水工建筑物必考知识点精华版
- 格式:doc
- 大小:94.50 KB
- 文档页数:4
名词解释:aij:J号单位荷载对i点的径向线变位。
安全储备: (R-S) >0 其中:R-结构抗力;S-作用效应。
不平衡剪力:脱离体两侧的剪力的差值。
侧槽式溢洪道:侧槽式溢洪道是岸边溢洪道的一种型式,溢流堰设在泄槽一侧,沿等高线布置,水流从溢流堰泄入与轴线大致平行的侧槽后,流向作90°转弯,再经泄槽或隧洞流入下游。
弹性抗力:当衬砌承受荷载向围岩方向变形时将受到围岩的抵抗,把这个抵抗力称为弹性抗力。
弹性抗力:当衬砌受到某些主动力的作用而向围岩方向变位时,会受到围岩的限制而产生反作用力。
是一种被动力,能协助衬砌分担外荷载,是有利的。
低水头水工建筑物:一般指水头不超过30m的水工建筑物,主要有水闸、低坝、橡胶坝、船闸等,多数建在软基上,也有建在岩基上的。
地下轮廓线:水闸闸基不透水的铺盖,板桩及底板等与地基的接触线,即闸基渗流的第一根流线,称为水闸的地下轮廊线。
反滤层:反滤层一般由1~3层级配均匀,耐风化的砂、砾、卵石或碎石构成,每层粒径随渗流方向而增大。
反滤的作用是滤土排水,防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗透变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。
防渗长度:把不透水的铺盖、板桩和底板与地基的接触线,是闸基渗流的第一根流线,称为地下轮廓线,其长度称为防渗长度。
拱冠梁:贯穿各层拱圈顶点的悬臂梁。
拱效应:在心墙坝中,非粘性土坝壳沉降速度快,较早达到稳定,而粘土心墙由于固结速度慢,还在继续沉降,坝壳通过与心墙接触面上的摩擦力作用阻止心墙沉降,这就是坝壳对心墙的拱效应。
拱效应使心墙中的铅直应力减小,甚至由压变拉,从而使心墙产生水平裂缝。
固结灌浆:采用浅孔低压灌注水泥浆对坝基加固处理的办法。
管涌:坝体和坝基土体中部分颗粒被渗流水带走的现象,是土坝渗流变形的一种形式。
海漫:是水闸紧接护坦之后,还要继续采取的防冲加固措施,其作用是进一步消减水流的剩余能量,保护护坦和减小对其下游河床的冲刷。
回填灌浆:是为了充填围岩与衬砌之间的空隙,使之紧密结合,共同工作,改善传力条件和减少渗漏。
水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类: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、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。
3.水工建筑物的类别有哪些?按其作用分为以下几类:(1)挡水建筑物:坝、闸和堤防等(2)泄水建筑物:坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等(3)输水建筑物:输水洞、引水涵管、渠道、渡槽(4)取水建筑物:输水建筑物的首部建筑物:进水闸、泵站(5)专门建筑物:电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道(6)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、护岸等。
*注意:有时分类不十分严格,闸可取水也可挡水;渠道可取水也可输水;溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点(了解)(1)工作条件复杂,考虑因素多;(2)受自然条件制约,施工难度大;(3)效益大,对环境的影响也大;(4)失事后后果严重;(5)工程量大,投资巨大,工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级?依据是什么?(重点)(1)水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益,工程失事造成灾难工程规模有大小,安全程度有高低分等依据:工程规模、效益、重要性级别:五等(2)水工建筑物的分级永久性主要建筑物:大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物永久性次要建筑物:挡墙、导墙、护岸…临时建筑物:施工围堰、导流建筑物…分级依据:工程等别、作用、重要性级别:五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。
