水工建筑物复习资料

1.2水利工程按承担的任务和对水的作用是如何分类的？

1.3水工建筑物重要按什么分类？并简述其分类。

第二章

23绘制水利工程建设系统，并指出其中的关键环节。

2.2水利枢纽分等的依据是什么？共分为几等？

23水工建筑物分级的依据是什么？共分为几级？

2.4水工建筑物承受的重要荷载有哪些？并掌握自重、静水压力、扬压力

的计算方法。

2.S简述水工建筑物作用效应的分析方法，

2.6水工建筑物工作状况有哪三种？作用效应有哪三种？效应组合有哪

三种？

2.7建筑物设计安全储备的表达形式有哪两类？并详述极限状态设计的

概念和类型？

2.8对的理解垢构功能函数Z=R-S的意义，Z〈。安全吗？

2S对的理解可靠指标的含义，可靠指标越大越可靠吗？

2.10水工建筑物抗震设计含哪两部分的内容？

第三章

3.1重力坝的工作特点是什么？基本剖面是何形状？一般采用什么材

料？

3.2简述重力坝的优缺陷。

3.3重力坝的设计内容涉及哪几个部分？

3.4简述重力坝失稳破坏的机理？

3.S掌握单滑面的抗剪强度和抗剪断公式，

3.6简述深层抗滑稳定的计算方法类型。

3.7岸坡坝段与河床坝段相比，抗滑稳定有何特点？

3.8简述提高坝体抗滑稳定的工程措施。

3.9简述重力坝应力分析的方法,掌握重力坝水平截面边沿应力的计算公

式，边沿主应力面于何处？为什么边沿应力是一方面需计算的应力？

3.W除重要荷载以外，对坝体应力的影响尚有哪些因素？

3.X1简述坝体温度变化的阶段？何为水热化温升和温度回降值？

3.12施工期温度引起的应力重要有哪两类？

3.13简述温度裂缝的类型和温度控制的措施。

3.i4重力坝最小剖面如何拟定？常用剖面形态有哪几类？坝顶高程如何拟

定？

3.X5重力坝极限状态设计分哪两类？其验算的重要内容是什么？

3.16掌握重力坝在水压力，水重,扬压力,自重荷载下的边沿应力和抗滑稳定

验算。

3.J-7简述重力坝易出现地震震害的位置和抗震措施。

3.X8简述溢流重刀坝的工作特点和类型。

3.X9简述溢流重刀坝的基本规定。

3.2。溢流重力坝孔口设计的影响因素有哪些？简述孔口形式类型及其特

点。

522溢流重力坝通常设计成等同的奇数孔，为什么？

322为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很重要的控制性指标？

323简述孔口尺寸设计应考虑的因素。掌握两种孔口形式过流量的计算公

式。

3.24为什么闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设立边墙的作月是

什么？

325简述空化和空蚀的概念，流速大于多少时就也许发生空蚀？什么是引

起溢流面发生空蚀的重要因素？空化数大于初生空化数时会发生空蚀现象吗？

3.26掺气虽然可减少空蚀，但也存在什么不利之处？

327水流脉动对溢流坝有什么害处？

3.28溢流面体形涉及哪三段？上游第一段一般采用什么曲线？

3.^9消能工的原理是什么？能量转换的途径有哪些?辅助消能工重要有哪儿

种？

3.3。详述泄水重刀坝消能工的重要形式和原理？

3.31简述底流消能的特点及其与下游水流的衔接形式、形成消力池的直要

措施。

3.32护坦的重要作用是什么？稳定验算重要验算其什么内容？

3.33挑流消能工的重要设计内容有哪些？

3.34折冲水流是如何形成的？

3.3S简述坝身泄水孔的作用和特点及其分类。

3.36坝身泄水孔进口通常用什么曲线？为什么需设平压管和通气孔？

3.37重力坝地基解决的作用是什么？它重要涉及哪些内容？

3.38坝基固结灌浆和帷幕灌浆的目的是什么？灌浆一般布置何处？

3.39坝基排水重要采用什么措施？其目的是什么？

34。陡、缓倾角顺流方向断层通常采用什么措施解决？横流方向断层又如

何？

3.41坝基软弱夹层有何害处？一般采用什么方法解决？

3.42水工混凝土一般应满足哪些性能的规定？其材料组成有哪几种？

3.43混凝土重力坝为什么要分区？分缝的类型和目的是什么？

3.44重力坝为什么需设廊道系统？

3.4S何为碾压混凝土重力坝？与常态混凝土相比它有何优点？

3.46简述浆砌石亘力坝的优缺陷，其防渗设施有哪些？

3.47浆砌石重力坝重要有哪些材料？

3.48何为宽缝重刀坝？并简述其优缺陷？

3.49何为空腹重刀坝？并简述其优缺陷？

3.SO何为支墩坝？并简述其结构形式？

3.51简述大头坝的头部和支墩形式。

第四章

4.1简述拱坝的特点，其规定的抱负地形和抱负地质是什么？

4.2在M形和U形河谷修建拱坝有何差异？

4.3拱圈厚度与中心角的关系是什么？

4.4详述拱坝的形式？

4.5温度荷载对拱坝有何影响？温升温降对坝体应力影响有何差异？

4.6拱坝的合理体形应满足什么条件？坝体尺寸应涉及哪些内容？

4.7双曲拱上游面曲线通常需要拟定哪些参数？

4.8最合理拱圈形式应满足什么条件？现有拱圈有哪些形式？

4.9拱与拱端面为什么要尽量做成全径向接触？坝面倒悬会在什么期间

在何面出现拉应力？

43拱坝应力分析有哪些方法？简述拱梁分载法的原理。

4.X1纯拱法只计算几个内力？拱梁分载法需考虑几个内力？一般采用哪几

向位移的调整？

4.12拱坝破坏的直要形式有哪两种？

4.X3拱坝稳定分析重要有哪些方法？简述刚体极限平衡法的假定条件和也

许滑动面的形式和位置。

4.14详述拱坝坝身泄水的方式。

4.XS简述拱坝消能的形式和防冲措施。

4.X6拱坝的管孔宣要有哪些类型？

4.17简述拱坝垫座和周边缝的作用。

