材料力学在水利工程中的应用

水利工程中的水利工程材料在水利工程中，水利工程材料扮演着至关重要的角色。

水利工程材料的选择和使用对工程的质量、安全和可持续发展具有重要影响。

本文将就水利工程中常见的水利工程材料进行探讨，包括混凝土、沥青混凝土、钢材和聚合物材料。

混凝土作为重要的水利工程材料，广泛应用于水坝、堤坝、渠道等结构中。

其主要成分是水泥、骨料、粉煤灰和掺合料等。

混凝土具有高强度、耐久性好、抗渗性强等特点，可以有效防止水的渗漏和土壤的冲刷。

此外，混凝土材料还能够抵御自然界的各种侵蚀，如紫外线、酸雨等。

为了提高混凝土的性能，还可以采用添加剂、增强材料等进行改良。

沥青混凝土是另一种常见的水利工程材料，主要用于水利工程道路的建设。

沥青混凝土由骨料、沥青和填料组成，可以增加道路的抗冻、抗水损伤和耐久性。

沥青混凝土还具有较好的涂覆性和防滑性能，可以确保道路在潮湿或雨季也能保持良好的行车安全性。

此外，沥青材料的可回收性和可再利用性也符合可持续发展的理念。

钢材在水利工程中广泛应用于各种结构中，如水闸、水管、钢板桩等。

钢材具有高强度、刚度好和韧性高等特点，可以承受较大的水压力和荷载。

此外，钢材还具有良好的可塑性，便于制造各种形状的结构，满足工程设计的要求。

然而，钢材容易受到腐蚀的影响，需要进行防腐处理和定期维护，以提高使用寿命和保持结构的稳定性。

聚合物材料在水利工程中的应用越来越广泛，如聚乙烯、聚氯乙烯等。

聚合物材料具有重量轻、耐腐蚀、使用寿命长等特点，适用于各种水利设施的建设。

例如，聚乙烯水管具有良好的抗冲击性和耐化学腐蚀性，适用于供水和排水管道的建设。

聚氯乙烯材料具有良好的耐候性和耐化学腐蚀性，适用于水坝和水闸的建设。

聚合物材料还可以通过改性和复合等技术手段进行性能的优化和改良。

总之，水利工程中的水利工程材料对工程的质量和持久性具有重要影响。

混凝土、沥青混凝土、钢材和聚合物材料是水利工程中常见的材料，各具特点，在不同的工程结构中发挥重要作用。

土木水利考研专业课材料力学材料力学是力学的一个分支领域，研究的是物质的力学性质，即材料的变形与载荷之间的关系。

在土木和水利工程中，我们常常需要对材料的力学性能进行分析，以确保结构的安全和可靠性。

材料力学主要包括弹性力学和塑性力学两个方面。

弹性力学研究物质在受力作用下的弹性变形，即外力消失后物质能恢复到原来形状和尺寸的能力。

弹性力学的基本概念包括应力、应变和弹性模量等。

应力是单位面积上的力，用于描述物质受力后的应对情况；应变是物质在受力作用下的形变程度，表征了物质的相对变形；弹性模量是描述材料弹性性能的一个物理量，通常用于表示材料在受力后的变形程度。

塑性力学研究物质在受力作用下的塑性变形，即外力消失后物质不能完全恢复到原来的形状和尺寸。

塑性力学的基本概念包括屈服点、流动应力和塑性性能等。

屈服点是一种力学特性，表示材料开始发生塑性变形的临界点；流动应力则是描述材料在塑性变形下的抵抗能力；塑性性能是描述材料塑性变形能力的一个指标，一般用屈服强度、延伸率和断面收缩率来表示。

材料力学的应用十分广泛。

在土木工程中，材料力学用于分析建筑物、桥梁、道路、隧道等结构的承载能力和变形性能，确保其安全运行。

在水利工程中，材料力学用于分析大坝、水闸、堤防等水利设施的稳定性和耐久性，确保其能够承受各种水文载荷。

此外，材料力学还在材料科学和工程领域中得到广泛应用，用于研究材料的力学性能和设计新材料。

综上所述，土木水利考研专业课材料力学是土木工程和水利工程等领域的重要基础课程之一、通过学习和掌握材料力学的基本理论和方法，能够为土木工程和水利工程的设计、施工和运行提供科学依据，确保工程的安全性和可靠性。