3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)(1)单一安全系数法(2)分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)(1)承载能力极限状态当出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态:①刚体失去平衡;②材料强度不足而破坏;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;(2)正常使用极限状态定义:当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时,认为达到了正常使用极限状态。
(精品水工建筑物知识点整理水工建筑物是指人类利用水资源建造的各种工程设施,包括水库、大坝、水闸、船闸、引、引水渠、机井等。
这些建筑物在控制水资源的调度、水力发电、灌溉、供水、航运等方面发挥着重要的作用。
下面整理了一些与水工建筑物相关的知识点。
1.水库:水库是人工蓄水的水体,在水文循环中起储水、调节径流、调蓄洪水、供水等作用。
根据功能和用途可分为水能利用、调节和多功能型水库。
2.大坝:大坝是拦截和围堵河流的建筑物,主要用于蓄水和防洪。
按照结构形式可分为土坝、石坝、混凝土坝等。
大坝的建设需要考虑水库的容积、坝型选择、坝体安全等因素。
3.水闸:水闸是调节水位和水流的设施,主要用于航运、排涝和灌溉等。
水闸的结构包括闸门、闸墩和闸孔等。
4.引水渠:引水渠是将水源引入需要灌溉或供水的地区的渠道。
根据用途可分为灌溉渠、供水渠和排水渠等。
5.机井:机井是通过机械装置从地下水层地下获取地下水,主要用于农田灌溉和城市供水。
6.船闸:船闸是船舶通过水坝或河道的升降设施,主要用于调节水位和船舶通航。
7.灌溉系统:灌溉系统是将水源输送到农田的系统,用于农作物的生长和发展。
常见的灌溉方式包括引水渠灌溉、滴灌、喷灌和旋转喷灌等。
8.水力发电:水力发电是利用水的动能转化为电能的一种能源利用方式。
根据水轮机的类型可分为水轮发电机和潮汐发电机等。
9.水质处理:水质处理是指通过物理、化学和生物方法改善水质的过程,用于净化供水和处理废水。
10.环境生态保护:水工建筑物的建设和运营往往对生态环境产生一定的影响,需要采取相应的环保措施,包括生态修复、环境监测等。
11.安全管理:水工建筑物的安全管理是保证设施运行安全和防止事故发生的重要措施,包括坝体安全监测、设备维护、防洪措施等。
12.水工建筑物的设计:水工建筑物的设计包括结构设计、水流设计、水力学计算和稳定性分析等,需要考虑结构的强度、稳定性和安全性。
13.施工技术:水工建筑物的施工需要考虑土质、地质、地下水位等因素,采用合适的施工方法和技术,确保工程质量。
水工建筑物重点知识总结水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类: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、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。
3.水工建筑物的类别有哪些按其作用分为以下几类:(1)挡水建筑物:坝、闸和堤防等(2)泄水建筑物:坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等(3)输水建筑物:输水洞、引水涵管、渠道、渡槽(4)取水建筑物:输水建筑物的首部建筑物:进水闸、泵站(5)专门建筑物:电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道(6)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、护岸等。
*注意:有时分类不十分严格,闸可取水也可挡水;渠道可取水也可输水;溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点(了解)(1)工作条件复杂,考虑因素多;(2)受自然条件制约,施工难度大;(3)效益大,对环境的影响也大;(4)失事后后果严重;(5)工程量大,投资巨大,工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级依据是什么(重点)(1)水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益,工程失事造成灾难工程规模有大小,安全程度有高低分等依据:工程规模、效益、重要性级别:五等(2)水工建筑物的分级永久性主要建筑物:大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物永久性次要建筑物:挡墙、导墙、护岸…临时建筑物:施工围堰、导流建筑物…分级依据:工程等别、作用、重要性级别:五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。