4.18简述拱坝设立重力墩的目的。

4.X9拱坝的地基解决重要包含哪些内容？

第五章

5.2何为土石坝？其能广泛应用的因素何在？

S2简述土石坝设计的基本规定。

S.3详述土石坝的分类情况。

$4通常选用的土石坝坝坡坡度是多少？

S.S土石坝渗流分析的重要内容涉及哪三项？分析的目的是什么？

简述土石坝渗流的特性。

5.7掌握二维渗流控制方程各变量的含义，掌握水力学分析法矩形断面单

宽流量和浸润线的计算公式。

S.8简述土石坝渗流分析中流网法流网绘制的基本特性。

s.q详述渗透变形的类型和危害。

5.10简述土石坝渗透变形防护的措施。

S11管涌和流土的防护标准重要取决于什么？

542掌握总应力和有效应力的关系。

S.5.3土石坝稳定分析的计算工况有哪几种？

S.14土石坝稳定分析的方法有哪几种？各种分析方法的安全系数是否同

样？

5.15何为固结？营用的固结理论有哪些？

5.16土石高坝应刀和变形特性分析常用什么方法？可分析什么内容？

S.17土石坝填筑料的一般规定是什么？坝壳料的基本规定是什么？

5.28防渗体土料选择应考虑哪些特性？

“任意料”应放在什么位置？质量好坏的料应放置什么位置？

52。反滤、过渡和排水材料的重要规定是什么？

52。简述坝体排水和反滤的作用。

5.22详述坝体排水的形式及其优缺陷。

523简述反滤层的类型，其颗粒大小随水流方向的变化如何？

524简述土石坝裂缝类型和成因。

S25砂砾石地基解决的重要问题和措施是什么？各措施的重要作用是什

么？

5.26土石坝体与碎建筑物的连接形式有哪几种？

S27何为堆石坝？目前重要是什么堆石坝？

5.28面板坝的堆石体由有那四个分区？防渗体系由哪些构成？

工」-何为水利工程？何为水工建筑物？

“答：

水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达成除害兴利的目的

而修建的工程。如拦河坝，电站，污水解决，港口码头，航道整治等工程。

水工建筑物：用来控制和调配江河湖海等水流而修建的建筑物。

1.2答：

按工程承担的任务分为：防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、

港航工程、环境水利工程、综合运用水利工程

按工程对水的作用分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、

水质净化及污水解决工程

1.3答：

重要是按对水的作用分类。重要分为：

⑴挡水建筑物：坝、闸和堤防等

⑵泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等

⑶输水建筑物：输水洞、引水管、渠道、渡槽

⑷取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站

⑸专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道

⑹整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤等。

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2.2答：

关键环节：规划和设计工作。

2.2答：

依据：规模、效益、重要性；共分五等。

23答：

依据：工程等别、作用、重要性；共分五级。

2.4答：

重要荷在载有自重、水压力（包含静水压力、动水压力、水重等）、波浪压力、

泥沙压力、扬压力等。计算方法见教材。

2.5答：

分析方法重要有：⑴物理模型实验法，含水力学模型实验和结构模型实验。

⑵数学模型模拟法，含解析法、差分法和有限元法

⑶经验类比法

2.6答：

工作状况：①持久状况，②短暂状况，③偶尔状况。

作用效应：①永久作用，②可变作用，③偶尔作用。

作用效应组合：①基本组合，②施工、检修组合，③特殊组合。

2.7答：

设计安全储备的表达形式有单一安全系数法和分项系数极限状态设计法两类。

极限状态是指当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设

计规定的某种功能规定，那这一特定状态就叫该功能的极限状态。

极限状态设计的类型有：

⑴承载能力极限状态

当出现①刚体失去平衡，②材料强度局限性而破坏,③结构失稳,④结构转变为机

动体系，⑤结构体产生渗透失稳等现象时，表白结构己超过承载能力极限状态，

已不安全。

⑵正常使用极限状态

当出现①影响结构正常使用或外观变形,②不良振动,③局部损害等现象时，表白

结构已超过正常使用极限状态，不能正常使用。

2.8答：

结构功能函数Z二R-S中的Z表达结构功能，R表达结构抗力，S表达作用效

应。Z＜。表达结构抗力小于作用效应，己不安全。

2.q答：

可靠指标为结构功能函数的平均值与其均方差的比值，它可表征结构的可靠度大

小。可靠指标越大越可靠。

2.1。答：

重要包含：①抗震计算；②抗震工程措施。

第三章

32答

重力坝的工作特点：①重要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定规定；②依靠坝

体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力。

基本剖面：三角形。

材料：混凝土和浆砌石。

32答

优点：①安全可靠；②对地形、地质条件的适应性强；③枢纽泄洪问题容易解决;

