水工建筑物总复习思考题.doc

水工建筑物课程复习思考题一、填空题1、常见的水利枢纽有蓄水枢纽、取水枢纽、泵站枢纽三种；2、水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物、输水建筑物、整治建筑物、专门建筑物；3、水工建筑物按使用期限可分为永久性建筑物和临时性建筑物两大类；4、水工建筑物与其他建筑物相比较，有以下不同特点：（1）工作条件的复杂性，（2）施工条件的艰巨性，（3）对自然环境和社会环境的影响大，（4）失事后果的严重性；5、大型水利工程设计，一般划分为流域（或地区）规划、可行性研究报告、初步设计及技施设计四个阶段；6、蓄水枢纽中除拦河坝以外，还包括泄水建筑物和取水建筑物，如溢洪道、隧洞、涵管等；挡水、泄水及取水建筑物是任何一个蓄水枢纽不可缺少的三个部分，是蓄水枢纽中的一般建筑物；7、拦河坝是蓄水枢纽中的主要建筑物，按照筑坝材料与坝型的不同，可将坝分为：用当地土、石料修建的土石坝；用浆砌石、混凝土修建的重力坝和拱坝；用浆砌石、混凝土、以及钢筋混凝土修建的大头坝和轻型支墩坝等。8、重力坝的坝基对材料有以下要求：重力坝的地基应有足够的强度，受力后有较小的变形；有较小的透水性和较强的抗侵蚀性；岩基应完整，没有难以处理的断层、破碎带；对地质条件稍差的坝基要做好防渗及加固处理。9、重力坝的坝体材料除应具有必要的强度外，尚应具有抗水侵蚀性能；上游水位以下的坝面材料还须有较高的抗渗性能；长期露天的坝面，应具有抗冻、抗风化的性能；库水位变化范围内的坝面，则需兼有抗冻、抗渗以及抗湿胀、干缩等的性能；对于溢流面，要求有良好的耐磨、抗冲刷的性能等。10、重力坝通常由非溢流坝段、溢流坝段和两者之间的连接边墩、导墙及坝顶建筑物组成。11、重力坝的荷载组合分为基本组合和特殊组合；基本组合属设计情况或正常情况，有同时出现的基本荷载组成；特殊组合属校核情况或非常情况，由同时出现基本荷载和一种或几种特殊荷载所组成。12、重力坝失穏可能有三种情况：（1）由于上游水平推力作用而发生滑动；（2）在不平衡力矩的作用下而倾覆；（3）在扬压力的作用下而上浮。13、溢流坝重力坝的孔口形式主要有坝顶溢流式和带胸墙的溢流孔，另外还有一种深式泄水孔。14、溢流坝重力坝的消能方式有底流式、挑流式、面流式及消力戽式等四种15、重力坝除要求材料有足够强度外，还要有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗磨性以及低热性等。16、重力坝的分缝：按缝的作用可把缝分为沉降缝、温度缝及工作缝；按缝的位置可分为横缝、纵缝及水平缝。17、重力坝岩基的加固处理方法有开挖、固结灌浆和对断层破碎带的处理等。18、重力坝坝基防渗处理的主要目的是：增加渗透途径、防止渗透破坏、降低坝基面的渗透压力及减少坝基渗漏量；处理方法是帷幕灌浆和齿墙。19、坝基排水与帷幕灌浆相结合是降低坝基渗透压力的重要措施；重力坝坝基排水通常用排水孔幕。20、其他类型的重力坝有宽缝重力坝、空腹重力坝、支墩坝、碾压混凝土重力坝等；其中支墩坝又分为平板坝、连拱坝、大头坝三种型式。21、作用于拱坝上的荷载，一般讲大部分将由拱的作用传到两岸岩体上，小部分则通过竖向“梁”的作用传递到坝基；因此拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端基岩的反作用力来支承。