水工建筑物试题.doc

1、水工建筑物：为了控制支配水流，满足防洪、发 电、灌溉、供水等用水要求，兴建的各种类型建筑物。 水利枢纽：不同类型水工建筑物组成的综合体。2、水利工程的特点：工程量大、投资多、工期长 工作条件复杂： 受自然条件制约，施工难度大 ： 效益巨大 环境影响也大 工程失事后果严重 3、设计阶段： 可行性研究报告阶段 初步设计阶段 技术施工图设计阶段4、工建筑物的设计准则：混凝土重力坝设计规范单一安全系数法 分项系数极限状态设计法5、拱坝的形式及其特点：单曲拱坝、双曲拱坝6、土石坝设计基本要求：具有较缓的坝坡，维持坝坡稳定；设置良好的防渗排水设施，控制渗流及渗透破坏；洪水绝不可漫顶，泄洪建筑物泄流能力足够大； 坝体材料分布合理，防止产生危害性裂缝；坝面设置护坡，避免冲刷干裂、动物做穴。7、 土石坝是由坝体、防渗体、排水设施、护坡等组成。土石坝坝身排水形式有：堆石棱体排水反滤坝趾、贴坡排水表面排水、坝内排水（褥垫式排水、网状排水带、排水管、竖直排水）坝基排水有水平排水和竖向排水两种 （排水沟、减压井、水平排水层、透水覆盖）8、水闸按任务分： 节制闸（拦河闸）、进水闸、排水闸、挡潮闸、分洪闸、排沙闸9、岸边溢洪道的主要形式有：按泄洪标准：正常溢洪道、非常溢洪道 按结构形式：正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道、虹吸式溢洪道设计要求：具有足够的泄流能力;自身安全可靠、过流平稳、水流下游衔接顺畅； 岸坡稳定。10、区别：（1）、弹性抗力是被动的，围岩压力是主动的，（2）、弹性抗力是有利载荷，围岩压力是不利载荷，（3）、围岩完整时，弹性抗力大，围岩压力小。（4）、通过灌浆可以增大弹性抗力，较小围岩压力。11、土石坝中反滤层和过渡层的主要区别：反滤层可以起到过渡层的作用，但过渡层不一定能满足反滤要求。反滤层作用：滤土排水，防止渗透破坏过渡层作用：主要对其两侧土料变化起协调作用二、提高重力坝抗滑稳定性的工程措施：利用水重。抗剪强度参数较小将坝的上游面略向上游倾斜，利用坝面上的水重提高坝的抗滑稳定性。坝基面开挖倾向上游：基岩比较坚固时，可以开挖成锯齿状。 设置齿墙。基岩内有倾向下游的软弱面可在坝踵部位设齿墙，切断较浅的软弱面。 抽水措施。下游水位较高坝体承受的浮托力较大时 。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。 横缝灌浆。将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆 预加应力措施。坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力三、 水平截面上正应力假定y按直线分布 ，按偏心受压公式计算： 上游：下游：w为计算截面以上全部铅直力的和；M为计算截面以上全部荷载对截面形心轴力矩和B为计算截面的长度。坝基面铅直应力y控制要求： 运用期：坝趾最大铅直应力y基岩允许应力；坝踵计入扬压力最小铅直应力y0，即不出现拉应力。施工期：下游坝趾最大铅直拉应力y0.1MPa。四、土石坝设计中需要哪些计算，及其计算方法的基本原理：（一）土石坝基本剖面设计、（二）土石坝渗流分析：有水力学法、流网法、有限元法（三）土石坝稳定分析 极限平衡理论单条分法瑞典圆弧法 划分铅直土条不考虑土条间作用力简化的毕肖普法 近似考虑土条间的作用力，安全系数迭代计算以上两种适用：粘性土坝坡稳定计算 滑裂面为圆弧 力矩平衡滑楔法折线法 力的平衡条件 适用：非粘性土坝坡、土质斜墙坝坡 折线滑动面（四）土石坝固结沉降应力分析分析 原理：粘性土根据土层孔隙比的变化，分层计算求和非粘性土根据各层附加应力计算变形求和（五）坝基处理 （六）抗震分析五、水闸组成部分及其作用：上游连接段：引导水流平顺进入闸室，避免河床岸坡冲刷，包括两岸的翼墙和护坡以及河床部分的铺盖。闸 室：是水闸的主体，包括闸门、闸墩、底板、胸墙、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机闸门用来挡水和控制流量，闸墩用以分隔闸孔和支撑闸门、胸墙工作桥。闸底板是闸的基础，将闸室上部结构的重量和荷载传向地基，并有防渗和防冲的作用。工作桥、检修便桥、交通桥用来安装启闭设备，操作闸门和链接两岸交通。