第三章拱坝
第一节概述
一、拱坝的特点
●结构特点：拱坝是一空间壳体结构,坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成。
坝体结构既有拱作用又有梁作用。其所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。
拱坝两岸的岩体部分称作拱座或坝肩；位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁，一般位于河谷的最深处。
拱坝示意图
拱坝平面及剖面图
●稳定特点：拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用。
●内力特点：拱结构是一种推力结构，在外荷作用下内力主要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度，从而坝体厚度就越薄。
拱坝是一高次超静定结构，当坝体某一部位产生局部裂缝时，坝体的梁作用和拱作用将自行调整，坝体应力将重新分配。所以，只要拱座稳定可靠，拱坝的超载能力是很高的。混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的5—11倍。
●性能特点：拱坝坝体轻韧，弹性较好，整体性好，故抗震性能也是很高的。拱坝是一种安全性能较高的坝型。
●荷载特点：拱坝坝身不设永久伸缩缝，其周边通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要
荷载。
●泄洪特点：在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。目前坝顶溢流或坝身孔口泄水的单宽流量已超过200m3/（s.m）。
●设计和施工特点：拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大，因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高。
二．拱坝对地形和地质条件的要求
（一）对地形的要求
左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。坝端下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定
以“厚高比”T/H来区分拱坝的厚薄程度。当T/H<0.2时，为薄拱坝；当T/H=0.2~0.35时，为中厚拱坝；当T/H>0.35时，为厚拱坝或重力拱坝。
坝址处河谷形状特征用河谷“宽高比”L/H及河谷的断面形状两个指标来表示。
L/H值小，说明河谷窄深，拱的刚度大，梁的刚度小，坝体所承受的荷载大部分是通过拱的作用传给两岸，因而坝体可较薄。反之，当L/H值很大时，河谷宽浅，拱作用较小，荷载大部分通过梁的作用传给地基，坝断面较厚。
在L/H<2的窄深河谷中可修建薄拱坝；
在L/H=2~3的中等宽度河谷中可修建中厚拱坝；
在L/H=3~4.5的宽河谷中多修建重力拱坝；
在L/H＞4.5的宽浅河谷中，一般只宜修建重力坝或拱形重力坝。
左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用，靠近底部水压强度最大，但拱跨短，因而底拱厚度仍可较薄；U形河谷靠近底部拱的作用显著降低，大部分荷载由梁的作用来承担，故厚度较大，梯形河谷的情况则介于这两者之间。
河谷形状对荷载分配和坝体剖面的影响
（二）对地质的要求
基岩均匀单一、完整稳定、强度高、刚度大、透水性小和耐风化等。
两岸坝肩的基岩必须能承受由拱端传来的巨大推力、保持稳定并不产生较大的变形。
三．拱坝的形式
1．按拱坝的曲率分：单曲和双曲之分。
2．按水平拱圈形式分：圆弧拱坝、多心拱坝、变曲率拱坝（椭圆拱坝和抛物线拱坝等）。
单双曲拱坝示意图
拱坝的各种水平拱圈型式
第二节 拱坝的荷载及组合
一．拱坝的设计荷载 （一） 一般荷载的特点 １．水平径向荷载
● 水平径向荷载种类：静水压力、泥沙压力、浪压力及冰压力。
● 荷载的分配：静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过拱梁分载法来确定拱系和梁系上的荷载分配。
● 计算：水平径向静水压力的计算如下：
式中： P —作用于坝面的静水压力强度；
γ—水的重度；
h —计算点处的水深。
将P 转化为拱轴线上的压力强度P ’时，则
R
pR p u
=
/ 式中R u 、R 分别为拱圈外弧半径和平均半径。 2．自重
● 荷载的分配：全部自重应由悬臂梁承担。
● 荷载的计算：如图所示，截面A 1与A 2间的坝块自重G 可按辛普森公式计算：
))(4(6
1
21KN A A A Z G m h ++?=γ
式中： r h —混凝土重度，kN/m 3
； ΔZ —计算坝块的高度，m ；
A 1、A 2、A m —分别为上、下两端和中间截面的面积，m 2
。
坝块自重计算图
3．扬压力
● 扬压力的特点：拱坝坝体一般较薄，坝体内部扬压力对应力影响不大，对薄拱坝通常可忽略不计。
（二） 温度荷载
● 原因：拱坝为一超静定结构，在上下游水温、气温周期性变化的影响下，坝体温度将随之变化，并引起坝体的伸缩变形，在坝体内将产生较大的温度应力。温度荷载是拱坝设计的主要荷载。
● 封拱温度:拱坝系分块浇筑，经充分冷却，当坝体温度逐渐降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，形成整体。拱坝封拱一般选在气温为年平均气温或略低于年平均气温时进行。封拱时温度愈低，建成后愈有利于降低坝体拉应力。在封拱时的坝体温度称作封拱温度。
h
p γ=
● 温度荷载:是指拱坝形成整体后，坝体温度相对于封拱温度的变化值。
● 温降当坝体温度低于封拱温度时，称温降，拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向相同，但轴力方向相反；
● 温升当坝体温度高于封拱温度时，称温升，拱圈将伸长并向上游变位，如图3-9（b ），由此产生的弯矩、剪力和位移的方向与库水压力所产生的方向相反，但轴力方向则相同。因此，在一般情况下，温降对坝体应力不利；温升将使拱端推力加大，对坝肩稳定不利。
坝体由温度变化的变形示意图
● 温度荷载的种类：均匀温度变化（t 1）等效线性温差（t 2）非线性温度变化（t 3） 1．均匀温度变化（t 1） 这是温度荷载的主要部分。 2．等效线性温差（t 2）
水库蓄水后，由于水库水温变幅小于下游气温变幅，故沿坝厚常有温度梯度t 2/T 。它对拱圈力矩的影响较大，而对拱圈轴向力和悬臂梁力矩的影响很小。在中、小型工程中一般可不考虑。
3．非线性温度变化（t 3）
它是以坝体温度变化曲线上扣去t 1和t 2后的剩余部分，产生局部应力，在拱坝设计中一般可略去不计。
对于中、小型拱坝，可视情况采用下列经验公式作拱坝的温度荷载计算：
44
.257.571+=T t （0
C ）
或 39
3471?+=T t （0C ）
拱圈截面温度变化图
（三） 地震荷载
二．拱坝的荷载组合
● 荷载组合:基本组合和特殊组合两类。
重力坝的基本荷载和特殊荷载划分也适用于拱坝，只是在基本荷载中还应列入温度荷
载。
拱坝的荷载组合应根据荷载同时作用的可能性，选择最不利情况。
第三节 拱坝的布置
一．水平拱圈参数的选择
1．拱中心角2φA ● “圆筒公式”：
2
sin 2l T R R PR T
A U U
=+
==
φσ
A
P lp T φσsin )2(2-=
或 2sin p T lp A +=φσ
式中： T —拱圈厚度；
σ—拱圈截面的平均应力； l —拱圈平均半径处半弦长； R U 、R —外弧半径、平均半径。
园弧拱圈
● 分析结论：（1）当应力条件相同时，拱中心角2φA 愈大（即R 愈小）拱圈厚度T 愈小，就愈经济。但中心角增大也会引起拱圈弧长增加，抵消了一部分由减小拱厚所节省的工程量。过计算，可以得出拱圈体积最小时的中心角2φA =133°34′。
（2）当拱厚T 一定，拱中心角愈大，拱端应力条件愈好。采用较大中心角比较有利，但选用很大的中心角将很难满足坝肩稳定的要求。
（3）从有利于拱座稳定考虑，要求拱端内弧面切线与可利用岩面等高线的夹角不得小于30°。过大的中心角将使拱端内弧面切线与岩面等高线的夹角减小，对拱座稳定不利。因此，拱圈中心角在任何情况下都不得大于120°。
（4）一般情况下可使顶拱中心角采用实际可行的最大值，往下拱圈的中心角逐渐减小。坝体顶拱最大中心角应根据不同的水平拱圈型式，采用90°～110°。底拱中心角在50°～80°之间选取。
2.水平拱圈的形态
合理的水平拱圈应当是压力线接近拱轴线，使拱截面内的压应力分布趋于均匀。 ● 三心圆拱：由三段圆弧构成的三心圆拱，通常两侧弧段的半径比中间的大，从而可以减小中间弧段的弯矩，使压应力分布均匀，改善拱端与两岸岩体的连接条件，更有利于坝肩的岩体稳定。美国、葡萄牙等国采用三心圆拱坝较多，我国的白山拱坝、紧水滩拱坝和正在施工的李家峡都是采用的三心圆拱坝。
● 变曲率拱：椭圆拱、抛物线拱等变曲率拱，拱圈中段的曲率较大，向两侧逐渐减小，使拱圈中的压力线接近中心线，拱端推力方向与岸坡等高线的夹角增大，有利于坝肩岩体的抗滑稳定。我国在建的二滩、东风水电站就是采用的抛物线拱坝。
二．拱坝平面布置形式 1． 等半径拱坝
定圆心等外半径拱坝
2．等中心角拱坝
这种坝型为了维持圆心角为常数，拱坝的上、下游均形成扭曲面，并且出现倒悬，在靠近两岸部分均倒向上游。
等中心角拱坝
3．变半径、变中心角拱坝
变半径、变中心角拱坝改善了应力状态，是一种较好的坝型。
变半径变中心角拱坝
4．双曲拱坝
优点：梁系呈弯曲的形状，兼有垂直拱的作用，垂直拱在水平拱的支撑下，将更多的水荷载传至坝肩；垂直拱在水荷载作用下上游面受压，下游面受拉，而在自重作用于下则与此相反，因而应力状态可得到改善，材料强度得到更充分的发挥。
双曲拱坝
三．拱冠梁的形式和尺寸
拱冠梁尺寸示意图
坝顶厚度T C一般按工程规模、运行和交通要求确定，如无交通要求，一般采用3~5m。
坝底厚度T B是表征拱坝厚薄的一项控制数据。
初拟拱冠梁厚度可采用《水工设计手册》建议的公式。
π?2
1
232??
