水工建筑物作業(yè)答案

1、水工建筑物課程測驗作業(yè)及課程設(shè)計一平時作業(yè)（一）緒論1、我國的水資源豐富嗎？開發(fā)程度如何？解決能源問題是否應(yīng)優(yōu)先開發(fā)水電？為什么？我國水資源總量豐富，但人均擁有量少，所以應(yīng)選不豐富。我國水資源開發(fā)利用程度接近25%，從全國而言，不完全一樣，呈現(xiàn)“北高南低”，南方特別是西南，水資源豐富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地區(qū)和華北地區(qū)利用程度高。解決能源問題應(yīng)優(yōu)先開發(fā)水電，因為水能在可再生能源中是開發(fā)技術(shù)最成熟，開發(fā)經(jīng)驗最豐富，發(fā)電成本最經(jīng)濟。2、什么是水利樞紐？什么是水工建筑物？與土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特點？水利樞紐是修建在同一河段或地點，共同完成以防治水災(zāi) 、開發(fā)

2、利用水資源為目標的不同類型水工建筑物的綜合體。水工建筑物是控制和調(diào)節(jié)水流，防治水害，開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物特點：工作條件的復(fù)雜性、設(shè)計選型的獨特性、施工建造的艱巨性、失事后果的嚴重性。3、水工建筑物有哪幾類？各自功用是什么？擋水建筑物：用以攔截江河，形成水庫或壅高水位。如攔河壩、攔河閘。泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或為人防、檢修而放空水庫等，以保證壩和其他建筑物的安全。如溢流壩、溢洪道、隧洞。輸水建筑物：為灌溉、發(fā)電和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物。如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。?。ㄟM）水建筑物：是輸水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的進口段、進水閘等

3、。 整治建筑物、專門建筑物。整治建筑物（改善河道水流條件、調(diào)整河勢、穩(wěn)定河槽、維護航道和保護河岸）。專門性水工建筑物（為水利工程種某些特定的單項任務(wù)而設(shè)置的建筑物）。4、河川上建造水利樞紐后對環(huán)境影響如何？利弊如何？人們應(yīng)如何對待？河流中筑壩建庫后上下游水文狀態(tài)將發(fā)生變化。上游水庫水深加大，流速降低，河流帶入水庫的泥沙會淤積下來，逐漸減少水庫庫容，這實際上最終決定水庫的壽命。較天然河流大大增加了的水庫面積與容積可以養(yǎng)魚，對漁業(yè)有利，但壩對原河魚的回游成為障礙，任何過魚設(shè)施也難以維持原狀，某些魚類品種因此消失了。水庫調(diào)蓄的水量增加農(nóng)作物灌溉的機會；但水溫可能不如原來情況更適應(yīng)作物生長。此外，庫水

4、化學(xué)成分的改變，營養(yǎng)物質(zhì)濃集導(dǎo)致水的異味或缺氧等，也會對生物帶來影響。 人們應(yīng)該充分考慮生態(tài)等因素及影響，合理開發(fā)河流。5、水利樞紐、水工建筑物為何要分等分級？分等分級的依據(jù)是什么？水利工程的作用是防洪除害與興利，根據(jù)不同的要求棌用不同的標準，才能達到既經(jīng)濟，又高效的目的。分等分級依據(jù)工程規(guī)模、效益以及在國民經(jīng)濟中的重要性來劃分等級，依據(jù)所屬工程的等別及其在工程中的作用和重要性分析確定。（二） 重力壩1、重力壩的工作原理和工作特點是什么？重力壩的工作原理是在水壓力及其他荷載的作用下，主要依靠壩體自身重量產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定的要求；同是也依靠壩體自重在水平截面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引

5、起的拉應(yīng)力，以滿足強度的要求。特點：重力壩筑壩材料的抗沖能力強；重力壩結(jié)構(gòu)簡單，施工技術(shù)比較容易掌握，有利于機械化施工，斷面尺寸大，材料強度高、耐久性好，安全性較高；對地形地質(zhì)條件適應(yīng)性較好；壩體與地基接觸面積大，受揚壓力的影響也大；重力壩剖面尺寸較大，壩體內(nèi)部的壓應(yīng)力一般不大，因此材料的強度不能充分發(fā)揮；壩體體積大，水泥用量多，混凝土凝固時水化熱高，散熱條件差，分部澆筑，容易形成裂縫。2、重力壩剖面比較寬厚的原因是什么？為什么說重力壩的材料強度不能得到充分利用？依靠壩身自重在壩基面上產(chǎn)生摩阻力來抵抗水平水壓力以達到穩(wěn)定的要求并在水平截面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強度的

