1、第一、二章 绪论及水工建筑物设计综述一、填空题1水利工程按所承担的任务可分为 防洪工程 、 农田水利工程 、 水力发电工程 、 供水和排水工程 、航运及港口工程工程 和环境水利工程。2水力发电的两个基本要素是 落差 、 流量 。3水工建筑物按用途可分为 挡水建筑物 、 泄水建筑物 、 输水建筑物 、 取水建筑物 、整治建筑物 、 专门建筑物 。4水工建筑物按使用时间可分为 永久性建筑物 、 临时性建筑物 。5、常用的解决水工问题的方法有： 理论分析 、 数值分析 、 实验研究法 、 原型观测与监测 、 工程经验。 二、名词解释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，以达到除害兴利的
2、目的而修建的各项工程。2水利枢纽由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。3水工建筑物为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。三、简答题1我国水资源分布的特点是什么？我国水资源由于地理位置和地形等原因有以下几个特点：我国水资源总量丰富，但人均稀少：总量世界排行第六，人均占有量是世界人均占有量的 1/4。水能资源总量位居世界第一。水资源在时间、空间上分布不合理：大部分地区都有汛期和非汛期之分，汛期雨量大且集中。在空间上南部东南部很大，北部西北部极少。与人口、耕地布局不相适应：2水利工程按所承担的任务分为哪几类？防洪工
3、程农田水利工程水力发电工程供水和排水工程航道及港口工程环境水利工程3水工建筑物的特点？工作条件复杂：水压力浪压力冰压力地震动水压力渗流高速水流等对建筑物的稳定安全和耐久性影响较大。受自然条件制约，施工条件复杂：施工需要导流，进度紧，工期长，施工技术复杂，受气候影响大，排水施工难度大，交通运输困难等效益大，对环境影响也大对国民经济影响巨大：失事后果严重。4水工建筑物按用途分为哪几类？挡水建筑物泄水建筑物输水建筑物取水建筑物整治建筑物专门建筑物5说明分等、分级的意义、对象、依据？分等分级的意义（或目的）：为贯彻执行国家经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。对象：分等对象是水利水电枢纽工程，分级的
4、对象是水工建筑物。依据：分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中的最重性进行分级。具体见我国的水电水电工程等级划分及洪水标准中的表格规定。第三章 重力坝一、填空题1. 重力坝是指 主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来维持稳定的挡水建筑物 。其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设 横缝 ，将坝体分成若干个坝段，每一个坝段相当于固接于地基上的 悬臂梁 。2. 坝高是指 坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面 之间的高度。3. 重力坝按坝高可分为 低坝 、 中坝 、 高坝 三类。按泄水条件可分为 溢流重力坝 、 非溢流
5、重力坝 。按坝体结构形式可分为 实体重力坝 、 宽缝重力坝 、 空腹重力坝 和支墩坝等。支墩坝可分为大头坝、连拱坝和平板坝 。4. 重力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的 静水压力 ，控制坝体剖面尺寸的主要指标是 稳定 、强度要求，重力坝的基本剖面是 三角 形。5. 挑流消能一般适于 基岩较坚固的中高溢流坝 。挑射角度一般为 2025。若挑射角度加大， 挑射距离 增大，且 冲坑 加深。6. 地震烈度 表示地震对建筑物的影响程度。 烈度 越大，表示对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。7. 按承载能力极限状态设计时，应考虑 荷载的基本组合 和 偶然组合 两种作用效应组合。8. 溢流坝既是 挡水建筑