④便于施工导流；⑤施工方便；⑥结构作用明确。

缺陷：①耗材多；②材料强度未充足发挥；③坝底扬压力大；④施工温度控制严

格。

3.3答

重要涉及①剖面设计②稳定分析③应力分析④构造设计⑤地基解决⑥泄洪设计

⑦监测设计。

34答

重力坝失稳破坏的机理：坝踵胶结面出现微裂松范区一坝址胶结面出现局部剪切

屈服-屈服范围向上游延伸一形成整体滑动失稳。

3.5•答

（见教材）

3.6答

深层抗滑稳定计算方法类型分为：

⑴分区计算法，含①剩余推力法：②被动抗力法：③等安全系数法

⑵整体计算法。

3.7答

岸坡坝段坝基是倾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑动的双重趋势，稳定

性不如河床坝段。

3.8答

提高坝体抗滑稳定的工程措施重要有：

①运用水重：将上游面做成倾斜以运用水重。

②运用有利的开挖轮廓线

③设立齿墙：齿墙阻断软弱面，改变滑动面位置，增长抗滑力

④抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。

⑤加固地基：帷幕灌浆以减少坝基渗透能力，固结灌浆以增长坝基强度和整体性,

断层解决以减少坝基软弱结构面。

@横缝灌浆：将局部或所有横缝灌浆，增长坝体的整体稳定性。

⑦预加应力措施

3.9答

重力坝应力分析的方法重要有：⑴模型实验法；⑵材料力学法；⑶弹性理论的解

析法；⑷弹性理论的差分法；⑸弹性理论的有限元法。

边沿最小主应力为坝面，最大主应力为垂直于坝面的剖面。

因最大最小应力均出现在坝面，所以需一方面校核边沿应力。

3.W答

除重要荷载以外，对坝体应力的影响尚有如下影响：

⑴地基变形模量对坝体应力的影响

⑵坝体混凝土分区对坝体应力的影响

⑶纵缝对坝体应力的影响

⑷分期施工对坝体应力的影响

⑸温度变化及施工过程对坝体应力的影响

S.il答

坝体温度变化重要有温度上升期、降温期和稳定期三个阶段。

水热化温升是指最高温度与入仓温度之差；温度回降值是指最高温度与年均气温

之差。

3.12答

⑴地基约束引起的应力

⑵内外温差引起的应力

3.13答

温度裂缝的类型重要有：

①贯穿性裂缝：含横向贯穿性裂缝、纵向贯穿性裂缝、水平向贯穿性裂缝。

②表面裂缝

温度控制的措施重要有：

①减少税的入仓温度1J

②减少税的水热化温升Tr

③加强碎表面的养护

3.i4答

重力坝最小剖面拟定：根据自重、上游静水压力（库水位与坝顶平,通常是校核洪

水位）和扬压力三项主荷载作用下，满足稳定和强度规定的工程量最小的三角形。

常用剖面形态：①上游面铅直；②上游面上直下斜；③上游面斜向上游。

坝顶高程取设计洪水位+相应坝顶超高与校核洪水位+相应坝顶超高中的最大

者，其中安全超高涉及波高、波浪中心线距静水面高度和安全加高三部分。

3.15答

重力坝极限状态设计包含①承载能力极限状态；②正常使用极限状态。其中承载

能力极限状态需验算坝基面或深层抗滑稳定和坝趾抗压强度，正常使用极限状态

需验算坝踵不出现拉应力。

3.16答

见作业

3.17答

重力坝易出现地震震害的位置：①坝顶和断面突变处易出现裂缝：②原有裂缝易

扩展延伸；③孔口及廊道附近易开裂；④接缝止水易破坏。

重力坝抗震措施：①作好地基解决，加强接触面的结合；②加强施工质量控制和

养护,防止出现初期裂缝；③重量、变形、刚度、几何等突变部位设缝；④增长

坝顶强度、刚度以及布筋；⑤孔n、廊道附近布筋；⑥坝后设立检修桥。

3.18答

工作特点：将规划库容不能容纳的洪水经由坝顶泄向下游，以满足防洪和大坝安

全规定。

类型：①开敞溢流式；②大孔口溢流式

3.19答

①足够的孔口尺寸,良好的孔形，较高的流量系数；

②水流平顺,不产生负压和振动，避免发生空蚀；

③保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷；

④下泄水流不产生折冲水流等,不影响其他建筑正常运营；

⑤有灵活控制下泄水流的设备。

3.2。答

影响因素重要有①洪水设计标准；②下游防洪规定；③库水位壅高限制；④洪水

