴线分布不一致时，应分段采用不同坡率。
*5，渗流分析的内容包括：1，确定把体内浸润线；2，确定渗流的主要参数——渗流流速与比降；3，确定渗流量。
6，浸润线：水从土石坝引水面经过坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横抛面的相交线被称为浸润线。
7，P220推渗流分析公式
*8，流网基本特征；1，等势线和流线互相正交。2，流网各个网格的长宽比保持为常数时，相邻等势线间的水头线相等，各相邻流线间通过的渗流量相等。3，上游水位下的坝坡和库底，以及下游水位下的坝坡和河底均为等势线，总水头等于坝上下游水位差。4，坝体下不透水层面为一流线。5，浸润线为一流线，线上各点按其高程确定水头。6，渗流在下游坝坡上的逸出段与浸润线一样，其压强等于大气压强，各点水头也随高程而变化。7，在两种渗流系数不同的土层交界面上，流线间的夹角有如下关系：tanα1/tan α2=k1/k2
9，管涌：指在渗流作用下，土中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而流失的现象，主要出现在较疏松的无粘性土中。流土：指在向上渗流作用下，局部表层土体被顶起或是粗细颗粒群发生浮动而流失的现象。前者多发生在表层为粘性土或其他细粒土组成的土层中，后者多发生在不均匀砂土层中。管涌和流土发生在单一土体中。
10，接触冲刷：指渗流沿着渗流系数不同的两种土层接触面上或是建筑物与地基接触面上流动时，将细颗粒沿接触面带走的现象。接触流土：指在渗流系数相差悬殊的两种土层交界面上，由于渗流垂直于层面流动，将渗流系数较小土层中的细颗粒代入深流系数较大土层中的现象。。两者发生在多土体中。
*11，渗流变形取决于土的颗粒组成和级配。天然土一般包含粗、细两种颗粒，粗粒土形成骨架，细粒土填充于其中。
12，固结：超过稳定渗流的孔隙水压力逐步消散，外部荷载相应地转移到土骨架上，土体的压缩变形趋于稳定。
13，滑动失稳诱因：由于该处孔隙水来不及消散，孔隙水压力升高，土的有效应力基本上保持不变。但滑动力则随着坝的升高而增加，导致抗滑安全系数降低，坝和地基的稳定受到威胁。
14，固结分析的目的在于了解施工期和蓄水期粘性土防渗体和坝基中孔隙水压力消散及沉降变形的发展过程，评价坝体和坝基的稳定。
15，对土石坝提出的一般要求是：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，具有良好的压实性质。
*16，坝壳料主要用来保持坝体的稳定，应具有比较高的强度。下游坝壳的水下部位以及上游坝壳的水位变动区内则要求具有良好的排水性能。
*17，对满足抗渗和稳定要求的坝的基本剖面，尚需进一步通过结构设计来保障的安全和正常运行。
18，所谓防渗体，是指该部位土体比坝壳其他部位更不透水，它的作用是控制坝体内浸润线的位置，并保持渗流稳定。防渗体作用：1，降低浸润线。2，保证下游坝坡的稳定。3，降低渗流量。4，防止渗透变形。
*19，土石坝上游护坡的常用型式为干砌石、浆砌石或堆石。下游坡面切防雨水冲刷和认为破坏，一般采用简化型式的护坡。
20，土石坝渗流控制的基本原则是防、排结合，排水和反滤是其重要的组成部分。排水的作用是：控制和引导渗流，降低浸润线，加速孔隙水压力消散，以增强坝的稳定，并保护下游坝坡免遭冻胀破坏。
21，坝体排水型式：1，棱体排水，又称为滤水坝趾。在下游坝脚处用块石堆成的棱体。2，贴坡排水，又称为表面排水。用1-2层堆石或砌石家反滤层直接铺设在下游坝坡表面。
3，坝内排水，包括褥垫排水层，网状排水带、排水管、竖式排水体等。
22，堆石坝泛指用石料经抛填、碾压等方法堆筑成的一种坝型。
第六章水闸
1，水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边（软基）。P 301图6-1。水闸按闸室结构形式可分为开敞式、胸墙式及涵洞式等。2，水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。闸室是水闸的主体，包括闸门、闸墩、边墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。闸门用来挡水和控制流量。上游连接段包括两岸的翼墙和护坡以及河床部分的铺盖，有时为保护河床免受冲刷，还加做防冲槽和护底。下游连接段包括护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡等。
3，水闸既可建在岩基上，也可建立在软土地基上。建在软土地基上的水闸工作特点：1，软土地基的压缩性大，承臷能力低，细砂容易液化，抗冲能力羌。2，水闸泄流肘，尽管流速不高，但水流仍具有一定的剩余能量，而土基的抗冲能力低，可能引起下游冲刷。
3，土基在渗透水流作用下，容易产生渗流变珍，特别是粉、细砂地基，在闸后易出现翻砂冒水现象，严重时闸基和两岸会被淘空，引起水闸沉降、倾斜、断裂甚至倒坍。*4，闸孔设计包括：选择堰形、确定堰顶或底板顶面高程和单孔尺寸及闸室总宽度。
*5，水闸建成后，由于上、下游水位差，在闸基及边墩和翼墙的背水一侧产生渗流。
*6，不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线，即是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线，其长度即为水闸的防渗长度
*7，渗流计算的目的，在于求解渗流区域内的渗流压力、渗流坡降、渗流流速及渗流量。闸基渗流属于有压渗流，假定地基是均匀、各向同性的。
*8，防渗设施是指构成地下轮廓的铺盖、板桩基齿墙，而排水设施是指欧舍在护坦、浆砌石海漫底部或闸底板下游段起导渗作用的砂砾石层。排水常与反滤层结合使用。
9，铺盖主要用来延长渗径（主要目的是降低水力坡度），应具有相对的不透水性；为适应地基变形，也要有一定的柔性。
*10，板桩长度视地基透水层的厚度而定。若透水层较薄，则可用板桩截断，并插入不透水层至少1m。闸底板的上、下游端一般均设有、浅齿墙，用来增强闸室的抗滑稳定，并可延长渗径。齿墙一般在1m。
*11，为了防止对河床的有害冲刷，保证水闸的安全运行，首先要选用适宜的最大过闸单宽流量；其次是合理地进行平面布置，以利于水流扩散，避免或减轻回流的影响；第三是消除水流的多余能量和采取相应的消能、防冲设施，保护河床及岸坡；第四是拟定合理的运行方式，严格按规定操作运行。
*12，过闸水流特点：闸下易形成波状水跃，当下游河床与底板顶面齐平时，在共轭水深比h’’/hc≦2及当1.0 消能效果差，具有较大的冲刷能力；另外，水流处于急流状态，不易向两侧扩散，致使两岸产生回流，缩小了过流的有效宽度，使局部单宽流量增大，加剧对河床及岸坡的冲刷。 *13，平原地区的水闸，由于水头低，下游水位变幅大，一般都采用底流消能。 *14，当尾水深度不能满足要求时，可采取：1，降低护坦高程；2，在护坦末端设消力坎；3，既降低护坦高程又建消力坎等措施形成消力池，促使水流在池内产生一定淹没的水跃，有时还可在护坦上设消力池墩等辅助消能工。 *15，消力池中除尾坎外，有时还设有消力墩等辅助消能工，用以使水流受阻，给水流以反力，在墩后形成涡流，加强水跃中的紊流扩散，从而达到稳定水跃、减小和缩短消力池深度和长度的作用。 *16，水流经过消力池，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分布不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力。 *17，常用闸室底板有水平底板和低实用堰底板两种类型。对多孔水闸，为适应地基不均匀沉降和减小底板内的温度应力，需要沿水闸轴线方向用横缝（温度沉降缝）将闸室分成若干段。 *18，胸墙一般做成板式或梁式。支撑型式分为简支式和固结式。 19，水闸竣工时，地基所受的压力最大，沉降也较大，必须分别验算水闸在刚建成、运行、检修以及施工期等不同工作情况下的稳定性。取两缝之间的闸室单元进行验算。 *20，基本组合包括：完建情况、正常蓄水位情况、设计洪水位情况和冰冻情况等。特殊组合包括：施工情况、检修情况、校核洪水位情况和地震情况等。 21，闸室稳定性是指闸室在各种荷载作用下，卯足：1，（整体稳定）平均基底压力不大于地基的容许承载力；2，不发生明显的倾斜，基底压力的最大值与最小值之比不大于规定的容许值；3，（抗滑稳定）不致沿地基面或深层滑动。 *22，当闸室沿基底面的抗滑稳定安全系数小于容许值时，可采取措施：1，增加铺盖长度或帷幕灌浆深度，或在不影响抗渗稳定的前提下，可将排水设施伸向水闸底板下游端底部，以减小作用在底板上的渗流压力。2，利用上游钢筋混凝土铺盖作为阻滑板，但闸室本身的抗滑稳定安全系数仍应大于1.5。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。4，增加闸室底板的齿墙深度。5，增设钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构。 *23，由于土基压缩变形大，容易引起较大的沉降，而过大的沉降差，将引起闸室倾斜、裂缝、止水破坏，甚至使建筑物顶部高程不足。地基沉降校核一般采用分层总和法，每层厚度不宜超过2m。为减小不均匀沉降，可采取措施：1，尽量使相邻结构的重量不要相差太大；2，重量大的结构先施工，使地基先行预压；3，尽量使地基反力分布区域均匀。 24，对于相对紧密度Dr>0.5的非粘性土地基或粘性土地基，可采用弹性地基梁法；对于相对紧密度Dr≦0.5的非粘性土地基，可采用反力直线分步法；对于小型水闸，常采用倒置梁法。 25，水闸与两岸的连接建筑，包括上、下游翼墙和边墩（或边墩和岸墙），有时还设有防渗刺墙。其作用是：挡土护岸、平顺水流、护底防冲、防止渗透变形、削弱岸坡影响。第七章岸边溢洪道 1，设置岸边溢洪道原因：1，土石坝本身不能溢流或泄流。2，河谷狭窄，厂坝争位。3，坝身泄水能力不足。 2，马道作用：连接左右岸交通、变坡、设置检测设备、拦截雨水。 3，正槽溢洪道通常由引水渠、控制端、泄槽，出口消能段及尾水渠等部分组成，溢流堰轴 线与泄槽轴线接近正交，过堰水流流向与泄槽轴线方向一致。 *4，溢洪道的控制端包括：溢流堰及两侧的连接建筑。溢流堰是水库下泄洪水的口门，是控制溢洪道泄流能力的关键部位。溢流堰按其断面的形状与尺寸可分为：薄壁堰、宽顶堰、实用堰。按堰轴线与上游来水方向的相对关系可分为：正交堰、斜堰、侧堰。 *5，溢流堰体形设计的要求时：尽量增大流量系数，在泄流时不产生空穴水流或诱发危险振动的负压等。 *6，为获得较长的溢流前沿，在平面上将溢流堰做成折线形。 *7，泄槽纵剖面这几主要是决定纵坡。泄槽纵坡必须保证泄流时，溢流堰下必须是自由出流和槽中不发生水跃，使水流始终处于急流状态。 8，水流沿泄槽下泄，流速沿程增大，即水流空化系数沿程递减。于是水流经过一段流程后，将产生水流空化现象。空化水流到达高压区，因空泡溃灭而使泄槽边壁遭受空蚀破坏。 抗空蚀措施：掺气减蚀、优化体形、控制溢流表面的不平整度和采用抗空蚀材料等。9，掺气装置：1，借助于低挑坎、跌坎或掺气槽，在射流下面形成一个掺气空间=。2，通气系统，为射流线面的掺气空间补给空气。 *10，溢洪道出口的消能方式与溢流重力坝基本相同。 11，侧槽溢洪道（侧向进水，纵向泄流）一般由溢流堰、侧槽、泄水道和出口消能段等部分组成。溢流堰大致沿河岸等高线布置，水流经过溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向月900，经泄槽或泄水隧洞流入下游。 12，侧槽溢洪道优点：1，可以减少开挖方量；2，能在开挖方量增加不多的情况下，适当加大溢流堰的长度，从而提高堰顶高程，增加兴利库容；3，使堰顶水头减小，减少淹没损失，非溢流坝的高度也可适当降低。 13，井式溢洪道通常由溢流喇叭口、渐变段、竖井、弯段、泄水隧洞和出口效能段等部分组成。当水位上升，喇叭口溢流堰顶淹没后，堰流即转变为孔流，所以井式溢洪道超泄能力较小。当宣泄小流量，井内的水流连续性遭到破坏时，水流很不稳定，容易产生振动和空蚀。 第八章水工隧洞 1，概念：在地基内开挖而成，四周被围岩包围起来，为满足水利水电工程各项任务而设置的水工建筑物。 2，水工四栋可分为泄洪隧洞、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。按隧洞内的水流流态，又可分为有压隧洞和无压隧洞。 3，泄水隧洞3个主要部分：1，进口段。位于隧洞进水口部位，用以控制水流。包括拦污栅、进水喇叭口、闸门室及渐变段等。2，洞身段。用以泄放和输送水流。一般都需进行衬砌。3，出口段，用以连接消能设施。无压泄水隧洞的出口仅设有门框，有压泄水隧洞的出口一般设有渐变段及工作闸门室。 4，洞线选择的一般原则和要求：1，隧洞的线路应尽量避开不利的地质结构、围岩可能不稳定及地下水位高、渗水量丰富的地段，以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。2，洞线在平面上应力求短直，这样既可减小工程费用，方便施工，具有良好的水流条件。 3，隧洞应有一定的埋藏深度，包括洞顶覆盖厚度和傍山隧洞靠边坡一侧的岩体厚度（统称为围岩厚度）。4，隧洞的纵坡，应根据运用要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合分析比较后确定。5，对于长隧洞，选择洞线时还应注意利用地形、地质条件，布置一些施工支洞、斜井、竖井，以便增加工作面，有利于改善施工条件，加快施工进度。5，深式泄水隧洞的进水口按其后接洞内的水流流态可分为有压隧洞进水口和无压隧洞进水口。按进水口的布置及结构型式，可分为竖井式、塔式、岸塔式及斜坡式等。竖井式进水口是在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井。 6，进口段包括：进水喇叭口、闸门室、通气孔、拦污栅、平压管和渐变段几个部分。 *7，无压隧洞的断面型式，多采用圆拱直墙形（城门洞形）断面。如果围岩条件较差，还可以采用马蹄形断面。当围岩条件差，又有较大的外水压力时，也可采用圆形界面。 8，衬砌的功用：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、干湿变化等的冲蚀破坏作用；5，减小表面糙率。 9，隧洞衬砌类型：1，平整衬砌，亦成为护面或抹平衬砌。2，单层衬砌。3，组合式衬砌。 选择洞身衬砌类型，应根据隧洞的任务、地质条件、断面尺寸、受力状态、施工条件等因素，通过综合分析比较后确定。 10，当围岩坚硬、完整、裂隙少、稳定性好切不易风化时，对于流速低、流量较小的引水发电隧洞或导流隧洞，可以不加衬砌。 11，隧洞灌浆分为回填灌浆和固结灌浆（无衬砌混凝土）两种。回填灌浆是为了充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以发挥围岩的弹性抗力作用，并减少渗漏。 固结灌浆的目的在于加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证围岩的弹性抗力，减小渗漏。 *12，泄水隧洞大都采用挑流消能，其次是底流消能，洞内突扩消能、洞内旋流消能等。当出口高程高于或接近于下游水位，且地形、地质条件允许时，采用扩散式挑流消能。挑流消能也可采用收缩式窄缝挑坎。洞中突扩消能是在有压隧洞中分段造成出流突然扩散，与其周围水体之间形成大量漩涡、掺混而消能。 13，高速水流给建筑物带来的问题：水流脉动压力及脉动可能引起建筑物的震动、伴随水流的空化而产生的空蚀破坏、水流的掺气和冲刷等。 14，防止和减轻空蚀的主要措施有：做好形体设计，控制过流边界的不平整度，人工掺气、通气，选用抗空蚀性能强的衬砌材料等。 *15，地下岩体中任何一点都处于受力状态中。洞室开挖前，岩体中的应力称为初始应力或地应力。初始应力场主要有：以自重为主的重力应力场和以构造运动为主的构造应力场。*16，洞体开挖后产生应力重分布的岩体称为围岩。在围岩中开挖洞室，破坏了洞室周围岩体原有的应力平衡状态，引起围岩应力重分布，在洞室周边及其附近出现应力集中，对围岩稳定不利。 *17，作用在衬砌上的力有：围岩压力、内水压力、外水压力、衬砌自重、灌浆压力、温度租用和地震作用等。 18，围岩压力也称山岩压力，是隧洞开挖后因围岩变形或坍落作用在支护上的压力。围岩压力主要有铅直围岩和侧向围岩压力。 *19，围岩的弹性抗力是衬砌受力朝向围岩变形，围岩对衬砌呈现出的一种被动抗力。弹性抗力对衬砌是有利的。 20，衬砌结构计算的目的在于核算在设计规定的荷载组合下衬砌强度能否满足设计要求。目前采用的衬砌计算方法：一类是将衬砌与围岩分开，另一类是将衬砌与围岩作为整体进行计算。 *21，喷锚支护是喷混凝土支护与锚杆支护的总称。根据不同的工程地质条件和对支护的要求，可以单独或联合使用，还可在喷层中加设的钢筋网。喷锚支护类型：喷混凝土支护，锚杆支护，喷混凝土锚杆联合支护，喷锚加钢筋网支护。 第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物和河道整治建筑物 1，过坝（闸）建筑物是指为通航、过木、过鱼而设置的建筑物。 2，渠首工程包括：无坝渠首枢纽和有坝渠首枢纽；渠系建筑物包括：渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。 3，通航建筑物分为船闸和升船机两大类。 4，船闸由闸室、闸首、输水系统和引航道等几个基本部分组成。P465页图10-1 *5，输水系统是供闸室灌水和泄水的设备，使闸室内的水位能上升或下降至与上游或下游水位平齐。引航道时连接船闸闸首与主航道的一段航道，设有导航及靠船建筑。 *6，常用的过木建筑物（设施）由：筏道、漂木道和过木机。 7，为满足农田灌溉、水力发电、工业及生活用水的需要，在河道的适宜地点建造由数个建筑物组成的水利枢纽，称为水利枢纽或引水枢纽。因其位于引水渠之首，又称为渠首或渠首工程。