6、要求。重力壩剖面尺寸較大，壩體內(nèi)部的壓應(yīng)力一般不大，因此材料的強度不能充分發(fā)揮。3、作用在重力壩上的荷載有哪些？其計算方法如何？為什么要進行荷載組合？設(shè)計重力壩時需考慮哪幾種荷載組合？作用于重力壩上的荷載有壩體自重、上下游壩面上的水壓力、揚壓力、浪壓力或冰壓力、泥沙壓力以及地震荷載等。在進行重力壩的設(shè)計時，應(yīng)該把各種荷載根據(jù)它們同時出現(xiàn)的機率，合理地組合成不同的設(shè)計情況，根據(jù)組合出現(xiàn)的概率大小，用不同的安全系數(shù)進行核算，以妥善解決安全和經(jīng)濟的矛盾?；窘M合、長期組合、短期組合、偶然組合。4、重力壩失穩(wěn)破壞形式是什么？穩(wěn)定驗算有哪些公式？它們主要區(qū)別在哪里？提高重力壩穩(wěn)定性的工程措施有哪些？兩種

7、破壞類型：一種是壩體沿抗剪能力不足的薄弱層面產(chǎn)生滑動，包括沿壩與基巖接觸面的滑動以及沿壩基巖體內(nèi)連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的深層滑動；另一種是在荷載作用下，上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓發(fā)生壓碎區(qū)而引起傾倒滑移破壞。穩(wěn)定驗算公式： 單一安全系數(shù)法、極限狀態(tài)分析法 （1）抗剪強度公式 Ks=f(W-U)/ P （2）抗剪斷公式 Ks=f(W-U)+cA/ P公式主要區(qū)別：當(dāng)整個可能滑動面基本上都由軟弱結(jié)構(gòu)面構(gòu)成時，宜用抗剪強度公式計算，Ks值用；可能滑動面僅一部分通過軟弱結(jié)構(gòu)面，其余部分切穿巖體或混凝土，有條件提供一定抗滑力的抗力體時，應(yīng)采用抗剪斷公式核算， Ks。工程措施有：將壩

8、的迎水面做成傾斜或折坡行，利用壩面上的水重來增加壩體的抗滑穩(wěn)定；將壩基面開挖成傾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高穩(wěn)定性；利用地形地質(zhì)特點，在壩踵或壩趾設(shè)置深入基巖的齒墻，用以增加抗力提高穩(wěn)定性；采用有效的防滲排水或抽水措施，降低揚壓力；利用預(yù)加應(yīng)力提高抗滑穩(wěn)定性5、重力壩應(yīng)力分析的目的是什么？目前應(yīng)力分析的方法有哪幾種？材料力學(xué)的基本假定是什么？如何應(yīng)用材料力學(xué)法計算壩體的邊緣應(yīng)力和內(nèi)部應(yīng)力？目的：檢查壩體和壩基在計算情況下能否滿足強度的要求，并根據(jù)應(yīng)力分布情況進行壩體混凝土標號的分區(qū)；研究壩體某些部位的局部應(yīng)力集中和某些特殊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，以便采取加強措施。理論計算和模型試驗兩大類，理論計算

9、又分為材料力學(xué)法和彈性理論法等?；炯俣ǎ簤误w水平截面上的垂直正應(yīng)力呈直線分布，即可按材料力學(xué)的偏心受壓公式計算。6、擬定重力壩剖面的主要原則是什么？何謂重力壩的基本剖面？如何從基本剖面修改成實用剖面？主要原則：“既滿足穩(wěn)定和強度要求，又使體積最小和施工簡單運行方便”。重力壩的基本剖面：在主要荷載作用下滿足壩基面穩(wěn)定和應(yīng)力控制條件的最小三角形剖面?？紤]其他荷載和運用條件，修改壩頂寬度、壩頂高程和剖面形態(tài)，使其符合實際需要。7、重力壩為什么要分縫？縫有哪幾種類型？橫縫如何處理？止水如何布置？縱縫有哪幾種布置方式？為什么斜縱縫可以不進行水泥灌漿？分縫原因：防止在運用期由于溫度變化發(fā)生伸縮變形和地基

10、可能產(chǎn)生不均勻沉陷而引起裂縫，以及為了適應(yīng)施工期混凝土的澆筑能力和溫度控制等。分類：垂直于壩軸線的橫縫和平行于壩軸線的縱縫。橫縫處理：高壩的橫縫止水常采用兩道金屬止水片和一道防滲瀝青井，中低壩的止水可適當(dāng)簡化?？v縫布置方式：垂直縱縫、斜縫、錯縫。斜縱縫可以不進行水泥灌漿是因為縫面的剪應(yīng)力很小，可只在縫面上鑿毛、加設(shè)鍵槽。8、重力壩各部位對混凝土性能有哪些要求？如何進行壩體混凝土標號分區(qū)？區(qū)：上游庫水位及下游庫水位以上壩體表層混凝土，主要受大氣的影響，要求該層要有較高的抗凍性，耐久性；區(qū)：上、下游水位變化區(qū)的壩體表層混凝土，既受水的作用也受大氣的影響，要求該層有較高的抗凍和抗裂性；區(qū)：上、下游最