? ?
?=E R R T f
C C 轴 （m ）
]σH L T B
-
=7.0 （m ）
[]
σH
H HL
T 45.045.0385.0= （m ） 式中： T C 、T B 、T 0.45H —分别为拱冠顶厚、底厚和0.45H 高度处的厚度，m ；
φC —顶拱的中心角，rad ； R 轴—顶拱中心线的半径，m ； R f —混凝土的极限抗压强度，kPa ； E —混凝土的弹性模量，kPa ；
L —两岸可利用基岩面间河谷宽度沿坝高的均值，m ； H —拱冠梁的高度，m ；
[σ]—坝体混凝土的容许压应力，kPa ；
L 0.45H —拱冠梁0.45H 高度处两岸可利用基岩面间的河谷宽度,m 。
四、拱坝布置要求和步骤
（一）布置要求
1．基岩轮廓线连续光滑 2．坝体轮廓线连续光滑 （二） 布置的步骤
拱坝布置示意图
（1）定出开挖深度，画出可利用基岩面等高线地形图。
（2）在可利用、将顶拱轴线绘在透明纸上，以便在地形图上移动，尽量使拱轴线与基岩等高线在拱端处的夹角不小于30°，并使两端夹角大致相同。
（3）初拟拱冠梁剖面尺寸，自坝顶往下，一般选取5~10道拱圈，绘制各层拱圈平面图。各层拱圈的圆心连线在平面上最好能对称于河谷可利用岩面的等高线，在竖直面上圆心连线应为连续光滑的曲线。
（4）切取若干铅直剖面，检查其轮廓线是否光滑连续，确定倒悬程度。并把各层拱圈的半径、圆心位置以及中心角分别按高程点绘，连成上、下游面圆心线和中心角线。
（5）进行应力计算和坝肩岩体抗滑稳定校核。
（6）将坝体沿拱轴线展开，绘成拱坝上游或下游展视图，显示基岩面的起伏变化，对于突变处应采取削平或填塞措施。
（7）计算坝体工程量，作为不同方案比较的依据。
第四节拱坝的应力分析
一.应力分析方法综述
（一）纯拱法
纯拱法假定坝体由若干层独立工作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。纯拱法没有反映拱圈之间的相互作用。由于假定荷载全部由水平拱承担，不符合拱坝的实际受力状况，因而求出的应力一般偏大。
（二）拱梁分载法
拱梁分载法是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处变位一致的条件来确定。荷载分配以后，梁是静定结构；拱的应力可按纯拱法计算。荷载分配可采用试载法。
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圈作为计算单元进行荷载分配，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很多。
（三）有限元法
（四）壳体理论计算方法
（五）结构模型试验
二．地基变形计算
拱坝是超静定结构，地基变形对坝体的变形和应力影响很大，设计时必须加以考虑。
三．纯拱法
四．拱梁分载法
（一）基本原理
应用拱梁分载法关键是拱梁系统的荷载分配。拱系和梁系承担的荷载要根据拱梁各交点（称为共轭点）变位一致的条件来确定。
(二)拱冠梁法
拱冠梁法是一种简化的拱梁分载法，计算时只取拱冠处的一根悬臂梁为代表与若干层水平拱圈组成计算简图，并仅按径向位移（它是拱坝最主要的位移）一致条件，对拱梁进行荷载分配。
五．拱坝的应力控制指标
1．容许压应力
混凝土拱坝采用了与混凝土重力坝相同的抗压强度安全系数。据统计，国内混凝土拱坝的容许压应力一般采用4~7MPa。
2．容许拉应力
混凝土拱坝的抗拉安全系数一般均小于2.0，比混凝土重力坝取值为小。据统计，国内混凝土拱坝的容许拉应力一般采用1.0~1.5MPa。
第五节拱坝坝肩稳定分析
一．概述
坝肩岩体失稳的最常见形式是坝肩岩体受荷载后发生滑动破坏。这种情况一般发生在岩体中存在着明显的滑裂面，如断层、节理、裂隙、软弱夹层等，见图3-33所示。另一种情况是当坝的下游岩体中存在着较大的软弱带或断层时，即使坝肩岩体抗滑稳定性能够满足要求，但过大的变形仍会在坝体内产生不利的应力，同样也会给工程带来危害。
二．可能滑裂面的形式
●原因：一是岩体内存在着软弱结构面；二是荷载作用。
●型式：可能软弱面和不利的结构面
坝肩岩体失稳情况不利结构面对坝肩稳定的影响
三、稳定分析方法
拱坝坝肩稳定分析目前常用刚体极限平衡法，其基本假定是：
（1）将滑移体视为刚体，不考虑其中各部分间的相对位移；
（2）只考虑滑移体上力的平衡，不考虑力矩的平衡，认为后者可由力的分布自行调整满足，因此，在拱端作用的力系中不考虑弯矩的影响；
（3）忽略拱坝的内力重分布作用，认为作用在岩体上的力系为定值；
（4）达到极限平衡状态时，滑裂面上的剪力方向将与滑移的方向平行，指向相反，数值达到极限值。
刚体极限平衡法是半经验性的计算方法，具有长期的工程实践经验，采用的抗剪强度指标和安全系数是配套的，方法简便易行，概念清楚，国内外广泛采用。
七．改善坝肩稳定性的工程措施
（1）通过挖除某些不利的软弱部位和加强固结灌浆等坝基处理措施来提高基岩的抗剪强度；
（2）深开挖。将拱端嵌入坝肩深处，可避开不利的结构面及增大下游抗滑体的重量；
（3）加强坝肩帷幕灌浆及排水措施，减小岩体内的渗透压力；
（4）调整水平拱圈形态，采用三心圆拱或抛物线等扁平的变曲率拱圈，使拱推力偏向坝肩岩体内部；
（5）如坝基承载力较差，可采用局部扩大拱端厚度、推力墩或人工扩大基础等措施。
第六节拱坝的泄流和消能
一．拱坝坝身泄水方式
泄水方式：自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔
（一）自由跌流式
泄流时，水流经坝顶自由跌入下游河床。适用于基岩良好，单宽泄洪量较小的小型拱坝。由于落水点距坝趾较近，坝下必须有防护设施。
自由跌落式
（二）鼻坎挑流式
为了使泄水跌落点远离坝脚，常在溢流堰顶曲线末端以反弧段连接成为挑流鼻坎，堰顶至鼻坎之间的高差一般不大于6—8m,大致为设计水头的1.5倍，反弧半径约等于堰上设计水头，鼻坎挑射角一般为15°—25°。由于落水点距坝趾较远，可适用于泄流量较大的轻薄拱坝。
鼻坎挑流式
（三）滑雪道式
滑雪道泄洪是拱坝特有的一种泄洪方式，其溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成，泄槽与坝体彼此独立。水流流经泄槽，由槽末端的挑流鼻坎挑出，使水流在空中扩散，下落到距坝较远的地点。由于挑流坎一般都比堰顶低很多，落差较大，因而挑距较远。适用于泄洪量较大，较薄的拱坝。
滑雪道式
（四）坝身泄水孔式
在水面以下一定深度处，拱坝坝身可开设孔口。位于拱坝1/2坝高处或坝体上半部的泄水孔称作中孔；位于坝体下半部的称作底孔。拱坝泄流孔口在平面上多居中或对称于河床中线布置，孔口泄流一般是压力流，比堰顶溢流流速大，挑射距离远。
二．拱坝的消能和防冲
●特点：
（1）水流过坝后具有向心集中现象，造成集中冲刷。
（2）拱坝河谷一般比较狭窄，当泄流量集中在河床中部时，两侧形成强力回流，淘刷岸坡。
●拱坝消能形式：
1、水垫消能
2．挑流消能
3．空中冲击消能
4．底流消能
三．高混凝土拱坝泄洪消能形式的新发展
1．挑跌流水垫塘消能型式
2．底跌流水垫塘消能型式
3．面跌流水垫塘消能型式
4．多层水股射流式水垫塘消能型式
第七节拱坝的构造及地基处理
一．拱坝对材料的要求
●材料：主要是混凝土，中小型工程常就地取材，使用浆砌块石。
●强度等级：对于混凝土拱坝，坝体混凝土的极限抗压强度一般以90天或180天龄期强度为准，极限抗拉强度一般取极限抗压强度的1/10～1/15。控制表层混凝土7天龄期的强度等级不低于C10。高坝近地基部分混凝土的90天龄期强度等级不得低于C25，内部混凝土90天龄期不低于C20。
浆砌石拱坝对砌体强度和整体性的要求也比浆砌石重力坝高。因而，胶结材料强度等级一般采用M10左右。
●其他性能要求：抗渗性、抗冻性和低热等方面的要求。
二．拱坝的构造
（一）坝体分缝、接缝处理
拱坝是整体结构，不设置永久性横缝，为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力，需要分段浇筑，各段之间设有收缩缝，在坝体混凝土冷却到年平均气温左右，混凝土充分收缩后再用水泥浆封堵，以保证坝的整体性。
收缩缝有横缝和纵缝两类。
拱坝横缝一般沿径向或接近径向布置。
拱坝厚度较薄，一般可不设纵缝。对厚度大于40m的拱坝，经分析论证，可考虑设置纵缝。
收缩缝按封拱时填灌方式不同可分为窄缝和宽缝两种。窄缝是两个相邻的坝段相互紧靠着浇筑，因混凝土收缩而自然形成的缝，缝中预埋灌浆系统，坝体冷却后进行接缝灌浆，混凝土拱坝一般都采用这种窄缝。
宽缝又称回填缝，是在坝段之间留0.7-1.2m的宽度，缝面设键槽，上游面设钢筋混凝土塞，然后用密实的混凝土填塞。宽缝散热条件好，坝体冷却快，但回填混凝土冷却后又会产生新的收缩缝。