取水枢纽按其有无拦河坝（闸），可分为有坝取水枢纽和无坝取水枢纽两种类型。 *8，当引水比（引水流量与天然河道流量之比）不大、防沙要求不高、取水期间河道的水位和流量能够满足或基本满足要求时，只需在河道岸边的适宜地点选定取水口。即可从河道侧面引水，而无需修建拦河坝（闸）的取水方式，称为无坝取水。 *9，当河道水量丰沛，但水位较低或引水量较大，无坝引水不能满足要求时，应建拦河闸或溢流坝，用于抬高水位，以保证引取需要的水量。 10，当渠道与山谷、河流、道路相交，为连接渠首而设置的过水桥，称为渡槽。渡槽设计的主要内容有：选择适宜的渡槽位置和型式，拟定纵横断面，进行细部设计和结构设计等。11，渡槽由进口段、槽身、出口段及支撑结构等部分组成。支撑结构可以是重力墩或排架。 重力墩可以是实体，也可以是空心。根据基础的埋置深度可分为浅基础和深基础，深基础多为桩基和沉井。 第十二章水工建筑物管理 1，水工建筑物监测概念：在坝工建设和运行管理中，运用监测仪器和监测设备定期系统地测量水工建筑物，岸坡和地基以及所在环境的各种有关结构性态的物理量，并对物理量的监测结果进行整理、计算和分析研究得出一定结论的全过程。 *2，水工建筑物管理的目的在于：保持建筑物和设备经常处于良好的技术状态，正确使用工程设施，调度水资源，充分发挥工程效益，防止工程事故。 *3，主要工作：1，检查与观测。2，养护修理。3，调度运用。4，水利管理自动化系统的运用。5，科学实验研究。6，积累、分析、应用技术资料，简历技术档案。 4，为降低垮坝率，保证工程安全，必须采用有效的措施，包括：1，改进大坝设计方法；2，加强大坝安全监测；3，重视工程的规划和勘探特别是水文分析和地质、地基勘探工作； 4，严格大坝运行管理、除险加固。 、填空题（每空1分.共计24 分） 1、枢纽中的水工建筑物根据所属等别及其在工程中的总要性和作用分为五级。 2.重力坝的稳定分析目的是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度 3.重力坝的基本剖面一般指在主要荷载作用下.满足坝基面稳定强度控制条件的最小三角形剖面。 4?当拱坝厚高比（T B/H）小于时.为薄壁拱坝；当厚高比（T B/H）大于时.为____ 重力拱坝 5. 土石坝渗流分析内容包括确定浸润线位置确定渗流的主要参数（流速和坡降）、 确定渗透流量 6.水闸是由闸室上游连接段下游连接段组成。 7.按照闸墩与底板的连接方式.闸室底板可分为整体式底板和分离式底板。 &闸底板结构计算?对相对紧密度Dr^￡非粘性土地基或粘性土地基可采用 弹性地基梁法。 10.非粘性土料的压实程度一般用相对密度表示。() 答案：正确 9.正槽溢洪道由引水渠控制段泄槽、出口消能段和尾水渠组成。 、判断题（每小题1分.共10分） 1、为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来.水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。（）答案：正确 2.溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利。（）答案：正确 3.如果拱坝封拱时混凝土温度过高.则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。（ 答案：错误 4、心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部.有时稍偏向上游.以便同防浪墙相连接.通常采用 透水性很小的粘性土筑成。（）答案：正确 5.水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元。 答案：错误 6.重力坝的上游坝坡n=0时.上游边缘剪应力的值一定为零。（）答案：正确 7.深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。答案：错误 &底部狭窄的V形河谷宜建单曲拱坝。（）答案：错误 9 .土石坝的上游坝坡通常比下游坝坡陡。（答案：错误 10.非粘性土料的压实程度一般用相对密度表示。() 答案：正确 第一章第二章 一、填空 1.一般水工建筑物按用途可分为挡水建筑物、泄水建筑物、取（进）水建筑物、输水建筑物和整治建筑物五大类。 2.水力发电的两个基本要素是水能、落差。 3.水工建筑物按使用时间可分为永久性水工建筑物、临时性水工建筑物。 4.专门水工建筑物按用途可分为水力发电建筑物、水运建筑物、农田水力建筑物、给水排水建筑物和过鱼建筑物大类。 5.水利事业的范围很广，按目的和采用的工程措施可分为：防洪、农田水力、水力发电、水运、城市给水排水、水产养殖和水利环境保护七大相关部门。 6.我国水资源总量为2.8万亿m3，在世界各国中居第_6___位。 7.我国目前最主要的四大水问题分别是水资源短缺、洪滞灾害、水土流失和水污染。 8.根据水利部颁布的规范《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），将水利水电枢纽工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性划分为_五___等。 9.根据水利部颁布的规范《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），将枢纽工程中的永久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划分为五级；将枢纽工程中的临时性水工建筑物划分为三级。 10.根据2004年10月4日最新的普查结果，我国水力资源理论蕴藏量达到6.76亿千瓦。 二、名词解释 1、水利工程：是运用科学知识和技术手段，为满足社会兴水利除水害，防灾减灾的要求而修建的工程。 2、水利枢纽：不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。 3、水工建筑物：为了满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物。第三章岩基上的重力坝习题 一、填空题 1.重力坝是指用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。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独立工作的坝段。 《水工建筑物》 模拟试题（九） 一. 填空（20分） 1.考虑水平向地震影响时，作用于重力坝上的上游地震动水压力指向，下游地震动水压力指向 。而对于拱坝上的地震动水压力，考虑顺河向地震影响时沿向，指 向，考虑垂直河流向影响时沿方向，指向 为。 2.采用计算坝坡稳定时，不考虑孔隙压力影响，而采用法计算坝坡稳定时，则必须考虑孔隙压力影响，这主要是由于。 3.河岸溢洪道泄水槽当必须转弯时，采用弯道连接上下游，弯道半径应，弯道两端应设置，其曲率之间。泄水槽底坡最好采用单一坡度，当必须变坡时，靠近溢流堰处应，靠近出口处应，由陡变缓时，采用连接，由缓变陡时，采用线连接。 4.平原水闸与两岸的连接建筑物结构型式，按其墙后填土高度大小，常采 用：、、、几种。 二. 解释概念（4×5=20分） 1.拱冠梁 2.水平拱效应 3.斜底法 4.导流堤式取水枢纽 三. 判断题（2*5=10分。认为正确则在（）内画+，否则画-） 1. 作用在拱坝上的温度荷载，沿坝体厚度可分为均匀温度变化、等效线性温差和非线性温差，应力计算时，一般需同时考虑三者对坝体应力的影响。（） 2.计算土石坝的坝坡稳定时，按最不利的情况考虑地震惯性力的方向，其水平地震惯性力恒指向坝外，竖向地震惯性力或者铅直向上，或者铅直向下。（） 3.采用拟静力法计算水工建筑物的某一分部的地震惯性力时，重力坝与拱坝有相同形式的计算公式。（） 4.从改善受力角度考虑，当山体中水平地应力较大时，水工隧洞的轴线应尽量与较大的地应力方向一致，并采用高宽比较小的断面形式。（） 5.平原水闸消力池深的最不利情况常发生于闸后水跃的跃前水深与跃后水深差值最大的情况，而池长的最不利情况则常发生于水闸下泄最大流量的情况。（） 四. 看图分析简答题（26分） 1. 写出图1所示重力坝坝底任一点x处主应力σ1、σ2的计算步骤。（3+3+2=8分） 图 1 图1 重力坝剖面 2. 绘出如图2（a）、（b）所示拱坝水平拱圈上地震惯性力的分布图形，并表示出方向（方位和指向）。（3+3=6分） 图2 拱坝水平拱圈（a）受顺河向地震影响；（b）受垂直河流向地震影响 3. 均质土坝坝坡滑裂面如图3所示，画出稳定计算时需要考虑渗流力的区域。（2+2+2=6分） 1:上游连接段用以引导__过闸__水流平顺地进入闸室，保护__两岸和闸基__免遭冲刷，并与__防渗刺墙__等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。 2、水闸消能防冲的主要措施有消力池、__海漫__、防冲槽等。 