预报的准确度；⑤泄水方式；⑥地形、地质条件。

孔n形式类型：①开敞溢流式；②大孔n溢流式

开敞溢流式的特点：①坝体不设胸墙，出流常为堰流；②孔口埋深浅，闸门水压

力较小，孔口尺寸可以较大，泄流量较大，超泄能力强；③可排泄冰凌和其他漂

浮物；④闸门于坝顶，易检修；⑤应用较广泛。

大孔口溢流式的特点：①坝体上部设胸墙，出流常为孔口出流，但当水位低于胸

墙时为堰流；②堰顶较低，需设工作闸门和检修间门；③超泄能力常比开敞溢流

式小。

3.2.1答

采用相同闸孔诣在检修闸门、启闭设备等设施可共用，且泄流量相同可对称泄流。

采用奇数孔目的在于闸门对称布置.，可对称泄流以减轻消能承担，避免折冲水流

等。

3.22答

由于①单宽流量是拟定溢流坝的净宽和堰顶高程的重要参数；②单宽流量是影响

消能工设计的关键因素；③单宽流量是影响坝下冲刷的重要因素。

3.23答

孔口尺寸设计应考虑的重要因素：①泄洪规定：泄流单宽流量是关键因素；②闸

门和起闭机械：闸门承载能力和起闭能力等；③枢纽布置：枢纽中其他建筑的布

置是否宽松；④下游水流、地质条件：下游水的深度、岩石硬度等；⑤下游消能

工的性能：消能工消能效果等。

两种孔口形式过流量的计算公式见教材。

324答

闸墩上游端需做成圆弧形或流线型是为了进口水流平顺、减少水流侧收缩。

溢流坝设立边墙的作用是起闸墩和分隔作用。

3.25答

空化：当高速水流在某点的压力低于饱和蒸汽压强时，水体中固有的小气核迅速

膨胀而成小空泡，这种现象称为空化。

空蚀：当空气泡进行高压区受压而溃灭,因溃灭时间短暂,产生很高的局部冲击

力，当坝面冲击力大于材料凝聚力时，坝面遭到破坏，这种现象称为空蚀。

流速大于15M/S时就也许发生空蚀。

坝面不平整是引起溢流面发生空蚀的重要因素。

空化数大于初生空化数时不会发生空蚀现象。

326答

掺气虽然存在①减少空蚀；②射流掺气消耗大量能量而有助于消能工等益处。但

也存在①增长水深从而加大工程投资；②形成雾化区等的不利之处。

3.27答

①增大建筑物的瞬时荷载；

②脉动周期性引起的振动也许对轻质建筑导致振动；

③增长空蚀破坏的也许性。

3.28答

溢流面体形由顶部曲线段、中间直线段、反弧段组成。上游第一段一般采用复合

圆弧或椭圆曲线。

3.2.9答

消能工的原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。

能量转换的途径：①水流内部的素动、掺混、剪切和旋滚等；②水股的扩散及水

股间的碰撞;③水流与固体间的剧烈摩擦和撞击;④水流与气体间的摩擦和掺混。

辅助消能工重要有：趾墩、消力墩、尾槛等。

3.3P答

泄水重力坝消能工的重要形式：①底流消能；②挑流消能；③面流消能；④消力

母消能。

底流消能的原理.：①通过水跃将急流转变为缓流而消能；②重要靠水跃产生的表

面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。

挑流消能的原理：运用泄流建筑物出口处设立的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再

落入离建筑物较远的下游河道。重要靠急流沿固体边界摩擦而耗能，射流在空中

与空气摩擦、掺气和扩散等耗能，射流落入尾水中淹没紊动扩散耗能。

面流消能的原理：运用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。

消力犀消能的原理：急流进入潜在水下的扉内发生旋滚，经大量消能后由鼻坎挑

向下游水面。

3.”答

底流消能的特点：①通过水跃将急流转变为缓流而消能；②重要靠水跃产生的表

面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能；③流态稳定，消能效果好；④对

地质和尾水条件规定低，适应性强；⑤产生的雾化小；⑥方量大，投资高。

底流消能与下游水流有①临界水跃；②远驱水跃；③淹没水跃等三种衔接形式。

形成消力池的重要措施：①护坦尾修筑消力坎；②减少护坦高程：③减少护坦和

修筑消力坎。

3.32.答

