水工建筑物重力坝答案讲解

1、第二章 重力坝答案一、填空题1. 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； 横缝 ；悬臂梁 ；2. 坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面3. 低坝（坝高 30m）、中坝（ 30m 坝高 70m）、高坝（ 70m 坝高）。溢流重力坝；非溢流重力坝；实体重力坝；宽缝重力坝；空腹 重力坝；大头坝等4. 静水压力；稳定；强度要求；三角；5. 基岩较坚固的中高溢流坝；挑射距离；冲坑6. 波浪高度； 波浪中心线高出静水位的高度； 安全超高。7. 地震烈度；烈度8. 荷载的基本组合；偶然组合9. 荷载的长期组合；短期组合10. 挡水建筑物；泄水建筑物；泄水11. 曲线段； 直线段

2、； 反弧段12. 正常蓄13. 消能防冲；枢纽布置14. 闸墩中间；较大；溢流孔跨中15. 水流平顺；半圆形；三角形；流线形16. 泄洪孔；冲沙孔；发电孔；导流孔；有压泄水孔；无压泄水孔17. 出口；进口；深孔的进口；进口。18. 一层具有防渗、抗冻、抗侵蚀的砼作为坝体防渗设施 。19. 动水；静水； 动水；静水20. 闸门启闭室；上游最高水位21. 缩小22. 排水管幕；在灌浆帷幕后设排水孔幕 。23. 防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂 ；横缝 、纵缝24. 满足灌浆；检查、排水；坝基灌浆廊道；检查和坝体排水廊道25. 卵石覆盖层、风化破碎的岩层 ； 略向上游倾斜 ；足够宽度的 台阶

3、状 。26. 靠近上游坝脚；不透水层27. 防渗帷幕；沉陷缝；干缩缝；温度缝二、单项选择题1、A2 、 C3、A4 、 B5、D6 、 C7、B8、C9、C10、A11 、 B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12 34 5 67 8. 9. 10. 五、简答题1简述重力坝的特点。答：优点： 1、工作安全，运行

4、可靠；2、对地形、地质条件适应性强3、泄洪方便，导流容易4、施工方便，维护简单5、受力明确，结构简单缺点：坝体剖面尺寸大，材料用量多材料的强度不能够得到充分发挥坝底扬压力大，对坝体稳定不利 砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力 2重力坝如何进行分类？ 答：重力坝的分类方法很多，主要有以下几种： 按高度分类按泄水条件分类； 按筑坝材料分类； 按坝体结构形式分类；按施工方法分类 3简述重力坝的设计过程。答：资料分析 非溢流坝剖面尺寸拟定 荷载及其组合计算 抗滑稳定计算 坝址抗压强度及地基应力计算 坝体上下游面拉应力计算 若上述有一项不满足，应重新拟定坝体剖面尺寸，并重 新进行计算。4提高重力坝

5、抗滑稳定的工程措施有哪些？ 答：利用水重来增加坝体自重： 采用有利的开挖轮廓线： 设置齿墙： 抽水措施： 加固地基： 横缝灌浆：预应力措施：5用材料力学法计算重力坝应力的主要假定是什么？答：、假定坝体混凝土为均质连续各向同性的弹性体材料、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。、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。6用微分体的平衡条件推导坝体下游边缘应力分量xd、 d（分别计算有、无扬压力两种情况）。答：1）无扬压力情况：取下游坝面的微分体， 根据平衡条件Fy 0dd y yddxpd dx 0d

6、 x dsSin ddxdym tg ddx( yd pd) ddxy ( yd pd)m同样由Fx 0得： pdd y ( xd dyddx 0xdpdd m2）有扬压力情况：取下游坝面的微分体，根据平衡条件Fy 0ddyyddx pddx pud dx 0d ( ydpuddy pd)( ydpuddy pd )mdy同样由Fx0得 xd(pdpud ) d m7简述重力坝坝体和坝基应力控制标准答：坝基应力控制标准：运用期：施工期：下游坝面允许有不大于 0.1MPa的拉应力，地基容许压应 力取标准试块极限抗压强度的 1/25 1/5 ，视坝体而定坝体应力控制标准： 运用期：计入扬压力时 0

7、 y y ,不计入扬压 力时：施工期：坝体内主压应力不得大于混凝土的容许压应力， 下游可 以有不大于 0.2Mpa 的主拉应力。8溢流重力坝的泄水方式有哪些？各有什么特点？如何选择？ 答：溢坝重力坝泄水方式有、坝顶开敞溢流式、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。9有压泄水孔和无压泄水孔的闸

8、门如何布置？答：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。10通气孔、平压管的作用各是什么？ 答：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。11重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？ 答：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。12坝内廊道有哪些？各有什么作用？ 答：坝内廊