（二）坝顶
坝顶宽度应根据交通要求确定。当无交通要求时，非溢流坝的顶宽一般不小于3m。溢流坝段坝顶布置应满足泄洪、闸门启闭、设备安装、交通、检修等的要求。
（三）坝体防渗和排水
拱坝上游面应采用抗渗混凝土，其厚度约为（1/10-1/15）H，H为坝面该处在水面以下的深度。
坝身内一般应设置竖向排水管，排水管与上游坝面的距离为（1/10-1/15）H，一般不少于3m。排水管应与纵向廊道分层连接。排水管间距一般为2.5-3.5m，内径一般为15-20cm，多用无砂混凝土管。
（四）廊道
为满足检查，观测，灌浆，排水和坝内交通等要求，需要在坝体内设置廊道与竖井。廊道的断面尺寸、布置和配筋基本上和重力坝相同。
（五）坝体管道及孔口
坝体管道及孔口用于引水发电、供水、灌溉、排沙及泄水。管道及孔口的尺寸、数目、位置、形状应根据其运用要求和坝体应力情况确定。
（六）垫座与周边缝
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，在垫座与坝体间设置永久性的周边缝。
（七）重力墩
重力墩是拱坝坝端的人工支座。对形状复杂的河谷断面，通过设重力墩可改善支承坝体的河谷断面形状。
三、拱坝的地基处理
（一）坝基开挖
坝基开挖对于高拱坝应尽量开挖到新鲜或微风化的基岩，中坝应尽量开挖到微风化或弱风化中、下部的基岩。
（二）固结灌浆和接触灌浆
拱坝坝基的固结灌浆孔一般按全坝段布置。孔距一般为3-6m，呈梅花形布置。孔深一般为5-15m。固结灌浆压力，在保证不掀动岩石的情况下，宜采用较大值，一般为（0.2-0.4）MPa,有混凝土盖重时,可取(0.3-0.7)MPa。
为了提高坝底与基岩接触面上的抗剪强度和抗压强度，减少接触面的渗漏，要进行接触灌浆。接触灌浆的主要部位为坝与地基接触面的靠上游部分。
（三）防渗帷幕
拱坝防渗帷幕的要求比重力坝的要求更为严格。防渗帷幕一般采用水泥灌浆，当水泥灌浆达不到防渗要求时，可采用化学灌浆，但应防止浆液污染环境。
帷幕灌浆孔深度，应伸入相对不透水层。如果相对不透水层埋藏较深，帷幕孔深可采用（0.3~0.7）倍坝高。
帷幕灌浆孔一般用1排到3排，其中1排孔应钻灌至设计深度，其余各排孔深可取主孔深的（0.5~0.7）倍。孔距是逐步加密的，开始约为6m，最终为1.5~3.0m，排距宜略小于孔距。
灌浆压力应通过灌浆试验确定，在保证不破坏岩体的条件下取较大值，通常顶部段不宜小于1.5倍、底部不宜小于（2-3）倍坝前静水头。
(四)坝基排水
排水孔与防渗帷幕下游侧的距离应不小于帷幕孔中心距离的1~2倍，且不得小于2~4m。主排水孔间距一般在3m左右，孔径不宜小于15cm。主排水孔深度在两岸坝肩部位可采用帷幕孔深的（0.4~0.75）倍，河床部位孔深不大于帷幕孔深的0.6倍，但不应小于固结灌浆孔的深度。
（五）断层破碎带或软弱夹层的处理
对于坝基范围内的断层破碎带或软弱夹层，应根据其产状、宽度、充填物性质、所在部位和有关的试验资料，分别研究其对坝体和地基的应力、变形、稳定与渗漏的影响，并结合施工条件，采用适当的方法进行处理。
某拱坝设计计算书 一、工程概况 某水利枢纽正常水位相应库容982万m3；设计水位675.09m；校核洪水位676.01m，相应库容1027万m3。拱坝以50一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。 二、拱坝坝高及体型设计 1.1坝顶高程计算： 拱坝中间为溢流坝段，两端为挡水坝段。溢流坝段为2孔泄流，孔口尺寸为7×4m，采用弧形闸门，堰顶高程为▽671.00m。 校核洪水频率P=0.2%，坝前校核洪水位▽676.01m，坝下校核洪水位▽595.72m。 设计洪水频率P=2%，坝前校核洪水位▽676.01m，坝下设计洪水位▽595.31m。 坝顶高于静水位的超高值 △h=h l+h z+h c h l——波浪高度（m）。 h z——波浪中心线至正常或校核洪水位的高差（m）。 h c——安全加高（m）。（《混凝土重力坝规范》P43）坝的安全级别为Ⅲ级，校核洪水位时h c=0.3m，设计洪水位h c=0.4m。 h l=0.0166V05/4D1/3 L=10.4（h l）0.8 V0——计算风速（m/s）
D ——风作用于水域的长度（km ），称为吹程。 相应季节50年重现期的最大风速为20m/s ，相应洪水期最大风速的多年平均风速为9.90 m/s 。吹程为0.4km 。 h z = L H cth L h l ππ22 H ——坝前水深（m ）,校核洪水位H=73.41m ，设计洪水位H=72.49m 。 1.2校核洪水位时： h l =0.0166×9.945 ×0.431 =0.215m L=10.4 ×（0.215）0.8=3.041m h z = 041 .341 .732041 .3215.02 ππcth =0.048m △h=0.215+0.048+0.3=0.56m 校核洪水位坝顶防浪墙高：Z 校坝=Z 校核水位+△h Z 校坝=676.01+0.563=676.57m 1.3设计洪水位时： h l =0.0166×2045 ×0.431 =0.517m L=10.4 ×（0.517）0.8=6.135m h z = 135 .649 .722135 .6517.02 ππcth =0.137m △h=0.517+0.137+0.4=1.054m 设计洪水位坝顶防浪墙高：Z 设坝=Z 设计水位+△h Z 设坝=675.09+1.0555=676.14m 坝顶高程取以上结果较大值676.60m 。
第3章自测题及参考答案 一、名称解释 1．需求分析2．当前系统 3．目标系统4．SA 5．DFD 二、填空题 1．需求分析阶段产生的最重要的文档是_________。 2．为解决一个复杂问题，往往采取的策略是__________。 3．SA方法中使用半形式化的描述方式表达需求，采用的主要描述工具是__________。4．数据流图中有四种符号元素，它们是__________。 5．数据字典中有四类条目，分别是___________。 6．在IDEF0图中，表示系统功能的图形称为___________图形。 7．在画分层的DFD时，父图与子图的输入输出数据流要__________。 8．用于描述基本加工的小说明的三种描述工具是_______________。 9．IDEF0是建立系统_________模型的有效方法。 10．在IDEF0方法中，被标志为A—0的图称为系统的_________图。 三、选择题 1．分层DFD是一种比较严格又易于理解的描述方式，它的顶层图描述了系统的( )。 A．细节B．输入与输出C．软件的作者D．绘制的时间 2．需求规格说明书的内容还应包括对( )的描述。 A．主要功能B．算法的详细过程C．用户界面及运行环境D．软件的性能 3．需求规格说明书的作用不应包括( )。 A．软件设计的依据B．用户与开发人员对软件要做什么的共同理解 C．软件验收的依据D．软件可行性研究的依据 4．SA方法用DFD描述( ) A．系统的控制流程B．系统的数据结构 C．系统的基本加工D．系统的功能
5．一个局部数据存储只有当它作为( )时，就把它画出来。 A．某些加工的数据接口B．某个加工的特定输入 C．某个加工的特定输出D．某些加工的数据接口或某个加工的特定输入/输出 6．对于分层的DFD，父图与子图的平衡指子图的输入、输出数据流同父图相应加工的输入、输出数据 流( )。 A．必须一致B．数目必须相等C．名字必须相同D．数目必须不等 7．需求分析阶段不适用于描述加工逻辑的工具是( )。 A．结构化语言B．判定表C．判定树D．流程图 8．SA方法的分析步骤是首先调查了解当前系统的工作流程，然后( )。 A．获得当前系统的物理模型，抽象出当前系统的逻辑模型，建立目标系统的逻辑模型B．获得当前系统的物理模型，抽象出目标系统的逻辑模型，建立目标系统的物理模型C．获得当前系统的物理模型，建立当前系统的物理模型，抽象出目标系统的逻辑模型D．获得当前系统的物理模型，建立当前系统的物理模型，建立目标系统的物理模型9．SA方法的基本思想是( ) A．自底向上逐步抽象B．自底向上逐步分解 C．自顶向下逐步分解D．自顶向下逐步抽象 10．初步用户手册在( )阶段编写。 A.可行性研究B．需求分析C．软件概要设计D．软件详细设计 四、简答题 1．什么是需求分析？该阶段的基本任务是什么？ 2．简述结构化分析方法的步骤。 3．数据流图与数据字典的作用是什么？画数据流图应注意什么？ 4．简述SA方法的优缺点。 5．简述建立IDEF0图的步骤。 五、应用题 1．某电器集团公司下属一个成套厂(产品组装)和若干零件厂等单位，成套厂下设技术科、