3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)(1)单一安全系数法(2)分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)(1)承载能力极限状态当出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态:①刚体失去平衡;②材料强度不足而破坏;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;(2)正常使用极限状态定义:当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时,认为达到了正常使用极限状态。
训练一水工建筑物基本知识部分
(一)名词解释:
1.水利枢纽
2.水工建筑物
3.蓄水枢纽
4.取水枢纽
5.泵站枢纽
6.渠系建筑物
7.挡水建筑物
8.泄水建筑物
9.取水建筑物
10.输水建筑物
11.永久性建筑物
12.临时性建筑物
13.次要建筑物
14.主要建筑物
(二)填空:
1. 水利工程的任务是和。
2.蓄水枢纽中应包含的基本建筑物有、和三种。
3.蓄水枢纽、取水枢纽解决了河流天然来水在、、上的矛盾。
4.水工建筑物按作用分有、、、、、六大类。
5.水工建筑物按使用期限分有和两大类。
6.为了解决和之间的矛盾,将水利枢纽工程按其、及其划分为不同等别。
7.对水利枢纽中的水工建筑物,按其和进行分级。
8.等别是对而言的、级别是对而言的。
9.规范中规定水利水电枢纽工程按、及、划分为等,而水工建筑物划分为级。
10.水工建筑物的特点是、、、。
(三)判断题:
1.临时性水工建筑物不作为长期使用,所以不用进行级别划分。
( )
2.工程等别确定后不再改变,建筑物级别则根据具体情况,经过论证,可适当提高或
降低。
( )
3.水利枢纽是按其规模、效益及重要性分等,而水工建筑物则按其作用和重要性。
( )
(四)简答题:
1.为什么要在江河上兴建水利工程
2.为什么要对水利水电枢纽工程分等和对水工建筑物分级
3.分等分级的原则是什么
4.平原和滨海区的《水利水电工程等级划分及设计标准》适用范围是什么。
重力坝的优点 :①对地形、地质条件适应性强, ②枢纽泄洪问题容易解决③便于施工导流④安全可靠⑤施工方便⑥结构作用明显⑦可利用块石筑坝。
缺点①因抗滑稳定要求, 重力坝相比其他混凝土坝来说, 剖面尺寸大, 材料用量多②坝体与地基接触面积大, 比其他混凝土坝的坝底扬压力大, 对稳定不利③由于坝体体积大, 施工期混凝土的水化热温升较高, 造成后来的温降和收缩量都很大,将产生不利的温度应力,因此,在浇筑混凝土时、 ,需要有较严格的温度控制措施。
提高抗滑稳定性的途径 :①选择有利于稳定的基岩②利用水重③将坝基面开挖成倾向上游的形状④将坝基面开挖成锯齿形状⑤将坝踵附近的坝基面做成梯形齿槽的形式⑥在坝趾下游做锚索或钢筋混凝土锚桩, 加强抗力体的作用⑦增加建筑物重量⑧减小扬压力⑨预加应力措施⑩高压固结灌浆或辅以化学灌浆⑾横缝灌浆。
改善拱坝的稳定性 :①加强地基处理, 对不利的节理等经行有效冲洗和固结灌浆处理, 提高抗剪强度②加强坝肩岩体的灌浆和排水措施,减少岩体的渗透压力③将拱端向岸壁深挖嵌进, 以扩大下游的抗滑岩体, 也可避开不利的滑裂面, 这种做法对增加拱座稳定性较有效④改进拱圈设计如采用三心拱抛物线等形式, 使拱端推力可能趋向正交岸坡⑤如拱端基岩承载力较差可局部扩大拱端或设置推力墩。
选择洞线应满足以下的原则和要求①隧洞的线路应尽量避开不利的地质构造、围岩可能不稳定及地下水位高、渗水量丰富的地段, 以减小作用于衬砌上围岩压力和外水压力②洞线在平面上应力要求短直, 这样既可减小工程费用, 方便施工且有良好的水流条件③隧洞应有一定的埋藏深度,它与围岩地质条件、隧洞断面形状、施工成洞条件、内外水压力、支护衬砌形式围岩渗透特性和工程造价等因素有关④隧洞的纵坡, 应根据运用要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合分析比较以后确定⑤对于长隧洞选择洞线时还应注意利益地形、地质条件,布置一些施工支洞、斜井、竖井,以便增加工作面积,有利于改善施工条件加快施工进度。