11、低水為以下壩體表層混凝土，受水的作用，要求該層有較高的強度和抗凍、抗裂性；區(qū)：與地基接觸的底層混凝土，受上部壩體自重和滲透揚壓力作用，要求該部位有較高的強度和抗裂性；區(qū)：壩體內(nèi)部混凝土，可以采用比壩基部位混凝土低一標號的混凝土，但要嚴格控制發(fā)熱量，以避免溫度應(yīng)力造成壩體開裂；壩體內(nèi)部混凝土的標號不應(yīng)低于 R90100，區(qū)：抗沖部位（如溢流面、泄水孔、閘墩、導(dǎo)墻等處）的混凝土，受高速水流的作用，要求該部位要有高強度，抗凍、抗沖刷、抗侵蝕性。9、重力壩的壩身和壩基排水的目的是什么？各如何布置？目的：減小滲水對壩體的有害影響，降低壩體中的滲透壓力布置方式：“在靠近上游壩面處應(yīng)設(shè)置排水管，將壩體滲水由

12、排水管排入廊道，再由廊道匯集于集水井，用水泵排向下游”，為了收集并排走由地基滲透進來的水，進一步降低壩底揚壓力，主排水孔一般設(shè)在基礎(chǔ)灌漿廊道的下游側(cè)，如基巖裂隙發(fā)育，還可在基巖表面設(shè)置排水廊道或排水溝。10、壩內(nèi)廊道的作用有哪些？不同用途的廊道設(shè)置部位和尺寸如何確定？廊道系統(tǒng)的布置原則是什么？壩內(nèi)廊道設(shè)置應(yīng)兼顧基礎(chǔ)灌漿、排水、安全監(jiān)測、檢查維修、運行操作和壩內(nèi)交通等多種用途?；A(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)灌漿機具尺寸和工作空間要求確定，寬度宜為253om，高度宜為3035m。交通及監(jiān)測廊道最小寬度宜為12m，最小高度直為22m。廊道系統(tǒng)的布置原則：高、中壩內(nèi)必須設(shè)置基礎(chǔ)灌漿廊道?；A(chǔ)灌漿廊道的

13、縱向坡度應(yīng)緩于450，坡度較陡的長廊道，應(yīng)分段設(shè)置安全平臺及扶手。當(dāng)兩岸坡度陡于450 時，基礎(chǔ)灌漿廊道可分層布置，并用豎井連接?；A(chǔ)灌漿廊道底板混凝土厚度不宜小于3m。11、混凝土重力壩施工期產(chǎn)生裂縫的原因為何？防止裂縫的主要措施是什么？產(chǎn)生裂縫的原因：當(dāng)混凝土塊體不能自由伸縮而受到約束時，就要產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力時，則要產(chǎn)生溫度裂縫。措施：加強溫度控制、提高混凝土的抗裂強度、保證混凝土的施工質(zhì)量和采用合理的分縫、分塊等。12、重力壩對地基有哪些要求？為什么有這些要求？帷幕灌漿和固結(jié)灌漿的作用是什么？斷層破碎帶處理方式有哪些？有足夠的強度，以承受壩體的壓力；具有足夠的

14、整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷的要求；具有足夠的抗?jié)B性，以滿足壩基滲透穩(wěn)定和減少滲透的要求；具有足夠的耐久性以防止在水的長期作用下基巖性質(zhì)發(fā)生惡化。固結(jié)灌漿目的：提高基巖整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，并提高基巖的抗壓、抗剪強度；降低壩基的滲透性，減少滲透量。帷幕灌漿目的：降低壩基的滲透壓力，減少滲透流量；防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機械或化學(xué)管涌，即防止基巖裂隙中的充填物被帶走或溶濾。對于傾角較大或與基面接近垂直的軟弱破碎帶，常采用混凝土梁或混凝土拱加固；對于傾角較小的軟弱破碎帶，除適當(dāng)加深表層混凝土塞外，還要在較深的部位沿破碎帶開挖若干個斜井和平洞，然后用混凝土回填密實。（三