Ⅱ重力坝部分26、对不同级别的水工建筑物在哪些方面有不同的设计要求？答：主要表现在四个方面：抵御洪水的能力、结构的强度和稳定性、建筑材料和运行的可靠性。

27、重力坝有哪些工作特点，重力坝枢纽设计包括哪些内容？1) 重力坝的工作特点：①失事率低，工作安全可靠；②对地质地形条件适应性强；③一般不需另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑；④结构作用明确；⑤施工方便；⑥材料用量多，坝内应力低，材料强度不能充分发挥；⑦坝体体积大，对混凝土温度控制的要求较高。

2) 重力坝的设计内容：①剖面设计；②稳定分析；③应力分析；④构造设计；⑤地基处理。

28、作用在重力坝上的地震荷载有哪些，如何确定地震惯性力的大小和不利方向？1) 作用在重力坝上的地震荷载包括地震惯性力、地震动水压力和动土压力。

2) 水平向地震惯性力：Q0 = KHCZFW竖向地震惯性力：Q0 = 2/3KHCZFW3) 地震惯性力的不利组合方向。

考虑顺河流水平方向地震惯性力时，对满库情况，取地震波向上游传播，坝体受到指向下游的地震惯性力，对重力坝抗滑及坝踵处应力均不利；空库时，取地震波向下游传播，坝体受到指向上游的地震惯性力，对坝趾处应力不利。

29、地震动水压力的分布和指向与静水压力有何不同？作用在坝体上下游的地震动水压力均垂直于坝面，且二者作用方向一致，大小不等。

静水压力方向垂直作用于被作用面，作用于同一点上各方向的静水压力大小相等30、重力坝设计需计算哪些荷载组合，区分荷载组合的意义是什么？1) 重力坝设计需计算基本荷载和特殊荷载。

2) 区分荷载组合的意义：主要是在设计时应从两种组合中选择几种最不利的，起控制作用的工况进行计算，使之满足规范中规定的要求，并按出现几率的大小，确定采用不同的安全系数31 、重力坝须对哪些不利结构面进行抗滑稳定验算，为什么？抗滑稳定验算面：（1）沿坝基面的抗滑稳定分析（2）地基深层抗滑稳定分析（3）岸坡坝段的抗滑稳定分析其目的主要是验算坝体沿坝基面及坝基内深层软弱结构面或岸坡坝段的抗滑稳定安全度。

基于数值计算在水利工程中的应用分析作者：唐炜来源：《科技资讯》2017年第31期摘要：水利工程的修建，不仅解决了人们生活上的问题，同时对于提高国家经济发展也起到了重要作用。

水利工程建设庞大，如若不能及时妥善解决修建过程中出现的问题，将会发生难以挽回的后果。

随着水利工程和计算技术的不断发展发展，数值计算在水利工程的各个方面都有应用，这一应用对提高水利工程的安全稳定性起到了很大的作用，并且可以节省大量的人工计算时间，在人力、物力上都有显著的提高。

关键词：数值计算水利工程应用分析中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0062-02水利工程的修建历史悠久，最早可追溯到大禹时期较为著名的大禹治水。

