水工重力坝工作原理

1、水利枢纽 :由几种不同类型与功能的水工建筑物聚合一起组成的建筑物群，以控制水流并便 于协调运行与管理水工建筑物 :凡实现某一水利、水电功能为防洪、发电、灌溉、的建筑物，如控制水位，调 节水流，兴利除害。水工建筑物分类： （按功能分 ）挡水、泄水、输水、取水、整治、专门性不工建筑物 水工建筑物的特点： 1、工作条件复杂； 2、受自然条件制约，施工难度大；3、效益大，对环境影响大； 4、失事后果严重。水利枢纽及水工建筑物等级划分：水利枢纽主要依据：工程规模； 效益； 重要性。共分五等； 水工建筑物依据所属工程类别及其在工程中的作用和重要性分级：共五级。 水利技术工作：勘测、规划、工程设计、工程施工

2、、工程管理、科技开发。抗震设计的基本要求：能抗御设计烈度的地震，如有轻微损坏，经一般处理扔可正常运用。重力坝的工作原理：依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定要求：利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强 度要求。重力坝与其他坝型相比具有的显著特点表现在：1.材料抗冲能力强，施工期可用坝体缺口或底孔导流； 2.结构简单，施工技术易掌握，便于机械化施工；3.对地形地质条件适应性好，几乎任何形状的河谷均可修建；4.坝体与地基接触面大，受扬压力的影响也大；5.材料强度不能充分发挥； 6.坝体体积大，水泥用量多，混凝土凝固时水化热高，散热条件差，施工

3、期 应有严格的温度控制和散热措施。重力坝的类型： 1、实体重力坝 2、宽缝重力坝 3、空腹重力坝重力坝主要荷载：自重；上、下游坝面水压力；扬压力；浪压力；泥沙压力；地震荷载；冰压力；土压力；风压力；温度作用等。坝体自重维持大坝稳定的主要荷载坡面上的水压力1、 静水压力：水平水压力垂直水压力2、动水压力：溢流坝段溢流，反弧段动水压力扬压力 （下游水深产生上浮力；上下游水差的渗透压力）1坝基面的扬压力 无防渗排水措施有防渗帷幕和排水a -扬压力折减系数2、 坝体内部扬压力分下游水位以上、以下两种情况：1）下游水位以上 2）下游水位以下浪压力：三要素波长、波高、雍高地震作用 :地震惯性力；地震动水压

4、力；地震冻土压力双斜面深层滑移稳定计算方法 （重点 ）：剩余推力法；被动抗力法；等安全系数法 重力坝稳定分析的主要目的：验算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度。基岩上重力坝失稳的类型：（a）坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，包括沿基岩接触面的滑动以及沿坝基岩体内 连续软弱结构面产生的深层滑动；（b）在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区 而引起倾倒滑移破坏。提高抗滑稳定性的工程措施 利用水重，上游面倾向上游（上游面不宜过缓，容易产生拉应力）； 采用有利的开挖轮廓线，开挖斜向上游；设置齿墙；抽排水措施；预应力 锚固措施；横缝灌浆；加固地基。重力坝应力

5、分析的目的： 检验大坝在施工期间和运用期是否满足强度要求； 根据应力分布情 况进行坝体砼标号分区；为研究坝体某些部位应力集中和配筋等提供依据。分析方法：理论计算和模型试验两大类。各向同性的弹性材料。视坝段为固接于地材料力学法基本假定：坝体混凝土为均质、连续、基上的悬臂梁， 不考虑地基变形对坝体应力影响， 并认为各坝段之间独立工作， 横缝不传力。 假定坝体水平截面上的正应力按直线分布。概念：屈服点：试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍 继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点 屈服面 :连接初次屈服应力点构成的面屈服准则：判别材

6、料是否进入塑性状态的准则基本剖面： 重力坝在坝体自重、 静水压力和扬压力三项主要荷载作用下， 满足稳定和强度要 求，并使工程量最小的三角形剖面。温度控制措施： 1、降低混凝土的浇筑温度； 2、减少混凝土水化热温升； 3、加强对混凝土 表面的养护和保护重力坝剖面设计原则： 1 、各基本变量均应作随机变量； 2、以现行规范规定的计算方法为 基础建立极限状态方程； 3、要同时满足抗滑稳定和坝址抗压强度承载力的极限状态，以及 坝踵应力约束条件的正常使用极限状态；4、重力坝按其所处的工作状态分为：持久状况、短暂状况和偶然状况。抗震措施： 1、做好地基； 2、确保施工质量； 3、设置横缝； 4、增大坝顶部

7、的刚度； 5、在 孔口、廊道附近配钢筋； 6、设坝后桥泄水重力坝泄水方式：表面溢流、深水溢流式 空口设计因素：泄洪要求、枢纽布置（泄洪单宽流量） 、下游水流条件 空化： 在自然条件下， 水体中含有许多很小的气核， 当过坝水流中某点的压强降至饱和蒸汽 压强时，气核快速膨胀为小空泡的现象空蚀： 若空泡溃灭发生在靠近过水坝面， 局部的冲击力大于材料的内聚力时， 可使坝面遭到 破坏的现象水流脉动对水工建筑物的影响： 1、增大作用在建筑物上的瞬时荷载； 2、脉动压力变化有一 定的周期性； 3、增加空蚀破坏的可能性重力坝消能形式及适用条件挑流消能： 利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎， 将下泄急流抛向空中，

8、然后落入离建筑物较 远的河床，与下游水流相衔接的消能方式。适用于基岩比较坚固的高坝或中坝。底流消能：通过水跃，将下泄急流转变为缓流，以消除动能的消能方式。适用于中、低坝或 基岩较软弱的河道。面流消能： 利用鼻坎将主流挑至水面， 在主流下面形成反向旋滚， 使主流与河床隔开的消能 方式。适用于水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸 在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。消力戽适用于尾水较深，变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况。 联合消能适用于泄洪量大， 河床相对狭窄、 下游地质条件差的高、 中坝或单一消能形式经济 合理性差的情况。改善下游流态