15、）拱壩1、拱壩和重力壩的工作條件有何不同？重力壩完全靠自重維持穩(wěn)定，拱壩利用筑壩材料強度承擔(dān)以軸向壓力為主的拱內(nèi)力，并由兩岸拱端巖體來支撐拱端推力。2、拱壩對地形、地質(zhì)條件有何要求？河谷形狀對拱壩剖面和荷載分配有何影響？地形指標包括壩頂高程處的河谷寬度L和壩高H之比（稱L/H為寬高比）及河谷斷面形狀較理想的地質(zhì)條件是巖石均勻單一，有足夠的強度，透水性小，耐久性好，兩岸拱座基巖堅固完整，邊坡穩(wěn)定，無大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層，能承受拱端傳來的巨大推力而不致產(chǎn)生過大的變形，尤其要避免兩岸邊坡存在向河床傾斜的節(jié)理裂隙或構(gòu)造。河谷的寬高比愈小，說明河谷愈窄深。此時拱壩水平拱圈跨度相對較短，懸臂梁高度相對較

16、大，即拱的剛度大，拱作用容易發(fā)揮，可將荷載大部分通過拱作用傳給兩岸，壩體可設(shè)計的薄些，反之設(shè)計得厚些；河谷的斷面形狀，V形河谷，拱圈跨度自上而下逐漸減小，拱剛度逐漸增強，拱可做得薄些；U形河谷，拱圈跨度自上而下幾乎不變，拱剛度不增加而水壓力增加，需增加梁的剛度，做得厚些；梯形河谷介于V形和U形之間；河谷在平面上的形狀應(yīng)呈喇叭口，以使兩岸拱座下游有足夠厚的巖體來維持壩體的穩(wěn)定。3、選取拱圈中心角要考慮哪些因素？這些因素之間的關(guān)系如何？中心角愈大，拱圈厚度愈小，說明中心角愈大，材料強度可得到充分利用，對應(yīng)力有利；反之，拱圈中心角減小，半徑愈大，拱作用減弱，要求加大拱圈厚度。加大中心角使拱圈弧長增加

17、，在一定程度上會抵消一部分由減小拱厚所節(jié)省的工程量。從經(jīng)濟和應(yīng)力角度考慮，采用較大中心角有利但拱端軸力方向?qū)⑾蝽槑r坡等高線方向偏轉(zhuǎn)，對壩肩穩(wěn)定不利。4、單曲拱壩、雙曲拱壩各有什么優(yōu)缺點？各適用什么場合？單曲拱，又稱為定外半徑定中心角拱，對U型或矩形斷面的河谷，其寬度上下相差不大，各高程中心角比較接近，外半徑可保持不變，僅需下游半徑變化以適應(yīng)壩厚變化的要求。特點：施工簡單，直立的上游面便于布置進水孔和泄水孔及其設(shè)備，但當(dāng)河谷上寬下窄時，下部拱的中心角必然會減小，從而降低拱的作用，要求加大壩體厚度,不經(jīng)濟。雙曲拱壩，變外半徑等中心角，變外半徑變圓心。特點：拱壩應(yīng)力條件較好，梁呈彎曲形狀，兼有拱的作

18、用，更經(jīng)濟，但有倒懸出現(xiàn)，設(shè)計及施工較復(fù)雜。適用：對于底部狹窄的“V”字形河谷可考慮采用單曲拱壩；對“V”、“U”型河谷都適用雙曲拱壩。5、雙曲拱壩的倒懸是怎樣形成的？如何處理拱壩過大的倒懸度？因上下層拱圈半徑或中心角的變化，容易形成上層壩面突出下層壩面，即產(chǎn)生倒懸，以兩岸最為明顯。使靠近河岸壩段上游面維持直立，而河床中部壩段俯向下游；使河床中部壩段直立，而河岸壩段向上游倒懸，此時在上游側(cè)加設(shè)臨時的混凝土支撐或通過開挖做成基礎(chǔ)支持；協(xié)調(diào)前兩種方案，使河床壩段稍俯向下游，河岸壩段稍向上游倒懸。（四）土石壩 1、設(shè)計和建造土石壩的基本要求有哪些？壩體和壩基在施工期及各種運行條件下都應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的；不

19、允許壩頂過流；根據(jù)上堵下排的原則，確定合理的防滲體形式，加強壩體與壩基、岸坡與其他建筑物連接處的防滲效果，布置有效的排水及反濾設(shè)施，避免大壩發(fā)生滲透破壞；對壩頂和邊坡采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施；進行大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，布置觀測設(shè)備，監(jiān)控大壩安全運行。2、土石壩有哪些基本類型？各自的優(yōu)缺點及適用的場合如何？按施工方法可分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破壩、水力沖填壩和水中倒土壩。碾壓式混凝土壩按壩體橫截面的防滲材料及其結(jié)構(gòu)可分為均質(zhì)壩、分區(qū)壩、人工防滲材料壩。均質(zhì)壩：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，當(dāng)壩址附近有合適的土料且壩高不大時可優(yōu)先采用，防滲性好；抗剪強度低，且施工碾壓困難，在多雨地區(qū)受含水量影響更難