9、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。13重力坝对地基有哪些要求？ 答：、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、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、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。14重力坝地基处理的措施有哪些？答：坝基的开挖与清理 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：设置砼塞坝基的防渗与排水帷幕灌浆设排水孔15固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？ 答：固结

10、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。16简述重力坝坝基的防渗与排水措施。答：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、17混凝土重力坝在运用过程中，表现出的问题有哪些？ 答：混凝土重力坝在运用过程中有失稳、风化、磨损

11、、剥蚀、裂缝、 渗漏等问题18混凝土重力坝的裂缝按其成因可分为哪几种？常用的处理方法有答：裂缝按其成因可分为：沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝、施工 缝处理方法：表层涂抹、喷浆修补、表层粘补、凿槽嵌补和灌浆处理。19渗漏的危害是什么？如何处理渗漏？ 答：渗漏的危害主要表现在：渗漏将增加坝体、 坝基扬压力而影响大 坝的稳定性，由于渗水的侵蚀作用，使混凝土强度降低，缩短大坝寿命， 严重的渗漏不但造成水量损失， 影响水库蓄水， 而且会导致大坝变形或破 坏。渗漏处理的原则是“上堵下排”，对坝体渗漏处理采用迎水面封堵。 当迎水面有困难且渗漏裂缝不影响正常运用时，也可在漏水出口处处理， 对于裂缝漏水，还可以

12、用内部灌浆的方法处理。对于坝基（或接触）渗漏 的处理：加深加厚帷幕，接触灌浆处理，固结灌浆处理，改善排水条件。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50.0排水孔的情况下坝底面的扬压力。（ =0.3 ）2U1U2U1U2 U3U4解：取坝长为 1m无排水孔时： U1 H 2T 计算荷载大小； 9.81 5 16.9 828.95( KN )11U2 H T 1 9.81 10 16.9 1 828.95(KN )22扬压力标准值： U U 1 U2 828.95 828.95 1657.90(KN)有排水孔时： U1 H 2T 1 9.81 5 16.9 828.

13、95( KN )U 2 H 7 1 9.81 0.3 10 7 1 206.01(KN )11U3 H 9.9 1 9.81 0.3 10 9.9 1 145.68(KN )2211U3 ( H H) 7 1 9.81 10 0.7 7 1 240.35(KN )22U U1 U2 U3 U 4 828.95 206.01 145.68 240.35 1420.99(KN )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

14、 c =24kN/m3，水的容重采用 w =10kN/m3，渗透压力强度折减系数 =0.3 。 (浪压力忽略不计)(2) 画出荷载分布图，标出荷载作用的位置。解：( 1)建基面顺水流向总长度：(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。T (30 10) 0.2 5 (55 10) 0.7 40.5(m)40.5 7 13.25(m)排水孔距坝底中心 O点的距离： 21W1 c 4 (30 10) 960(KN )自重：分为三块： 1 c 220.25 2 4 17.58(m)距

15、O 点：3W2c 5 (60 10) 6000(KN )距 O点： 20.25 4 2.5 13.75(m)1W3c (55 10) 0.7) (55 10) 17010(KN )220.25 4 5 1 (55 10) 0.7 0.75(m) 距 O 点：3水重： W4w 4 (50 30) 800(KN )距 O 点： 20.25 2 18.75(m)W5 w 1 (30 10) 0.2) (30 10) 400(KN )220.25 1 4 18.92(m)距 O 点：3 水平水压力：P 1 w (50 10)2 8000(KN ) 上游： 2 w1 (50 10) 13.33( m)距

16、 O 点高： 3距 O 点高：1 (15 10) 1.67(m) 扬压力：U1 H2T 1 10 5 40.5 2025(KN)距O点 0(m)U 2 H 7 1 10 0.3 35 7 1 735(KN)距 O点： 20.25-3.5 16.75 (m)11U3 H (40.5 7) 1 10 0.3 35 33.5 1 1758.75(KN )2220.25 7 1 (55 10) 0.7 2.75( m) 距 O 点：3U4 1 ( H H) 7 1 1 10 35 0.7 7 1 857.5(KN ) 2220.25 1 7 17.92(m)距 O 点：3U U1 U2 U3 U4 2

17、025 735 1758.75 857.5 5376.25(KN )12P w (15 10)2 125(KN )下游：23)Ks5.86f W c A 0.9 (23970 1200 5376.25) 700 40.5 1P 8000 1253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？解：坝趾处的压应力在计入扬压力时为6 M 22 )(1 m2 )式中： W 23970 1200 5376.25 19793.75(KN )M 960 17.58 6000 13.75 17010 0.75自重800 18.75 400 18.92 水重125 1.67 8000 13.33 水平水压力2025 0 735 16.75 1758.75 2.75 857.5 17.92 扬压力112134.3 22568 106431.25 32514.214243.16(KN m)19793.7540.56 4243.16 22 ) (1 0.72) 751.33(KPa ) 5000KPa