第三章自测题 1、在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占有处理器以及决定占用时间的长短是由（Ｂ）决定的。 A、进程运行时间 B、进程的特点和进程调度策略 C、进程执行的代码 D、进程完成什么功能 2、时间片轮转算法是为了（Ａ） A、多个用户能及时干预系统 B、优先级较高的进程能得到及时响应 C、是系统变得更为高效 D、需要CPU时间最少的进程最先执行 3、（Ａ）有利于CPU繁忙型的作业，而不利于I/O繁忙型的作业。 A、时间片轮转算法 B、先来先服务调度算法 C、短作业优先算法 D、优先级调度算法 4、为了照顾短作业用户应采用（Ｂ）调度算法；为了能实现人机交互应采用（ＲＲ）调度算法；既能使短作业用户满意又能使长作业用户满意应采用（Ｃ）调度算法。 A、FCFS B、SJF C、HRRN D、RR 5、有三个作业分别为J1、J2、J3，其运行时间分别为2h、5h、3h，假定它们能同时达到，并在同一台处理器上以单刀方式运行，则平均周转时间最小的执行顺序为（１，３，２） 6、关于优先权大小的论述中，正确的是（Ｄ） A、资源要求多的作业优先权应高于资源要求少的作业优先权 B、用户进程的优先权，应高于系统进程的优先权 C、在动态优先权中，随着作业等待时间的增加，其优先权将随之下降 D、在动态优先权中，随着作业执行时间的增加，其优先权将随之下降 7、进程调度算法采用固定时间片轮转调度算法，当时间片过大时，就会时时间片轮转算法转化为（Ｂ）调度算法。 A、HRRN B、FCFSC C、SPF D、优先级 8、在调度算法中，对短进程不利的是（Ｂ）调度算法。 A、SPF B、FCFS C、HRRN D、多级反馈队列 9、下列选项中，满足短任务优先且不会发生饥饿现象的调度算法是（Ｃ），最有利于提高系统吞吐量的调度算法是（Ｄ） A．FCFS B．HRRN C．RR D．SJ(P)F 10、下列调度算法中，下列选项中，不可能导致饥饿现象的调度算法是（Ａ）。 A．RR B．静态优先数调度 C．非抢占式短作业优先D．抢占式短作业优先 11、一个进程的读磁盘操作完成后，操作系统针对该进程必做的是（）。 A．修改进程状态为就绪态B．降低进程优先级 C．给进程分配用户内存空间D．增加进程时间片大小 12、对资源采用按序分配策略能达到（）的目的。 A、预防死锁 B、避免死锁 C、检测死锁 D、解除死锁 13、死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决办法是破坏产生死锁的4个必要条件之一，下列办法中破坏了“循环等待”条件的是（）。 A、银行家算法 B、一次性分配策略 C、剥夺资源法 D、资源有序分配策略 14、银行家算法是一种（）算法。 A、预防死锁 B、避免死锁 C、检测死锁 D、解除死锁 15、在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是（）。
第三章拱坝 一、填空题 1.拱坝是一空间壳体结构,其坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的__________和一系列竖向__________所组成,坝体结构既有拱作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。 2.拱坝所承受的水平荷载一部分由________的作用传至两岸岩体，另一部分通过_______的作用传到坝底基岩，拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠__________的反力作用，并不完全依靠坝体重量来维持稳定。这样就可以将拱坝设计得较薄。 3.拱结构是一种________，在外荷作用下内力主要为___________，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度。 4.拱坝坝身不设___________，其周边通常是固接于基岩上，因而__________和________对坝体应力的影响较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。 5.拱坝理想的地形应是左右两岸_______，岸坡______无突变，在平面上向下游______的峡谷段。 6.坝址处河谷形状特征常用河谷的____及_____两个指标来表示。 7.拱坝的厚薄程度，常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值，即___________来区分。
8.拱坝理想的地质条件是；基岩_______单一、完整稳定、强度 ________、刚度大、透水性小和耐风化等。 9.拱坝按拱坝的曲率分_____________、___________。 10.拱坝按水平拱圈形式分可分为__ __、___ _、_________。 11.静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过___________、来确定拱系和梁系上的荷载分配。 12.混凝土拱坝在施工时常分段浇筑，最后进行__ _，形成整体。 13.温降时拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向____，但轴力方向________。 14.当坝体温度高于封拱温度时，称温升，拱圈将伸长并向上游变位，由此产生的弯矩、剪力和位移的方向与库水压力所产生的方向______，但轴力方向则_______。 15.拱坝坝身的泄水方式有：_____、_____、_____及______等。 16.水流过坝后具有______现象，水舌入水处单位面积能量大，造成集中冲刷，因此消能防冲设计要防止发生危害性的河床集中冲刷。 17.拱坝坝基的处理措施有坝基开挖、__________、__________、 __________、坝基排水、断层破碎带和软弱夹层的处理等。 18.在防渗帷幕下游侧应设置__________，以减小坝底扬压力。
第三章练习题 一、判断正误并解释 1.所谓商品的效用，就是指商品的功能。 分析：这种说法是错误的。商品的效用指商品满足人的欲望的能力，指消费者在消费商品时所感受到的满足程度 2.不同的消费者对同一件商品的效用的大小可以进行比较。 分析：这种说法是错误的。同一个消费者对不同商品的效用大小可以比较。但由于效用是主观价值判断，所以同一商品对不同的消费者来说，其效用的大小是不可比的。 3.效用的大小，即使是对同一件商品来说，也会因人、因时、因地而异。分析：这种说法是正确的。同一商品给消费者的主观心理感受会随环境的改变而改变。 4.边际效用递减规律是指消费者消费某种消费品时，随着消费量的增加，其最后一单位消费品的效用递减。 分析：这种说法是错误的。必须在某一特定的时间里，连续性增加。5.预算线的移动表示消费者的货币收入发生变化。 分析：这种说法是错误的。只有在收入变动，商品价格不变，预算线发生平移时，预算线的移动才表
示消费者的收入发生了变化。 6.效应可以分解为替代效应和收入效应，并且替代效应与收入效应总是反向变化。 分析：这种说法是错误的。正常物品的替代效应和收入效应是同向变化的。 二、选择 1.当总效用增加时，边际效用应该：（A ） A.为正值，但不断减少； B.为正值，且不断增加； C.为负值，且不断减少； D.以上都不对 ２.当某消费者对商品Ｘ的消费达到饱合点时，则边际效用ＭＵχ为：（C ） Ａ.正值Ｂ.负值Ｃ.零Ｄ.不确定 ３.正常物品价格上升导致需求量减少的原因在于：（C ） Ａ.替代效应使需求量增加，收入效应使需求量减少； Ｂ.替代效应使需求量增加，收入效应使需求量增加；