古人重视水利工程的建设，原因在于它不仅促进了农业的发展，同时也促进了经济的发展。

新中国成立后更是重视水利工程的建设，由于水利工程项目建设庞大，修建过程中难免不会出现小失误，而往往是小失误才可能导致大事故的发生。

一旦发生水利事故，将会严重威胁生活在下游的百姓的生命和财产安全。

所以，在工程建设的整个阶段都需要投入细心和耐心，在前期的计算阶段就要严格核查，不放过每一处小错误。

1 水利工程中存在的问题水利工程是民生问题的关键所在，工程质量是大家关注的焦点问题。

工程的整个设计阶段和施工阶段都会受到某些客观因素和意料不到的环境因素影响，给水利工程设计增加难题。

所以，水利工程中存在的问题不容忽视，而对每个问题都必须仔细周全的分析。

在设计阶段就要对施工地点的水文地质情况以及对实际地形地貌进行勘察，近些年来的降雨情况等问题都要仔细调查，将环境影响尽可能降至最低。

同时要对可能出现问题的地点、产生原因、问题出现是否有规律性以及相应问题的紧急应对措施都要进行分析研究。

如对小型水库引起溃坝风险的可能因素，溃坝后的紧急抢救措施，水工铜闸门的震动失效处理方法等问题进行研究。

这些研究结果都能在很大程度上降低溃坝对工作人员和下游百姓的人身和财产安全，预防并减少灾害带来的经济损失。

关于工程力学实习报告4篇工程力学实习报告篇1一、心得体会通过这五天的实习，让我学到了很多课堂上根本学不到得东西，仿佛自己一下子成熟了，不仅懂得了怎样做事而且懂得了很多做人得道理。

我也明白了肩上得重任，看清了人生和今后努力的方向，不管遇到什么事情都要认真得思考，不能太过急躁，要对自己所做的事情负责，同时也理解了很多事情，为以后工作积累了一些经验。

我知道工作是一项热情得事业，并且要有持之以恒的品质精神和吃苦耐劳的品质。

这次难得的认识实习经历，是我打开了视野，增长了见识，为我们今后进一步走向社会打下了基础。

二、成果总结1、力学在机械工程中的应用在视频力学在机械工程中的应用中，我们明白了一些力学研究中的问题，如：结构部件为什么在某种条件下失效？如何定量精确预报事故发生？等。

机械是机构与机器的合成，我们重点了解构件承载能力的分析，机械振动的计算，机构运动的设计。

承载力学是力学应用的重要方面，在对强度的计算中会运用到计算力学，机构的承载能力与刚度，稳定性，强度。

在对机械振动的计算中我们还运用了机震力，在对机构运动设计中应用了理论力学与机械原理。

2、化学工业中的流体力学在视频化学工业中的流体力学中，我们知道了板式塔中塔板的种类，有无溢流塔板，泡罩塔板，f型塔板，t型塔板等。

填料塔中填料的种类，还有萃取塔，流化床与气液两相流等概念。

3、力学在土木工程中得应用在观看力学在土木工程中的应用中我们知道了在土木建筑中会运用到结构力学、弹性力学、材料力学等力学知识。

4、力学与现代生活在视频中我们了解到一些力学问题造成的重大影响，如86年挑战者号的爆炸知识因为没有考虑到温度对一个小小橡皮圈的影响，还有塔库马悬桥的倒塌，只是因为流动的空气形成了卡门涡街。

我们运用伯努里定律设计飞机的机翼，再根据机翼上下面风速差产生压力使飞机飞起来。

航天工程，生命领域，能源领域均是以力学为基础的，我们可以运用流体力学原理解决股市问题，连亚洲金融风暴也可以用连通器原理解释。

材料力学在水利水电工程中的应用我是水利水电工程的一名学生，在我看来，材料力学在我专业的应用范围极其的广.材料的应用、水电大坝的修建以及后期的水电大坝的检修都会应用力学知识。

在材料的应用上,混凝土是主要的材料。

对于混凝土这种材料来说,混凝土是一种极易开裂的材料，开裂的原因是混凝土中拉应力超过了抗拉强度，也就是说拉伸应变达到了或超过了极限拉伸值而引起的。

混凝土是一种脆性材料，抗裂能力较低。

这时我们要想办法增强其强度,提高混凝土的抗裂能力。

我们可以选择火山灰水泥，或选择C3S以及C3A含量较低、C2S及C4AF含量较高或早期强度较低后期强度增长率高的硅酸盐水泥或普通水泥，混凝土的弹性模量较低、极限拉伸值较大,有利于提高其抗裂能力；选择适当的水灰比，水灰比过大的混凝土，强度等级过低，极限拉伸值过小，抗裂性较差。