9、措施： 1、尽量使坝的下泻水流与原河床主流的位置和方向一致；2、闸门同时均匀对称开启； 3、布置导流墙，使主流充分扩散； 4、进行水工模型试验，研究下游流态及 改善措施。重力坝对地基的要求： 具有足够的强度承受压力； 整体性均匀性抗滑稳定， 不均匀沉降 小；抗渗性坝基渗透稳定，渗漏量 Q小；耐久性适应长期浸泡；若不满足，需对基岩 进行处理。重力坝地基处理主要任务：防渗、提 高基岩 强度。 固结灌浆的目的：提高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， 防止坝基内产生机械或化学管涌， 减少坝基和绕坝渗 透流量。（注：帷幕灌浆需在坝体浇筑到一定的高度后进行，以便利用

10、混凝土压重提高灌浆 压力）帷幕灌浆作用减小坝基渗流量；排水孔幕作用是降低扬压力。 混凝土的性能：强度等级、抗渗性、抗冻性、抗冲刷性、抗侵蚀性、抗裂性 坝体分缝：按其作用可把缝分为沉降缝、伸缩缝、工作缝；按其位置分为横缝、纵缝及水平 缝。横缝作用：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求 纵缝：为了适应混凝土的浇筑能力和减少施工期的温度应力，常在平行坝轴线方向设纵缝， 将一个坝段分为几个坝块， 待坝体降到稳定温度后再进行接缝灌浆。 纵缝是平行于坝轴线设 置的温度缝和施工缝。廊道分类：灌浆、排水、观测、检查、交通廊道 碾压混凝土重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性混凝土经碾压而成的混凝土坝。

11、（特点： 工艺简单； 节省胶凝材料； 水化热少， 简化温控措施； 不设纵缝， 水管冷却； 机械化程度高； 降低工程造价）宽缝重力坝：将相邻坝段间的横缝部分地拓宽的重力坝。 空腹重力坝：在实体重力坝坝底沿坝轴线方向设置大尺寸的空腔，即为空腹重力坝。 支墩坝按其过水面板的形式分为：平板坝、连拱坝和大头坝。拱坝 2010-12-28 23:29:31| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅 拱坝的工作原理与重力坝的不同：1、拱坝是一种推力结构，在外荷载作用下，只要设计得当，拱圈截面上主要承受轴向压应 力，弯矩较小， 有利于充分发挥坝体砼或浆砌石材料抗压强度。拱作用发挥得愈大，材料的 抗压

12、强度愈充分利用， 坝体的厚度也愈可减薄。 而重力坝受弯曲为主， 无法充分发挥材料的 抗压强度。2、与重力坝利用自重维持稳定的特点不同，拱坝将外荷载大部分通过拱作用传至两岸岩体，主要依靠两岸岩体维持稳定，坝体自重对拱坝的稳定性影响不大。3、自重与扬压力等荷载降为次要荷载，而温度和地基变形将对拱应力产生较大影响。 拱坝中心角对应力、稳定的影响：中心角愈大，拱圈厚度愈小，材料强度可得到充分利用， 对应力有利。但对拱坝坝肩稳定不利。拱坝的类型：薄拱坝、一般拱坝、厚拱坝（重力拱坝） 、单曲拱坝、双曲拱坝。 双曲拱坝：水平和竖直向都有曲率的拱坝。拱坝的布置原则： 根据坝趾处地形、 地质等自然条件以及枢纽综

13、合利用要求统筹布置。 在满 足稳定和建筑物运用要求条件下， 通过调整拱坝的外形尺寸， 使坝体材料的强度得到充分发 挥，将拉应力控制在允许范围内，使坝体的总工程量最省。温度荷载 :是指拱坝在运行过程中，坝体温度相对于封拱温度的变化值。封拱温度的高低对 温度荷载的影响很大。封拱温度越低，建成后愈有利于降低坝体拉应力。一般情况下， 温降 对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利。拱坝温控措施：避免高温季节施工，分块浇注，待温度趋于稳定后，再灌浆封拱，坝下游面 使用保温涂层。温度荷载包括：均匀温度变化tm、沿坝厚温度梯度变化 td、非线性温度变化tn;拱坝应力分析方法有：圆筒法、纯拱法、拱梁分载法（包括拱梁

14、法和拱冠梁法）、有限单元 法和模型试验法等。纯拱法假定拱坝由一系列各自独立互不影响的水平拱圈叠全而成， 每层拱圈简化为两端固结 的平面拱，用结构力学方法求解拱的应力。拱冠梁法基本原理 :拱冠梁法是拱梁分载法最基本的一种， （ 1）它按照拱冠部位的中央悬臂 梁和若干水平拱在交点处径向变位一致的原则进行拱梁荷载分配。（ 2）求得各层拱圈的拱冠梁各自承担的荷载后，拱圈各截面的应力，拱冠梁按悬臂梁结构计算应力。改善拱坝稳定的措施：加强地基处理，提高抗剪强度；加强坝肩岩体的灌浆和排水措施，减 少渗流压力；将拱端向岸壁深挖嵌进；改善拱圈设计；局部扩大拱端或设置重力墩。拱坝坝身泄水方式：自由跌落式、鼻坎挑流