混凝土结构设计——复习资料三 一、选择题（每小题2分） 1.一般情况下，风荷载作用下的多层多跨框架（） A.迎风面一侧的框架柱产生轴向压力 B.背风面一侧的框架柱产生轴向拉力 C.框架外柱轴力小于内柱轴力 D.框架内柱轴力小于外柱轴力 2.关于伸缩缝、沉降缝、防震缝，下列说法中，不正确 ．．．的是（） A.伸缩缝之间的距离取决于结构类型和温度变化情况 B.沉降缝应将建筑物从基顶到屋顶全部分开 C.非地震区的沉降缝可兼作伸缩缝 D.地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝要求 3.非抗震设计的现浇框架，混凝土强度等级不宜低于（） A.C30 B.C20 C.C15 D.C10 4.关于框架结构的弯矩调幅，下列说法中正确的是（） A.调幅是对水平荷载作用下的内力进行的 B.先与水平荷载产生的内力进行组合，再进行弯矩调幅 C.现浇框架梁端的调幅系数大于装配整体式框架梁端的调幅系数 D.调幅是对柱端弯矩进行的 5.水平荷载作用下的多层框架结构，在其它条件不变时，某层的（） A.上层层高加大，则该层柱的反弯点上移 B.上层层高减小，则该层柱的反弯点上移 C.下层层高加大，则该层柱的反弯点上移 D.本层层高减小，则该层柱的反弯点下移 6.多层框架底层柱的计算长度（） A.应取基础顶面到二层横梁底面之间的距离 B.应取基础顶面到二层楼板顶面之间的距离 C.应取室外地面到二层楼板顶面之间的距离 D.应取基础顶面到二层楼板底面之间的距离 7.关于在框架梁端设置箍筋加密区的目的，下列说法中错误 ．．的是（） A.约束混凝土 B.提高梁的变形能力 C.满足抗剪承载力要求 D.增加梁的延性 8.在用D值法计算框架结构时，与框架柱标准反弯点高度比无关 ．．的因素是（）
第四章土石坝答案 一、填空题 1．碾压式土石坝；水力充填坝；定向爆破堆石坝 2．均质坝；粘土心墙坝；粘土斜心墙坝；粘土斜墙坝。 3．；坝顶高程；宽度；坝坡；基本剖面 4． Y= R+e+A ； R:波浪在坝坡上的最大爬高、 e:最大风雍水面高度；A安全加高。 5.马道；坡度变化处 6.高出设计洪水位0.3－0.6m且不低于校核洪水位；校核水位。 7.松散体；水平整体滑动。 8.浸润线；渗透动水压力；不利。 9.曲线滑裂面；直线或折线滑裂面 10.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法 11.临界坡降；破坏坡降。 12.饱和；浮 13.护坡 14.粘性土截水墙；板桩；混凝土防渗墙
15.渗流问题 16.集中渗流；不均匀沉降 17.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法。 18. “上截下排”；防渗措施；排水和导渗设备 二、单项选择题 1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（ B ）。 A、高于设计洪水位 B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位 D、高于校核洪水位加一定安全超高 2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（ A ）。 A、上游坝坡比下游坝坡陡 B、上游坝坡比下游坝坡缓 C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率 差为0.25或0.5 D、斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放 缓些 3.反滤层的结构应是（ B ）。 A、层次排列应尽量与渗流的方向水平
B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加 C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤 D、不允许被保护土壤的细小颗粒（小于0.1mm的砂土）被带走 4.砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排”,属于上防的措施有（ A ）。 A、铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩 B、止水设备 C、排水棱体 D、坝体防渗墙 5．粘性土不会发生（ A ）。 A、管涌 B、流 土 C、管涌或流土 D、不确定 6．下列关于反滤层的说法不正确的是（ B ）。 A、反滤层是由2～3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排 水 B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。 C、相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙 D、各层内的颗粒不能发生移动 7．土石坝上、下游坝面如设变坡，则相邻坝面坡率差值一般应在（ C ）
第三章拱坝 第一节概述 一、拱坝的特点 ●结构特点：拱坝是一空间壳体结构,坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成。 坝体结构既有拱作用又有梁作用。其所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。 拱坝两岸的岩体部分称作拱座或坝肩；位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁，一般位于河谷的最深处。 拱坝示意图 拱坝平面及剖面图 ●稳定特点：拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用。 ●内力特点：拱结构是一种推力结构，在外荷作用下内力主要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度，从而坝体厚度就越薄。 拱坝是一高次超静定结构，当坝体某一部位产生局部裂缝时，坝体的梁作用和拱作用将自行调整，坝体应力将重新分配。所以，只要拱座稳定可靠，拱坝的超载能力是很高的。混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的5—11倍。 ●性能特点：拱坝坝体轻韧，弹性较好，整体性好，故抗震性能也是很高的。拱坝是一种安全性能较高的坝型。 ●荷载特点：拱坝坝身不设永久伸缩缝，其周边通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要
荷载。 ●泄洪特点：在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。目前坝顶溢流或坝身孔口泄水的单宽流量已超过200m3/（s.m）。 ●设计和施工特点：拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大，因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高。 二．拱坝对地形和地质条件的要求 （一）对地形的要求 左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。坝端下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定 以“厚高比”T/H来区分拱坝的厚薄程度。当T/H<0.2时，为薄拱坝；当T/H=0.2~0.35时，为中厚拱坝；当T/H>0.35时，为厚拱坝或重力拱坝。 坝址处河谷形状特征用河谷“宽高比”L/H及河谷的断面形状两个指标来表示。 L/H值小，说明河谷窄深，拱的刚度大，梁的刚度小，坝体所承受的荷载大部分是通过拱的作用传给两岸，因而坝体可较薄。反之，当L/H值很大时，河谷宽浅，拱作用较小，荷载大部分通过梁的作用传给地基，坝断面较厚。 在L/H<2的窄深河谷中可修建薄拱坝； 在L/H=2~3的中等宽度河谷中可修建中厚拱坝； 在L/H=3~4.5的宽河谷中多修建重力拱坝； 在L/H＞4.5的宽浅河谷中，一般只宜修建重力坝或拱形重力坝。 左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用，靠近底部水压强度最大，但拱跨短，因而底拱厚度仍可较薄；U形河谷靠近底部拱的作用显著降低，大部分荷载由梁的作用来承担，故厚度较大，梯形河谷的情况则介于这两者之间。 河谷形状对荷载分配和坝体剖面的影响 （二）对地质的要求 基岩均匀单一、完整稳定、强度高、刚度大、透水性小和耐风化等。 两岸坝肩的基岩必须能承受由拱端传来的巨大推力、保持稳定并不产生较大的变形。 三．拱坝的形式 1．按拱坝的曲率分：单曲和双曲之分。 2．按水平拱圈形式分：圆弧拱坝、多心拱坝、变曲率拱坝（椭圆拱坝和抛物线拱坝等）。
第三章测试题 1箱子里装有12件产品,其中两件是次品.每次从箱子里任取1件产品,共取两次(取后不放回).定义随机变量X Y ，如下: 0X=1???，若第一次取出正品，若第一次取出次品 0Y=1??? ，若第二次取出正品，若第二次取出次品 (1)求出二维随机变量X Y （，）的联合分布律及边缘分布律； （2）求在Y=1的条件下，X 的条件分布律。 解 （2） 2 设二维随机变量 X Y （，）的概率密度Cy(2-x),0x 1,0y x, f(x,y)=0,.≤≤≤≤??? 其他 （1）试确定常数C ；（2）求边缘概率密度。 解 （1）1)(=??+∞∞-+∞∞-dy dx x f 即1)2(100=??-x dxdy x Cy x ，5 12 = ∴C 3设X Y （，）的联合分布律为： 求（1）Z X Y =+的分布律；（2）V min(X ,Y )=的分布律 （2）