护坦的重要作用是防护河床免受高速水流的冲刷，稳定校核内容是满足抗浮稳定

规定。

3.33答

重要设计内容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半径、反弧挑角、挑距、冲刷坑深

度

3.34答

溢流坝仅占河床一部分，出口水流于主流两侧形成回流，如两侧回流强度、大小

不一致时，易将主流压向一侧，形成折冲水流。

3.3S答

坝身泄水孔的作用：①预泄库水，增强调蓄能力；②放空检修；③排沙减淤；④

调节下泄流量以满足通航、灌溉需要：⑤施工导流。

坝身泄水孔的特点：①孔口所有淹没，随时可放水；②孔内流速高，易发生负压、

空蚀、振动等；③检修困难；④闸门承压大，启闭力较大；⑤门体结构、止水、

启闭设备复杂，造价高。

坝身泄水孔的分类：

3.36答

坝身泄水孔进口通常用长轴与孔轴平行的椭圆曲线。

设立平压管的目的：将平压管设立在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门

提起前冲水平压，减小启门力。

设立通气孔的目的：进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，

需于工作闸门后设通气管充气。

3.37答

重力坝地基解决的作用：①防渗；②提高岩基的强度和整体性。

重要内容：①坝基的开挖和清理；②坝基的固结灌浆；③帷幕灌浆；④坝基排水;

⑤断层、软弱夹层、溶洞等不良地质的解决。

3.38答

固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，减少地基的透水性。

固结灌浆的布置位置：①应力较大的坝踵和坝趾；②裂隙发育和破碎带范围内。

帷幕灌浆的目的：减少坝底渗透压力,防止坝基产生管涌/咸少坝基渗流量。

帷幕灌浆的位置：坝轴线的上游面区域，自河床向河岸延伸。

3.39答

坝基排水重要措施：于帷幕稍下游设立排水孔幕。目的在于进一步减少扬压力。

3.4。答

缓倾角顺流走向断层：浅者清除，深者形成顶赛、斜塞、水平塞骨架

陡倾角顺流走向断层：顶部设碎塞

缓倾角横流走向断层：选址应避免

陡倾角横流走向断层：选址应避免，无法避免则加大碎塞。

3.41答

软弱夹层的影响：软弱夹层较薄，遇水易泥化、软化，使坝基抗剪强度减少，影

响坝体抗滑稳定性。

解决方法：①对于浅埋夹层采用明挖换基，即挖去夹层回填碎的方法；②对于埋

深较浅的深埋夹层可采用坝踵做碎深齿墙以切断夹层的方法；③对于埋深较深的

深埋夹层可采用于夹层做碎塞、坝趾后设深齿墙、坝趾下游岩体埋设预应力锚索

等措施。

342答

满足的性能：强度、抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、抗裂等性能。

采用组成：水泥、掺合剂、外加剂、粗骨料、细骨料、水

3.43答

分区的目的：坝体各部位的工作条件不同，对做各种性能规定各不同，为了节约

和合理运用水泥，常将坝体碎分区，各区可采用不同标号的碎。

分缝有以下类型：

⑴横缝，含永久性横缝和临时性横缝。分横缝的目的：横缝将坝体提成若干独立

工作的坝段，可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工规定。

⑵纵缝，含铅直纵缝、斜缝和错缝。设纵缝的目的：适应验的浇筑能力；减少施

工期的温度应力。

⑶水平施工缝。水平施工缝的目的：适应性的浇筑能力；减少施工期的温度应力

3.44答

为了满足灌浆、排水、观测、检查、交通等规定，需在坝体内布置各种不同作用

的廊道，且互相连通，形成廊道系统。

3.45答

碾压碎是采用自卸汽车或皮带输送机将超干硬性税运到仓而，以推土机平仓，振

动碾压实的筑坝新方法，是将土石坝施工的碾压技术应用到碎重力坝的一种筑坝

方法。采用碾压砂修筑的重力坝称为碾压混凝土重力坝。

碾压混凝土与常态混凝土相比的优点：①工程程序简朴，施工速度快：②胶凝材

料用量少；③水热化温升大大减少，简化了温度控制程序；④不设纵缝，节省了

模板和接缝灌浆的费用；⑤可使用大型通用机械设备，提高碎的运送和浇筑工效;