第一章绪论*1,水资源具有储量的有限性、补给更新的循环性、时空分布的不均匀性、利与害的两重性,以及可储藏可输移等特点。
2,用来控制和分配水流,这些建筑物统称为水工建筑物,而不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
3,水工建筑物按其作用可以分为:挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、政治建筑物、专门建筑物。
*4,水利工程的特点:1,工作条件复杂;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,失事后果严重第二章水工建筑物设计综述1,现代水利工程的特点:1,受自然条件制约,工程条件复杂多变;2,施工难度大,对环境和自然的影响也大;3,社会、经济效益高,与经济系统联系密切;4,工程失事的后果严重。
*2,工程设计步骤:技术预测一信息分析一科学类比一系统分析一方案设计一功能分析一安全分析f施工方案f经济分析f综合测评。
3,水利水电工程分等分级的意义:水利工程失常,会直接影响经济效益,而工程失事,将给社会带来巨大的财产损失和认为的灾害。
水利是过敏经济的基础产业,工作失常会导致社会经济运转受到阻滞和破坏,甚至形成社会问题。
因此,应从社会经济全局的利益出发,高度重视工程安全,将之与经济性合理地统一考虑。
有关规范将水利水电工程按重要性分等,将枢纽中的建筑物分级,就是体现了这种意图。
4,水利水电工程按其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分成五等。
永久性水工建筑物和临时性水工建筑物,根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
5,永久性建筑物系指工程运行期间使用的建筑物。
根据其重要性分为:1,主要建筑物。
系指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物,如堤坝、水闸、电站厂房及泵站等。
2,次要建筑物。
系指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大,并易于修复的建筑物,如挡土墙、导流墙及护岸等。
6,为了保证建筑物安全,必须在规划、设计阶段详加分析,保证其在蓄水及泄水能力,结构强度及稳定性等方面均有一定的安全储备。
水工建筑物期末复习资料第一章绪论1、水利工程: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。
水利工程的根本任务是:除水害兴水利。
2、水工建筑物:为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的,需要修建各种不同类型的水工建筑物,用来控制和支配水流。
这些建筑物统称为水工建筑物。
3、水利枢纽:集中建造的几种水工建筑物配合使用,形成一个有机的综合体,称为水利枢纽。
水利枢纽分为蓄水枢纽(水库)和取水枢纽。
其中水库枢纽包括挡水、泄水、输水(或引水)三类建筑物,称为水库三大件。
4、水工建筑物的分类:挡水建筑物:用以拦截江河,形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物:用以宣泄多余水量,排放泥沙和冰凌,或为人防、检修而放空水库等,以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物:为灌溉、发电和供水的需要,从上游向下游输水用的建筑物。
如:引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取(进)水建筑物:是输水建筑物的首部建筑物,如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物专门建筑物5、水工建筑物的特点:(1)工作条件的复杂性;(2)设计选型的独特性;(3)施工建造的艰巨性;(4)工程效益的显著性;(5)环境影响的多面性;(6)失事后果的严重性;6、分等分级的目的:为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来,水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。