4设X 和Y 是两个相互独立的随机变量，X 服从(0,1)上的均匀分布，Y 的概率密度为： y 212Y e ,y 0 f (y )0,y 0 -??>=? ≤?? （1）求X 和Y 的联合概率密度； （2）设含有a 的二次方程为2 a 2Xa Y 0++=，试求a 有实根的概率。 解 （1）X 1,0x 1 f (x )0,other <<<==∴-other y x e y f x f y x f y Y X , 00,10,21)()(),(2 （2）2 a 2Xa Y 0++=有实根，则0442≥-=?Y X ，即求02 ≥-Y X 的概率 ?-=??=??=≥---≥-1 01 00 20 2 2 22 121),(}0{dx e dy e dx dxdy y x f Y X P x x y y x 3413.0)0()1(211 2 2=Φ-Φ=?- dx e x π ，π23413.010 22=?∴-dx e x
第三章拱坝答案 一、填空题 1.水平拱圈；悬臂梁 2.拱；梁；两岸拱端 3.推力结构；轴向力 4.永久伸缩缝；温度变化；基岩变形 5.对称；平顺；收缩 6.宽高比；河谷断面形状 7.厚高比“T／H” 8.均匀；高 9.单曲拱坝；双曲拱坝 10.圆弧拱坝；心拱坝；变曲率拱坝 11.拱梁分载法 12.灌浆封拱 13.相同；相反 14.相反；相同 15.自由跌流式；鼻坎挑流式；滑雪道式；坝身泄水孔 16.向心集中
17.固结灌浆；接触灌浆；防渗帷幕灌浆 18.排水孔幕 二、单项选择题 1.A 2．D 3．C 4．C 三、名词解释 1．拱冠梁 答：位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称为拱冠梁。 2．双曲拱坝 答：双曲拱坝在水平断面和悬臂梁断面都有曲率，拱冠梁断面向下游弯曲，适用于V形河谷或岸坡较缓的U形河谷 3．封拱温度 答：拱坝系分块浇筑，经充分冷却，当坝体温度降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，形成整体，在封拱时的坝体温度称作封拱温度。 4．温度荷载 答：拱坝为超静定结构，在上下游水温、气温周期性变化的影响，坝温度将随之变化，并引起坝体的伸缩变形，在坝体内将产生较大的温度应力。 5．拱冠梁法 答：拱冠梁法是一种简化的拱梁分载法，计算时，只取拱冠处的一根悬臂梁为代表与若干层水平拱圈组成计算简图，并按径向位移一致条件，对拱梁进行荷载分配。
6．空中冲击消能 答：对于狭窄河谷中的中高拱坝，可利用过坝水流的向心作用特点，在拱冠两侧各布置一组溢表孔或泄水孔，使两侧水舌在空中交汇，冲击掺气，沿河槽纵向激烈扩散，从而消耗大量的能量。 7．水垫消能 答：水流从坝顶表孔或坝身孔口进接跌落到下游河床，利用下游水流形成水垫水能，由于水舌入水点距坝趾较近，需采取相应防冲措施，一般在下游一定距离处设置消力坎，二道或挖深式消力池 8．滑雪道泄洪 答：滑雪道式泄洪是拱坝特有的一种泄洪方式，在溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成，泄槽通常由支墩或其它结构支承，与坝体彼此独立。 9．重力墩 答：重力墩是拱坝的坝端处的人工支座，对形状复杂的河谷断面，通过设重力墩改善支承坝体的河谷断面形状，它承受拱端推力和上游库水压力，靠本身重力和适当的断面来保持墩的抗滑稳定。 四、判断题 1．√ 2．╳ 3．╳ 4．╳ 5．√ 6．√ 7．╳ 8．√ 9．╳ 10．√ 五、简答题 1、拱坝对地形和地质条件的要求？
环境监测第三章练习题答案 一、名词解释 1、辐射逆温 答：平静而晴朗的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增的现象。 2、硫酸盐化速率 答：由大气中的含硫污染物二氧化硫、硫化氢、硫酸等经过一系列的氧化演变过程生成对人类更为有害的硫酸雾和硫酸盐雾，大气中硫化物的这种演变过程的速率称为硫酸盐化速率。 3、二次污染物 答：由污染源排放到空气中的一次污染物，在空气中相互作用或者与空气中的组分发生了物理、化学等作用所产生的新的污染物。 4、山谷风 答：山区往往山坡受热强，谷底受热弱，使得地表受热不均，引起局部气流有规律的变化，在白天，山坡受热快，气温上升，谷底的气流沿山坡上升，形成谷风；夜间，山坡空气冷却较快，重力原因，山坡的空间沿坡下滑至谷底，产生山风。山谷风转换时往往造成严重的空气污染。 5、海陆风 答：海洋由于大量水的存在，温度变化缓慢，而陆地表面温度变化剧烈。因此，在白天形成海洋指向陆地的气压梯度，形成海风；在夜间陆地表面温度降低的比较快，形成陆地指向海洋的气压梯度，形成陆风，即海陆风。海陆风形成所产生的循环作用和往返作用加重环境污染。 6、空气污染指数 答：空气污染指数是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的几种主要污染物浓度经过处理简化为单一的数值形式，分级表示空气质量和污染程度，具有简明、直观和使用方便的优点。 7、光化学氧化剂 答：除去氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质。 二、填空题 1、大气层分为，对流层、平流层、中间层、热层、散逸层，其中，大气污染物的迁移和转
化主要发生在对流层。 2、产生急性危害必须满足两个条件：短时间内有大量污染物排入、有不利于污染物迁移和扩散的条件（如天气形势和地理地势引起的逆温）。 3、直接从污染源排放到空气中的有害物质称为一次污染物，经过发生作用，产生一些新的物质，这些物质和直接排放的污染物的物理化学性质均有很大不同，毒性也比较大，这些新产生的污染物称为二次污染物。如臭氧、硫酸盐、硝酸盐、过氧乙酰基硝酸酯（PAN）。 4、空气中的污染物按存在状态进行分类，可以分为分子状态污染物、粒子状态污染物。 5、粒子状态污染物（或颗粒物）是分散在空气中的微小液体和固体颗粒，粒径多在0.01-200微米之间，是一个复杂的非均匀体系，通常分为降尘、可吸入颗粒物。 6、PM10是指可吸入颗粒物（或者粒径小于10微米的颗粒物）、TSP是指总悬浮颗粒物。 7、空气污染物的常规监测项目有TSP 、SO2、NO2 、硫酸盐化速率、灰尘自然沉降量。 8、大气采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方。 9、污染源比较集中的地区，若主导风向较明显，应污染源下风向位置多设采样点。 10、大气采样的布点方法有功能区布点法、网格布点法、同心圆布点法、扇形布点法。 11、对于区域性的常规监测一般采用功能区布点法。 12、如某地区有多个污染源，且分布较均匀，采样的过程中，应采用网格布点法进行布设采样点。 13、网格布点法的监测结果可以绘制成污染物空间分布图，对指导城市环境规划和管理具有重要意义。 14、同心圆布点法适用于多个污染源构成污染群，且大污染源较集中的地区。 15、扇形布点法适用于孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。扇形的角度一般为45-90度。 16、采用同心圆和扇形布点法时，要特别注意高架点源排放污染物的扩散特点，在最大地面浓度出现的位置应多布设采样点。
第 3 章 场效应管及其基本放大电路 自测题 填空题 1．按照结构，场效应管可分为 。它属于 型器件，其最大的优点是 。 2．在使用场效应管时，由于结型场效应管结构是对称的，所以 极和 极可互换。MOS 管中如果衬底在管内不与 极预先接在一起，则 极和 极也可互换。 3．当场效应管工作于线性区时，其漏极电流D i 只受电压 的控制，而与电压 几乎无关。耗尽型D i 的表达式为 ，增强型D i 的表达式为 。 4．某耗尽型MOS 管的转移曲线如题3.1.4图所示， 由图可知该管的DSS I = ，U P = 。 5．一个结型场效应管的电流方程为 2GS D 161(mA)4U I ??=?- ?? ?，则该管的DSS I = ， U P = ；当GS 0u =时的m g = 。 6．N 沟道结型场效应管工作于放大状态时，要求GS 0u ≥≥ ，DS u > ；而N 沟道增强型MOS 管工作于放大状态时，要求GS u > ，DS u > 。 7．耗尽型场效应管可采用 偏压电路，增强型场效应管只能采用 偏置电路。 8．在共源放大电路中，若源极电阻s R 增大，则该电路的漏极电流D I ，跨导m g ，电压放大倍数 。 9．源极跟随器的输出电阻与 和 有关。 答案：1．结型和绝缘栅型，电压控制，输入电阻高。2．漏，源，源，漏，源。 3．GS u ，DS u ，2GS D DSS P 1u i I U ??=- ???，2GS D DO T 1u i I U ??=- ??? 。4．4mA ，?3V 。5．16mA ， 题 3.1.4图
