1、1“水工建筑物”本科模拟试题一一. 术语/概念解释1.重力坝；是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。2.挑流消能；是指在泄水建筑物末端设挑流鼻坎，使水流向下游挑射，通过射流在空中的扩散、紊动和掺气作用，消除部分能量，然后跌落到离鼻坎较远的河槽中，在冲刷坑和一定的尾水深度所形成的水垫中消能。3.固结灌浆；固结灌浆是为了改善节理裂隙发育或有破碎带的岩石的物理力学性能而进行的灌浆工程。4.碾压混凝土坝；采用零坍落度混凝土分薄层摊铺，经振动碾碾压而成的混凝土坝。5.土质防渗体分区坝；坝体断面由土质防渗体及若干透水性不同的土石
2、料分区构成，可分为心墙坝、斜心墙坝、斜墙坝以及其他不同形式的土质防渗体分区坝。二. 填空题1水利枢纽的功能可以是单一的，但多数是兼有几种功能的，称为综合利用 水利枢纽。水利枢纽按其所在地区的地貌形态分为 平原地区 水利枢纽和 山区 水利枢纽。（1）-（3）2水工建筑物按其作用可分为 挡水（壅水）建筑物， 泄水 建筑物， 输水建筑物， 取（进）水 建筑物等。（4）-（7）3水工建筑物的结构安全级别，与水工建筑物的级别对应分为 3 级。（8）4.水工建筑物抗震分析，抗震设防等级为甲类的水工建筑物应采用动力 法计算，乙类、丙类水工建筑物可采用动力法或 拟静力法计算，丁类水工建筑物可采用拟静力法或着重
3、采取工程措施。（9）-（10）5重力坝应力分析的目的是检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求；同时为设计中的某些问题（如混凝土标号分区、某些部位的配筋等）提供依据。重力坝应力分析常用的方法是材料力学 法和 有限元 法。（11）-（13）6混凝土重力坝施工期温度控制标准包括地基 容许温差、 上、下层 容许温差和内、外 容许温差三个方面。（14）-（16）7电力行业标准 DL5108-1999混凝土重力坝设计规范规定，重力坝剖面设计采用 B.分项系数极限状态设计法 （A.单一安全系数法、B.分项系数极限状态设计2法）。（17）8溢流重力坝是重力坝枢纽中重要的 泄洪 建筑物，用于将库容不能容纳的大
4、部分洪水经坝顶泄向下游。溢流面由坝顶曲线 段、中间直线段和下部反弧 段三部分组成。坝身泄水孔按所处的高程可分为 中 孔和 底 孔。（18）-（22）9水工混凝土，除强度外，还应按其所处的部位和工作条件，在抗渗、抗冻、抗冲刷 等性能方面提出要求（列举三方面）。（23）-（25）10重力坝横缝的作用是 减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求（混凝土的浇筑能力、温度控制等 。纵缝的作用是 为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期温度应力 。（26）-（27）11地形条件对拱坝体形有重要影响，一般情况下， 的深切河谷可以修建 5.1/HL 薄 拱坝， 的稍宽河谷可以修建中厚 拱坝， 的0.351/
5、HL 5.403/宽河谷可以修建 重力 拱坝。（28）-（30）12拱坝的类型，按建筑材料和施工方法可分为 常规混凝土 拱坝、碾压混凝土 拱坝和浆砌石拱坝。（31）-（32）13土石坝渗流分析的方法有有限元数值 方法、水力学（近似公式） 方法等。土石坝应进行坝体坝基土体渗流稳定性分析，超过容许比降的管涌型土层应设置 反滤层 保护，超过容许比降的流土型土层应设置 排水盖重或排水减压井 等防护措施。（33）-（36）14土石坝粘性土的填筑标准以 压实度 和最优含水率作为设计控制指标；无粘性土压实标准以 相对密度 作为设计控制指标。（37）-（38）15土石坝护坡的型式有干砌石 、浆砌石 、混凝土板