3、海漫要有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷；要有一定的粗糙性以利于进一步消除余能；要有一定的透水性以使渗水自由排出。 6、隧洞进口建筑物的型式有__竖井式_、___塔式___、__岸塔式__、___斜坡式__。其中__塔式__受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。 7、正槽式溢洪道一般由_ 进水渠_ 、_控制段_、__泄槽__、消能防冲措施_ 、__出水渠__五部分组成。其中___控制段___控制溢洪道的过水能力。 8、泄水槽纵剖面布置，坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时，应在变坡处用__反弧段__连接，坡度由缓变陡时，应在变坡处用__竖向射流抛物线__连接。 9、水工隧洞按水流状态可分为__有压洞__、__无压洞__两种形式，___________更能适应地质条件较差的情况，但其_________复杂，所以应避免平面转弯。 10、回填灌浆是填充__衬砌__与__围岩__之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善__传力__条件和减少__渗漏__。 1．水闸是渲泄水库中多余洪水的低水头建筑物。（×） 2．辅助消能工的作用是提高消能效果，减少池长和池深，促成水流扩散，调整流速分布和稳定水跃。（√） 3闸下渗流使水闸降低了稳定性引起渗透变形和水量损失。（√） 4．水闸的水平防渗设备指的是铺盖，垂直防渗设备指的是齿墙、板桩和防渗墙。（√）5．整体式平底板常在顺水流方向截取若干板条作为梁来进行计算。（√） 6．正槽溢洪道泄槽的底坡常小于临界坡降，以使水流平稳。（×） 7．围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。（×） 水利专业《水工建筑物》复习资料 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、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：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤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。 水工建筑物复习试题 1:上游连接段用以引导__过闸__水流平顺地进入闸室，保护__两岸和闸基__免遭冲刷，并与__防渗刺墙__等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。 2、水闸消能防冲的主要措施有消力池、__海漫__、防冲槽等。 3、海漫要有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷；要有一定的粗糙性以利于进一步消除余能；要有一定的透水性以使渗水自由排出。 6、隧洞进口建筑物的型式有__竖井式_、___塔式___、__岸塔式__、___斜坡式__。其中__塔式__受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。 7、正槽式溢洪道一般由_ 进水渠_ 、_控制段_、__泄槽__、消能防冲措施_ 、__出水渠__五部分组成。其中___控制段___控制溢洪道的过水能力。 8、泄水槽纵剖面布置，坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时，应在变坡处用__反弧段__连接，坡度由缓变陡时，应在变坡处用__竖向射流抛物线__连接。 9、水工隧洞按水流状态可分为__有压洞__、__无压洞__两种形式，___________更能适应地质条件较差的情况，但其_________复杂，所以应避免平面转弯。 10、回填灌浆是填充__衬砌__与__围岩__之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善__传力__条件和减少__渗漏__。 1．水闸是渲泄水库中多余洪水的低水头建筑物。（×） 2．辅助消能工的作用是提高消能效果，减少池长和池深，促成水流扩散，调整流速分布和稳定水跃。（√） 3闸下渗流使水闸降低了稳定性引起渗透变形和水量损失。（√） 4．水闸的水平防渗设备指的是铺盖，垂直防渗设备指的是齿墙、板桩和防渗墙。（√） 5．整体式平底板常在顺水流方向截取若干板条作为梁来进行计算。（√） 6．正槽溢洪道泄槽的底坡常小于临界坡降，以使水流平稳。（×） 重庆交通大学港口水工建筑物考试试卷 《8800340 港口水工建筑物》课程模拟考试试卷（1）卷考试时间（120 分钟）题号一二三四五六七八总分 分数 阅卷人日期 一、填空题（每空 1 分，共计28 分） 1、码头结构上的作用按时间的变异可分为和三种。 2、系缆力对于有掩护的海港码头主要由产生；对于河港码头主要由和共同作用产生。 3、在块体码头的三种断面型式中，相对而言型式的抗震性能较好。 4、在码头后抛石棱体的三种断面型式中，以防止回填土流失为主要目的的通常采用，以减压为主要目的的一般采用。 5、作用在板桩墙上的荷载有、、、和等。 6、高桩码头横向排架中桩的数目和布置取决于和。 7、高桩码头悬臂梁式靠船构件一般按、构件设计，如有可靠的纵向水平撑也可按构件计算。 8、斜坡码头实体斜坡道由、和组成。 9、防波堤沿其纵轴线方向应按、和条件的不同进行分段设计。 10、机械化滑道的主要尺寸有、、轨道的条数和间距及各区的尺度等五方面的尺度。 二、选择题（每题只有 1 个最合理的答案，请在其前面打“√”，多选、错选均 无效，每题2分，共计28分） 1、主动土压力强度：eai=(qkq+∑rihi)kicosai 表示 （1）沿墙高度分布的土压力； （2）沿墙背单位斜面积上的土压力； （3）沿墙高度水平方向的土压力； （4）沿墙高度垂直方向上的土压力； 2、选择重力式码头墙后回填的基本原则是： （1）自重大而且不透水； （2）填筑方便，有足够的承载能力； （3）对墙产生的土压力小和透水性好； （4）来源丰富，价格便宜。 3、在原地面水深大于码头设计水深的软土地区间码头时，适宜于采用： （1）明基床； （2）暗基床； （3）混合基床； （4）无基床； 4、大直径圆筒码头的工作机理是： （1）圆筒与其中的填料整体形成的重力来抵抗作用在码头上的水平力； （2）圆筒与上部结构形成一体来抵抗作用在码头上的水平力； （3）由圆筒前的被动土压力来抵抗作用在码头上的水平力； （4）由圆筒前的水压力来抵抗作用在码头上的水平力； （5）由圆筒前的水压力和被动土压力共同来抵抗作用在码头上的水平力； 一、填空题（每空1分，共计24分） 1、枢纽中的水工建筑物根据所属等别及其在工程中的总要性和作用分为五级。2．重力坝的稳定分析目的是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度。3．重力坝的基本剖面一般指在主要荷载作用下，满足坝基面稳定和强度控制条件的最小三角形剖面。 4．当拱坝厚高比（T B/H）小于0.2时，为薄壁拱坝；当厚高比（T B/H）大于0.35时，为重力拱坝。 5．土石坝渗流分析内容包括确定浸润线位置、确定渗流的主要参数（流速和坡降）、确定渗透流量。 6．水闸是由闸室、上游连接段和下游连接段组成。7．按照闸墩与底板的连接方式，闸室底板可分为整体式底板和分离式底板。8．闸底板结构计算，对相对紧密度Dr>0.5的非粘性土地基或粘性土地基可采用弹性地基梁法。 9．正槽溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段和尾水渠组成。 二、判断题(每小题1分，共10分) 1、为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。( ) 答案：正确 2．溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利。( ) 答案：正确 3．如果拱坝封拱时混凝土温度过高，则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。( ) 答案：错误 4、心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部，有时稍偏向上游，以便同防浪墙相连接，通常采用透水性很小的粘性土筑成。( ) 答案：正确 5. 水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元。( ) 答案：错误 6. 重力坝的上游坝坡n=0时，上游边缘剪应力的值一定为零。( ) 答案：正确 7．深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。