15、式、滑雪道式、坝身泄水孔式。 拱坝的效能方式：跌流效能、挑流消能、底流消能土石坝 2010-12-28 23:30:13| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅土石坝设计的基本要求： 1、具有足够的断面以保持坝的稳定； 2、设置良好的防渗和排水设 施用以控制渗流； 3、根据现场条件选择筑坝土石料的种类、坝的结构形式以及各种土石料 在坝体内的配置； 4、坝基足够稳定； 5、泄洪建筑物具有足够的泄洪能力，坝顶在洪水以上 要有足够的安全超高，以防洪水漫顶造成事故；6、采用适当的结构措施，使坝运用可靠和耐久。土石坝的类型： 按其施工方法分碾压式土石坝、 冲填式石坝、 水中填土坝和定向爆破土

16、石坝。 碾压式土石坝分为均质坝、土质防渗体分区坝、非土质材料防渗体坝。影响坝坡破率的因素：坝高、筑坝材料、运用情况、地基条件、施工方法、坝型等 一般均质坝上游坝坡比下游缓（原因）由于上游坝坡长期浸泡于水中，土的抗剪强度下降， 会降低坝体的稳定性。渗流在坝体内的自由水面称为浸润面。浸润面与坝体横坡面的交线为浸润线 渗流计算的目的（水力学法）1）确定坝体浸润线及下游出逸点的位置。为坝体稳定计算提供依据。2）计算坝体和坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失。3）求出坝体和坝基局部地区的渗透坡降，验算该处是否会发生渗透破坏。 防渗体的作用是防渗，降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量。渗流变形形式：管涌

17、、流土、接触冲刷、接触流土、化学管涌排水体的作用是（ 1）降低坝体浸润线及孔隙压力、改变渗流方向，增加坝体稳定（2）防止渗流逸出处的渗透变形、 保护坝坡和坝基； （3）防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起 到保护下游坝坡的作用。防渗体的作用是防渗，降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量。排水体的作用是（ 1）降低坝体浸润线及孔隙压力、改变渗流方向，增加坝体稳定（2）防止渗流逸出处的渗透变形、 保护坝坡和坝基； （3）防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起 到保护下游坝坡的作用。排水体类型：棱体排水、贴坡排水、褥垫排水和组合式排水。 反滤层的作用：排水滤土。防渗透变形的工程措施： 1、采取水

18、平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，以达到降 低渗透坡降的目的。 2、采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压 力。对可能发生管涌的部位，设置反滤层；可能发生流土，可设置盖重以增加土体抵抗渗透 变形的能力。 反滤层面的设置大体与渗流方向正交，且顺渗流方向粒径应由小到大。 滑动破坏形式：圆弧滑动面、折线滑动面和复合滑动面。 砂卵石地基的处理主要是解决防渗问题，通过采取“上堵” 、“下排”相结合的措施，达到控 制地基渗流的目的。基本方式有垂直防渗、水平防渗和排水减压等。前者有粘土截水墙、砼截水墙、砼防渗墙、 水泥粘土灌浆帷幕。水平有防渗铺盖。裂缝的类型：纵向、横向、内部裂缝裂

19、缝的防治措施：改善坝体结构或平面布置； 重视坝基处理； 适当选用坝身土料； 采用适宜 的施工措施和运行方式裂缝处理：砂土填塞（表面） 、灌浆处理（深部） 、在坝内做混凝土防渗墙（严重）水闸 2010-12-28 23:31:05| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅 水闸是一种低水头建筑物，既能挡水、又能泄水，用以调节水位，控制泄流量。 水闸按其承担的任务分：进水闸、节制闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸。 按其结构型式分为：开敞式和封闭式水闸。水闸的组成：闸室、上游连接段、下游连接段水闸的工作特点： 1、地基条件较差时，易引起闸室滑动、沉陷、倾斜及断裂，设计时必须 选择适宜的坝

20、址， 并选择与地基相适应的闸室结构形式； 2、下泄水流会对河床及两岸冲刷， 需做好闸孔设计和采取消能措施； 3、砂或土基在渗透水作用下，易发生渗透变形，需进行 整体防渗设计闸孔设计的影响因素：闸孔型式、闸底板高程、闸孔总净宽 防渗排水设计目的：提高闸室及两岸翼墙的抗滑稳定，避免渗透变形及水量损失 任务：拟定水闸地下轮廓线、防渗排水构造 地下轮廓线：不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线，即是闸基的渗流的第一条流线， 其长度为闸基的防渗长度。 L>CH不同地基条件下的防渗布置 粘性土地基不易发生管涌破坏， 底板与地基之间的摩擦系数很小， 在布置地下轮廓时， 主要 考虑的是如何降低作用在地板

21、上的渗流压力。 闸室上游多采用水平铺盖， 不用板桩； 闸室下 游护坦底部应设垫层及反滤层，下游排水可延伸到闸底板下。砂性土地基与底板间的摩擦系数较大， 而抵抗渗流变形的能力较差， 渗流系数也较大， 因此， 在布置打下轮廓时应以防止渗流变形和减小渗漏为主。 砂层很厚时： 闸室上游可采用铺盖和 悬挂式防渗墙相结合的形式， 闸室下游渗流出口处应设置滤层， 排水布置在护坦之下。 砂层 较浅时： 闸室底板上游端设置截水槽或防渗墙， 闸室下游渗流出口处应设置滤层， 排水布置 在护坦之下。闸基渗流计算目的：求解渗透压力、渗透坡降，渗流流速及渗流量。计算方法有流网法、直 线法（重点） 、改进阴力系数法、有限元

22、法和电拟试验法。直线法假定渗流沿地基轮廓的坡降相同，即水头损失按直线变化。 （水平渗径为垂直渗径的 1/3）防渗设施包括；水平防渗（铺盖） 、垂直防渗（板桩、齿墙）两种，排水设施则是指铺设在 护坦、浆砌石海漫底部或闸底板下游起导渗作用的砂砾石层。海漫的作用是进一步消减水流剩余能量， 保护护坦安全， 并调整流速分布， 保护河床， 防止 冲刷。海漫要求具有一定的粗糙性、透水性、柔性。底板按其与闸墩连接方式的不同， 底板可分整体式及分离式两种； 按其结构形式分为平底板、 低堰式及反拱式。闸室稳定分析是指闸室各种荷载作用下， 不致沿地基面或深层滑动； 不发生明显的倾斜； 平 均基底压力不大于地基的容许