4V ，8ms 。6．p U ，GS P u U -，T U ，GS T u U -。7．自给，分压式。8．减小，减小，减小。9．m g ，s R 。 选择题 1．P 沟道结型场效应管中的载流子是 。 A ．自由电子； B ．空穴； C ．电子和空穴； D ．带电离子。 2．对于结型场效应管，如果GS P |||U U >，那么管子一定工作于 。 A ．可变电阻区； B ．饱和区； C ．截止区； D ．击穿区。 3．与晶体管相比，场效应管 。 A ．输入电阻小； B ．制作工艺复杂； C ．不便于集成； D ．放大能力弱 4．工作在恒流状态下的场效应管，关于其跨导m g ，下列说法正确的是 。 A ．m g 与DQ I 成正比； B ．m g 与2GS U 成正比； C ．m g 与DS U 成正比； D ．m g 成正比。 5．P 沟道增强型MOS 管工作在恒流区的条件是 。 A ．GS T u U <，DS GS T u u U ≥-； B ．GS T u U <，DS GS T u u U ≤- ； C ．GS T u U >，DS GS T u u U ≥-； D ．GS T u U >，DS GS T u u U ≤-。 6．某场效应管的DSS I 为6mA ，而DQ I 自漏极流出，大小为8mA ，则该管是 。 A ．P 沟道结型管； B ．增强型PMOS 管； C ．耗尽型PMOS 管； D ．N 沟道结型管； E ．增强型NMOS 管； F ．耗尽型NMOS 管。 7．增强型PMOS 管工作在放大状态时，其栅源电压 ；耗尽型PMOS 管工作在放大状态时，其栅源电压 。 A ．只能为正； B ．只能为负； C ．可正可负； D ．任意。 8．GS 0V U =时，能够工作在恒流区的场效应管有 。 A ．结型管； B ．增强型MOS 管； C ．耗尽型MOS 管。 9．分压式偏置电路中的栅极电阻g R 一般阻值很大，这是为了 。 A ．设置静态工作点； B ．提高输入电阻； C ．提高放大倍数。 答案：1．B 。2．C 。3．D 。4．D 。5．B 。6．C 。7．B 、D 。8．A 、C 。9．B 。 判断题 1．对于结型场效应管，栅源极之间的PN 结必须正偏。（ ） 2．结型场效应管外加的栅源电压应使栅源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其GS R 大的特点。（ ）
第四章土石坝自测题 一、填空题 1．土石坝按施工方法可分为、、和等形式。 2．土坝按防渗体的位置分为、、、。 3．土石坝的剖面拟定是指、、和的拟定。 4．在土石坝的坝顶高程计算中，超高值Y= （写出公式）。公式中各字母代表的含义是：、、。 5.碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m设置，宽度不小于～，一般设在。 6.当有可靠防浪墙时，心墙顶部高程应，否则，心墙顶部高程应不低于。 7.由于填筑土石坝坝体的材料为，抗剪强度低，下游坝坡平缓，坝体体积和重量都较大，所以不会产生。 8.土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。坝体内渗流的水面线叫做。其下的土料承受着，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定。 9..土石坝可能滑动面的形式有、和复合滑裂面。 10.土石坝裂缝处理常用的方法有、、等。 11.土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称。 12.在土石坝的坝坡稳定计算中，可用替代法考虑渗透动水压力的影响，在计算下游水位以上、浸润线以下的土体的滑动力矩时用重度，计算抗滑力矩时用重度。
13.土石坝的上游面，为防止波浪淘刷、冰层和漂浮物的损害、顺坝水流的冲刷等对坝坡的危害，必须设置。 14.土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施，铅直方向的有、板桩、和帷幕灌浆。 15.砂砾石地基一般强度较大，压缩变形也较小，因而对建筑在砂砾石地基上土石坝的地基处理主要是解决。 16.土石坝与混凝土坝、溢洪道、船闸、涵管等混凝土建筑物的连接，必须防止接触面的，防止因而产生的裂缝，以及因水流对上下游坝坡和坝脚的冲刷而造成的危害。 17.土坝的裂缝处理常用的方法有、、等。 18.土石坝的渗漏处理时，要遵循“”的原则，即在坝的上游坝体和坝基、阻截渗水，在坝的下游面设排出渗水。 二、单项选择题 1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（）。 A、高于设计洪水位 B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位 D、高于校核洪水位加一定安全超高 2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（）。 A、上游坝坡比下游坝坡陡 B、上游坝坡比下游坝坡缓
某拱坝左岸稳定计算分析 某拱坝左岸稳定计算分析 摘要：本论文主要进行的是某水库拱坝坝肩的稳定性校核。通 过刚体极限平衡法，并结合反力参数法程序分析某水库拱坝坝肩安全性。运用坝肩稳定分析原理，搞清拱坝抗滑稳定的基本概念，对作用在拱坝上的荷载进行分析，了解坝肩稳定计算公式的一些限制条件，应用这些基本原理和假定完成极限平衡分析。参考《浆砌石坝设计规范》，本工程为三等工程，拦河坝建筑物的级别为3级。通过岩石的 物理力学性质试验，定出抗剪强度参数，进行拱座稳定计算。选择坝肩稳定计算工况，算出左岸拱座稳定计算成果。得出的结论是某水库拱坝左岸坝肩满足规范要求。 Abstract: This paper is a reservoir arch dam abutment stability check. Through rigid body limit equilibrium method, and the combination of force parameters program analysis of a certain reservoir arch dam safety. Application of dam abutment stability analysis of arch dam stability against sliding principle, make clear the basic concepts, the effects on arch dam load analysis, understand the abutment stability calculation some restricted conditions, the application of these principles and assumed complete limit equilibrium analysis. Reference " stone masonry dam design specification ", this project for the three project, dam building at Level 3. Through the rock physical and mechanical properties test, the shear strength parameters, for abutment stability calculation. Selection of dam abutment stability calculation condition, calculate the left bank abutment stability calculation results. The conclusion is a reservoir arch dam left bank abutment can meet the requirements of specification.