6、 等（列举 3 种）。（39）-（41）16水闸闸基渗流计算的方法有 改进阻力系数 法、 有限元数值方 法等。（42）-（43）17. 水工隧洞按功用可分为 泄洪 隧洞、 引水发电 隧洞、 灌溉和供水 隧洞等。水利枢纽中的泄水隧洞主要包括三部分： 进口 段、 洞身 段、出口段。隧洞衬砌的类型有 平整 衬砌、 单层 衬砌及 组合 衬砌。 （44）-（51）18船闸由闸室 、 闸首 、 输水系统 和引航道等几个基本部分组成。（52）-（54）19渠系建筑物有 渠道 、 渡槽 、 倒虹吸管 等。（55）-（57）320水工建筑物监测中，现场检查分为 经常 检查、 定期 检查和 特别 检查。（58）-
7、（60）三. 简答题1.在工程设计中,水利水电工程和水工建筑物为何要分等、分级？不同级别建筑物应在哪些方面有不同要求？答：为了把工程的重要性、安全度、工程造价三者联系起来，将水利水电工程分等，工程中的水工建筑物分级。不同级别水工建筑物设计应在以下几方面有不同要求：（1）设计基准期。（2）抗御灾害能力。（3）安全性。（4）运行可靠性。（5）建筑材料质量等级等。2.简要说明重力坝沿坝基面与深层抗滑稳定分析方法，及抗滑稳定安全系数控制标准。答：重力坝沿坝基面的抗滑稳定分析，可采用抗剪强度公式计算，抗滑安全系数 的标准，重力坝设计规范给出，区分PUWfKs/)( sK不同荷载组合和坝的级别，在 1.0
8、0 到 1.10 之间。也可采用抗剪断公式计算，安全系数 的标准，我国规范规定基本荷载组Acfs / s合取 3.0，特殊荷载组合（1）取 2.5，特殊荷载组合（2）取 2.3。重力坝深层抗滑稳定分析方法以刚体极限平衡法为主，重要工程或复杂地基情况，采用有限元法或地质力学模型试验复核。单斜面深层抗滑稳定计算与沿坝基面抗滑稳定分析相似。采用抗剪强度公式时，安全系数 的标准取 1.05-1.3，采用抗剪断sK公式时，安全系数 的标准取 2.3-3.0。sK双斜面深层抗滑稳定计算方法有：剩余推力法，被动抗力法，等安全系数法，整体滑动法。双斜面抗滑稳定安全系数的标准，当采用抗剪断公式计算时，可采用与沿
9、坝基面抗滑稳定分析相同的标准，当采用抗剪强度公式计算时，无统一标准，可经过分析研究确定。3.简要说明拱坝的特点。答：拱坝是固接于基岩上的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形。其承受的荷载，一部分通过拱作用传到两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。其主要特点从以下三方面说明：（1）稳定特点。拱坝稳定性主要依靠拱端基岩反力，对地形、地质条件要求高。（2）结构特点。属于高次超静定结构，超载能力强、安全度高。通过拱作用较好利用和发挥了材料抗压强度高的特点，从而坝体减薄、节省工程量，从经济意义上拱坝是一种优越的坝型。（3）荷载特点。地基变形、温度变化对坝体应力有重要影响，是两项主要荷载。44.土
10、石坝设计的基本要求有哪些？答：（1）具有足够的断面以保持坝的稳定。（2）设置良好的防渗和排水设施以控制渗流。（3）选择筑坝土石料的种类、坝的结构型式以及各种土石料在坝体的配置。选择坝体各部分的填筑压实标准、达到技术经济上的合理性。（4）坝基足够稳定。（5）泄洪建筑物有足够的泄洪能力，坝顶有足够的安全超高，以防止洪水漫顶，造成坝的失事。（6）采取适当的构造措施、使坝运用可靠和耐久。5.土石坝砂砾石地基通常存在什么问题？有哪些处理措施？答：（1）当地基中有软弱夹层或地震可液化土层时，需要考虑其抗剪强度和变形特性影响。必要时采取挖除、加固等处理措施。（2）砂砾石地基存在的主要问题是控制渗流。处理措施