22、拱坝要求基岩完整、坚硬，质地均匀，有足够的强度，透水性小，耐风化，没有大的断裂构造和软弱夹层等。23、按照坝体的拱弧半径和圆心位置，通常拱坝可以分为定圆心等半径拱坝和变圆心变半径拱坝。24、作用于拱坝上的荷载有静水压力、坝体自重、扬压力、浪压力、冰压力、泥沙压力、温度荷载及地震力等。25、对于拱结构，从拱圈的应力角度来看，采用较大的中心角和较小的半径比较有利，但从拱端的坝肩稳定条件看，过大的中心角将使拱轴线与河岸基岩等高线的交角过小，以致拱端推力方向过于趋向下游，不利于坝肩稳定。25、由于拱坝是一个超静定结构，坝体温度变化引起的伸缩变形，在坝体内将产生较大的应力，因此温度荷载是一项很重要的荷载，应作为基本荷载之一来考虑。26、就拱圈来说，温度高于封拱时的坝体温度时，拱圈膨胀，向上游变位，因此在拱圈内产生的弯矩、剪力的方向与水库水压力产生的相反但轴力方向相同，造成拱端上游面受压、下游面受拉，拱冠上游面受拉、下游面受压；当温度下降低于封拱时的坝体温度时，拱圈收缩向下游变位，由此在拱圈内产生的弯矩、剪力的方向与水库水压力所产生的相同，但轴力方向相反，造成拱端上游面受拉、下游面受压，拱冠上游面受压、下游面受拉。27、常用的拱坝应力分析方法有圆筒法、纯拱法、拱梁分载法、有限单元法等理论计算方法及结构模型实验法；其中，应用较广泛、计算结果较精确的是拱梁分载法和拱冠梁法。28、拱坝坝身泄流方式主要有坝顶自由溢流、滑雪道式、坝身泄水孔三种。29、拱坝泄流的消能防冲方式有水垫消能、鼻坎挑射消能、护坦保护防冲。30、拱坝的材料主要是浆砌块石、浆砌条石和混凝土；我国修建的中、小型拱坝多采用浆砌石，高坝多采用混凝土；拱坝对材料的要求比重力坝高。31、拱坝内设廊道和竖井，作为灌浆、排水、冷却和观测之用；坝体一般需设竖向排水管并与纵向廊道分层连通。32、拱坝地基处理的措施为（1）坝基开挖；（2）固结灌浆和接触灌浆；（3）防渗帷幕；（4）坝基排水；（5）断层破碎带或软弱夹层的处理；（6）高边坡处理33、根据坝身所用的主要材料，土石坝可分为土坝、堆石坝及土石混合坝三种类型。、34、土坝按照施工方法的不同，可分为碾压式土坝、水中填土坝和水力冲填坝。35、碾压式土坝根据其横断面的防渗材料及其结构，又可分为均质坝、分区坝、人工防渗材料坝三种。36、土坝的防渗措施应包括坝体防渗、坝基防渗及坝身与坝基、岸坡及其他建筑物连接的接触防渗。37、土坝排水设施的作用是排除坝身及坝基渗水，降低坝身侵润线，增加下游坝坡和坝基的稳定性，防止发生渗透破坏；38、防渗和排水是互相联系的，总的原则是“高防低排”或“上防下排”，就是说在靠近高水位一侧设防渗设施，堵住水流；而在低水位下游一侧设排水设施，给渗水以出路。39、坝体排水常见的几种形式为褥垫排水、棱体排水、贴坡排水、坝内排水等。40、圆弧滑动法是目前广泛采用的一种方法，主要用于粘性土质坝，如均质坝、多种土质坝、厚心墙坝及厚斜墙坝等的稳定计算。41、蓄水枢纽中，用来泄放超过水库调蓄能力的洪水，以保证工程安全的水工建筑物称为泄水建筑物。其形式有深式泄水建筑物和溢洪道两类。42、深式泄水建筑物有坝身泄水孔、水工隧洞和坝下涵管等数种。43、溢洪道是蓄水枢纽中的主要泄水建筑物。按布置位置的不同，可分为河床式与河岸式两种形式。44、开敞式河岸溢洪道有正槽式溢洪道和侧槽式溢洪道两种形式。