水利枢纽按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
水工建筑物按其所属枢纽工程的等别及其在工程中的作用和重要性分为五级。
第二章重力坝1、重力坝的工作原理:在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求。
其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。
2、重力坝的特点:(1)泄洪和施工导流比较容易解决;(2)安全可靠,结构简单,施工技术比较容易解决;(3)对地形、地质条件适应性强;(4)受扬压力影响较大;(5)温度控制要求严格。
水工建筑物考前突击知识点1.重力坝的工作原理是什么?基本剖面是何形状?一般采用什么材料?答:重力坝的工作原理:①主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求;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以达到应力要求。
基本剖面:三角形。
材料:混凝土和浆砌石。
2.简述重力坝的优缺点(即特点)。
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。
缺点:①耗材多;②材料强度未充分发挥;③坝底扬压力大;④施工温度控制严格。
3.简述溢流重力坝的工作原理、特点和类型。
答:工作原理:依靠大坝的自重产生的摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定;依靠自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力以达到应力要求工作特点: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要求。
类型:①开敞溢流式;②大孔口溢流式4.重力坝地基处理的作用是什么?它主要包括哪些内容?答:重力坝地基处理的作用:①防渗;②提高岩基的强度和整体性。
主要内容: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、溶洞等不良地质的处理。
9.土石坝渗流分析的目的和计算方法是什么?答:目的:⑴确定坝体浸润线及下游出逸点,绘制坝体及坝基流网图,为坝体稳定分析和应力计算提供依据;(2)确定坝体与坝基的渗流量,以估算水库的渗漏损失,为坝后排水设施的设计提供依据;(3)确定坝坡逸出段与下游坝基表面的出逸坡降,以验算相邻土体的渗透稳定性计算方法:解析法,数值解法,流网法,试验法6.详述土石坝的分类情况。
答:主要按坝高、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<30m;⑵中坝:坝高=30~70m;⑶高坝:坝高>70m。
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:以沥青砼、砼等为心墙的坝⑹人工材料面板坝:由沥青砼、砼、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝7.解释什么是永久性建筑物,主要建筑物,次要建筑物和临时建筑物,并举例答:(1.永久性建筑物:指工程运行期间使用的建筑物,根据其重要性分为:主要建筑物:指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物,如:堤坝、水闸、电站厂房及泵站等;次要建筑物:指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大,并易于修复的建筑物,如:挡土墙、导流墙及护岸等;(2.临时建筑物:指施工期间使用的建筑物,如:导流建筑物,施工围堰等8. 固结灌浆,帷幕灌浆,回填灌浆的目的答:对于重力坝而言:固结灌浆的目的:增强基岩的整体性和强度,降低地基的透水性。
1、溢流重力坝:既要满足稳定和强度要求,又要满足水利条件要求。
孔口尺寸,溢流堰形态,以及效能方式溢流坝的溢流面组成部分,各部分的形态的确定为满足泄水的要求,其实用剖面是将坝体下游斜面修改成溢流面溢流坝面由顶部曲线段、中间直线段、下游反弧段组成顶部曲线段的形状对泄流能力和流态有很大的影响。