11、有：1）垂直防渗设施，包括粘土截水槽、混凝土防渗墙、灌浆帷幕等；2）上游水平防渗铺盖，包括粘土铺盖、土工膜铺盖等；3）下游排水设施，包括水平排水层、排水沟、减压井、透水盖重等。“水工建筑物”本科模拟试题二一. 术语/概念解释1.底流消能；是在坝址下游设消力池,消力坎等，促使水流在限定范围内产生水跃，通过水流的内部摩擦，掺气和撞击消耗能量。2.帷幕灌浆；是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程。3.宽缝重力坝；将实体重力坝每个坝段的横缝中间部分扩宽成为空腔的重力坝。4.拱坝；是一种建筑在峡谷中的拦水坝，做成水平拱形，凸边面向上游，两端紧贴着峡谷
12、壁。是指一种在平面上向上游弯曲，呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑，是一个空间壳体结构。5.简化毕肖普法；二. 填空题1“水工建筑物”课程讲述了 重力坝、 拱坝、 土石坝、 水闸、 岸边溢洪道 、 水工隧洞、 过坝建筑物、 渠首及渠系建筑物、河道整治建筑物等主要和常见水工建筑物。（1）-（9）2.水利水电工程按照其工程规模、效益和在国民经济中的重要性划分为 五 等；5水利水电工程中的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 5 级和 3 级。（10）-（12）3水工建筑物工程抗震设防等级，按其重要性及场地地震基本烈度划分为 甲、乙、丙、
13、丁 四个等级。（13）4重力坝抗滑稳定分析的目的是 核算坝体沿坝基面，或坝基内软弱结构面抗滑稳定的安全度 。沿坝基面抗滑稳定分析的抗剪强度公式是 ；PUWfKs/)(抗剪断公式是 。抗剪断公式安全系数 的标准，PAcUWfKs /)( s不分工程级别，基本组合采用 3.0 ，特殊荷载组合（1）采用 2.5 ，特殊荷载组合（2）采用 2.3。（14）-（18）5重力坝基本剖面，根据工程经验，一般上游坝坡坡率 、下游坝坡坡率2.0n0.60.8 。重力坝实用剖面坝顶高程应高于 校核洪 水位；防浪墙顶高m程应高于波浪顶高程。（19）-（20）6重力坝坝体排水的作用是 减小渗水对坝体的不利影响 。（2
14、1）7对于一定宽度的河谷，拱坝拱圈中心角愈大，材料强度愈 A.得到 （A.得到、B.得不到）充分利用；过大的中心角对坝肩岩体的稳定 A.不利 （A.不利、B.有利）。（22）-（23）8我国拱坝设计规范要求，拱坝应力分析应以 拱梁分载 法或 有限单元 法计算成果作为衡量强度安全的主要指标，必要时尚需进行结构模型试验验证。（24）-（25）9碾压式土石坝根据土料配置和防渗体种类可分为 均质 坝、 土质防渗体分区 坝、 非土质材料防渗体 坝三种主要类型。（26）-（28）10.土石坝渗流变形的形式有 管涌 、 流土 、 接触冲刷 和 接触流土（剥离）。（29）-（32）11土石坝稳定分析需要考虑的
15、几种代表性工况是 施工期、稳定渗流期 、 水库水位降落期 和地震作用时。（33）-（35）12我国混凝土面板堆石坝设计规范建议的硬岩堆石料坝体分区为：迎水面为混凝土面板 F，从上游向下游方向划分为 2A-垫层 区、 3A-过渡 区、 3B-主堆石 区、 3C-下游堆石 区等。（36）-（39）13水闸按承担的任务可分为 节制 闸、 进水 闸、分洪 闸、排水闸、挡潮闸、冲沙闸等。按闸室结构型式分为 开敞 式、 胸墙 式及涵洞式。（40）-6（44）14水闸闸室稳定性是指闸室在各种荷载作用下满足下面三个条件：平均基底压力不大于地基容许承载力，最大基底压力不大于地基容许承载力的 1.2 1倍 ； 为