水灰比过小，水泥用量过多，混凝土发热量过大，干缩率增大,抗裂性也会降低。

因此，对于大体积混凝土，应选取适当强度等级且发热量低的混凝土，对于钢筋混凝土结构，提高混凝土极限拉伸值可以增大结构抗裂度，故混凝土强度等级不应过低；掺入减水剂和引气剂，这样可以在混凝土强度不变的情况下，可减少混凝土的用水量，并可改善混凝土的结构，从而显著提高混凝土的抗裂性;加强养护，充分保温或水中养护可减缓混凝土干缩，并可提高极限拉伸值，故可提高混凝土的抗裂性。

对于掺有粉煤灰或硅灰的混凝土，由于混凝土早期强度增长较慢或干缩较大，更应加强养护;混凝土中掺入适量硅粉，可显著提高混凝土的抗拉强度及极限拉伸值,且混凝土其他的量不变.力学对混凝土的要求很高,力学在材料中的应用也很重要。

从一个小小材料的问题都能看出力学的应用有多么广泛，可见力学在水电工程中的应用是多么的给力。

在水电大坝中，力学也经常被应用。

大坝按受力方式可以分为重力坝、拱形重力坝、重力拱坝、拱坝、支墩坝、均质坝、面板坝、心墙坝、重力墙堆石坝等.每种坝的受力方式都不同,根据每种坝的承受能力也不同，因此造成不同程度的破坏，我们也需要修建时对其进行材料选择。

土木工程中的基本原理及应用案例分析土木工程是一门应用科学，涉及到设计、建造和维护各种基础设施和工程项目。

在土木工程中，有一些基本原理是非常重要的，它们为工程师提供了指导和依据。

本文将探讨土木工程中的一些基本原理，并通过一些应用案例进行分析。

一、力学原理在土木工程中的应用力学是土木工程中最基本的原理之一。

它研究物体的运动和受力情况。

在土木工程中，力学原理被广泛应用于结构设计和分析。

例如，在桥梁设计中，工程师需要考虑桥梁所受到的各种力，如重力、风力和交通载荷。

通过应用力学原理，工程师可以确定桥梁的结构形式、材料选择和支撑方式，以确保桥梁的安全性和稳定性。

二、材料力学在土木工程中的应用材料力学是研究材料的力学性能和行为的学科。

在土木工程中，工程师需要了解材料的强度、刚度和耐久性等特性，以便选择合适的材料并进行结构设计。

例如，在高层建筑的设计中，工程师需要考虑到建筑材料的抗压、抗弯和抗震能力。

通过应用材料力学原理，工程师可以确定建筑材料的使用限制和结构设计的合理性，以确保建筑物的安全性和可靠性。

三、土力学在土木工程中的应用土力学是研究土壤力学性质和行为的学科。

在土木工程中，土力学原理被广泛应用于基础工程和地下结构设计。

例如，在高速公路的设计中，工程师需要考虑土壤的承载能力和变形特性。

通过应用土力学原理，工程师可以确定路基的宽度和厚度，以确保公路的稳定性和耐久性。

四、水力学在土木工程中的应用水力学是研究水的流动和力学性质的学科。

在土木工程中，水力学原理被广泛应用于水利工程和水资源管理。

例如，在水坝的设计中，工程师需要考虑水的流动速度和水压力。

通过应用水力学原理，工程师可以确定水坝的形状和尺寸，以确保水坝的安全性和稳定性。

五、结构分析软件在土木工程中的应用随着计算机技术的发展，结构分析软件在土木工程中的应用越来越广泛。

结构分析软件可以模拟和分析复杂结构的受力情况，为工程师提供设计和优化方案。

例如，在大型桥梁和高层建筑的设计中，工程师可以使用结构分析软件来模拟桥梁或建筑物在不同荷载条件下的受力情况，以评估结构的安全性和稳定性。

堆石混凝土技术在水库大坝施工中的应用前言随着时代的进步和社会经济的发展，我国社会对于能源的需求不断增加，各种新的清洁可再生能源得到了开发和利用，水资源就是其中非常重要的一种。