对于坝顶溢流式孔口,工程中常采用WES曲线下部反射弧要求沿程压力分布均匀,不产生负压和不致引起有害的脉动,通常采用圆弧曲线,反射半径R= (6~10)h,h为校核洪水位闸门全开时反弧处的水深。
中间直线段与顶部曲线段和下部反弧段相切,其坡度由重力坝基本剖面决定溢流坝实用剖面是将溢流面曲线与坝体基本剖面拟合修改而成。
2、重力坝抗滑稳定分析f 2 w - U)抗剪强度公式:K s=——Z P一Z W—作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和Z P—作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和U——作用在滑动面上的扬压力;(1分)f——滑动面上的抗剪摩擦系数;(1分)K----按抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数r^Z w - U)+ C Af抗剪断公式:K '= ---------- -------------s PK'——抗滑稳定安全系数;(1分)sZ w——滑动面以上的总铅直力;(1分)Z P——滑动面以上的总水平力;(1分)U——作用在滑动面上的扬压力;(1分)f——抗剪断摩擦系数;(1分)c'——抗剪断凝聚力。
(1分)提高抗滑稳定性的工程措施:将坝的迎水面做成倾斜或折坡行,利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定; 将坝基面开挖成倾向上游的斜面,借以增加抗滑力提高稳定性;利用地形地质特点,在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙,用以增加抗力提高稳定性;采用有效的防渗排水或抽水措施,降低扬压力;利用预加应力提高抗滑稳定性3、拱效应:心墙坝由于心墙设在坝体中部,施工时就要求心墙与坝体大体同步上升,因而两者相互干扰大,影响施工进度。
1、溢流重力坝:既要满足稳定和强度要求,又要满足水利条件要求。
孔口尺寸,溢流堰形态,以及效能方式溢流坝的溢流面组成部分,各部分的形态的确定为满足泄水的要求,其实用剖面是将坝体下游斜面修改成溢流面溢流坝面由顶部曲线段、中间直线段、下游反弧段组成顶部曲线段的形状对泄流能力和流态有很大的影响。
对于坝顶溢流式孔口,工程中常采用WES 曲线下部反射弧要求沿程压力分布均匀,不产生负压和不致引起有害的脉动,通常采用圆弧曲线,反射半径R=(6~10)h ,h 为校核洪水位闸门全开时反弧处的水深。
中间直线段与顶部曲线段和下部反弧段相切,其坡度由重力坝基本剖面决定溢流坝实用剖面是将溢流面曲线与坝体基本剖面拟合修改而成。
2、重力坝抗滑稳定分析抗剪强度公式:()∑∑-=P U W f K s∑W --作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和∑P --作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和U ——作用在滑动面上的扬压力;(1分)f ——滑动面上的抗剪摩擦系数;(1分)K----按抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数抗剪断公式:()∑∑'+-'=P AC U W f K s ''s K ——抗滑稳定安全系数;(1分)∑W ——滑动面以上的总铅直力;(1分) ∑P ——滑动面以上的总水平力;(1分) U ——作用在滑动面上的扬压力;(1分)f '——抗剪断摩擦系数;(1分)c'——抗剪断凝聚力。
(1分)提高抗滑稳定性的工程措施:将坝的迎水面做成倾斜或折坡行,利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定;将坝基面开挖成倾向上游的斜面,借以增加抗滑力提高稳定性;利用地形地质特点,在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙,用以增加抗力提高稳定性;采用有效的防渗排水或抽水措施,降低扬压力;利用预加应力提高抗滑稳定性3、拱效应:心墙坝由于心墙设在坝体中部,施工时就要求心墙与坝体大体同步上升,因而两者相互干扰大,影响施工进度。
又由于心墙料与坝壳料的固结速度不同,心墙内易产生拱效应而形成裂缝。