第三章 社会主义改造理论 自测题 一、单项选择题（30题，每题1分，共30分） 1、从中华人民共和国成立到社会主义改造基本完成的这一时期，我国社会的性质是（ ） A．社会主义社会 B．资本主义社会 C．半社会主义半资本主义社会 D．新民主主义社会 2、新民主主义社会是一个（ ）性的社会形态？ A．独立 Ｂ．完善 Ｃ．过渡 Ｄ．进步 3、在新民主主义社会中存在（）种经济成分？ A．三Ｂ．四Ｃ．五Ｄ．六 4、在新民主主义社会的多种经济成分中，主要的经济成分有（）种？A．三Ｂ．四Ｃ．五Ｄ．六 5、在新民主主义社会的多种经济成分中，代表半社会主义性质的经济是（） A．国营经济Ｂ．合作社经济Ｃ．国家资本主义Ｄ．私人资本主义 6、在新民主主义社会的多种阶级构成中，（）不代表一种独立的发展方向？ A．工人阶级Ｂ．农民阶级Ｃ．小资产阶级Ｄ．民族资产阶级 7、随着土地改革的基本完成，我国国内的主要矛盾为（） A．中华民族与帝国主义的矛盾Ｂ．农民阶级与地主阶级的矛盾Ｃ．工人阶级与资产阶级的矛盾Ｄ．生产力与生产关系的矛盾8、党的（ ）全会上提出使中国“稳步地由农业国转变为工业国，由新民主主义国家转变为社会主义国家”
A．七届一中Ｂ．七届二中Ｃ．七届四中Ｄ．七届五中9、建国初期，党内关于从新民主主义社会向社会主义社会过渡的预期时间约为（） A．三到五年Ｂ．十到十五年Ｃ．十五到二十年Ｄ．二十到二十五年 10、在建国初期，我党建立社会主义性质的国有经济采取的手段有（）A．没收官僚资本Ｂ．开展互助合作Ｃ．加工订货Ｄ．经销代销 11、毛泽东在（ ）中央政治局会议上正式提出了过渡时期的总路线和总任务 A．1952年9月 B．1950年6月 C．1953年6月 D．1954年2月 12、（ ）形成关于总路线的完整表述： A．1952年9月Ｂ．1950年6月Ｃ．1953年6月Ｄ．1953年12月13、党在过渡时期的总路线可以被概括为（） A．一体两翼Ｂ．一化三改Ｃ．一个中心两个基本点Ｄ．四马分肥 14、党在过渡时期的总路线的主体是：（） A．社会主义工业化Ｂ．第一个五年计划 Ｃ．社会主义现代化Ｄ．社会主义科技化 15、马克思、恩格斯在（）中最早提出了从资本主义社会向社会主义社会过渡的问题？ A．《哥达纲领批判》Ｂ．《1844年经济学哲学手稿》Ｃ．《共产党宣言》Ｄ．《资本论》 16、（）最早提出落后国家在先进国家无产阶级的帮助下，可以经过一定的发展阶段过渡到共产主义？ A．马克思Ｂ．恩格斯Ｃ．列宁Ｄ．斯大林 17、毛泽东在下列哪一文献中提出了建设新民主主义社会的构想？
第三章拱坝自测题 一、填空题 1. 拱坝是一空间壳体结构,其坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的__________和一系列竖向__________所组成,坝体结构既有拱作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。 2. 拱坝所承受的水平荷载一部分由________的作用传至两岸岩体，另一部分通过_______的作用传到坝底基岩，拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠__________的反力作用，并不完全依靠坝体重量来维持稳定。这样就可以将拱坝设计得较薄。 3. 拱结构是一种________，在外荷作用下内力主要为___________，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度。 4. 拱坝坝身不设___________，其周边通常是固接于基岩上，因而__________和________对坝体应力的影响较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。 5. 拱坝理想的地形应是左右两岸_______，岸坡______无突变，在平面上向下游______的峡谷段。 6. 坝址处河谷形状特征常用河谷的_________及____________两个指标来表示。 7. 拱坝的厚薄程度，常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值，即___________来区分。 8. 拱坝理想的地质条件是；基岩_______单一、完整稳定、强度________、刚度大、透水性小和耐风化等。 9. 拱坝按拱坝的曲率分_____________、___________。 10. 拱坝按水平拱圈形式分可分为_________ __、________________、_____________。 11. 静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过___________、来确定拱系和梁系上的荷载分配。 12. 混凝土拱坝在施工时常分段浇筑，最后进行___________，形成整体。 13. 温降时拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向__________，但轴力方向__________。 14. 当坝体温度高于封拱温度时，称温升，拱圈将伸长并向上游变位，由此产生的弯矩、剪力和位移的方向与库水压力所产生的方向__________，但轴力方向则__________。 15. 拱坝坝身的泄水方式有：__________、__________、__________及__________等。 16. 水流过坝后具有__________现象，水舌入水处单位面积能量大，造成集中冲刷，因此消能防冲设计要防止发生危害性的河床集中冲刷。 17. 拱坝坝基的处理措施有坝基开挖、__________、__________、__________、坝基排水、断层破碎带和软弱夹层的处理等。 18. 在防渗帷幕下游侧应设置__________，以减小坝底扬压力。 二、单项选择题 1.下列说法正确的是（） A、对于一定的河谷、一定的荷载，当应力条件相同时，拱中心角2φA 愈大（即R愈小），拱圈厚度T愈小，就愈经济。 B、很大的中心角容易满足坝肩稳定的要求。 C、当拱厚T一定，拱中心角愈小，拱端应力条件愈好 D、从经济和应力考虑，采用较小中心角比较有利。 2．在V形和接近V形河谷中，多采用（） A、等半径拱坝。 B、等中心角拱坝。 C、变半径、变中心角拱坝。 D、双曲拱坝。