2023东农第三学期 水工建筑物作业全部答案

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水工建筑物网上作业题参考答案

绪论参考答案

一、填空题

1、等、级2、五等，5级

3、防洪工程、浇灌排水工程或称农田水利工程、水力发电工程、供水和排水工程、航道及港口工程、环境水利工程

4、单一安全系数法，分项系数极限状态法

二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确1、√2、Χ三、名词解释

水工建筑物：为了满足防洪要求，获得发电、航运等方面的效益，需要在河流的适合地段修建不同类型的建筑物，

用来控制和分派水流，这些建筑物统称为水工建筑物

水利枢纽：是由不同类型水工建筑物组成的综合体称。

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。四、问答题

1、答：挡水建筑物（拦河坝）、泄水建筑物（溢流坝）、输水建筑物（渠道）、取(引)水建筑物（进水闸）、整治建筑物（丁坝）、专门建筑物（船闸）

2、答：水利工程按其对水的作用分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水处理工程等。3、答：（1）工作条件复条；（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

重力坝

参考答案

一、填空题

1、挡水、泄水2、波高、波长、波浪中心线超出静水位高度

3、剩余推力法、被动抗力法、等安全系数法4、沉降缝、温度缝、施工缝5、实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝6、挡水重力坝和泄水重力坝7、混凝土重力坝和浆砌石重力坝8、顶部曲线段，中间直线段和下部反弧段9底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消力10升温期、降温期、稳定期二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确1、√2、×3、√4、×5、√

6、×7、×8、√9、×10√11、√三、名词解释

重力坝：是依靠坝体自重满足稳定和强度要求的大体积混凝土挡水建筑物。

扬压力：在上下游水位差的作用下，地基里产生的渗透水流对建筑物基底面产生的垂直向上的渗透水压力称为扬压

力，包括浮托力和渗透压力两部分。

重力坝的基本剖面：重力坝在坝体自重、静水压力和扬压力三项荷载作用下，满足稳定和强度要求并使工程量最小

的三角形剖面。重力坝实用剖面：在重力坝基本剖面的基础上，根据交通和运行管理等的需要，修订完善的重力坝剖面。四、问答题

1、答：重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足稳定和强度要求：

稳定要求：主要依靠坝体自重产生的抗滑力来抗争水平水压力等荷载产生的滑动力。

强度要求：依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力等荷载所产生的拉应力来满足。

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2、答：（1）将坝的上游面做成倾向上游，利用坝面上的水重来提高坝的抗滑稳定性。

（2）采用有利的开挖轮廓线：开挖坝基时，将坝踵高程降低，使坝基面倾向上游；当岩基比较稳固时，可开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面，

（3)设置齿墙：可在坝踵部位设置齿墙，切断较浅的柔弱面

（4）抽水措施：当下游水位较高，坝体承受的浮托力较大时，可考虑在坝基面设置排水系统，定时抽水以减少坝底浮托力。

（5）加固地基：包括帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、柔弱夹层的处理等将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆，以加强坝的整体性和稳定性。

（6）预加应力措施：在靠近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力。3、答：廊道的作用有：帷幕灌浆、排水、观测、检查和交通。4、答：重力坝的特点有：（1）安全可靠；（2）对地形、地质条件适应能力强；（3）枢纽泄洪问题简单解决；（4）便于施工导流；（5）施工便利；（6）结构作用明确；（7）坝体剖面尺寸大，材料用量多；（8）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；（9）坝体与地基接触面积的大，相应坝底扬压力大，对稳定不利；（10）坝体体积大，由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩，将产生不利的温度应力和收缩应力。

5、答：水工建筑物承受的主要作用有：重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等。

荷载组合：分基本组合和特别组合两种

6、答：扬压力是渗入地基的水流对建筑物基底面产生的垂直向上的渗透水压力。扬压力会减小重力坝竖向的有效作用力，对坝体稳定不利。减小扬压力的措施有设防渗帷幕、并在帷幕后设排水孔，前者起拦阻渗水、延长渗径、消减水头；后者可使渗透水流通过排水孔自由逸出，进一步降低扬压力。7、答：重力坝缝的类型：横缝、纵缝、水平施工缝。