23、承载力。提高闸室抗滑稳定的工程措施： 1、增加铺盖长度，或在不影响抗渗稳定的前提下，将排水 设施向水闸底板靠近，以减少作用在底板上的渗透压力； 2、利用上游钢筋砼铺盖作为阻滑 板，但闸室本身的抗滑稳定安全系数仍应大于1； 3、将闸门位置向下游一侧移动，或将水闸底板向上海一侧加长，以便多利用水重；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提高沉降稳定的措施： 1、预留 10 15cm 的沉降量； 2、采用重量轻刚度大的结构； 3、较 重的部位先施工， 使地基先行预压； 4、尽量减小相邻建筑物的重量差， 并合理设沉降缝； 5、 设计时，尽量使地基应力分布均匀，其最大值与

24、最小值的比值不超过允许值。地基处理方法：预压加固、换土垫层、桩基础、沉井基础、振冲砂石桩、强夯法、爆炸振密 法、高速旋喷法闸墩的作用：分隔闸门，支承上部结构。闸室底板结构计算方法： 倒置梁法假定地基反力顺水流方向呈直线分布， 垂直水流方向为均 匀分布； 弹性地基梁法假定地基反力呈直线分布。 在垂直水流方向截取单宽板条及墩条， 按 弹性地基梁计算地基反力和底板内力。 （重点：反力直线法）不平衡剪力： 由于底板荷载在顺水流方向有突变， 而地基应力是连续变化的， 所以作用在单 宽板条及墩条上的力是不平衡的，其不平衡的差值即为不平衡剪力。水闸与两岸连接建筑的作用： 1、挡住两侧填土，维持土石坝及两岸的

25、稳定；2、当水闸泄水或引水时，上游翼墙引导水流平顺进闸，下游翼墙使水流均匀扩散，减少冲刷；3、保护边坡不受过闸水流冲刷； 4、控制闸身两侧的渗流，防止产生渗流变形；5、在软弱地基上设有独立岸墙时，可以减小地基沉降对坝身应力的影响边墩形式：重力式、扶壁式、悬臂式岸边溢洪道 2010-12-28 23:31:43| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅溢洪道的作用：调节洪水流量 溢洪道的类型：河床式（坝身溢洪、泄水） 、岸边式（正槽式、侧槽式、井式、虹吸式） 正槽溢洪道：当溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直，即过堰水流与泄槽轴线方向一致。 正槽溢洪道的组成：进水渠、控制段、泄槽、消能防冲

26、设施和出水渠。进水渠的作用：将水流平顺、对称地引向控制段，并具有调整水流的作用；控制段的作用： 调节水位，控制流量；泄槽的作用：使过堰水流顺畅地送往下游，保证工程安全；消能防冲 设施的作用：消除能量， 平稳下泄； 出水渠的作用：是将消能后的水流平稳顺畅地与下游河 道水流良好衔接。溢流堰的要求： 1、上游水位不得超过水库限制水位，避免发生漫顶溃坝事故；2、对下游不得超过安全泄量，避免发生淹没下游区的灾情；3、汛后水库蓄满水的保证率，保证有正常发电或输水等的水量。泄槽平面布置：直线等宽、收缩型、腰型、扩散型、弯曲型布置使用最佳收缩偏转角的目的：对下游泄槽水流扰动减小，让反射水流与收缩末端重合。 分

27、缝区分：沉降缝（铅直） ，底板分缝（垂直）水工隧洞 水工隧洞的组成：进口段、洞身段、出口段 进水口形式：竖井式、塔式、岸塔式、斜坡式 断面型式：（无压隧洞）城门洞形、马蹄形、圆形（有压隧洞）圆形 洞身衬砌的作用： 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、保护岩石免受冲蚀破坏； 5、减小洞身表面糙率 隧洞灌浆按其目的不同分为回填灌浆和固结灌浆。 回填灌浆的作用是为了将衬砌与岩石之间的空隙充填密实， 使衬砌与岩石紧密结合， 改善衬 砌的传力条件， 以便衬砌与围岩共同承受荷载； 固结灌浆的作用是提高围岩的强度和整体性， 并得到可靠的弹性抗力，以改善

28、衬砌结构的受力条件，并减少渗漏。 隧洞设置排水的目的是为了降低作用在衬砌上的外水压力。减蚀措施： 1、控制不平整度； 2、掺气减蚀； 3、采用抗磨耐蚀材料 围岩压力：是由于隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护上的压力。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。 产生弹性抗力的 条件：（ 1）衬砌与围岩必须紧密结合； （ 2）围岩坚硬、完整，在内水压力作用下必须是稳定 的；（3）围岩厚度应大于 3 倍洞径。作用在衬砌上的荷载：自重、内水压力、外水压力、山岩压力、弹性抗力和地基反力、灌浆 压力、温度荷载、施工荷载及地震力水闸 闸门组成：门叶、埋固部分、启闭设备 闸门类型

29、（工作性质） ：工作、事故、检修闸门 过坝建筑物及渠系建筑物 过坝建筑物包括通航、过木、过鱼建筑物。通航建筑物分为船闸和升船机 船闸组成：闸室、闸首、输水系统、引航道等。 渠首建筑物：为满足灌溉、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，称为取水枢纽，其位于引水渠之首，称渠首工程。分无坝取水枢 纽、有坝取水枢纽渠系建筑物按其作用可分： 渠道、调节及配水建筑物、 交叉建筑物 （渡槽、 倒虹吸管、 涵洞）、 落差建筑物、泄水建筑物、冲沙和沉沙建筑物、量水建筑物名词解释 2010-12-29 17:40:21| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅

30、双曲拱坝：水平和竖直向都有曲率的拱坝单曲拱坝：只有水平曲率，而悬臂梁的上游面呈铅直的拱坝反滤层： 设在土砂层与排水设施之间或细土料与粗砾料之间，保持土、砂层或细土料的抗 渗稳定，防止发生管涌现象的滤水设施。挑流消能： 利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎， 将下泄急流抛向空中， 落入离建筑物较远处 的河床，与下游水流相连接的消能方式。底流消能：通过水跃，将泄水建筑物泄出的急流变为缓流，以消除多余动能的消能方式。面流消能：利用鼻坎将主流挑至水面，在主流下面形成反向旋滚，使主流与河床隔开。消力戽：消力戽的挑流鼻坎淹没在水下， 形成不自由水舌，水流在戽内产生旋滚， 经鼻坎将 高速主流挑至表面。拱冠梁法：按

31、拱冠梁与若干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。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， 坝体承受荷载一部 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的变位一致条件 来确定。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。 浸润线：水从土坝 （或土堤 ） 迎水面，经过坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的 相交线。铺盖： 在闸、坝上游的透水地基表面填筑的用以延长渗径的近水平向的防渗设施帷幕： 在岩石或砂砾石地基中，用深孔灌浆方法建造一道连续防渗幕。作用效应：荷载效应： 等。渗透

32、变形：由作用引起的结构或构件的内力、位移、挠度、裂缝、损伤等的总称。 建筑结构设计中，由荷载引起结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝在渗透力作用下发生的土粒或土体移动或渗透破坏现象。地下轮廓线：不透水的铺盖板桩及底板与地基的接触线。固结： 饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，空隙水压力逐渐消散，土体积逐渐减 小的过程。围岩压力：隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护上的力。 围岩的弹性抗力：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。收缩缝：两个相邻坝段收缩后自然形成的冷缝。周边缝： 对于地形不规则的河谷或局部有深槽时， 可在基岩与坝体之间设置垫座， 在垫座与 坝体间形成周边

33、缝。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。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。溢洪道：是水利枢纽中的一项主要建筑物 ,它泄洪起着保护大坝安全的重要作用。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内聚力， 使坝面遭到破坏的现 象。空化：当过坝水流中某点的压强降至饱和蒸汽压强时，气核迅速膨胀为小空泡的现象。上浮力：由坝体下游水深产生的浮托力。渗透压力：在上下游水位差作用下，水流通过基岩节理、裂隙而产生向上的静水压力。扬压力：上浮力与渗透压力的叠加。倒悬度：拱坝上下层拱圈的错动距离与其间高差之比。拱冠梁：拱坝中央悬

34、臂梁。凸度：凸点与坝轴线的水平距离与坝高的比值。最大倒悬度：凸点与上游坝底点之间的水平距离与垂直距离之比。可靠指标：为结构功能函数的平均值与其均方差的比值，它可以表征可靠度的大小。第一二章1. 水资源特点： 储量有限性、 补给更新循环性、 时空分布不均性、 利与害两重性储藏可转移。2. 水利工程：对自然界地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而建的各项工 程。3. 水工建筑物：为满足防洪要求，获灌溉、发电等效益，在河流适宜地段修建的用以控制和 分配水流的建筑物。不同类型的水工建筑物组成的综合体为水利枢纽。4. 水工建筑物类别：挡水、泄水、输水、取水、整治、专门。5. 水利工程特点：工

35、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、效益大对环境影响大、失事后果严重。6. 水利工程设计步骤： 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 -综合评价。特点：个性突出、工程规模大风险大、重视规程规范、施工中不可避免干扰。7. 建筑物设计阶段步骤： 收集资料信息 -明确总体规划及其对建筑物功能要求-提出方案 -筛选可行方案 -选定设计方案 -建筑物优化定型设计及细部构造设计-初定施工方案 - 对方案评价和验证。8. 永久性建筑物：工程运行期间使用的建筑物。主要建筑物：失事后将造成下游灾害或严重 影响工程效益的建

36、筑物。 次要建筑物： 失事后不至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。9. 设计基准期要求：能承受正常施工和正常使用出现的各种作用；正常使用时，有设计预订 功能； 正常维护下有设计预订的耐久性； 出现预订偶然作用时，主体结构能保持稳定性。抗 御灾害能力、安全性、运行可靠性、建筑材料。10. 极限状态：当整个结构或其一部分超过某一特定状态，结构不能满足设计的某种要求时， 称此状态为该功能极限状态。承载能力极限状态： 失去刚体平衡超过强度破坏或过度塑性变形不适于继续承载， 丧失弹性 稳定，结构转为机动体系，渗流失稳等。正常使用极限状态： 结构或构件影响正常使用或达到耐久性极限。

37、 影响结构正常使用或外观 变形， 对运行人员等有不良影响的震动， 对结构外形、 耐久以及防渗能力有不良影响的局部 损坏等。11. 水工建筑物失事主要因素：作用不利变异、抗力不良变异、状态方程表达错误。 单一安全系数法考虑： 结构安全级别、 工作状况和作用效应组合、 结构和地基受力特点和计 算方程。水闸1. 【阐述水闸孔口设计时，单宽流量与增加净宽和降低底板高度的关系及条件】2. 【水闸防渗排水设计的目的是什么】答：提高闸室和两岸边墩及翼墙的抗滑稳定性，避免 渗透变形和水量损失。3. 【什么叫水闸的地下轮廓线和闸基防渗长度】答：地下轮廓线：不透水的铺盖、板桩及地 板与地基的接触线， 即使闸基渗流