⑥减少工程造价。

3.46答

浆砌石重力坝的优点：①就地取材，节约水泥；②水热化温升低，可不进行温度

控制、不设纵缝、坝段长；③节省模板，减少脚手架，模料用量少，减少了施工

干扰；④施工技术容易掌握,施工安排灵活,缺少施工机械时可人工砌筑。

浆砌石重力坝的缺陷：①人工砌筑的质量易不均；②石料的修整和砌筑难以机械

化，需大量人力；③砌体防渗性能差，需专设防渗设施；④工期长。

防渗设施重要有：①碎防渗面板或防渗墙；②水泥砂浆勾缝的浆砌石防渗层；③

钢丝网水泥喷浆护面

3.47答

浆砌石重力坝的材料重要有石料和胶结材料，其中石料有块石、粗料石、细料石

等，胶结材料有水泥砂浆和小石子砂浆（细骨料碎）等。

为了充足运用砂的抗压强度，将实体重力坝横缝下部扩宽成为空腔的重力坝，称

为宽缝重力坝。

3.48答

宽缝重力坝的优点：①渗透压力显著减少，作用面积也减小；②坝体校方量较实

体坝少。。〜20%；③增长了坝体的侧向散热，加快了散热进程；④便于观测、

检查和维修。

宽缝重力坝的缺陷：①立模较复杂，且模板用量增长；②分期导流不便；③在严

寒地区，宽缝需采用保温措施。

3.49答

空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝。

空腹重力坝的优点：①空腔坝基不设地板;可减少扬压力，碎用量减少20%左右;