6、物 ，又是 泄水建筑物 。因此，坝体剖面设计时除满足稳定和强度要求外，还要满足 泄水 的要求，同时要考虑下游的消能问题。9. 溢流坝的溢流面由顶部的 曲线段 、中间的 直线段 、底部的 反弧段 组成。10. 不设闸门时，溢流坝的坝顶高程等于水库的 正常蓄 水位。11. 单宽流量的大小是溢流坝设计中一个很重要的控制指标。如果单宽流量越大，对 消能防冲 不利，但对枢纽布置 有利。12. 溢流坝段的横缝有两种布置方式。其中，横缝布置在 闸墩中间 时，相邻坝段产生的不均匀沉陷不影响闸门启闭，但闸墩厚度 较大 。另一种形式，横缝布置在 溢流孔跨中 ，闸墩比较薄，但受地基不均匀沉陷的影响大。13. 有压泄
7、水孔的工作闸门布置在 出口 处，检修闸门布置在 进口 。无压泄水孔的工作闸门布置在 深孔的进口 处，检修闸门布置在 进口 。14. 工作闸门常在 动水 中启闭，检修闸门在 静水 中启闭，事故闸门常在 动水 中快速关闭，在静水 中开启。15. 为提高泄水孔的内水压力，常将其出口断面面积 缩小 。16. 重力坝坝体排水措施是：靠近上游坝面设置 排水管幕 ，其上下端与坝顶和廊道直通。坝基排水措施是 在灌浆帷幕后设排水孔幕 。17. 坝体分缝的目的是： 防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂 ，满足施工的要求。常见的缝有：横缝 、 纵缝 和施工缝。18. 重力坝内的廊道的作用是 满足灌浆 、 检查、
8、排水 和观测、交通。廊道常分为： 坝基灌浆廊道 和 检查和坝体排水廊道 。19. 坝基开挖时，应将 卵石覆盖层、风化破碎的岩层 挖除，直至新鲜坚固的基岩面。顺水流方向应开挖成略向上游倾斜 的锯齿状，垂直于水流方向应开挖成 足够宽度的台阶状 。20. 防渗帷幕的位置布置在 靠近上游坝脚 的坝轴线附近，自河床向两岸延伸一定距离，与两岸 不透水层 衔接。21. 排水孔幕布置在 防渗帷幕 的下游，通常在防渗帷幕灌浆后施工。22. 混凝土坝的渗漏处理的原则是 上堵下排 。23、碾压混凝土坝是将土石坝施工中的碾压技术应用于混凝土坝，采用自卸汽车或皮带机将超干硬性混凝土运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑
9、坝方法。二、单项选择题1、 溢流坝属于( A )。A、挡水建筑物和泄水建筑物 B、 次要建筑物C、挡水建筑物 D、 泄水建筑物2、下列重力坝是按坝体的结构形式进行分类的有( C )。A、混凝土重力坝 B、浆砌石重力坝C、实体重力坝 D、溢流重力坝3、下面关于坝体应力的几种说法正确的是 A 。A、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应小于坝基容许压应力。B、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应大于坝基容许压应力。C、坝体内绝对不允许出现拉应力D、以上说法都不对。4、重力坝的坝体廊道的主要作用是( B )。A、检查和排水 B、灌浆和排水C、排水 D、交通5、以下泄水孔必须为有压泄水孔的是( D )。
10、A、冲沙孔 B、灌溉孔 C、导流孔 D、发电孔6、采用以下( C )措施主要用来降低重力坝坝基的扬压力。A、开挖与清理 B、固结灌浆C、帷幕灌浆 D、混凝土齿墙7、重力坝的基本剖面为( B )。A、梯形 B、三角形 C、矩形 D、正方形8、重力坝地基处理时，顺水流方向的开挖面不宜( C )。A、成台阶状 B、成锯齿状 C、向下游倾斜 D、向上游倾斜9、高度超过( C )的坝属于高坝。A、50 m B、60m C、70 m D、100m10、检修闸门一般布置在( A )。A、进口处 B、出口处 C、孔身段 D、泄水孔的任一断面均可11、有压泄水孔的断面形状一般为( B )。A、矩形 B、圆形 C
11、、城门洞形 D、马蹄形三、名词解释1扬压力扬压力是渗透压力和浮托力的总称。，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成。2渗透压力渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。3浮托力是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。四、判断题1检修闸门和事故闸门都只能在静水中关闭和开启。 （ ） 2挑流消能适用于基岩较坚固、水头较高的情况。 （ ）3固结灌浆是深层高压水泥灌浆，其主要目的是为了降低坝体的渗透压力。 （ ）4地震烈度大，对建筑物的破坏小，抗震设计要求低。 （ ）5.设计洪水情况属于荷载的偶