38、的第一根流行， 就称为地下轮廓线， 其长度即为水闸的防 渗长度4. 【土基上水闸地下轮廓线的布置原则】答：防渗设计一般采用防渗与排水相结合的原则。 即在高水位侧采用铺盖、 板桩、 齿墙等防渗设施， 用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的 渗透压力； 在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔或减压井与下游连通， 使地基渗 水尽快排出5. 【在粘性土和砂性土地基上布置的地下轮廓线有什么不同】答：对粘性土地基，布置轮廓 线时， 排水设施可前移到闸底板下， 以降低板下的渗透压力， 并有利于粘性土加速固结，以 提前闸室稳定性，防渗常用水平铺盖而不用板桩。 对于砂性土地基，当砂层很厚时，采用铺 盖与板桩相

39、结合的型式， 排水设施布置在护坦上。 必要时，铺盖前端再加设一道短板桩；当 砂层较薄，下面有不透水层时，将板桩插入不透水层。5. 【分别叙述水闸在粘性土地基和砂性土地基地下轮廓的布置方式。】答：粘土地基：防渗设施为铺盖，不使用板桩； 砂性土地基：防渗铺盖和板桩联合使用。6. 【衡量水闸稳定，应考虑哪些方面的问题】7. 【水闸哪些部位应该设置永久性缝，其作用是什么，哪些缝需设止水】水闸需要分缝的部 位有： 凡相临结构荷重相差悬殊或结构较长、 面积较大的地方。缝的作用： 防止因不均匀沉 陷和温度变化产生裂缝。需设置止水的缝：凡具有防渗要求的缝内。8. 【经水闸稳定性的验算，若不满足要求采取哪些工程

40、措施】：将闸门位置移向低水位一侧，或将水闸底板向高水位一侧加长 适当加大结构尺寸增加闸室地板的齿墙深度增 加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近利用钢筋混凝土铺 盖作为阻滑板，但闸室自身抗滑稳定系数应小于1.0，阻滑板应满足限裂要求。9. 【防止闸室沉陷的工程措施有哪些】答：1.增加铺盖长度或帷幕灌浆深度；利用上游钢筋混凝土铺盖作为阻滑板； 将闸门位置略向下游一侧移动； 增加闸室地板的齿墙深度； 增加钢 筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构10. 【根据过闸水流的特点，采用什么样的方式来确定闸门的开启方式和开启次序】:11. 【在软基上建水闸应注意哪些方面的设计问题】答：12.

41、 【闸下游设置海漫的目的是什么？对海漫材料提出什么要求？】答：海曼的作用：以使 水流均匀扩散， 调整流速分布， 保护河床不受冲刷。 对海曼的要求： 表面有一定的粗糙度， 以利进一步消除余能； 具有一定的透水性， 以使渗水自由排除降低扬压力； 具有一定的 柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形。13. 【水闸的哪些部位需要分缝？缝的作用是什么？哪些缝内需设止水？】答：水闸需要分 缝的部位有：凡相临结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方。 缝的作用： 防止因不 均匀沉陷和温度变化产生裂缝。需设置止水的缝：凡具有防渗要求的缝内。14. 【通常采用哪些措施来提高闸室的抗滑稳定安全性】？答：将闸门位置移

42、向低水位一侧，或将水闸底板向高水位一侧加长； 适当加大结构尺寸； 增加闸室地板的齿墙深度； 增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近；利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板，但闸室自身抗滑稳定系数应小于 1.0，阻滑板应满足限裂要求。15. 【水闸有哪些主要的工作特点。 】答：（1）稳定方向：水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。 （ 2）渗流方向：应妥善进行防渗设计。 （ 3）消能防冲方面：必须采取有效的消 能防冲措施，以防止河道产生有害的冲刷。 （ 4）沉降方面：采取必需的地基处理等措施，以 减小过大的地基沉降和不均匀沉降16. 【水闸下游的海漫末端为什么要设置防冲槽?】答

43、：水流经过海漫后，尽管多余能量得到了进一步消除， 流速分布接近河床水流的正常状态， 但在海漫末端仍有冲刷现象。 为保证安 全和节省工程量，常在海漫末端设置防冲槽或采取其他加固措施17【水闸下游冲刷破坏的主要部位是哪些？如何进行处理？】水闸下游冲刷破坏的主要部位是下游河床、下游岸坡。 。下游河床：设置消力池、消力槛、海漫、防冲槽等。下游岸坡： 在消力池斜坡段顶部上游预留平台， 上设小槛； 使上游引渠具有较长的直线段， 并对称 布置翼墙；下游布置翼墙，并控制翼墙扩散角；下游设置护坡；制订合理的闸门开启程序。18.【当采用混凝土铺盖时（如图所示） ，应如何计算作用水闸上的水平水压力？】止水片以 上按

44、静水压力计算， 以下按梯形分布。 止水片底面点水压力等于止水片点浮托力加上游铺盖 齿墙后下点的渗流压力；底板齿墙前下点取该点的扬压力值岸边溢洪道1. 【岸边溢洪道有哪些种类】按泄洪标准和运用情况，分为正常溢洪道和非常溢洪道。岸边 溢洪道按结构形式可分为，正槽溢洪道侧槽溢洪道井式溢洪道虹吸溢洪道2. 【正槽式溢洪道有哪些部分组成】引水渠，控制段，泄槽，出口消能段及尾水渠等部分组 成。3. 【岸边溢洪道泄槽平面布置时，应优先采用的形式？】采用直线、等宽、对称布置，这样 可以使水流平顺、结构简单、施工方便。4. 【岸边正槽式溢洪道平面布置有哪几种？】5. 【岸边正槽式溢洪道进口收缩段求最佳收缩角的目

