河海大水工建筑物教学大纲

前言1.课程编号:02010112.课程名称:水工建筑物（HydraulicStructure）3.学分：3.5;学时:56学时4.教学对象:水利水电工程专业本科生5.先修课程:理论力学、材料力学、结构力学、土力学、水力学、钢筋混凝土、建筑材料、工程地质等6.课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质的要求）：水工建筑物是水利水电工程专业的一门重要的专业技术基础课。本课程的主要任务是使学生掌握各种水工建筑物的基本原理、设计方法用主要构造等。教学内容第一章绪论一、水资源与水利事业二、水工建筑物与水利枢纽三、河川水利枢纽对环境的影响四、水利枢纽与水工建筑物的等级划分五、水工建筑的发展六、本门学科的学习、研究方法

第二章重力坝一、概述什么是重力坝；重力坝的工作原理与特点；重力坝的剖面形态；国内外著名的重力坝。二、重力坝的荷载自重；水压力；扬压力；浪压力；冰压力；淤沙压力；地震荷载；荷载组合。三、重力坝的稳定分析重力坝稳定问题的概念；稳定分析的单一安全系数法、分项系数极限状况法及其基本公式；稳定分析所需抗剪强度指标的实测和取用；沿坝基深层的抗滑稳定分析；岸坡坝段的稳定分析；提高重力坝稳定性的措施。四、重力坝的应力分析重力坝应力分析的目的要求；应力分析的各种方法；重力坝应力分析的材料力学法、分项系数极限状态设计法及应力控制标准；扬压力引起的坝内应力；非荷载因素对应力的影响。五、重力坝的剖面布置与优化六、混凝土溢流重力坝溢流坝孔口尺寸的拟定；溢流面堰型；重力坝、拱坝、支墩坝的溢流剖面布置；溢流坝的结构布置，闸门，闸墩，边墩，导水墙；溢流坝面的空蚀及减蚀措施。重力坝的泄水孔；消能方式；挑流消能；底流消能；而流消能；戽流消能；宽尾墩联合消能工。七、重力坝的岩基处理八、宽缝重力坝与空腹重力坝

第三章拱坝一、概述什么是拱坝；拱坝的工作原理与特点；适于建拱坝的地形地质条件；拱坝的平面与剖面形态；国内外拱坝的发展。二、拱坝的荷载与应力控制指标拱坝的荷载特点；温度荷载；地震荷载；荷载组合；拱坝的应力控制指标。三、拱坝布置拱圈形式选择；拱坝剖面尺寸拟定；拱坝布置图的形成。四、拱坝应力分析拱坝应力分析的各种方法和适用场合；坝基变位计算；纯拱法；拱梁分载法。五、拱座稳定分析拱座稳定分析方法；局部稳定计算；整体稳定计算；改善拱座稳定性的措施。六、拱坝的泄水孔；七、拱坝的构造及地基处理

第四章支墩坝一、概述什么是支墩坝；支墩坝的类型及工作特点；国内外支墩坝的发展。二、平板坝三、大头坝四、连拱坝

第五章土石坝一、概述土石坝的特点；土石坝的工作条件；设计和建造土石坝的原则要求；土石坝的类型。二、土石坝的剖面和构造土石坝剖面的基本尺寸；坝的防渗体；坝的排水设备；护坡；坝顶构造。三、土石坝的筑坝材料筑坝材料的选择；土石料填筑标准设计。四、土石坝的渗流分析渗流的基本方程及其解法；土石坝渗流的水力学算法；流网法；渗透变形及其稳定性判别。五、土石坝的稳定分析土石坝滑动面的形状；作用力与安全系数；土石料抗剪强度指标；稳定分析方法；提高土石坝稳定性的工程措施。六、土石坝的裂缝及其控制土石坝裂缝的类型及其成因；土石坝裂缝的防治措施七、土石坝的地基处理砂卵石地基的处理；细砂及淤泥地基的处理；软粘土和黄土地基的处理；岩石地基处理；坝与岸坡及其它建筑物的连接。八、面板堆石坝堆石坝的发展；堆石体设计；面板及其底座的设计。

第六章河岸溢洪道一、概述河岸溢洪道的一般工作方式与分类；河岸溢洪道的适用场合。二、正槽溢洪道溢洪道的总体布置；引水渠设计；控制堰设计；泄槽设计；出口消能段设计。三、侧槽溢洪道侧槽中的水流特性；侧槽水面曲线的计算；侧槽设计步骤。四、其它形式的溢洪道井式溢洪道；虹吸溢洪道。五、非常泄洪设施非常溢洪道；自溃式非常溢洪道；破副坝泄洪设施。