12、然组合。 （ ）五、简答题1简述重力坝的特点。答：优点：1、机构作用明确，设计方法简便，安全可靠；2、对地形、地质条件适应性强；3、泄洪问题容易解决； 4、便于施工导流；5、施工方便。缺点：1、坝体剖面尺寸大，材料用量多2、材料的强度不能够得到充分发挥3、坝底扬压力大，对坝体稳定不利4、砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力2简述重力坝的设计内容。答：剖面设计；稳定分析；应力计算；构造设计；地基处理；溢流重力坝和泄水孔的孔口设计； 监测设计。3提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？答：利用水重来增加坝体自重：采用有利的开挖轮廓线：设置齿墙：抽水措施：加固地基：横缝灌浆：预加应力措施：4用材料力
13、学法计算重力坝应力的主要假定是什么？答：假定坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性体材料视坝段为固接于坝基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道等孔洞对坝体应力的影响。5溢流重力坝的泄水方式有哪些？各有什么特点？如何选择？答：溢坝重力坝泄水方式有坝顶开敞溢流式；孔口溢流式开敞溢流式泄方式有设闸门和不设闸门之分，两者都具有结构简单，超泄能力大的特点。不设闸门时，又可自动泄洪，管理方便，适用于洪水流量小，淹没损失不大的中小型水库。孔口溢流式泄水方式有固定胸墙和活动胸墙之分，胸墙可以挡水，又可减少闸门高度，降低堰
14、顶高程，孔口溢流式可以根据洪水预报提前放水，腾出较大的防洪库容，提高水库的调洪能力。6有压泄水孔和无压泄水孔的闸门如何布置？答：有压泄水孔的工作闸门布置在出口处，孔内始终保持满水有压状态，检修闸门或事故闸门布置在有压泄水孔的进口处无压泄水孔的工作闸门布置在深孔的进口，使闸门后泄水道内始终保持无压明流，检修闸门布置在进口压力短管部分。7通气孔、平压管的作用各是什么？答：通气孔是向检修门和工作门之间的泄水孔道内充气和排气的通道平压管是埋在坝体内部，平衡检修闸门两侧水压以减少启门力的输水管道。8重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？答：重力坝设缝的目的是为了避免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引坝
15、体开裂。常见的缝有：横缝、纵缝、施工缝等。9坝内廊道有哪些？各有什么作用？答：坝内廊道主要有：1、坝基灌浆廊道；2、检查和坝体排水廊道坝基灌浆廊道主要作用是为保证灌浆质量高灌浆压力。检查排水廊道是为了检查、观测和坝体排水方便。10重力坝对地基有哪些要求？答：重力坝地基应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗渗水作用下的岩体变质恶化。11重力坝地基处理的措施有哪些？答：坝基的开挖与清理坝基的加固处理固结灌浆断层破碎带、软弱夹层的处理措施：设置砼塞坝基的防渗与排水帷幕灌浆
16、设排水孔12固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？答：固结灌浆可提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。帷幕灌浆可降低渗透水压力，减少渗流量，防止坝基产生机械或化学管涌。13简述重力坝坝基的防渗与排水措施。答：为了降低渗透水压力，减少渗流量，可在重力坝的坝踵附近采用帷幕灌浆进行防渗。帷幕灌浆是在坝踵附沿坝轴线方向，打一排深孔，用高压水泥浆或水泥粘土浆进行灌浆，从而形成一道阻止水渗透的屏障。排水措施：在防渗帷幕后设一道主排水孔，在坝体的下游设置辅助排水孔将坝基透过防渗帷幕的渗水集中起来，抽排到坝体外，从而降代坝基底面的扬压力、六、计算题1某混凝土重力坝的剖面如图所示。分别绘图并计算有排水孔、无排水孔
17、的情况下坝底面的扬压力。（=0.3）15:0.7.52431U21解：取坝长为 1m无排水孔时： )(95.82.1658.921 KNTHU )(.0.2扬压力标准值： )(90.1657.8295.21 KN有排水孔时： )(.21THU )(01.267103.8972 KN )(8.459.2.13 )(3.2017.081.7)(23 KNHU )(9.45.68.4.295.4321U2已知某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为 50m，相应下游水位为 15m，坝顶高程为 60m，上游坝坡为 1：0.2，下游坝坡为 1：0.7，坝顶宽度为 5m，在距上游坝面 7m 处设有排水孔幕。