45、的是什么】合理的收缩角应当使引起的 冲击波的高度最小和对收缩段以下泄槽中的水流扰动减至最小。6. 【正槽溢洪道和侧槽溢洪道的主要不同之处在哪里？】正槽溢洪道的泄槽轴线与溢流堰的 轴线正交， 过堰水流方向与泄槽轴线方向一致。 侧槽溢洪道的泄槽轴线与溢流堰的轴线接近 平行，过堰水流在侧槽内转 900 弯后顺泄槽而下7. 【为什么要设置非常溢洪道 ?它们有哪几种型式 ?】答：在建筑物运行期间可能出现超过设 计标准的洪水， 由于这种洪水出现机会极少， 泄流时间也不长， 所以在枢纽中可以用结构简 单的非常溢洪道来泄洪。非常溢洪道的形式有漫流式、自溃式、爆破引溃式。横剖面：矩形：8. 【泄槽的纵断面设计及

46、横剖面型式】纵断面：泄槽纵坡应大于临界坡度。 断面流速分布均匀、流态好。梯形：坡度不缓于1:0.25。9. 【泄槽纵坡改变时，为什么多采用“先缓后陡”的方式？】开挖工程量小。流速不会迅速 增大，防冲、防空蚀要求不用太高。10. 【收缩段、扩散段及弯曲段的设计原则是什么？】在急流中，高速水流遇到边界变化时， 会产生冲击波。收缩段：O 1引起的冲击波高度最小O 2对收缩段以下泄槽中的水流扰动减 至最小。冲击波最大波高：取决于侧墙偏转角，偏转角越大，波高越高，而与边墙的偏转曲 率无关。扩散段：设计时，以水流不脱离边墙为原则。弯曲段：设计的主要任务是：使断面 内的流量分布趋于均匀，消除或抑制冲击波。水

47、工隧道1 .【水工隧洞进口段常用的形式有哪几种？如果地址条件较差，一般选用哪种形式】 竖井式：在隧洞进口附近岩体比较坚固完整。 塔式：岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岩进口 建筑物 岸塔式：适于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。斜坡式：适于较完整的岩坡。2. 【水工隧洞洞身衬砌的功用是什么】 承受山岩压力、 内水压力和其他荷载； 填塞岩层裂隙， 防止水流、 空气和温度变化及干湿度变化对岩石的破坏作用， 防止漏水和减小洞身表面粗糙 率。3. 【水工隧洞采用哪几种方法来校核在荷载作用下的衬砌强度？】4. 【围岩压力、弹性抗力、地基反力？他们是怎么分布的】围岩压力：周围岩体作用于隧道和地下洞室衬

48、砌或支护上的荷载， 也称地层压力， 影响围岩压力的因素有： 洞室形状或大小、 地质构造、 支护型式和刚度、 洞室埋深， 以及时间因素和施工方法等， 主要有铅直围岩压力、 侧向围岩压力。弹性抗力 当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，会受到围岩的抵抗，这 个抵抗力称之为弹性抗力。地基反力：建筑物荷载通过基础传递给地基的压力称基底压力,又称地基反力，5. 【请简述在水工隧洞中平压管和通气孔的作用？】平压管的作用：为了减小检修门的启门力而设置在遂洞上壁内， 待检修工作结束后， 在开启检修门之前， 将水通过平压管放入两 道门之间，使检修门两侧的水压平衡。通气孔的作用：在工作闸门各级开度下承担补气任务， 补气

49、可以缓解门后负压， 稳定流态，避免建筑物发生振动和空蚀破坏，同时可减小由 于负压而引起作用在闸门上的下施力和附加水压力。 检修时， 在下放检修闸门之后， 放空洞内水流时给予补气。 排气。检修完成后， 需向检修闸门和工作门之间充水补气。 对 无压洞，是为适应高速水流水面自然掺气的需要。6. 【水工隧洞的衬砌有什么作用 ？】答：防止围岩变形，保证围岩的稳定。承受围岩压力，内水压力和其他荷载 防止渗漏保护围岩免受水流，空气， 温度，干湿变化等冲蚀 破坏作用。平整围岩，减小表面粗糙，增大过流能力。7. 【衬砌有哪些类型】类型： 1）平整衬砌； 2）单层衬砌； 3）喷锚衬砌； 4）组合式衬砌； 5）预应

50、力衬砌。8. 【什么叫隧洞的内水压力】答：内水压力指作用在衬砌内壁上的水压力9. 【水工隧洞按用途如何分类？】答：泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保证枢纽安全。引水洞：引水发电，灌溉或洪水。排沙洞：排放水库泥沙，延长水库使用年限。 放空洞：在 必要的情况下， 放空水库，用于人防或检修大坝。 导流洞：在水利枢纽的建设施工期用来施 工导流。20. 【隧洞的消能设施有哪些形式？】1。挑流：O 1扩散式挑流O 2收缩式窄缝挑流 2。底流 3。洞中突扩消能21. 【衬砌的作用、类型及适用条件。】衬砌的作用：O 1控制围岩变形、保持围岩稳定O2受围岩压力、内水压力等荷载O 3防止渗漏、减小表面糙率O 4岩石免

51、受水流、空气、温度、 干湿变化等的冲蚀破坏作用（ 1）平整衬砌适用于：围岩条件较好，能自行稳定，且水头低、 流速小的情况（ 2）单层衬砌适用于：中等地质条件，断面大、 H 大、 v 较高情况（ 3）组合 衬砌对于软弱破碎的岩体，其自稳能力差、易塌方， 可先喷锚支护、 再混凝土或钢筋混凝土 衬砌。22. 【隧洞固结灌浆及回填灌浆的目的是什么？】回填灌浆目的：充填衬砌与围岩之间的空 隙，使之结合紧密、共同受力，发挥围岩的弹性抗力作用，并减少渗漏。固结灌浆目的：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，减少渗漏23. 【洞身断面形式、特点及断面设计】1.无压隧洞的断面形式；城门