各缝的作用：横缝用来减小温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求；纵缝用来减小温度应力和满足施工要求；水平施工缝用来满足施工要求，客观上起到散热的作用。8、答：沿坝基面稳定计算方法有：抗剪强度公式和抗剪断公式。

特点：抗剪强度公式未考虑坝体混凝土与岩基间的凝聚力，而将其作为安全储存，该法公式简单、概念明确、使用便利。

抗剪断公式考虑了坝体与胶结面的胶结作用，计入了全部的抗滑潜力。比较符合坝的实际工作状态，物理概念明确。

提高重力坝抗滑稳定的措施有：

利用水重、采用有利的开挖轮廓线、设置齿墙、抽水措施、加固地基、预加应力等措施。9、答：波浪三要素指的是波高为，波长为，波浪中心线高于静水面的高度。

浪压力沿坝高方向分布成一定规律，静水面处强度最大，向上、向下都逐渐减小！

10、答：①降低护坦高程；②在护坦末端设消力坎；③既降低护坦高程又设消力坎等措施形成消力池。11、答：重力坝施工期温度应力包括地基约束引起的应力和内外温差引起的应力；温控措施主要有：（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。12、答：重力坝地基处理的主要措施有：（1）开挖与清理；（2）固结灌浆；（3）帷幕灌浆；（4）坝基排水；（5）对断层破碎带、软肉夹层和溶洞的其他处理方法等。五、计算题

1、解：自重W＝r混?V＝24?(8?65+160?0.7)＝42720KN2?2

静水压力Pu＝1r＝19.81(10)?60＝17658KN(18000)2?0?H12?2

2221Pd?1?r?H??9.81(10)?15?1103.625KN(1125)0222竖向水重P3?12?152?0.7?9.81(10)?772.5375KN(787.5)

扬压力U＝1（H1?H2）?（8+60?0.7）＝19.81(10)?（15+60）?50＝18393.75KN(18750)2?r0?2?第2页

稳定计算：k?f??W＝0.7?(W?U)＝0.7?(42720?18393.75?772.5375)＝17569.15125=1.137（1.1）

16554.375P17658?1103.625?Pk≥［K］=1.1满足稳定要求。

拱坝

参考答案

一、填空题

1、宽高比、厚高比

2、纯拱法、拱梁分载法、有限元法、壳体理论方法、结构模型试验3、薄拱坝、中厚拱坝和厚拱坝

4、均匀温度变化、等效线性温差、非线性温度变化5、凸点与坝顶的高差、凸度和最大倒悬度6、宽高比、厚高比

二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确1、×2、×3、√4、√5、×6、√7、×8、√9、√三、名词解释

单曲拱坝：只有水平向曲率，而各悬臂梁的上游面呈铅直的拱坝称为单曲拱坝。双曲拱坝：水平和竖直向都有曲率的拱坝称为双曲拱坝。四、问答题

1、答：温降时，坝轴线收缩，使坝体向下游变位，对坝体应力不利，对坝肩稳定有利；温升时，坝轴线伸长，使坝体向上游变位，将使拱端推力加大，对坝肩岩体稳定不利，对坝体应力有利。

2、答：水平拱圈的形式有圆拱、三心圆拱、椭圆拱、抛物线拱和对数螺旋线拱等多种形式

3、答：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单独进行计算，没有考虑拱圈之间的相互作用，假定荷载全部由水平拱承受。

4、答：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受．一部分由梁系承受，拱和梁的荷载分派由拱系和梁系在各交点处考虑径向变位一致、切向变位一致和水平面上转角变位一致的条件来确定。荷载分派以后，梁是静定结构，应力不难计算；拱的应力可按纯拱法计算。

5、答：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，只考虑径向变位一致进行荷载分派、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好多。