16、了闸室不发生过大的倾斜，基底压力的最大值与最小值之比不大于容许值 ； 2 不沿地基面滑动或发生深层滑动 。（45）-（47） 315.水工泄水隧洞在确定洞身断面尺寸时，有压隧洞水力计算的主要任务是 核算泄流能力和沿程压坡线 。（48）16.作用于水工隧洞衬砌上的荷载有 围岩压力 、 内水压力 、 外水压力 、 衬砌自重 等。（49）-（52）17通航建筑物有 船闸 和 升船机 两类。（53）-（54）18.水利枢纽常用的过木建筑物(设施)有 筏道 、 漂木道 和过木机。（55）-（56）19.有坝取水枢纽一般由 拦河闸（或溢流坝） 、 进水闸 、 冲沙闸 等建筑物组成。（57）-（59）20水
17、利枢纽设计的主要内容是 坝址(闸址)和坝型选择；枢纽布置 。（60）三. 简答题1.简要说明重力坝应力分析的目的、应力分析方法及应力控制标准。答：应力分析的目的是，检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求；同时为设计中的某些问题（如混凝土标号分区、某些部位的配筋等）提供依据。重力坝应力分析方法有，模型试验法，材料力学法，弹性理论的解析法，弹性理论的差分法，有限元方法。其中材料力学法是目前最主要的方法，有限元方法也广泛应用。材料力学法计算应力控制标准：（1）坝基面铅直应力：A.运用期：各种荷载组合下，坝踵不出现拉应力（计入扬压力），坝址小于坝基容许压应力（分别计入和不计扬压力）；地震情况标准可放
18、宽（具体见“水工建筑物抗震设计规范” ）。B.施工期：坝址容许出现小于 0.1MPa 的拉应力。（2）坝体应力：A. 运用期：1)坝体上游面铅直应力不出现拉应力（计入扬压力）；2)坝体最大主应力不大于混凝土容许压应力；3)地震情况应力控制标准符合抗震设计规范要求；4)坝体局部区域拉应力应符合有关规定。B.施工期：1)坝体任何截面上的主压应力不应大于混凝土容许压应力；2)坝体下游面允许有不大于 0.2MPa 的主拉应力。7有限元法计算应力控制标准：（1）铅直应力：1）坝基上游面，拉应力区宽度小于坝底宽度的 7%或坝踵至帷幕中心线的距离（计入扬压力）。2）坝体上游面，拉应力区宽度小于计算截面宽度的
19、 7%或计算截面上游边缘至排水管中心线的距离（计入扬压力）。（2）坝内孔洞、闸墩的应力与配筋，可依据有限元法应力计算结果。2.拱坝稳定分析方法有哪些？说明拱坝设计的稳定指标。答：拱坝稳定分析方法有：刚体极限平衡法，有限元法，地质力学模型试验法。刚体极限平衡法是主要方法，大型工程或复杂地基情况，还需要辅以限单元法和地质力学模型试验法。刚体极限平衡法包括坝肩岩体整体稳定分析，坝肩岩体的平面分层稳定分析及拱坝上滑稳定分析。我国拱坝设计规范规定，对于 1、2 级工程和高拱坝，应按抗剪断公式，其它可采用抗剪断公式和抗剪强度公式。采用抗剪断公式时，区分基本荷载组合与特殊荷载组合及坝的级别，抗滑稳定安全系数
20、取 2.50-3.50；采用抗剪强度公式时，抗滑稳定安全系数取 1.10-1.30。3.简要说明土石坝防渗体、护坡、坝体排水的作用和型式；说明反滤层的作用、型式和应设置反滤层的部位；说明过渡层的作用和通常的设置部位。答：防渗体：由透水性较小的材料构成，用于坝体防渗，防止过大的渗流量及渗流变形破坏、降低浸润线高度。防渗体型式有：土质防渗体，沥青混凝土防渗体，钢筋混凝土防渗体，土工膜。防渗体设置部位有：心墙，斜墙，面板。护坡：上游护坡用来防止对坝体的波浪冲刷、冰及其他飘浮物的撞击等危害。下游护坡用来防止对下游坝面的雨水冲刷、大风、下游水流冲刷、冻胀干裂、动植物等各种破坏作用。上游护坡型式：干砌石、