②减少坝基开挖量；③坝体前后腿嵌入岩体,增强稳定；④前后腿应力分布均匀,

坝踵压应力较大；⑤便于碎散热；⑥坝体施工可不设纵缝；⑦便于检测和检修；

⑧空腔可布置电站厂房。

空腹重力坝的缺陷：①施工复杂；②钢筋用量大；③如空腔内布置厂房,施工干

扰大。

3.50答

支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成的重力坝。

支墩坝的结构形式：

①大头坝：支墩上游端两侧扩大,形成悬臂大头,大头间紧贴挡水。

②连拱坝：由一系列紧连的拱筒挡水,并与支墩连成整体。

③平板坝：由平面板简支在支墩上挡水。

3.51答

⑴大头坝的支墩形式：①开敞式单支墩；②封闭式单支墩；③开敞式双支墩；④

封闭式双支墩。

⑵单支墩大头坝的头部形式：①平头式；②圆弧式；③折线式。

⑶双支墩大头坝的头部形式：一般采用折线式

第四章

4.2答

拱坝的特点⑴拱坝是固结于基岩的空间壳体结构;（2）坝体结构具有拱和梁双重作

用；⑶坝体稳定重要依靠两岸拱座,另一方面依靠自重；⑷拱为轴向受力,应力分

布均匀,材料强度得到充足发挥；⑸拱和梁具有自行调整应力分布的功能；⑹坝

肩岩体的稳定性是影响拱坝安全的重要因素；⑺温度作用为一重要荷载；⑻既可

坝顶溢流，也可坝身孔口泄流；⑼施工质量、材料强度、防渗等规定严格。

抱负地形：①两岸对称，岸坡平顺无突变，逐渐收缩的峡谷段；②坝体两侧具有

足够的岩体支撑。

抱负地质：①基岩比较均匀、坚固完整、强度足够；②基岩能抵抗水的侵蚀、耐

风化；③岸坡稳定、没有大断裂。

4.2答

M形河谷：最易发挥拱作用，底部水压力大，但拱跨短，拱较薄。

U形河谷：底部水压力大，但拱跨长，拱作用显著减少，拱较厚。

4.3答

中心角越大，拱圈厚度越薄。一般可用公式表达。

4.4答

拱坝重要有单曲拱和双曲拱两种形式。

对于单曲拱：①对于上下相差不大的矩形河谷,各高程拱圈跨度和中心处相差不

大,可用定圆心、定外弧半径、变内弧半径的以增长厚度的拱形。②对于上宽下

窄的河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差较大，可用定外弧圆心和半径、变内弧圆

心和半径以增长厚度。③上游面铅直，仅水平面曲线，称单曲拱。其特点是施工

简便，上游面铅直有助于布置泄、排水设施的控制设备。

对于双曲拱：①对于V形河谷，如仍采用单曲拱会使底部中心角过小而加大拱

厚,为使上下中心角差异不大，可将下部的内外孤半径逐渐减小；②坝体在水平

而和铅直面均成曲线，成双曲线。其特点是①适应河谷广；②梁具有拱的作用③

水压应力与自重应力相反；④水压位移与梁位移趋势相反。

4.5答

水压和温度变化引起的总变位中，温度变位占温度作用为重要荷载

之一。

温降对坝体应力不利：温降时，轴线收缩，坝体下移，产生的弯矩和剪力与水压

作用相同，与轴力相反。

温升使拱端推力加大，对坝肩岩体稳定不利：温升时，轴线伸长，坝体上移，产

生的弯矩和剪力与水压作用相反，与轴力相同。

4.6答

拱坝的合理体形满足的条件：①满足枢纽布置、运用和施工的规定；②坝体材料

强度得到充足发挥，不出现不利的应力状态；③保证坝肩岩体稳定；④工程量最

省、造价最低。

坝体尺寸涉及的内容：①拱圈的平面形式；②各层拱圈轴线的半径和圆心角；③

拱冠梁上下游坝面的形式；④拱冠梁各高程的厚度。

4.7答

①凸点位置：最凸向上游点距坝顶的高度；

②凸度：凸点与坝轴线间的水平距离与坝高的比值；

③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的比值。

4.8答

最合理的拱圈形式：压力线接近拱轴线，应为变曲率、变厚度和扁平的。

现有拱圈形式①圆拱；②三心拱；③双心拱；④抛物线拱；⑤椭圆拱；⑥对数螺

旋线拱

4.9答

拱端与拱座面应尽量做成全径向，使推力垂直拱端面。倒悬易使另侧出现拉应力。

4.W答

应力分析方法共有五种⑴纯拱法；⑵拱梁分载法；⑶有限元法；⑷壳体理论计算

方法；⑸结构模型实验。

拱梁分载法的原理：①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，荷载由梁系和拱系分担，荷载分派由变位一致来拟定：②算法是一方面将总

荷载试分派到梁、拱，按各自的方法算各自的变位，如变位一致则分派对的，否

则调整直到一致。

4.12答

用纯拱法只能计算三个内力，而分载法需考虑22个内力，有些内力可忽略，重

要有六个内力，拱圈三个，悬臂梁三个。

拱梁分载法中六个变位不易调整，略去影响微小的和合并非独立的，一般只需调

整三个重要变位来进行荷载分派，即径向变位、切向变位、扭转变位。

4.12答

⑴坝肩岩体发生滑动破坏，为重要形式；⑵坝肩岩体变形量过大，引起坝体的不

利应力。

4.13答

拱坝稳定分析重要有刚体极限平衡法、有限元法、地质力学模型实验三种方法。

刚体极限平衡法的假定条件：①滑移体为刚体；②仅考虑滑移体力的平衡,不考

虑力矩平衡：③忽略拱坝的内力重分布，受力为定值：④达成极限平衡时，滑裂

面剪力与滑移方向平行，方向相反。

也许滑动面的形式和位置:①单独的陡倾角结构面F1和缓倾角结构面F2组合;