土石坝

参考答案

一、填空题1、心墙、斜墙

2、管涌、流土、接触冲刷、接触流土3、坝高高程、坝顶宽度、上下游坝坡

4、土质心墙、土质斜墙、土质斜心墙5、Ⅰ型反滤、Ⅱ型反滤6、心墙、斜墙

7、碾压式土坝、水中填土坝、水力充填坝、定向爆破坝8、插入式和翼墙式

二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确1、×2、×3、√4、×5、×

6、√7、√8、×9、√10、√三、名词解释

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土石坝：是指由土、石料等当地材料建成的坝，是历史最为悠久的一种坝型。四、问答题

1、答：1）可以就地、就近取材、节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量。（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。（3）构造简单，能适应不同的施工方法。（4）运用管理便利，工作可靠，便于维修加高。（5）土坝不能过水，坝体不能泄流，需另开溢洪道。（6）坝体断面大，土料填筑的质量受气候影响较大，2、答：（1）上游坝坡常比下游坝坡为缓；（2）斜墙坝的上游坝坡一般较心墙坝为缓，而下游坡陡于心墙；（3）粘性土料筑高坝时边坡寻常采用变坡；（4）透水性较大的均质坝为保持渗流稳定，一般适当放缓下游坝坡；（5）当坝基或坝体土料沿坝轴线分布不一致时，应分段采用不同坡率。3、答：(1)稳定要求。具有足够的断面维持坝坡的稳定。(2)渗流控制。应设置良好的防渗和排水设施以控制渗流。(3)冲刷。应做好防冲设施。

(4)沉降。沉降量过大会造成坝顶高程不足，影响坝的正常运行。过大的不均匀沉降会引起坝体开裂，甚至造成渗水通道而要挟大坝安全。(5)其他（冰冻、干裂等）。

4、答：取单宽坝段进行推导，示意图如下：根据达西定律：V?KJ?KdYq?KJA?KHLY?KdXYHLdY?KdX积分后带入边界条件：X?0时，Y?H2；

X?L，Y?H1得

2H12?H2q?k

2L22Y?H2?H12?H2x/L

??5、答：①确定浸润线的位置；②确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降，③确定渗流量。

6、答：(1)施工期(包括竣工时)。竣工剖面、施工拦洪剖面以及边施工、边挡水过程的临时挡水剖面上、下游坝坡的稳定。(2)稳定渗流期。上游为正常蓄水位或设计洪水位，下游分别为相应水位时下游坝坡的稳定。(3)水库水位下降期。

7、答：(1)防渗性。(2)抗剪强度。(3)压缩性。(4)抗渗稳定性。(5)含水量。(6)颗粒级配。(7)膨胀量及体缩值。(8)可溶盐、有机质含量

8、答：防止波浪淘刷；避免雨水冲刷、风浪、冻涨；提高坝坡稳定性；干裂及动植物破坏；冰层及漂泊物的危害等。

9、答：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，以加强坝的稳定，保护下游坝坡兔遭冻胀破坏。

反滤层作用：滤土排水，保护渗流出口，防止坝体和坝基发生管涌、流土等不利渗透变形。五、计算题

1、解：坝顶高程是在静水位上加相应的安全超高，安全超高值d?ha?e?A根据建筑物级别和工况可知，设计工况的A为1.0，校核工况的A为0.5

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1、设计工况

d?ha?e?A=1.68+0.05+1.0=2.73m坝顶高程为103.5+2.73=106.23m

2、校核工况

d?ha?e?A=0.9+0.03+0.5=1.43m坝顶高程为105+1.43=106.43m

取二者中的大值，坝顶设计高程为106.43m。

水闸

参考答案

一、填空题1、防渗、排水

2、曲线式、扭曲面式、斜降式3、翼墙、边墩、岸墙、刺墙4、防渗、排水

5、翼墙、边墩、岸墙、刺墙

6、弹性地基梁法、反力直线法、倒置梁法7、整体式、分开式

8、闸室段、上游连接段、下游连接段9、重力式、悬臂式、扶臂式、空箱式10、简支式和固接式

二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确1、×2、√3、√4、×5、×三、名词解释

地下轮廓线：不透水的铺盖、板桩及底扳与地基的接触线，即是闸基渗流的第一很流线，称为地下轮廓线防渗长度：地下轮廓线的长度称为防渗长度。