20、壓實，因而高壩中一般不采用。分區(qū)壩：心墻與壩體同步上升，施工難度大，心墻料與壩殼料固結(jié)速度不同，心墻內(nèi)易產(chǎn)生拱效應(yīng)而形成裂縫；斜墻相互干擾少，但抗震性能和適應(yīng)不均勻沉陷的能力均不如心墻；斜心墻壩可不同程度克服心墻壩和斜墻壩的缺點。人工防滲材料壩：壩坡設(shè)計較陡，土石工程量減少，工程造價低，施工方便工期短，受氣候因素影響小。拋填式堆石壩：堆石體孔隙率大，承受水壓力后變形量大，石塊尖角容易被壓裂或減裂，抗剪強度較低，目前已很少采用。水力充填壩：不需運輸機械和碾壓機械，功效高，成本低，缺點是土料的干容重較小，抗剪強度較低，需要平緩的壩坡，壩體土方量較大。水中倒土壩：不需要專門的重型碾壓設(shè)備，但由于壩體

21、填土干容重低，孔隙水壓力大，抗剪強度小，故壩坡平緩，工程量大。定向爆破壩：適用于河谷陡峻、山體厚實、巖性簡單交通運輸條件極為不便的地區(qū)。3、影響土石壩壩坡的因素有哪些？如何影響？土石壩剖面如何擬定？上游壩坡長期處于飽和狀態(tài)，加之水庫水位有可能快速下降。使其處于不穩(wěn)定地位。 土質(zhì)防滲體斜墻壩上游壩坡的穩(wěn)定受斜墻土料特性控制。粘性土料的穩(wěn)定壩坡為一曲面，由粉土，砂，輕壤土修建的均質(zhì)壩，透水性大，為保持滲流穩(wěn)定性，放緩坡度 當(dāng)壩基或壩體土料沿壩軸線分布不一致時，讓壩坡?lián)Q面變化。根據(jù)壩高，壩的等級，壩型，筑壩材料特性，壩基情況以及施工，運行條件等參照工程的實踐經(jīng)驗初步擬定。然后通過滲流和穩(wěn)定的分析檢驗

22、，最終擬定合理剖面形狀。4、如何根據(jù)土石壩的工作特點和土石料的性質(zhì)來進行壩各部位的土料設(shè)計？壩殼對土石料要求：（1）填筑壩殼的土石料，應(yīng)具有較好的透水性，以減少壩體內(nèi)孔隙壓力和滲 透力 具有較高的抗剪強度，以減少壩體工程量。 具有一定的抗?jié)B穩(wěn)定性，不易發(fā)生管涌，土石料級配要求好，不均勻系數(shù)宜大些。 應(yīng)具有較好的抗震穩(wěn)定性，不易遇震發(fā)生液化。壩殼材料采用石渣料。防滲體對土石料的要求： 應(yīng)具有一定的不透水性，要求滲透系數(shù) K時，波浪運動不受庫底的約束，這樣條件下的波浪稱為深水波。13、土壩排水體的基本型式有 貼坡排水、棱體排水、褥墊排水、管式排水、綜合式排水。14、滲流會對土石壩帶來_管涌_、_流

23、土_和影響_接觸_沖刷、接觸流土_三類問題。15、用拱梁法進行拱壩應(yīng)力分析時，對水平荷載的拱梁分載是基于梁和拱的_交點變位一致_條件。（二）簡答題1、請簡要敘述拱壩的結(jié)構(gòu)特點與受力特點？答：受力特點：壩體結(jié)構(gòu)是由水平的拱圈和豎向的懸臂梁共同組成。拱壩所承受的水平荷載一部分通過水平拱的作用傳給兩岸的基巖，另一部分通過豎向的懸臂梁的作用傳到壩底基巖。結(jié)構(gòu)特點：拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部分發(fā)生局部開裂時，壩體的拱和梁作用將會自行調(diào)整，使壩體應(yīng)力重新分配。2、土壩為什么要進行滲流計算？答：土壩（土石壩）的滲流計算是為了確定經(jīng)濟可靠地壩型、合理的結(jié)構(gòu)尺寸以及適

24、宜的防滲排水設(shè)施，尤其是后一條，是水工設(shè)計的依據(jù)3、重力壩壩體材料分哪幾個區(qū)？對材料有什么要求？答：混凝土重力壩壩體各部位的工作條件及受力條件不同，對混凝土材料性能指標的要求也不同。為了滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費用，把安全與經(jīng)濟統(tǒng)一起來，通常將壩體混凝土按不同工作條件進行分區(qū)，選用不同的強度等級和性能指標。一般分為，下面6個區(qū)：區(qū)一上、下游水位以上壩體表層混凝土，其特點是受大氣影響；區(qū)一上、下游水位變化區(qū)壩體表層混凝土，即受水的作用也受大氣影響；區(qū)一上、下游最低水位以下壩體表層混凝土；區(qū)一壩體基礎(chǔ)混凝土；區(qū)一壩體內(nèi)部混凝土；區(qū)一抗沖刷部位的混凝土如溢流面、泄水孔、導(dǎo)墻和閘墩