下游连接段：消能及扩散水流防止水流对下游的冲刷，包括护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护岸。六、正槽溢洪道组成、作用及其布置情况组成：引水渠、控制段、泄水槽、消能段、尾水渠引水渠作用：平顺均匀对称引导水流进入控制段，保证控制段的控制水流作用。要求：水头损失小，泄流影响小，流速23m/s，保证控制段平稳的堰流流态布置：轴线尽量短而直，断面平整并大于控制段，进口开阔向库区逐步扩大成喇叭形，底坡平或反坡控制段 作用：控制溢洪道泄流量和水库水位泄槽 在溢流堰后用泄水陡槽与出口消能段连接，以便将过堰水流安全的泄向下游尽量直线、等宽、对称、一坡（5）、出口消能段及尾水渠 使高速水流与下游河道正常衔接，防止下游河床和岸坡冲刷。七、水工隧洞布置的内容：P383合理选择洞线方案、选定进口位置及进口结构形式，确定闸门在隧洞中的布置。确定洞身纵坡及洞身断面形状和尺寸。选定出口位置、高程及消能方式。八、叙述土石坝坝基处理方法：1、岩石地基：覆盖层较浅，使防渗体坐落于基岩上，并挖除裂隙密集，表层强风化，保证防渗体与基岩结合。破碎带进行灌浆封堵，出露点做好反滤。基岩透水较大进行帷幕灌浆。2、砂卵石地基： 粘土截水槽方法：开挖回填防渗土料砼防渗墙方法：泥浆固壁冲击钻分段造孔，水下浇筑砼城墙。灌浆帷幕方法：钻孔将水泥浆或水泥粘土浆灌入砂砾石孔隙防渗铺盖方法：坝体防渗体用粘性土料向上游水平延长。3.细砂软土地基细砂地基易液化处理方法：浅层挖除，深层加盖重、振冲挤密、强夯软土地基抗剪强度低、压缩性高，尽可能挖除。振冲置换、砂井固结。九、侧槽溢洪道组成部分及其作用和布置时注意的问题：（未全）组成：溢流堰、侧槽、泄槽、消能段和尾水渠溢流堰大致沿河岸等高线布置，水流流经溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向月90，经泄水槽或者泄水隧洞流入下游，当坝址处山头较高，岸坡陡峭时，可选用侧槽溢洪道。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，提高堰顶高程，增加兴利库容，3.使堰顶水头减小，减小淹没损失，非溢流坝高度也可适当降低。特点：水流条件复杂，过堰水流进入侧槽后，形成横向漩涡，同时侧槽内沿程流量不断增加，旋滚强度不断变化，水流紊动和撞击都很强烈，水面极不平稳。注意：侧槽多建在完整坚实的基岩上，且有质量较好的衬砌，除泄量较小外，不宜建在土基上。十、隧洞进口段形式及其适用条件1竖井式 适用：地质条件较好、岩体比较完整的情况。2塔式 适用：岸坡岩石较差，覆盖较厚，不宜采用靠岸进水口。3岸塔式 适用：岸坡较陡，且岩体比较坚固稳定。4斜坡式 适用：中、小型工程，或只用于安设检修闸门的进水口5组合式以上是4种基本的进水口型式，实际工程中常根据地形、地质、布置、施工等具体条件组合采用。十一、叙述闸室设计中需要进行哪些计算，并说明计算内容方法 1、闸址选择2闸孔设计 选择堰形确定堰顶或者底板高顶面高程，单孔尺寸及闸室总宽度 3、闸室的防渗排水设计 渗流计算方法：流网法、改进的阻力系数法、直线法 4、水闸消能防冲设计5、水闸稳定分析、沉降校核和地基处理6、闸室结构设计7、选择两岸建筑物的形式和尺寸等。十二、土坝组成部分及其作用 土坝由坝体、防渗体、排水设施和护坡组成。防渗体作用：控制坝体内侵润线的位置，并保持渗流稳定。排水设施作用：控制引导渗流，降低侵润线，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。反滤层：保护渗流出口，防止坝体、坝基发生管涌、流土等渗透变形。护坡：上游护坡：承受波浪淘刷、冰层和漂浮物的撞击危害，下游护坡：遭受雨水大风、尾水部位的风浪、冰层和水流的损害以及动物、冻胀干裂等破坏作用。十三、土石坝的优缺点优点：就地、就近取材，节省水泥、木材和钢材，外线运输少； 对地形、地质和气候条件要求低适应性强； 高效施工机械的运用，土石坝施工速度快，降低工程造价； 施工技术简单，方便机械化作业。 岩土力学试验计算技术的发展，缩短设计周期，为土石坝安全提供可靠 保障。缺点：坝身不能过水，必须另设溢洪道； 施工导流工程量大； 土料施工受季节影响大十四、水闸闸基基础处理方法1