18、混凝土的容重采用 c =24kN/m3，水的容重采用 w =10kN/m3，渗透压力强度折减系数 =0.3。（浪压力忽略不计）(1)计算荷载大小；(2)画出荷载分布图，标出荷载作用的位置。(3)已知接触面的抗剪断参数 f=0.9、C=700kPa，抗滑稳定安全系数允许值Ks=3.0，试用抗剪强度公式求 Ks 并判别是否满足抗滑稳定要求。解：（1）建基面顺水流向总长度： )(5.407.)15(2.0)3( mT排水孔距坝底中心 O 点的距离：)(2.3.4自重：分为三块：)(960)1(421 KNWc距 O 点：)(58.7325.0m)(60)1(2 KNWc距 O 点： )(75.3.2
19、45.0m)(170)5()7.015(23 KNWc 距 O 点：)(5.)(34.0m水重： )(80)5(4 KNw距 O 点： )(7.12.0m)(40)13().03(5 KNWw 距 O 点：)(92.1842.0m水平水压力：上游：)(80)15(22KNPw距 O 点高：)(3.)0(3m下游：)(125)(21KNPw距 O 点高：)(67.)015(3m扬压力： )(205.451021 KNTHU距 O 点 0（m）)(7313.72距 O 点：20.25-3.516.75（m） )(75.185.3.012)75.40(213 KNHU距 O 点：)(7.)(3. m
20、)(5.871.035127)(214 KNHU距 O 点：)(9.35.0m)(25.376.857.135204321 KNUU（3）86.01.40).29(. PAcWfKs3已知混凝土的强度等级为 C10，基岩的允许压应力为 5000kPa，其它条件同上题，试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求？解：坝趾处的压应力在计入扬压力时为 )1(6(22mBMW式中： )(75.193.53760397KN)(16.42321.354.0641589.7877.0.92.18 .0.8.6mKNM 扬 压 力水 平 水 压 力水 重 自 重 KPa50)(.7).()5.023.79( 2地基
21、承载力满足要求；对砼 C10 抗压强度标准值为 10Mpa10000Kpa砼抗压强度远远大于砼内压应力，因此砼强度也能满足要求。4某一混凝土重力坝的剖面如图所示，其坝基面向上游倾斜，倾角为 ，坝与坝基面的抗剪断参数为f、C，设作用于坝基面的扬压力为 U。请按抗剪断强度公式推求抗滑稳定安全系数。 解：当滑动面为水平时 PACUWfKs )(滑 动 力抗 滑 力当滑动面倾向上游并与岩基呈 角时，可将 P、W 两力分解成沿滑动面方向的分力，和垂直滑动面上分力，则： sinco)s(PAcUWfKs 第四章 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_水平拱圈和一
22、系列竖向_悬臂梁_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_拱_的作用传至两岸岩体，另一部分通过_梁_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_两岸拱端_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_推力结构_，在外荷作用下内力主要为_轴向力_，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_永久伸缩缝_，其周边通常是固接于基岩上，因而_温度变化_和_基岩变形_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_对称_，岸坡_平顺_无突变，在平面上向下游 收缩_的峡谷段。6. 坝址处河谷形状特征常用河谷的_宽高比_及_河谷断面形状_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_厚高比“TH”来区分。8. 拱坝理想的地质条件是；基岩_均匀、坚固完整、有足够的强度、透水性小和耐风化等。9. 拱坝按拱坝的曲率分_单曲拱坝_、_双曲拱坝_。