25、等)4、土壩的壩坡穩(wěn)定分析要分析哪些工況？答：施工期、穩(wěn)定滲流期、水庫水位降落期、地震作用時5、選定壩址要考慮那些情況？答：簡單說來：1、首先要了解地形、地質(zhì)條件。地形：河谷狹窄的適合建拱壩，河床寬的適合建重力壩和土石壩。地質(zhì)：覆蓋層淺，適合混凝土壩；覆蓋層深，適合土石壩。地質(zhì)條件基本要求：沒有大的地質(zhì)構(gòu)造，整體穩(wěn)定；對于拱壩，要求壩肩壩基巖石條件較好。2、綜合考慮。交通條件：有沒有適合的地形、足夠的條件可以運輸建壩物資。流域總體規(guī)劃：一般不到下游水庫的尾水回水范圍內(nèi)；本水庫的尾水與上游電站的關(guān)系同樣考慮。樞紐布置：是否適合電站廠房、泄洪建筑、航道等建筑物的布置。建筑材料：壩址附近需要有充足的

26、混凝土骨料、壩體填筑料。總體造價：多個壩趾方案進行造價比較，選擇較經(jīng)濟、技術(shù)可行的壩趾。6、請簡要敘述拱壩的結(jié)構(gòu)特點與受力特點？答：受力特點：壩體結(jié)構(gòu)是由水平的拱圈和豎向的懸臂梁共同組成。拱壩所承受的水平荷載一部分通過水平拱的作用傳給兩岸的基巖，另一部分通過豎向的懸臂梁的作用傳到壩底基巖。結(jié)構(gòu)特點：拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部分發(fā)生局部開裂時，壩體的拱和梁作用將會自行調(diào)整，使壩體應(yīng)力重新分配。7、拱壩壩址對地形地質(zhì)的要求有哪些？答：理想的地形應(yīng)是左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承以保證壩體的穩(wěn)定。對地

27、質(zhì)的要求：巖體比較均勻、堅固完整、有足夠的強度、透水性小、能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化、岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂等。8、拱壩溫度荷載的定義是什么？簡述溫度荷載對拱壩壩體的作用？答：拱壩的溫度荷載是指壩體封拱形成整體后的溫度變化。當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時，壩軸線收縮，使壩體向下游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力的方向與水壓力作用所產(chǎn)生的相同，但軸力方向相反。當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時，壩軸線伸長，使壩體向上游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力的方與水壓力產(chǎn)生的相反，但軸力方向相同。9、簡述拱壩建基面設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意的幾個問題是什么。答：1）巖體質(zhì)量分級與合理選取力學(xué)參數(shù)；2）弱風(fēng)化巖體的可利用問題；3）建基巖體的穩(wěn)定性問題

28、；4）建基面巖體的強度問題；5）高地應(yīng)力區(qū)建基巖體的選擇。10、簡述土壩地基處理的內(nèi)容。答：1）、徹底清除壩基砂卵石層，開挖至基巖2）、土石壩填筑好后，做混凝土防滲墻3）、帷幕灌漿、接觸灌漿（三）計算題 1、某重力壩壩體尺寸和比較分析的壩基防滲帷幕、排水孔幕等布置如圖1所示。請分別計算揚壓力大小，并分析應(yīng)采用的壩基防滲、排水布置和原因。圖1 （單位：m）1帷幕中心線；2排水孔中心線；3水平止水2、已知實體重力壩壩體混凝土容重為235kNm3，水容重為98kNm3，壩與地基間的摩擦系數(shù)f，要求的大壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為105，試問：(1)當(dāng)壩底揚壓力折減系數(shù)分別為和時，壩的基本三角形剖面尺寸各是多

29、少?(2)計算上述情況的工程量相差多少?(3)應(yīng)如何按照實用要求修改基本剖面?3、重力壩削面尺寸如圖3所示。已知：巖石的飽和容重為m3，壩與基巖間的、，建基面下10.0m有水平軟弱夾層，其摩擦系數(shù)f，在壩趾區(qū)有傾向上游、傾角150的密布節(jié)理裂隙；荷載只考慮自重(壩體自重83萬kN)靜水壓力和揚壓力；揚壓力在排水孔幕處折減系數(shù)為025；地基巖體不能承受拉應(yīng)力，允許抗壓強度為30MPa 壩為2級建筑物，按規(guī)范規(guī)定選取抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 試問： (1)沿建基面和軟弱夾層面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為多少?(2)如果KcKc，請?zhí)岢隹赡艿奶幚泶胧?，并分析哪種措施更為經(jīng)濟合理。 4、試說明圖4所示重力壩壩面A、