21、浆砌石、堆石、沥青混凝土、混凝土或钢筋混凝土板、水泥土等。下游护坡型式：干砌石、碎石、砾石、草皮护坡等。坝体排水: 作用为控制和引导渗流，降低浸润线，加速孔隙水压力消散，以增加坝的稳定性，保护下游坝坡免遭冻胀破坏。坝体排水型式有：棱体排水，贴坡排水，坝内排水，综合式排水。反滤层：用于滤土排水、阻止渗流变形。型式有：型反滤，型反滤，过渡型反滤。所有可能发生渗流变形的部位应设置反滤层，如土质防渗体与坝壳和透水地基之间；坝壳与地基之间；排水体与坝体和地基之间等。过渡层：用于避免粒径和刚度相差较大的两种材料直接接触而产生不利应力和变形状态。面板堆石坝的垫层与堆石之间，沥青混凝土心墙与坝壳之间，土质防渗
22、体与堆石坝壳之间常需要设置过渡层。反滤层和过渡层可以合二为一、也可同时设置。4.简要说明水闸的组成部分。答：水闸一般由三大部分组成：（1）闸室。包括：闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。（2）上游连接段。包括：两岸翼墙、护坡、河床铺盖、防冲槽和8护底。简要说明水闸的组成部分。（3）下游连接段。包括：护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡等。5.简要说明水闸底板和闸墩的内力计算方法。答：水闸底板内力计算方法有：弹性地基梁法，反力直线分布法及倒置梁法，不同方法有不同适用情况。弹性地基梁法主要步骤：（1）用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力；闸基渗流计算确定闸底扬
23、压力分布。（2）计算单宽板条和墩条上的不平衡剪力。（3）确定不平衡剪力在墩条和板条上分配。（4）计算基础梁上的荷载。（5）边荷载确定。（6）地基反力与梁的内力计算，根据地基压缩层的相对厚度又分为基床系数法、半无限深弹性地基梁法和有限深弹性地基梁法。反力直线法假定横水流方向地基反力均匀分布，主要步骤：（1）用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力。（2）确定单宽板条和墩条上的不平衡剪力。（3）将不平衡剪力在板条和墩条上分配。（4）计算基础梁上的荷载（闸墩集中力、均布荷载）。（5）按静定结构计算底板内力。倒置梁法将底板视为支承在闸墩上的梁，按连续梁计算底板内力。作用荷载有：地基反力、扬压力、底板自重、底
24、板上水重。闸墩一般视为固接于底板上的悬臂结构、用材料力学方法分析。一般验算水平截面(主要是墩底截面)上的应力和门槽应力。闸墩上的作用荷载：A.竖向荷载：闸墩自重、上部结构重量。B.顺水流方向水平荷载：墩头水压力、闸门传来的水压力。C.横向水平荷载：闸墩侧面水压力、土压力（边墩）、交通桥车辆刹车制动力。水平截面上的正应力、顺水流方向和垂直水流方向剪应力、最大扭剪应力按材料力学公式计算。闸墩还需要计算门槽颈部的应力并进行配筋。弧形闸门闸墩，需要计算闸墩底部水平截面应力（同前面平面闸门闸墩）；计算牛腿应力并进行配筋（牛腿承受弯矩、剪力、扭矩，可按短悬臂梁或有限元方法计算）；计算牛腿附近闸墩应力并进行