52、洞型：适宜承受铅直围岩压力，便于开挖和衬砌。 2.有压隧洞的断面形式：圆形：水流条件和受力条件好。6.有压隧洞出口闸门前的渐变段，宜采用顶板侧墙三面收缩而底板水平的布置形式。土石坝1、 【土石坝坝坡滑裂面的形状有哪几种？分别产生在什么情况下？】答： 土石坝坝坡滑裂面的形状有三种：曲线滑裂面、直线或折线滑裂面、复合滑裂面。1 曲线滑裂面：当滑裂面通过粘性土部位时，产生上缓下陡曲面，计算中常用圆弧代替。2、直线或折线滑裂面：当滑裂面通过无粘性土时， 可产生直线或折线形， 面坡干燥或全部浸入水中时呈直线形， 坝坡部 浸入水中时呈折线形。 3、复合滑裂面：当滑裂面通过性质不同的几种土料时，可产生由直

53、线和曲线组成的复合形状滑裂面。2、【 土石坝为什么要设置反滤层？设置反滤层应遵循什么原则？通常应在哪些部位设置反滤层？】 答： 土石坝设置反滤层， 其目的是为了提高抗渗破坏能力、 防止各类渗透变形特别是 防止管涌。在任何渗流流入排水设施处一般都要设置反滤层。设置反滤层要遵循的原则是：1. 被保护土壤的颗粒不得穿过反滤层；2.各层的颗粒不得发生移动； 3.相邻两层间，较小的 一层颗粒不得穿过较粗一层的孔隙； 4.反滤层不能被堵塞，而且应该具有足够的透水性，以 保证排水畅通； 5.应保证耐久、稳定，其工作性能和效果应不随时间的推移和环境的改变而 遭受破坏。3. 【土石坝坝坡滑裂面的形式有哪几种？常

54、可能发生在什么土坝中。】土石坝坝坡滑裂面的形状有三种：曲线滑裂面、直线或折线滑裂面、复合滑裂面。、曲线滑裂面：当滑裂面通 过粘性土部位时，产生上缓下陡曲面，计算中常用圆弧代替。、直线或折线滑裂面：当滑 裂面通过无粘性土时， 可产生直线或折线形， 面坡干燥或全部浸入水中时呈直线形， 坝坡部 分浸入水中时呈折线形。 、复合滑裂面：当滑裂面通过性质不同的几种土料时，可产生由直线和曲线组成的复合形状滑裂面。4. 【请简述土石坝最危险圆弧位置的确定方法】利用B.B 方捷耶夫及费兰钮斯法结合应用，可认为最危险的滑弧圆心在扇形面积中线附近， 可按下面步骤计算出最小稳定安全系数 。1、 在eg线上选取、为圆心

55、，分别作通过点的滑弧并计算各自的安全系数k,按比例将k值标在相应的圆心上， 连成曲线找出相应最小 k的圆心。2、通过eg线上k最小的点， 作 eg 的垂线,在线上选 等为圆心,同样分别过点作滑弧,找出最小的安全系数,按比例将 标在点的上方。 3、根据坝基土质情况,在坝坡或坝址外再选,同上述方法求出最小安全系数等, 分别按比例标在点的上方, 连接标注诸短线的端点, 即可找出相应于计算情况的坝坡 稳定安全系数,一般要计算 15 个滑弧才能求出5. 【简述土石坝的渗透变形的形式及防止措施？】管涌：流土： 接触冲刷：接触流土和接触管涌：常见的工程措施有：全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施、反滤层或排

56、渗减压6. 【土坝排水设备的作用是什么？常用的坝体排水有哪些型式？】答：土石坝排水设备的作用是：可以降低伸入坝体内的水, 有计划地排出坝外, 以达到降低坝体浸润线及孔隙水压力, 防止渗透变形,增加坝坡的稳定性,防止冻涨破坏的目的。常用的坝体排水形式：1.贴坡排水 2.棱体排水 3.褥垫排水 4.管式排水 5.综合式排水7. 【稳定分析的方法】 1 四种计算工况：施工期 （包括竣工期 ）、稳定渗流期、库水降落期和 正常运用遇地震。 2 土石坝滑动面的形状滑动面的形状： 圆弧、 折线或圆弧与直线组合形式。 粘性土 （均质坝 ）滑动面：圆弧。无粘性土滑坡：折线型 3 土石的抗剪强度指标：各种计算工

57、况,土体的抗剪强度均应采用有效应力法计算。 4 稳定分析方法：应采用刚体极限平衡法重力坝1. 【重力坝的工作原理与特点】 1.依靠坝体自重,满足稳定和强度要求。2. 横缝：为适应地基变形、 温度变化和混凝土的浇筑能力, 沿坝轴线方向用横缝将坝体分成若干个独立工作的 坝段。 3. 坝内设排水管 4. 坝基设防渗帷幕及排水孔2. 【重力坝的荷载及其组合】荷载：自重、静水压力和动水压力、扬压力、浪压力、泥沙压力、土压力、冰压力、地震荷载、温度作用等荷载组合：荷载按性质分：基本荷载和特殊3. 【重力坝抗滑稳定分析的内容】 ：沿坝基面【采用抗剪断公式计算】和深层抗滑稳定分析 （单斜面、双斜面） 【常用的计算方法：刚体极限平衡法、有限元法】4. 【抗滑稳定分析方法】 ：刚体极限平衡法和有限元法5. 【双斜面深层抗滑稳定分析方法】 ：剩余推力法、被动抗力法、等安全系数法、完全滑动 法6. 【重力坝应力控制标准（强度指标） 】 1. 采用材料力学法分析时，规范规定的强度指标： a）正常使用极限状态：短