30、B兩點的兩個主應(yīng)力方向和其中個主應(yīng)力大小。圖3 （單位：m） 圖4（高程單位：m） 5、請根據(jù)以下原始資料選擇壩型擬定壩體輪廓尺寸(含排水設(shè)備)。河床基巖0m，地基表面5m，該5m厚為砂礫石覆蓋，干容重d=m3,k=10-2cms,=40,c=0.。巖基為弱風(fēng)化巖層k=10-6cms。壩址區(qū)上游10.5km范圍內(nèi)有豐富的重壤土，壓實后干容重為162kNm3(=20%)，k=10-5cms,。壩址下游12km范圍內(nèi)河床有豐富的砂礫石，壓實后d=m3,k=10-2cms,=40,c=0。；兩岸有供開采的豐富的花崗臺風(fēng)化料、壓實后d=m3, k=10-2cms,=42,水位規(guī)劃指標為：正常高水位70

31、o m，相應(yīng)尾水位55m；設(shè)計洪水位725m，相應(yīng)尾水位8.0 m；校核洪水位74.5m，相應(yīng)尾水位11.0 m；死水位40.0 m。汛期多年平均最大風(fēng)速155ms，方向垂直壩面，水庫吹程5o km，壩頂無交通要求。 成果要求： (1)說明書一份。描述與論證壩型選擇；論述主要構(gòu)造與尺寸；計算壩頂高程 (2)土壩橫斷面設(shè)計圖一張(用方格紙繪制)。主要構(gòu)造：如壩頂、護坡、馬道設(shè)備和壩基防滲等中的一項。6、某斜墻土壩剖面如圖6所示，上下游壩M護坡、斜墻上下游反濾層、截水墻反濾和與地基連接末畫出； 上下游水位均系正常水位。要求：(1)計算滲透流量；(2)計算浸潤線，并用方格紙畫出；(3)斜墻最大滲透坡

32、降在何處為最大？最大值為多少？(4)說明采用貼坡排水的合理性。圖6 圖注：單位：m；三、測驗作業(yè)二(一)簡答題：1、如何布置水閘的地下輪廓？答：粘土地基滲透系數(shù)小，土粒間具有粘著力，不易管涌；但摩擦系數(shù)小，不利于閘室穩(wěn)定，。所以在粘土地基上，防滲布置主要應(yīng)考慮如何降低滲透壓力，以提高閘室的抗滑穩(wěn)定性。因此，可以考慮將排水設(shè)備延伸到閘底板下。粘土地基一般只用水平鋪蓋而不用板樁。 砂性土的特性是摩擦系數(shù)大，對抗滑穩(wěn)定有利，但滲透性較強，容易產(chǎn)生管涌。因此防滲布置主要考慮如何延長滲徑來降低滲透流速或坡降，以防止?jié)B透變形，而對降低滲透壓力的要求則相對較低。當(dāng)砂層較厚時,可采用鋪蓋與板樁相結(jié)合的布置形式

33、，排水設(shè)施布置在閘底板之后的護坦下.必要時還可以在鋪蓋始端增設(shè)短板樁.如砂層較薄，下面有相對不透水層時，應(yīng)用板樁將砂層切斷。對于粉砂地基， 為防止地基液化，通常采用封閉式布置。2、水閘由那幾部分組成其作用是什么？答：水閘的組成：1）閘室段：主要作用是控制水位、連接兩岸和上下游，它是水閘的主體。由底板、閘墩、胸墻、排架、工作橋、啟閉機房、閘門、啟閉機、交通橋、檢修便橋組成。2）上游連接段：由鋪蓋、護底、翼墻、護坡組成。主要作用是引導(dǎo)水流平順地進入閘室，防止水流沖刷灑床和岸坡、降低滲透水流在閘底和側(cè)旁兩個方面對水閘的不利影響。3）下游連接段：由消力池、護坦、海漫、防沖槽、翼墻、護坡組成。主要作用是

34、引導(dǎo)水流平順地出閘和均勻地擴散，防止下游河床及岸坡的沖刷。3、對軟基進行地基處理的目的是什么？分別說明不同目的所常用的地基處理方法。答：地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。（1）提高地基的抗剪強度（2）降低地基的壓縮性（3）改善地基的透水特性（4）改善地基的動力特性（5）改善特殊土的不良地質(zhì)特性地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。預(yù)壓加固、換土墊層、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)4、發(fā)生在泄水建筑物上的不良水力現(xiàn)象有哪些？答：高速水流、空蝕、負壓、洞身振動和破壞5、蓄水樞紐布置要考慮哪些因素？答：1)壩址、壩型選擇和樞紐布置應(yīng)與施工