25、配筋（可按有限元方法计算应力）。9“水工建筑物”本科模拟试题三一. 术语/概念解释1.重力坝横缝、纵缝；横缝：是垂直于坝轴线方向的缝。其作用是为了避免地基发生不均匀沉降时坝体产生裂缝。纵缝：是平行于坝轴线方向的缝。其作用是为了适应混凝土的浇筑能力、散热和减小温度应力。2.土石坝；土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。3.摩尔-库伦准则；4.改进阻力系数法5.水闸两岸连接建筑；（1）、闸室段：主要作用是控制水位、连接两岸和上下游，它是水闸的主体。 （2）、上游连接段：由铺盖、护底、翼墙、护坡组成。 （3）、下游连接段：由消力池、护坦、海漫、防冲槽、翼墙、护坡组成
26、。二. 填空题1.水利工程按承担的任务可分为防洪工程、农田水利工程、水力发电工程等（列举 3 种）。（1）-（3） 2.在水工设计中，对不同级别的建筑物在设计基准期、抗御灾害能力、安全性 、运行可靠性、建筑材料等方面应有不同要求。 （4）-（8） 3重力坝是用 混凝土或石料等 材料修筑，主要依靠 坝体自重产生的抗滑力抵抗水推力 保持稳定的坝。（9）-（10）4重力坝深层抗滑稳定分析，在我国以 刚体极限平衡 法为主，对重要工程和复杂地基常采用 有限元 法和地质力学模型试验加以复核。（11）-（12）5重力坝应力分析按照材料力学方法计算时，运用期各种荷载组合下（地震情况除外）坝踵铅直应力不应出现
27、A.拉应力（A.拉应力、B.压应力）；坝体最大主应力不应大于 混凝土容许压应力 。（13）-（14）6混凝土重力坝施工期温度控制的目的是 防止各种温度裂缝,以及为接缝灌浆、施工程序等提供依据 。（15）7泄水重力坝常用的消能工型式有 底流 消能、 挑流 消能、面流 消能和消力戽消能等。（16）-（18）8重力坝的地基处理措施有 坝基开挖与清理 ， 坝基固结灌浆 ， 帷幕灌浆，坝基排水 等。（19）-（22）109.拱坝按拱圈型式可分为 单心园 、 双心园 、 抛物线 拱坝等（列举 3 种）。（23）-（25）10.用三轴仪测定粘性土体抗剪强度的三种代表性试验是 不排水剪(UU) 、 固结不排水
28、剪(CU) 和 排水剪(CD) 。（26）-（28）11土石坝坝坡稳定分析的方法有 瑞典圆弧 法、 简化毕肖普 法、 滑楔 法等。（29）-（31）12.土石坝坝体排水的型式有 棱体 排水、 贴坡 排水、 坝内 排水等。（32）-（34）13.混凝土面板堆石坝的防渗体系由 面板 、 趾板 、 地基灌浆帷幕 、 周边缝及面板间接缝止水 等设备构成。（35）-（38）14.水闸一般由 闸室 、 上游连接段 和下游连接段 三大部分组成。（39）-（41）15水闸闸室底板结构计算的方法有 弹性地基梁 法、 反力直线分布 法和 倒置梁 法。（42）-（44）16.水工隧洞进水口按布置和结构型式可分为 竖
29、井 式， 塔 式， 岸塔 式及斜坡式等。（45）-（47）17.水工闸门行走支承有 轮式 支承和 滑道式 支承两大类。（48）-（49）18.多泥沙河流上有坝取水枢纽布置型式有 沉沙槽 式、 人工弯道 式、 冲沙廊道 式及底拦栅式等。（50）-（52）19.渡槽按支撑结构的型式，可分为 梁 式渡槽和 拱 式渡槽两大类。53）-（54）20.涵洞按洞身断面形状可有 圆管 涵， 盖板 涵， 拱 涵等。（55）-（57）21.河道整治建筑物有 丁坝 、 顺坝 、 护岸 等（列举 3 种）。（58）-（60）三. 简答题1.碾压混凝土坝与常态混凝土坝相比有哪些优点？答：（1）施工程序简单，可快速施工，缩短工期。（2）胶凝材料用量少、水泥用量少。（3）由于水泥用量少，水化热温升小，简化了温控措施。（4）不设纵缝，节省了模板和纵缝灌浆等费用，甚至可以不设横缝。（5）可以使用大型通用施工机