( ) 答案：错误 8．底部狭窄的V形河谷宜建单曲拱坝。( ) 答案：错误 9．土石坝的上游坝坡通常比下游坝坡陡。( ) 答案：错误 绪论 1、港口水工建筑物包括码头、防波堤、护岸、船台、滑道和船坞等。 2、码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。 3、防波堤是防御波浪对港口水域的侵袭，保证港口水域有平稳的水面，是船舶在港口安全停泊和进行装卸作业。 4、护岸的作用是使港口或水域的岸边在波浪、冰、流的作用下不受破坏，从而保证护岸上的建筑物、设备和农田等。 5、船台、滑道和船坞是修造船水工建筑物，供船舶下水、上墩和修造之用。 6、港口水工建筑物的共同特点是承受的作用复杂（包括波浪、潮汐、海流、冰凌、风、地震等自然力和使用、施工荷载），施工条件多变，建设周期长，投资较大。 7、我国沿海主要港口在大型化、机械化和专业化方面步入了世界水平。 一．码头概论 8、按平面布置，码头分为顺岸式、突堤式、墩式等。 9、顺岸式根据码头与岸的连接方式分为满堂式和引桥式。 10、突堤式又分为窄突堤式码头和宽突堤式码头。 11、墩式码头由靠船墩、系船墩、工作平台、引桥、人行桥组成。 12、按断面形式，码头分为直立式、斜坡式、半直立式、半斜坡式、多级式等。 13、按结构形式，码头分为重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头。 14、重力式码头、板桩码头和具有前板桩的高桩码头，码头前沿有连续的挡土结构，故又称为实体式码头。 15、按用途，码头分为货运码头、客运码头、工作船码头、渔码头、军用码头、修船码头等。 16、货运码头按不同的货种和包装方式，分为杂货码头、煤码头、油码头、集装箱码头等。 17、码头有主体结构和码头附属设施两部分组成。主体结构又包括上部结构、下部结构和基础。 18上部结构的作用是：a将下部结构的构件连成整体；b直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给下部结构；c作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础。 19、下部结构和基础的作用是：a支承上部结构，形成直立岸壁；b将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。 20、施加在结构上的集中力和分布力，以及引起结构外加变形和约束变形的原因，总称为结构上的作用，分为直接作用和间接作用。 21、码头结构上的作用可按时间的变异、空间位置的变化和结构的反应进行分类，分类的目的主要是作用效应组合的需要。 22、按时间的变异可将作用分为永久作用、可变作用、偶然作用。 23、按空间位置的变化将作用分为固定作用和自由作用。 24、按结构的反应将作用分为静态作用和动态作用。 25、对于承载能力极限状态可分为持久组合、短暂组合、偶然组合。持久组合是永久作用和持续时间较长的可变作用组成的作用效应组合，短暂组合是包括持续时间较短的可变作用所组成的作用效应组合，偶然组合是包含偶然作用所组成的作用效应组合。 26、对于正常使用极限状态，分为持久状况和短暂状况，持久状况分为短期效应（频遇）组合和长期效应（准永久）组合。 27、作用的代表值分为标准值、频遇值、准永久值。 28、码头地面使用荷载包括：堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、汽车荷载、人群荷载等。 武汉大学《水工建筑物》复习题 一、填空题： 1、水闸下游连接段的海漫材料及构造要求是具有一定的、 及。 2、底流式消能防冲措施一般由、 三部分组成； 3、渠道过水断面大小由公式计算确定，边坡应满足 要求，底宽根据条件确定，渠中流速应满足的要求； 4、渠系建筑物中，常用的交叉建筑物有与 ，落差建筑物有与，穿山建筑物常为； 5、水闸通常由、及三大部分组成，其主要作用分别是、及消能防冲，平顺水流。 6、水闸底流式消能的设计中，消能池型式常有、 及综合式；消力池尺寸设计主要是确定和 ，并确定护坦等构造。 7、水闸闸孔尺寸设计主要任务是确定和 ，其尺寸大小主要取决于与 。 8、倒虹吸一般由，及 三大部分组成。 9、平底板水闸按底板与闸墩的连接结构形式可分为与 ；其中适用于地基条件较好或中小型水闸中。 10、水闸按其作用及所承担的任务可分为，、 、及挡潮闸等；按其结构型式则可分为 与。 11、重力坝按其结构形式可以分为、与。 12、土石坝按其施工方法可以分为、、及堆石坝。 13、无压隧洞常用断面型式有、与 ，而有压隧洞断面型式为。 14、侧槽式溢洪道常由进水渠、测槽、 及尾水渠等部分组成。 15、有压隧洞进口型式有、、和斜坡式四种。 二、判断题： 1、建于河道上，用来控制水位及下游流量的水闸称为进水闸（） 2、水闸下游连接段的主要作用是防冲、消能及防渗的（） 3、平底板水闸与实用堰相比，具有结构简单、施工方便、池流量大的优点，是常用的闸孔型式（） 4、在水闸设计中，闸底板高程定得高些，则闸室宽度增大，则两岸连接建筑物相对较低（） 5、水闸闸墩结构计算时，可视为一端固结于闸底板上的悬臂结构，其水平切面应力，应按轴心受压公式计算（） 6、当水闸闸孔数较少时，宜采用奇数孔，以便对称开启（） 7、水闸主门槽位置上移，对整体式水闸闸室稳定性不利（） 8、倒虹吸具有水头损失小，施工较方便的优点，所以是一种常用的渠系中交叉建筑物（） 9、分离式水闸应先进行闸室整体稳定计算，再进行闸墩、底板等各组成部分结构计算（） 10水闸防渗段下移，有助于减小底板上杨压力（） 11、为适应地基不均匀沉降及温度变化的影响重力坝应设置横缝（） 第一章绪论 1．我国人均水资源约为世界水资源的 1/4 2．河道常用的防洪体系为上拦、下排、两岸分滞； 3．水利工程按所承担的任务可分河道整治与防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供水和排水工程、航运工程； 4.水工建筑物按用途可分为挡水建筑物；泄水建筑物；输水建筑物；取水建筑物；整治建筑物；专门建筑物； 5．水工建筑物按使用时间可分为永久性建筑物；临时性建筑物； 6．组成水库枢纽的“三大件”包括拦河坝、溢洪道和、取水建筑物；等类型建筑物。 1．水利工程指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。 2．水利枢纽 3．水工建筑物 4．水利事业 1．我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。√ 2．我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面√ 3．水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短× 4．所谓水利工程，是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。√ 第二章重力坝 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.重力坝按坝高可分为低坝（坝高＜30m）、中坝（30m ≤坝高≤70m）、高坝（70m＜坝高）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、空腹重力坝和宽缝填渣坝。 3.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。 4.非溢流坝的坝顶或防浪墙顶必须高出库水位，其高出库水位的高度为： △h=h l+hz+hc,其中h l表示半个波浪高度，hz表示波浪中心线距静水位的高度，hc表示安全加高。 5.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。 6.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。 7.按正常使用极限状态设计时，应考虑荷载的长期组合和荷载的短期组合两种作用效应组合。 8.溢流坝既是挡水建筑物，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.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。 11.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，横缝布置在溢流孔中间，闸墩比较薄，但受地基不均匀沉陷的影响大。 第一章、第二章 1．河道常用的防洪体系为“栏下排，两岸分滞留”。2．水利工程按所承担的任务可分为防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供水和排水工程、航运工程、环境水利工程。 3．