我国具有丰富的水能资源，因此水利工程的数量也非常巨大，做好水利工程大坝的设计施工，是保证其功能有效发挥的重要前提，同时也是当前水利工程施工人员重点研究的问题。

堆石混凝土的出现，为坝体的设计和施工注入了新的活力，受到了相关技术人员的充分重视。

一.堆石混凝土概述堆石混凝土简称RFC，是在自密实混凝土技术的基础上发展出的一种新型的大体积混凝土施工方式，是利用自密实混凝土的高流动性、良好的抗分离性能以及自流动的特点，在粒径较大的块石内随机充填自密实混凝土，从而形成的混凝土堆石体。

在大体积混凝土浇筑中，应用堆石混凝土技术，具有非常显著的优点，主要表现在：（1）施工速度快：堆石混凝土的施工工艺简单，而且省略了振捣工序，可以极大地提高施工速度。

（2）强度高，耐久性好：自密实混凝土属于一种高性能混凝土，水胶比通常在0.3左右，在实际应用中，其高强度和良好的耐久性已经被广泛证实。

而堆石混凝土实际上就是在自密实混凝土中加入了超大骨料，因此也继承了自密实混凝土强度高，耐久性好的特点。

（3）成本低廉：堆石混凝土由于掺入了超大骨料，因此单位体积中自密实混凝土的用量仅为普通混凝土的40%左右，可以极大地节约工程成本造价。

（4）水化温升小：堆石混凝土的粗骨料采用的是粒径较大的堆石，单位体积自密实混凝土用量少，因此可以有效降低混凝土绝热温升，温度控制相对简单。

二.堆石混凝土重力坝设计以某水库建设为例，对堆石混凝土重力坝的设计进行简单分析。

1.工程概况该水库位于河流中游位置，其功能主要是为周边多个村镇提供生活、工业和农业灌溉用水，水库总库容188.4万立方米，死库容13.55万立方米。

在设计中，拦河坝采用了堆石混凝土重力坝，最大高度36.5m，坝轴线长110m。

［收稿日期］　２０１５－０１－２１［作者简介］　张志刚（１９８０－），男，湖北黄梅人，工程师，从事水工结构设计工作畅某水库浆砌石重力坝的稳定分析及应力计算张志刚１，邓　钦２（１畅四会市水利水电勘测设计院，广东四会　５２６２００；２畅广东粤源水利水电工程咨询有限公司，广州　５１０６３５）［摘　要］　为确保水库安全运行，需要对大坝结构进行安全复核。

采用材料力学方法，对浆砌石重力坝进行抗滑稳定计算和坝体应力分析。

分析结果表明，大坝抗滑稳定安全系数、坝基最大垂直正应力、坝体最大压应力和最大拉应力均满足规范要求，水库大坝结构安全。

［关键词］　浆砌石重力坝；抗滑稳定；应力分析［中图分类号］　ＴＶ６４ ［文献标识码］　Ｂ ［文章编号］　１００６－７１７５（２０１５）０５－００１１－０３１　工程概况某水库位于广东省从化市东北部，是一座以灌溉为主，兼集防洪、发电等综合利用为一体的中型水库。

坝址以上控制集雨面积９２畅３０ｋｍ２，总库容９４５８×１０４ｍ３，死库容２４０×１０４ｍ３。

水库工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为３级。

水库大坝为浆砌石重力坝，坝顶轴线长１８１畅９０ｍ，整体呈南北走向，坝顶高程１７７畅７１ｍ，最大坝高６１畅３０ｍ，坝顶宽５畅０ｍ，底宽５０畅０ｍ。

主坝共分５个重力坝段和１个溢流坝段（溢流坝段长２２ｍ）。

重力坝段断面基本形状为三角形，溢流坝段堰顶高程１６８畅２１ｍ，堰面采用克－奥曲线。

水库工程于１９７２年１２月兴建，１９７６年１月投入运用。

由于建坝时清基未够彻底，致使大坝在投入运行后，左坝坝头与山坡结合处不断出现渗漏，且施工人员技术水平参差不齐，砌体结构质量不均，坝体局部出现渗漏。

采取相应除险加固措施后，保证了大坝的安全运行。

最近一次加固是在２０００年，主要是对大坝进行灌浆。

其中，左坝头５个孔，右坝头２个孔，钻孔总深度２６０畅８０ｍ。

２　地质条件坝址位于“Ｖ”型峡谷段。

两岸基本对称且坝址地形呈倒葫芦形。