第七章水工地下洞室一、概述水工地下洞室的功用和类型；水工地下洞室的工作特点。二、水工地下洞室的总体布置与选线水工地下洞室的总体布置：泄水隧洞的布置，水电站地下厂房及其引水系统的布置；水工地下洞室的选线和定位。三、水工地下洞室的进口段表孔泄洪隧洞的进口；深孔水工隧洞的进口。四、水工地下洞室的洞身与洞室段水工隧洞断面尺寸与衬砌构造；地下厂房。五、水工地下洞室的出口段水工地下洞室出口段结构体型；泄水隧洞出口消能设施。六、地下洞室围岩应力分布和稳定性判别岩石受力破坏规律和强度特性；岩体的初始地应力场；地下洞室围岩应力的弹性理论分析；地下洞室围岩应力的弹塑性理论分析；判别围岩稳定性的自然平衡拱理论；判别围岩稳定性的经验法。七、水工地下洞室衬砌的荷载水工地下洞室衬砌的荷载特点；围岩压力；弹性抗力；外水压力；灌浆压力；温度荷载及地震荷载。八、水工地下洞室衬砌的结构计算铅直断面为圆形的洞室衬砌结构计算；方圆形洞室的圆拱直墙式衬砌计算；马蹄形衬砌计算；水平截面呈圆形的井式衬砌计算；衬砌边值问题数值解法。九、无衬砌洞室和围岩的喷锚支护无衬砌隧洞；围岩的喷锚支护。

第八章水闸一、概述水闸的类型；水闸的组成部分及其功能；水闸的工作特点。二、水闸的孔口设计三、水闸的消能防冲设计四、闸基渗流分析与防渗设施闸基渗流的危害；闸基防渗长度的确定；水闸地下轮廓布置；闸基渗流计算，改进阻力系数法；闸基抗渗稳定验算；防渗排水设施。五、闸室布置与构造底板；闸墩；闸门；胸墙；交通桥及工作桥；分缝及止水。六、闸室和闸基的稳定分析荷载及其组合；闸室抗滑稳定验算；基底压力验算；复杂地基整体稳定计算；沉陷计算。七、闸室结构计算闸墩结构计算；底板结构计算；胸墙计算八、水闸与两岸的连接结构连接结构的作用；连接结构的布置方式；岸墙的布置；翼墙的布置；连接结构的形式与计算要求；连接结构的防渗设计。九、软基处理与桩基式水闸

第九章水利枢纽布置及其它有关水工建筑物简介使用说明本大纲是供教师参考使用的水工建筑物课堂讲授大纲，内容顺序大致与我校新版《水工建筑物》（沈长松、王世夏、林益才、刘晓青编著，中国水利水电出版社出版）相适应，讲课对象为四年制本科水工专业学生，课内3.5学分56学时（必修）。未列入本大纲的内容拟配合本专业的选修课进行教学，使其在一定程度上得到补偿。水工建筑物的教学全过程还包括教学试验，课程设计，而且还与生产实习、毕业设计(课时均另列)密切有关，对于这些环节的内容、要求和做法另列，不在本大纲之内。使用本大纲应注意以下诸点：一、考虑到水工建筑物类型众多，不能在课堂上无所不包地介绍，而必须抓住典型建筑物重点介绍，至于重点所在则大致可从大纲所列详细程序以及建议的学时分配中看出（见后）。二、对于不同章节内容的讲授也不能平均使用力量，应着重讲清基本点、关键点、困难点。大纲虽列，学生应掌握也能掌握的内容可不必讲授而指定自学。三、重点章的典型建筑物（重力坝、拱坝、土石坝、水工地下洞室、水闸等）应配合课外习题作业（习题集见另册），每届学生应有3—5道由若干小题组成的大习题，使学生能较好地分散使用课外学时，并强调使用计算机。四、为提高讲授质量，力争配合电化教学。五、学生成绩考核可据平时作业、期中测验及期末考试三者综合评定。期中测验宜在第五章结束时进行（课外2学时），期末考试则在全课结束时专门进行，条件许可时可用口试。

各章讲授建议学时分配第一章绪论4学时第二章重力坝16学时第三章拱坝8学时第四章支墩坝2学时第五章

土石坝10学时第六章河岸溢洪道2学时第七章水工地下洞室4学时第八章水闸8学时第九章水利枢纽布置及其它有关水工建筑物简介2学时合计56学时教学进度与教时安排周次内容提要教学环节和方法周学时备注1第一章绪论课堂讲授4《水工建筑物》课程课内共56学时，其中绪论4学时；岩基上的重力坝16学时；拱坝8学时；支墩坝2学时；土石坝10学时；水闸8学时；河岸溢洪道、水工地下洞室和水利枢纽共8学时。一至四章讲完后进行期中测验(不占用课内学时)。

2第二章岩基上的重力坝§2-1概述§2-2重力坝的荷载课堂讲授43§2-3重力坝的稳定分析§2-4重力坝的应力分析§2-5重力坝的剖面设计课堂讲授44§2-6溢流重力坝的剖面设计及消能防冲§2-7重力坝的材料和构造课堂讲授45§2-8重力坝的地基处理§2-9其他型式的重力坝(含碾压混凝土重力坝)课堂讲授46第三章拱坝§3-1概述§3-2拱坝的布置§3-3拱坝的荷载课堂讲授47§3-4拱坝的应力分析§3-5拱坝的稳定分析§3-6拱坝的构造、泄水及地基处理等课堂讲授48第四章支墩坝第五章土石坝§5-1概述课堂讲授49§5-2土石坝的剖面和构造§5-3土石坝的筑坝材料§5-4土石坝的渗流分析课堂讲授410§5-5土石坝的稳定分析§5-6土石坝的地基处理§5-7面板堆石坝简介课堂讲授411第六章土基上的水闸§