②成组的陡倾角和成组的缓倾角结构面组合；③混合组合：由单独的陡倾角和成

组的缓倾角结构面组合；或由成组的陡倾角和单独的缓倾角结构面组合；④多刚

体组合：结构复杂的结构面将滑移体分割成多块刚体。

4.14答

坝身泄水方式有：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔四种。

自由跌流式：坝顶自由跌流；合用于较薄的双曲或小型拱坝,基岩良好、单宽流

量小；需设防护措施，由于落水距坝较近。

鼻坎挑流式：溢流堰顶曲线末端设反弧挑流鼻坎，以使落水点距坝较远；鼻坎常

有连续坎，有时也采用差动坎。

滑雪道式：溢流面由溢流坝顶和与坝体轮廓以外的泄槽（滑雪道）连接而成，槽尾

设鼻坎挑流，滑雪道地板可在厂房顶、可专设支承；合用于泄洪量大、较薄的拱

坝

坝身泄水孔：在水面以下一定深度的坝体内设立中孔或底孔泄流；坝体半高以上

为中孔，重要用于泄洪；坝体下部为底孔,多用于放空,辅助泄洪、排沙和导流。

4.15答

拱坝消能重要有：跌流消能、挑流消能、底流消能。跌流消能水流从表孔直接跌

落下游,运用下游水垫消能，落点距坝太近，需采用防冲措。鼻坎挑流、滑雪道、

坝身泄水孔等多采用各种型式的鼻坎挑流消能，泄流具有向心集中的特点，可运

用泄流对冲消能。对于重力拱坝，泄水孔下弯，可采用底流消能。

防冲措施：一般在下游需设护坦、护坡、二道坝等防冲措施。

4.16答

重要含坝身泄水孔、水轮机进水孔、灌溉和供水等引水孔。

4.27答

①周边缝使梁的刚度和作用减弱，拱的作用加强；

②周边缝减小坝体传至垫座的弯矩，可减小上游坝面的拉应力；

③垫座加大了与基岩的接触面，改善地基的受力状态；

④垫座可减少不规则和软弱面对坝体的影响；

⑤坝体开裂不影响基础，基础开裂不影响坝体；

⑥垫座对坝体起地震缓冲作用。

4.28答

①对于不规则河谷，用重力墩减小宽高比，避免岸坡大量开挖。

②重力墩是拱坝坝端的人工支座；

③用重力墩连接拱坝与其它坝段或溢洪道。

4.X9答

坝基开挖、固结和接缝灌浆、防渗帷幕、坝基排水、不良地质解决等。

第五章

$2答

土石坝：土石坝是指由土、石料等本地材料经碾压建成的大坝。

土石坝广泛应用的因素：①可以就地、就近取材，大量节约三材和材料运送费；

②能适应各种地形、地质及气候条件；③可充足运用大容量、多功能、高效率施

工机械；④计算方法、实验手段的发展为土石坝设计提供了安全保障；⑤高边坡、

地下工程及溢流防冲等配套设施的发展解决了土石坝的难题。

S2答

⑴具有足够的断面维持坝坡的稳定

⑵设立良好的防渗和排水设施以控制渗流

⑶选择与现场适应的良好土石种类及配置和坝型结构

⑷泄洪建筑物具有足够的泄洪能力

⑸采用使大坝运用可靠和耐久的构造措施

5.3答

重要按坝高、施工方法、土料配置和防渗材料三种方式分：

㈠按坝高分

⑴低坝：坝高＜3。小；

⑵中坝：坝高二3。〜7。小；

⑶高胡：切高

㈡按施工方法分

⑴碾压式土石坝；

⑵冲填式土石坝；

⑶水中填土坝；

⑷定向爆破堆石坝

㈢按土料配置和防渗体材料分，将碾压土石坝分为

⑴均质坝：稳定和防渗均采用一种土料

⑵土质心墙坝：由不透水土料中央防渗体和透水土料坝壳组成

⑶土质斜墙坝：由不透水土料防渗体和下游透水土料支撑体组成

⑷多种土质坝：由多种土料组成

⑸人工材料心墙坝：以沥青碎、碎等为心墙的坝

⑹人工材料面板坝：由沥青碎、碎、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝

$4答

⑴中低均质坝：平均坡度

⑵土质心墙坝：下游工:工.5~工：2.5,上游2:工.7~工：2.7（坝壳堆石）

下游2：2~L3,上游工：2.5~1：；3.5（坝壳土料）

⑶人工材料面板坝：上游工:1.4—1:1.7,下游旗可随堆料优劣适当

变化）

⑷人工材料心墙坝：可参照人工材料面板坝选用

5.5■答

分析的重要内容：⑴拟定浸润线的位置；⑵计算渗流流速和比降；⑶拟定渗流流

量。

分析的目的：⑴依据渗流力拟定稳定的坝体型式和尺寸；⑵作为坝体防渗布置和

土料布置的依据；⑶拟定渗流量以估计水流损失和拟定排水系统的容量。

5.6答

重要有以下特性：

①均为无压流，有浸润线存在；

②大多为稳定渗流，偶有非稳定渗流；

③土质坝体渗透通常遵循达西定律；砾石、卵石有一定偏差；

④均质土坝渗透系数各向同性，非均质坝需考虑各向异性；

⑤宽谷河段土石坝渗流场接近二维，峡谷河段则为三维渗流场;

S7答

中的H为水头，kx为x方向的渗透系数，kg为g方向的渗透系数。

5.8答

①等势线与流线互相正交；

②流网各个网格的长宽比保持为常数；

③上、下游坝坡面为等势线，其差为总水头；

④坝下不透水层为一流线；

⑤浸润线均为一流线，且水头等于其位置水头；

⑥下游坝面逸出段与浸润线同样，水位为其位置水头；

⑦两种土层交界面流线夹角关系为。

答

渗透变形重要有四类：

①管涌：坝体和坝基的土体颗粒被渗流带走的现象。内部管涌的颗粒移动只发生

在坝体内部，外部管涌可将土粒带出坝外，管涌仅发生在无粘性土。

②流土：渗流作用下，粘土和均匀无粘性土被浮动的现象。常见于渗流在坝下游

逸出。

③接触冲刷：在粗、细土粒交界面上，细颗粒被渗流冲动的现象。

④剥离：粘性土与粗粒土接触面上，渗流使粗颗粒脱离整体结构的现象。多发生

在粘性土与反滤层的交界面上。

⑤化学管涌：土体中的盐类被渗流水溶解而带走的现象。

s.ro答

渗透变形的危害重要表现为:

导致坝体沉降、坝坡塌陷或形成集中的渗流通道等，危及大坝安全。

①防渗结构：控制渗流，减小逸出坡降和渗流量，为第一道防线；

②过渡区：实现防渗体与坝壳体可靠连接，防止刚度突变和渗流变形；

③反滤层：实现坝体、坝基与排水的良好连接‘滤土排水,防止管涌和流土；

④排水孔：进一步减少地下水位，减小渗流力，排水为第二道防线。

S.11答

管涌的防护标准：取决于颗粒组成和渗流坡降

流土的防护标准：取决于粗、细层的粒径组合

5.12答

S.13答

①施工期；②稳定渗流期；③库水位降落期；

5.14答

分析方法有瑞典圆弧法和简化的毕肖普法两种。简化的毕肖普法的安全系数需在

瑞典圆弧法安全系数的基础上提