水工建筑物按用途可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物、专门建筑物。4．水工建筑物按使用时间可分为永久建筑物和临时建筑物。 5．水利工程：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。 6．水利枢纽：由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。 7．水工建筑物：为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。 8．水利工程的特点：水利工程与一般的土建工程相比，除了工程量大，投资多，工期长之外还具有：（1）工作条件复杂；（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）失事后果重。 9．可靠度：结构在正常设计、正常施工、正常运行的条件下，在设计基准期完成预定功能的概率；安全性、适用性和耐久性合称为可靠性。 10.水利水电工程分等和水工建筑物分级：（1）分等分级的意义（或目的）：为贯彻执行经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。（2）将水利水电工程按其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为5等；（3）将水工建筑物的永久建筑物和临时建筑物按其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为5级和3级。 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．简述重力坝的特点：A优点：（1）工作安全，运行可靠；（2）对地形、地质条件适应性强；（3）泄洪便，导流容易；（4）施工便，维护简单；5、受力明确，结构简单。B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。 3.重力坝的分类：按坝高可分为低坝（坝高＜30m）、中坝（30m ＜坝高＜70m）、高坝（70m＜坝高）三类；按泄水条件可分为溢流重力坝和非溢流重力坝；按坝体结构形式可分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝。按材料科分为混凝土重力坝和浆砌重力坝。 4.重力坝工作的原理：重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力。 5．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或坝基面上形成的渗透压力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成。 6.波浪三要素：波高、波长和雍高。 7．深水波：坝前水深大于半平均波长，即H>Lm/2，波浪运动不受库底的约束，这样条件下的波浪称为深水波。8．潜水波：水深小于半平均波长而大于临界水深H0，即Lm/2>H0时，波浪运动受到库底的影响，称为潜水波。9.破碎波：水深小于临界水深，波浪发生破碎，称为破碎波。 10.抗滑稳定性分析的目的：核算坝体沿坝基面或坝基部缓倾角软弱结构面抗滑稳定的安全度。 11.提高重力坝抗滑稳定的工程措施: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： 12.边缘应力的计算原因：因为坝体的最大和最小应力都出现在坝面上。 13.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。常见的缝有：横缝、纵缝、施工缝等。 14.基本剖面：指坝体在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力3项主要荷载的作用下，满足稳定和强度的要求，并使工程量最小的三角形剖面。 补：重力坝剖面设计的原则：设计断面要满足稳定和强度的要求，保证大坝的安全，工程量要小，运用便，优选形体，便于施工，避免出现不利的应力分布状态。 15. 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。 专业资料 水利水电工程建筑物授课教案 章节名称第四章水闸教学日期第二学期 授课教师姓名职称授课时数 22 本章的教学目的与要求 掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用；掌握水闸孔口设 计的影响因素分析和计算方法；掌握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及 相应的防止措施；掌握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流 计算方法和防渗排水措施；水闸的布置与构造；在闸室稳定应力分析中，重点 从荷载计算、稳定应力分析方法等方面比较与重力坝的异同。了解水闸布置与 构造、闸室结构计算内容及方法等方面的内容。 授课主要内容及学时分配 掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用（2学时）；掌握 水闸孔口设计的影响因素分析和计算方法（4学时）；掌握消能防冲设计中水 闸下游不利水流流态及相应的防止措施（4学时）；掌握防渗排水设计中水闸 地下轮廓线长度拟定、布置、渗流计算方法和防渗排水措施（6学时）；水闸 的布置与构造（2学时）；在闸室稳定应力分析中，重点从荷载计算、稳定应 力分析方法等方面比较与重力坝的异同（2学时）。了解水闸布置与构造、闸 室结构计算内容及方法等方面的内容（2学时）。 重点和难点 水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用，水闸孔口设计的水闸 孔口设计，如何不知谁炸的消能防冲设计，水闸的渗流计算，水闸的整体布 置。 思考题和作业 1．水闸按其承担的任务和结构形式分为哪些类型？水闸的工作特点如何？ 2．水闸的组成部分及各组成部分的作用是什么？ 3．水闸孔口设计的影响因素有哪些？如何确定？ 4．水闸下游不利水流流态及相应的防止措施是什么？ 5．何谓水闸地下轮廓线？其长度如何拟定？布置方式有哪些？ 6．试述用“改进阻力系数法”计算闸底板下渗压力和渗透坡降的方法步骤。 7．试述水闸荷载计算和稳定应力分析方法与重力坝有何异同？ 8．试述闸门、启闭机的分类与选型方法如何? 9．水闸两岸连接建筑物的型式有哪些? 如何选用？ 10．闸室结构计算的内容有哪些? 试述有限深的“弹性地基梁法”的计算步骤？ 《水工建筑物》 模拟试题(一) 一、填空(16分,每空1分) 1、混凝土重力坝常按坝体各部位工作条件不同将材料进行分为 VI 区,其中对抗冻融性能要求最高得就是 II 区,对抗渗透性能要求最高 得就是 III 区,对抗磨蚀要求最高得就是 VI 区。 2、按照厚高比,拱坝可分为薄拱坝、中厚拱坝与 拱坝 ;在V形河谷中修建拱坝大多为薄拱坝,而在U形河谷中修 建得拱坝大多为厚拱坝。 3、为保证工程安全与迅速泄洪要求,溢洪道泄水槽得底坡应大于临界 坡度,最好采用单一坡度,变坡时采用曲线连接,由陡变缓时采用 反弧连接,由缓变陡时采用抛物线连接。 4、无压隧洞一般采用圆拱直墙断面,这有利于承担 山岩压力与便于施工,但为控制水流,其工作闸门应布置于进口。 二、概念解释题(3×5=15分) 1、回填灌浆:对衬砌与围岩之间得空隙进行灌浆,使之结合紧密,改善传力条件,以利用围岩弹性抗力,使衬砌与围岩共同承担荷载,并减少渗漏。 2、有效应力:土体内颗粒之间得挤压应力,既能承担上部荷载又可产生土体 内得抗滑力。 3、拱冠梁:拱坝坝体内,位于最大坝高处,最向上游凸出部位得1m宽悬臂梁 4、“稍淹没”水跃:淹没程度系数(下游水面对跃后水面淹没程度系数)=1、05～1、10得水跃。 5、支墩坝:由一系列沿坝轴线方向排列得支墩与支承与支墩上得挡水面板 组成得挡水建筑物。包括面板坝、连拱坝、大头坝。 三、判断题(14分,每题2分,正确者画+,错误者画-) 1、深式泄水孔(或泄水洞)中平压管得作用就是将库水引至检修门后,平衡检 修闸门前部分水压力。平压管工作时,检修门后得通气孔将同时工作,进行排气。( -) 2、按拱梁分载法,拱坝所受水压力就是由水平拱圈与竖向悬臂梁共同承担, 但愈向岸边悬臂梁承担得荷载愈小。( +) 3、当封拱温度低于坝体温度时,拱坝处于温降状态,此时拱坝轴线将产生向 下游得位移,坝端推力将减小。( -) 4、河岸溢洪道中,溢流堰面曲线采用得定型设计水头Hs一般小于河床式溢 洪道得Hs值,这有利于提高泄洪水能力。(+) 5、平原水闸消力池长度设计得不利情况为:河道下游水深与出闸水流跃后 水深之差为最大时得情况。( - ) 6、在闸室荷载作用下,闸基黏性土体处于极限平衡状态,且土体摩擦角充分 发挥作用时,所需得最小凝聚力强度,达到或超过了闸基土壤自身凝聚力强度时, 则闸基产生塑性失稳。