斜墙的抗震性能和适应不均匀沉陷的能力不如心墙4、经济中心角:中心角愈大,拱圈厚度愈小,说明中心角愈大,材料强度可得到充分利用,对应力有利;反之,拱圈中心角减小,半径愈大,拱作用减弱,要求加大拱圈厚度。
加大中心角使拱圈弧长增加,在一定程度上会抵消一部分由减小拱厚所节省的工程量。
从经济和应力角度考虑,采用较大中心角有利但拱端轴力方向将向顺岩坡等高线方向偏转,对坝肩稳定不利。
A p pl Tϕσsin )2/(2-= ,2A ϕ=133.24,此此为经济中心角。
4、单曲拱坝:只在水平截面上呈拱形,而悬臂梁断面不弯曲或曲率很小的拱坝称其为单曲拱坝。
在接近矩形或较宽的梯形断面河谷,由于河谷宽度从上到下相差不大,各高程拱圈中心角都比较接近。
双曲拱坝:在水平和铅直截面内都呈拱形。
在V形河谷或其他上宽下窄的河谷中,水平拱圈的半径从上到下逐渐减小。
使各层拱圈中心角大致相等,并在铅直向设计成一定曲率,形成变半径等中心角双曲拱坝。
5、水工隧洞的进口形式有哪些?各自的优缺点和适用场合如何?深孔进口有竖井式、塔式、岸塔式、斜坡式、组合式等竖井式进口适用于河岸岩石坚固、竖井开挖不致坍塌的情况。
优点是结构简单,不受水库风浪和结冰的影响,抗震及稳定性好,当地形地质条件适宜时造价也不高,缺点是竖井前的一段隧洞检修不便塔式进口,进口处岸坡覆盖层较厚或岩石破碎。
封闭式塔可在任何水库水位下检修闸门,还可在不同高程设进水口以适应库水位变化,运行可靠但造价较贵。
框架式塔结构较轻,造价较省,但只有在低水位时才能检修。
塔身受风浪、结冰、地震的影响较大,稳定性相对较差岸塔式进口,进口处岩石坚固,可开挖成近于直立的陡坡时适用此种形式。
其优点是稳定性较塔式好,造价也较经济斜坡式进口,优点是结构简单,施工方便,稳定性好,造价也低;缺点是斜坡过缓则闸门面积要加大,关门不易靠自重下降,可能要另加关门力。
一般用于中小型工程或进口只设检修闸门。
6、不同地基上的水闸,地下轮廓线的布置有什么不同? 为什么?答案:(1).粘性土闸基地下轮廓线的布置:主要考虑如何降低闸底渗透压力,以提高闸室的稳定性。
为此,在闸室上游设施水平防渗,而将排水设施布置在闸底板下游段或消力池底板下。
一般不用板桩,以免破坏天然土的结构,造成集中渗流。
(3分) (2).砂性土闸基地下轮廓线的布置:以防止渗透变形和减小渗漏为主。
对砂层很厚的地基,如为粗砂或砂砾,可采用铺盖与悬挂式板桩相结合,而将排水设施布置在消力池下面;如为细砂,可在铺盖上游端增设短板桩,以增加渗径,减小渗透坡降。
当砂层较薄,且下面有不透水层时,最好采用齿墙或板桩切断砂层,并在消力池下设排水。
对于粉砂地基,为了防止液化,大多采用封闭式布置,将闸基四周用板桩封闭起来。
(4分)(3).特殊地基的地下轮廓线布置:当弱透水地基内有承压水或透水层时,为了消减承压水对闸室稳定的不利影响,可在消力池底面设置深入该承压水或透水层的排水减压井。
(3分)7、温度荷载对拱坝的应力和坝肩岩体的稳定有何影响?答案:封拱后,拱坝形成整体,当坝体温度高于封拱温度时,即温度升高,拱圈伸长并向上游位移,由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相反,但轴力方向相同。
(4分)当坝体温度低于封拱温度时,即温度降低,拱圈收缩并向下游位移,由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相同,但轴力方向相反。
因此一般情况下,温降对坝体应力不利,温升对坝肩稳定不利。
(4分)8、纯拱法:纯拱法将拱坝视为由一系列各自独立,互不影响的水平拱圈所组成。
它们承担作用在拱坝上的全部荷载,并将每层拱圈均简化为结构力学中的弹性固端拱进行计算。
通常沿坝高取5~7个单位高度的水平拱圈,分别进行应力计算。
拱圈所受的主要荷载是均匀径向水压力和温度荷载。
9、拱冠梁法:基本原理:按照拱冠部位的中央悬臂梁和若干水平拱在交点处径向变位一致的原则进行拱梁荷载分配。
求得各层拱圈和拱冠梁各自承担的荷载后,拱圈用纯拱法计算拱圈各截面的应力,拱冠梁按悬臂梁结构计算应力。
温度荷载引起的拱圈变形由拱圈单独承担,但该变形能影响水平荷载的分配坝体自重对荷载分配的影响与施工方法有关,对于分块浇筑的混凝土拱坝,由于封拱前各坝段在自重作用下的变形和应力业已形成,坝体自重由梁单独承担,不影响水平荷载。