35、導(dǎo)流、施工方法和施工期限等結(jié)合考慮，要在較順利的條件下縮短工期。2）樞紐布置應(yīng)滿足建筑物在布置上的要求，保證各個建筑物在任何條件下都能正常工作。3）在滿足建筑物強度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價和年運轉(zhuǎn)費用。4）樞紐中各個建筑物布置緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少連接建筑物。5）盡可能使部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益。6）樞紐的外觀應(yīng)與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。6、過壩建筑物都有哪些種類？答：通航、過木、過魚建筑物。7、正槽式溢洪道泄槽最好采用直線、等寬、定坡布置，為什么?而實際工程經(jīng)常采用收縮段、彎道段、擴散段、變坡，為什么?答：泄槽在平面上盡可能采用直線、等寬、

36、對稱布置，這樣可使水流平順、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。但在實際工程中，由于地形、地質(zhì)等原因，或從減少開挖、處理洪水歸河有利效能等方面考慮，常需設(shè)置收縮段、擴散段或彎曲段。8、簡述側(cè)槽溢洪道與正槽溢洪道的不同點。答：正槽溢洪道。泄槽與溢流堰正交，過堰水流與泄槽軸線方向一致。側(cè)槽溢洪道。溢流堰大致沿等高線布置，水流從溢流堰泄入與堰軸線大致平行的側(cè)槽后，流向作近90轉(zhuǎn)彎，再經(jīng)泄槽或隧洞流向下游。9、深式泄水隧洞有哪些工作特點？答：水力特點：泄水排沙隧洞為深式進口，作用水頭大、流速高，泄流量增加慢。結(jié)構(gòu)特點：地下結(jié)構(gòu)擴建困難；開挖后圍巖變形產(chǎn)生圍巖壓力需設(shè)施工臨時支護和襯砌，地下水位引起外水壓力。同時有壓洞

37、圍巖具有抵抗襯砌受內(nèi)壓向外變形作用。施工特點：工作面小、工序多、干擾大。10、在水工隧洞閘門處為什么要設(shè)置平壓管和通氣管？答：1）通氣孔，當(dāng)閘門部分開啟時，孔口處的水流流速很大，門后的空氣會被水流帶走，形成負壓區(qū)，引起空蝕破壞使閘門振動，危及工程的安全運行。因此，對設(shè)在泄水隧洞進口或中部的閘門之后應(yīng)設(shè)通氣孔，通氣孔在隧洞運用中，承擔(dān)著補氣、排氣的雙重任務(wù)，對改善流態(tài)、避免運行事故起著重要的作用。通氣孔進口必須與閘門啟閉機室分開設(shè)置，以免充氣或排氣時，因風(fēng)速太大，影響工作人員的安全。通氣孔在洞內(nèi)出口應(yīng)僅靠閘門的下游面，并盡量在洞頂，以保證在任何流態(tài)下都能充分通氣。通氣孔管身應(yīng)順直，減少轉(zhuǎn)彎突變，

38、以減小阻力。2）平壓管，為了減小啟門力，往往要求檢修門在靜水中開啟。為此，應(yīng)設(shè)置平壓管。檢修工作結(jié)束后，在開啟檢修門之前，先打開平壓管的閥門，將水放進兩道門之間，使檢修門兩側(cè)的水壓平衡，此時在靜水中開啟檢修門，可大大減小啟門力。11、隧洞一般采用的斷面形式？并說明其適應(yīng)條件。答：斷面形式有：圓形、馬蹄形、方圓形，對于有壓隧洞一般采用圓形斷面，對于無壓隧洞一般采用門洞形或馬蹄形。12、什么是圍巖壓力？什么是彈性抗力？它們對襯砌各有什么影響？答：圍巖壓力指引起地下開挖空間周圍巖體和支護變形或破壞的作用力。它包括由地應(yīng)力引起的圍巖力以及圍巖變形受阻而作用在支護結(jié)構(gòu)上的作用。彈性抗力是使洞室圍巖產(chǎn)生一個單位徑向變形所需要的壓力或所引起的巖體反力。作用在襯砌上的主要是鉛直向下的圍巖壓力，側(cè)向圍巖壓力只在松軟破碎的巖層中才需要考慮。彈性抗力的存在，說明襯砌能與圍巖共同工作，從而減少由荷載特別是內(nèi)水壓力產(chǎn)生的襯砌內(nèi)力，對襯砌是有利的。13、噴錨襯砌的工作原理是什么？噴錨支護在洞室開挖后， 支