(+) 7、在围岩中开挖有压隧洞,一般采用窄深形得圆拱直墙形断面,以改善水流 条件与便于施工。( -) 第一章 1.水循环是指地球上各种水体在太阳辐射和重力的作用下，通过蒸发、水汽输送、冷凝降落、下渗，形成径流的往复循环过程。外因：太阳辐射、地球重力以及地形地貌等下垫面因素。 内因：水具有固液气三态相互转化的物理性质 2.在太阳辐射下，不断地蒸发变成水汽进入大气，并随气流输送到各地，在一定的条件下形成降水回到地球表面，其中一部分被植物截留和土壤储蓄，通过蒸散发返回大气，另一部分以地表径流和地下径流的形式汇入江河湖库，最终回归大海。在水循环过程中，太阳辐射强度、大气环流机制和海陆分布决定了水汽的运行规律。 3. 水资源是水文循环使陆地一定区域内平均每年产生的淡水量，是陆地上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的动态水。通常用多年平均年降水量和多年平均年径流量描述/ 地球表面可供人类利用的水称为水资源。 4.我国水资源分布的趋势是由东南向西北递减，空间分布十分悬殊。 5.河流的水资源之所以源源不断是由于自然界存在着永不停止的水文循环过程。使水具有再生性 6.工程水文学任务 三个阶段： （1）规划设计阶段，主要任务：确定工程的规模，根据工程的特性和规划设计要求，预测和预估未来工程使用期限的水文情势，提供用于确定工程规模的设计洪水或设计径流。（2）施工建设阶段，主要任务：将规划设计的工程付诸实施用于预估临时性水工建筑物设计洪水，并为施工期的防洪安全提供短期洪水预报。 （3）运用管理阶段，主要任务：在于使建成的工程充分发挥效能。通过水文预报，预报来水量大小和过程，以便进行合理调度，充分发挥工程效益；同时，还需不断进行水文复核修正原来预估的水文情势数据，改进调度方案或对工程实行扩建、改建，使得工程更好地为经济社会发展服务 7.工程水文学内容 （1）水文信息采集和处理 （2）降雨径流关系分析 揭示流域径流的形成规律，描述流域产汇流计算方法和数学模型。 （3）水文分析与计算 揭示水文现象的成因规律与统计规律，研究水文要素与地理因素之间的联系及时空分布特征，预估未来（很长时期内）水文情势的方法和途径 （4）水文预报：短期预报方法，预计水文变量在预见期内的大小和时刻变化。（预见期内） 8.水文现象既有必然性又有偶然性 9.三个规律：成因规律、统计规律、地理分布规律 10.研究方法：成因分析法、数理统计法、地理综合法 补11.水循环重要环节：降水、下渗、蒸散发、径流 一、填空题（每空1分.共计24分） 1、枢纽中的水工建筑物根据所属等别及其在工程中的总要性和作用分为五级。 2．重力坝的稳定分析目的是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度。 3．重力坝的基本剖面一般指在主要荷载作用下.满足坝基面稳定和强度 控制条件的最小三角形剖面。 4．当拱坝厚高比（T B/H）小于0.2时.为薄壁拱坝；当厚高比（TB/H）大于0.35 时.为重力拱坝。 5．土石坝渗流分析内容包括确定浸润线位置、确定渗流的主要参数（流速和坡降）、确定渗透流量。 6．水闸是由闸室、上游连接段和下游连接段组成。 7．按照闸墩与底板的连接方式.闸室底板可分为整体式底板和分离式底板。 8．闸底板结构计算.对相对紧密度Dr>0.5的非粘性土地基或粘性土地基可采用弹性地基梁法。 9．正槽溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段和尾水渠组成。 二、判断题(每小题1分.共10分) 1、为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来.水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。()答案：正确 2．溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利。()答案：正确 3．如果拱坝封拱时混凝土温度过高.则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。() 答案：错误 4、心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部.有时稍偏向上游.以便同防浪墙相连接.通常采用透水性很小的粘性土筑成。()答案：正确 5.水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元。() 答案：错误 6.重力坝的上游坝坡n=0时.上游边缘剪应力的值一定为零。()答案：正确 7．深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。()答案：错误 8．底部狭窄的V形河谷宜建单曲拱坝。()答案：错误 9．土石坝的上游坝坡通常比下游坝坡陡。()答案：错误 10．非粘性土料的压实程度一般用相对密度表示。()答案：正确 精品文档 水工建筑物复习试题 1:上游连接段用以引导—过闸—水流平顺地进入闸室，保护―两岸和闸基—免遭冲刷，并与—防渗刺墙__等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。 2、水闸消能防冲的主要措施有消力池、海漫、防冲槽等。 3、海漫要有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷；要有一定的粗糙性以利于进一步消除余能；要有一定的透水性以使渗水自由排出。 6、隧洞进口建筑物的型式有竖井式、塔式、岸塔式、斜坡式。其中塔式__ 受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。 7、正槽式溢洪道一般由_进水渠_、_控制段_、_泄槽_、消能防冲措施__、_出水渠—五部分组成。其中—控制段一控制溢洪道的过水能力。 &泄水槽纵剖面布置，坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时，应在变坡处用反弧段—连接， 坡度由缓变陡时，应在变坡处用竖向射流抛物线连接。 9、水工隧洞按水流状态可分为有压洞、无压洞―两种形式，______________________ 能适应地质条件 较差的情况，但其___________ 杂，所以应避免平面转弯。 10、回填灌浆是填充衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善传力条件和减少渗漏。 1 ?水闸是渲泄水库中多余洪水的低水头建筑物。（x ） 2?辅助消能工的作用是提高消能效果，减少池长和池深，促成水流扩散，调整流速分布和稳定水跃。（V ）3闸下渗流使水闸降低了稳定性引起渗透变形和水量损失。（V ） 4?水闸的水平防渗设备指的是铺盖，垂直防渗设备指的是齿墙、板桩和防渗墙。（V ） 5?整体式平底板常在顺水流方向截取若干板条作为梁来进行计算。（V ） 6?正槽溢洪道泄槽的底坡常小于临界坡降，以使水流平稳。（X ） 7?围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。（X ） 8?无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。（X ） 9?隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。（x ） 10.溢洪道设闸门时，堰顶高程低于水库的正常蓄水位。（V ） 1、不平衡剪力：由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的，而地基反力是连续变化的，所以，作用在单宽板条及墩条上的力是不平衡的，即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力Q1及Q2并由Q1及Q2的差值来维持板条及墩条上力的平衡，差值△ Q= Q1-Q2 ,称为不平衡剪力。 2、节制闸：枯水期用于拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求，洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。 3、平压管:在遂洞构造中，为了减小检修门的启门力而设置在遂洞上壁内的绕过检修门槽的通水管道。 4、正槽溢洪道：泄水轴线与溢流堰轴线正交，过堰水流方向与泄槽轴线方向一致的一种河岸溢洪道型 式。 精品文档 5、有压隧洞：指洞内充满水，没有自由水面，隧洞内壁承受较大的内水压力，断面形状一般为 一、填空题(每空1分,共计24分) 1、枢纽中的水工建筑物根据所属等别及其在工程中的总要性与作用分为五级。 2.重力坝的稳定分析目的就是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度。 