对于分块浇筑的混凝土拱坝,坝体自重由梁单独承担,且不影响水平荷载;对整体砌筑的浆砌石拱坝或边浇筑边封拱的混凝土拱坝,由梁单独承担,但能通过拱冠梁各断面在其作用下所产生的径向位移来影响水平荷载分配10、验算拱座稳定拱座岩体可能滑动面的勘查分析:滑动体的上游边界,可能滑动面的位置1,具有单独的陡倾角结构面F1和缓倾角结构面F2组合成滑移体2,具有成组的陡倾角和成组的缓倾角结构面组合成滑移体3,易产生滑动的节理走向及倾角分析方法的选用:数值计算法,包括刚体极限平衡法和有限元法;模型试验法,包括线弹性结构应力模型试验和地质力学模型试验定值安全系数法分析拱座稳定性:平面分层稳定,整体稳定计算分项系数极限状态法分析拱座稳定性改善拱座稳定性的措施:1,加强地基处理,对不利节理等进行冲洗和固结灌浆,提高抗剪强度 2,加强坝肩岩体的灌浆和排水措施,减少岩体的渗透压力 3,将拱端向岸壁深挖嵌进,以扩大下游的抗滑岩体,也可避免不利的滑裂面 4,改善拱圈设计 5,局部扩大拱端或设置推力墩11、 简述土石坝渗流分析的目的和内容。
(10分)答案:土石坝渗流分析的内容: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。
(4分)土石坝渗流分析的目的:①对初选的坝的形状与尺寸进行检验,确定渗流作用力,为核算坝坡稳定提供依据;②进行坝体防渗布置与土料配置,根据坝体内部的渗流参数和渗流逸出坡降,检验土体的渗流稳定,防止发生管涌与流土,在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺寸与排水设施的容量和尺寸;③确定通过坝和河岸的渗流水量损失并设计排水系统的容量。
土石坝发生渗透变形形式和防止渗透变形的工程措施:渗透变形的类型有管涌、流土、接触冲刷、剥离和化学管涌。
防止渗透变形的工程措施有以下几种:(1)设置防渗设施;(2)设置排水沟或减压井;(3)设置反滤层。
12、简述土石坝的组成及各组成部分的作用。
(10分)答案:土石坝由坝身、防渗体、排水体和护坡等四部分组成。
(2分)坝身主要用来保持坝体的稳定,坝壳料应具有比较高的强度。
下游坝壳的水下部分以及上游坝壳的水位变动区则要求具有良好的排水性能。
(2分)防渗体的作用控制坝内浸润线的位置,并保持稳定渗流,这部分的土体比坝壳其他部分更不透水。
排水体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,以增强坝的稳定,并保护下游免遭冻胀破坏。
(2分)上游护坡为了防止风浪淘刷、顺坡水流冲刷、冬季结冰和库区漂浮物对上游坡面的破坏,下游护坡为了避免雨水冲刷,保护下游尾水部位的坝坡免受风浪、冰层和水流的作用以及动物、冻胀干裂等因素的破坏。
13、河岸溢洪道泄槽:泄槽把过堰水流送往下游,槽底纵坡常取大于临界底坡的陡坡。
泄槽的纵剖面布置:纵剖面布置通常要求尽量适应地形、地质条件,以减少开挖和衬砌工程量,并注意有较好的水流条件。
常为陡坡,水流为急流,避免水跃,不必一坡到底,可变坡,变坡处应以平滑曲线连接。
泄槽的平面布置:优先选用直线等宽布置,使流态平顺。
泄槽的衬砌构造:目的是防止冲刷,保护岩石不受风化,避免高速水流钻入基岩裂隙以致掀起岩石。
土基上常采用混凝土或钢筋混凝土衬砌泄槽的边墙和槽底。
14、水工隧洞的回填灌浆:为了充填衬砌与围岩之间的缝隙,改善衬砌结构传力条件和减少渗漏,常进行衬砌的回填灌浆。
在衬砌施工时顶拱部分预留灌浆管,待衬砌完成后,通过预埋管进行灌浆。
回填灌浆的范围一般在顶拱中心角90。
~120.以内,孔距和排拒一般2~6米,灌浆压力为2~3个大气压。
1、(1)简述有压隧洞和无压隧洞断面型式和断面尺寸如何确定?(10分)答案:(1)洞身断面形式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行要求等。
(2分)(2)无压隧洞的断面形式多采用圆拱直墙形段面;为了减小或消除作用在边墙上的侧向围岩压力,也可把边墙做成倾斜的;如围岩条件较差,还可以采用马蹄形断面;当围岩条件差,又有较大的外水压力时,也可采用圆形断面。
(3分)(3)有压隧洞一般均采用圆形断面。
(2分)(4)洞身断面尺寸应根据应用要求,泄流量、作用水头及纵剖面布置,通过水力计算确定。
有时,还要进行水工模型试验验证。
在确定隧洞断面尺寸时还应考虑到洞内施工和检查维修等方面的需要,圆形断面的内径不小于1.8米,非圆形断面不小于1.5*1.8米。
(2)有压隧洞和无压隧洞的断面尺寸确定有何不同?如何确定?答案:无压隧洞断面尺寸的确定,首先应满足运用的要求,主要应满足泄流能力和洞内水面线,当洞内水流流速大于15~20m/s 时,还应研究由于高速水流引起的掺气、冲击波及空蚀等问题。