3.重力坝的基本剖面一般指在主要荷载作用下,满足坝基面稳定与强度 控制条件的最小三角形剖面。 4.当拱坝厚高比(T B/H)小于0、2时,为薄壁拱坝;当厚高比(T B/H)大于0、35时,为重力拱坝。 5.土石坝渗流分析内容包括确定浸润线位置、确定渗流的主要参数(流速与坡降)、确定渗透流量。 6.水闸就是由闸室、上游连接段与下游连接段组成。 7.按照闸墩与底板的连接方式,闸室底板可分为整体式底板与分离式底板。 8.闸底板结构计算,对相对紧密度Dr>0、5的非粘性土地基或粘性土地基可采用 弹性地基梁法。 9.正槽溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段与尾水渠组成。 二、判断题(每小题1分,共10分) 1、为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来,水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。( ) 答案:正确 2.溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利。( ) 答案:正确 3．如果拱坝封拱时混凝土温度过高,则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。( ) 答案:错误 4、心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部,有时稍偏向上游,以便同防浪墙相连接,通常采用透水性很小的粘性土筑成。( ) 答案:正确 5、水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均就是取一米的单宽作为荷载计算单元。( ) 答案:错误 6、重力坝的上游坝坡n=0时,上游边缘剪应力的值一定为零。( ) 答案:正确 7.深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。( ) 答案:错误 8.底部狭窄的V形河谷宜建单曲拱坝。( ) 答案:错误 9.土石坝的上游坝坡通常比下游坝坡陡。( ) 答案:错误 10.非粘性土料的压实程度一般用相对密度表示。( ) 答案:正确 2015年二级建造师水利水电专业 重要考点整理 （修正了原部分录入错误，调整了重难点格式并缩小处理，考前狂背，记不住你懂的！）水利水电工程划分为五等，根据：工程规模、效益、在国民经济中的重要性划分 永久性水工建筑物划分依据：工程等别和工程重要性 临时性水工建筑物划分依据：保护对象、失事后果、使用年限、工程规模（围堰高度、库容）（3级的不少于两项） 水利水电工程水工等别I II III IV V 水工级别 1 2 3 4 5 工程规模大(1)型大(2)型中小(1)型小(2)型总库容≥10 10-1.0 1.0-0.1 0.1-.01 0.01-0.001 装机容量≥120 120-30 30-5 5-1 ＜1万kw 水闸最大过闸 流量 ≥5千5千-1千1千-100 100-20 ＜20 大型中型[13二案例]小型 泵站装机流量≥200 200-50 50-10 10-2 ＜2 装机功率≥3 3-1 1-0.1 0.1-0.01 ＜0.01 建造师执业工程规模大型P 321 中型小型 水工建筑物永 久 主要级别 1 2 3 4 5 次要级别 3 4 5 堤 防 防洪标准 /顶宽 ≥100 年/8m <100≥50 /6m >50≥30 /以下3m >30≥20 >20 ≥10 大 坝 土石坝>90 ≤90 ≤70 砼/浆砌石>130 ≤130 ≤100 临 时 3 4 5 保护对象 失事后果 使用年限 围堰高度 库容 特1级 淹重要 >3 >50 >1.0 保1.2 一般 3-1.5 50-15 1.0-0.1 保3．4 基坑 <1.5 <15 <0.1 年 m 108m3 土P63 I砂土/种植土 1650-1750略踩 II壤土/淤泥 1750-1850脚踩 III粘土/干燥黄土/干淤泥 /少量碎石粘土1850-1950 IV坚硬粘土/砾质粘土/卵石粘土 1900-2100镐三尺耙[13二案例] 石P67:V1.5-2，6-14级差为2，15级20-25，16级大于25 质量事故分类标准P188 分为4类特大重大较大一般1经济损失特大重大较大一般大体积砼金属机电>3000 ≤3000 ≤500 ≤100>20 土石/砼薄壁>1000 ≤1000 ≤100 ≤30>10 2检查处理对工期影响 长时间较长较短无 >6 ≤6>3 ≤3>1 ≤1 3工程正常使用影响 较大影 响 不影响不影响不影响 4使用寿命较大较大一定不影响 职 责 处理方案法人组-提出法人组-制定 同意机关调查组 审定机关 水行政 /流域 上级 备案水利部 水行政 流域 上级 质量与安全事故P2194等级特重大I 特大II 重大III 较大IV 向水行主 管、当地政 府、当定安 监局报告死/伤≥30（100）≥10（50）≥3（30）<3(30) 经济≥1亿≥5千万≥1千万<1千万 转移10万人1万人[111213二案例] 高处作业P105 一（2-5m）二（5-15m）三（15-30m）特>30m [13二案例] 种类:一般、特殊（强风/异温/雪天/雨天/夜间/带电/悬空/抢救） 水 工建筑物的分类及作用按 作 用 1.挡水：坝、水闸、堤防、海塘等。 2.泄水：溢流坝、泄水孔、溢洪道等。 3.输水：引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。 4.取（进）水：如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的扬水站等。 5.整治建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。 6.专门建筑物，如专为发电用的引水管道、压力前池(衔接引渠和进水池)、调压室、电站厂房； 专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。 按用途:一般性建筑物(挡水坝、溢洪道、水闸)和专门性建筑物(水电站建筑物、水运建筑物、农田水利建筑物、给水排水建筑物、过鱼建筑物) 长 短 1.永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和 次要建筑物。 2.临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物，如施工导流明渠、围堰等。主要作用是 为永久性建筑物的施工创造必要的条件。 特征水位1.校核洪水位：校核洪水时在坝前达到的最高水位。 2.设计洪水位：设计洪水时在坝前达到的最高水位。 3.防洪高水位：遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。 4.正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位） 5.防洪限制水位（汛前限制水位）。水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。 6.死水位。允许消落到的最低水位。 1）设防（防汛）水位：开始组织人员防汛的水位。 2）警戒水位：防汛人员必须开赴防汛前线，准备抢险的水位。警戒水位>设防（防汛）水位。 3）保证水位：堤防的设计洪水位，河流遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。 土石坝1.按坝高：<30m低坝；30～70m中坝；>70m高坝。 2.施工方法/材料：碾压式土石坝[分均质坝（壤土/砂壤土）、土质防渗体分区坝（心/斜墙顶宽≥3m，距顶≥1m）、非土料防渗体坝（沥青砼/钢筋砼）]，水力冲填坝，定向爆破堆石坝。 土石坝排水设施排水设施形式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合排水。 贴坡排水：顶部应高于坝体浸润线的逸出点；贴坡排水不能降低浸润线。渗流仍从原坡面逸出，常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。 坝体排水：（作用：降低坝体浸润线/孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。） 棱体排水：顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。可降低浸润线，多用于河床部分（有水）的下游坝脚处。 3）反滤层材料粒径沿渗流方向由小到大排列。（反滤是允许渗流，但防止细小土粒被渗流带走）水工建筑物试题库(含答案)
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