45、开敞式正槽溢洪道从上游到下游河道一般由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠五个部分组成。其中，控制段、泄槽和消能防冲设施三个部分是溢洪道的主体，是每个溢洪道工程不可缺少的。46、河岸溢洪道泄槽出口的消能方式主要有两种：一种是底流式水跃消能，适用于土质地基及出口距坝脚较近的情况；另一种是鼻坎挑流式消能。目前采用较多的是后一种形式。47、侧槽式溢洪道的主要特点是：溢流堰大致沿等高线布置，水流经过溢流堰后，流入与溢流堰轴线大致平行的侧槽，然后进入泄槽泄往下游。它主要由溢流堰、侧槽、泄槽、消能设施和出水渠等部分组成。48、目前国采用的非常泄洪设施有非常溢洪道及破副坝泄洪等。非常溢洪道常用的有两种：开敞式非常溢洪道和自溃坝式非常溢洪道。49、自溃坝式非常溢洪道是在进口修一自溃坝，在水库正常运用时挡水，非常运用时借助洪水的冲刷作用自行溃决泄洪。50、自溃坝的启溃方式有漫溢式和引冲式两种。51、水工隧洞因担负任务性质的不同，可分为取水及泄水两大类；按工作时水力条件的不同，则分为有压及无压两种。52、取水隧洞工作时为有压或无压状态，发电隧洞常是有压的，泄水隧洞工作时可以是有压的或无压的，渠道上的水工隧洞通常都是无压的；在隧洞的同一段中，必须避免有压流和无压流交替出现的工作状态53、隧洞一般由进口段、洞身段和出口段组成。54、隧洞先期用作导流，后期用作泄洪、放空或取水，这两者运用的时间不同，故结合的条件较为理想，在我国应用最为普遍，这是一种临时与永久相结合的隧洞。55、发电与泄洪相结合存在的主要问题是：泄洪流速较大时，会使发电有效水头减少，分叉处的流态紊乱，常出现负压区，易受空蚀破坏；一般在发电量不大、泄洪时间短且不经常泄洪的中小型工程中采用较多。56、水工隧洞中的闸门按其工作性质分为工作闸门、检修闸门及事故闸门；隧洞的工作闸门是深孔高压闸门，有平面钢闸门、弧形钢闸门和各种形式的闸阀，在我国采用平面钢闸门较多，当孔口尺寸较大且工作水头较高时，多选用弧形闸门。57、在选择隧洞进出口高程及纵坡时，对有压隧洞，尚应使洞顶有一定的压力裕幅；一般在最不利的运行条件下，隧洞全线洞顶以上的压力裕幅不宜小于2m水头。58、隧洞进口建筑物一般包括拦污设施、入口段、闸门段、渐变段、通气孔、平压管和上部结构。59、隧洞出口断面小，单宽流量大、能量集中，对下游河床具有巨大的冲击力，常需采取平面扩散措施以减小单宽流量；常采用水跃消能或挑流消能；前者常用于中小水头的情况，后者多用于高水头，并且出口河床地质条件较好、有坚硬完整基岩的情况。60、有压隧洞承受的荷载主要是内水压力；圆形断面受力条件好，其水力特性也最佳，与其他形式断面相比，面积一定时过水能力最大。61、喷锚支护是喷混凝土和锚杆支护的总称，喷锚衬砌的类型主要有喷混凝土衬砌、喷混凝土与锚杆组合式衬砌、其他组合式衬砌。62、隧洞的结构计算有两种方法，一是以衬砌为计算对象的结构力学方法，另一是以隧洞整体为计算对象的弹性力学方法。63、作用在衬砌上的荷载一般有：衬砌重力、内水压力、外水压力、山岩压力、弹性抗力和地基反力、灌浆压力、温度荷载、施工荷载等，其中除内水压力和衬砌重力能较准确地决定外，其它荷载只能在一些假定和简化的前提下进行近似计算。64、坝下涵管与隧洞的情况类似，根据其担负任务的不同，也可分为取水及泄水两大类；按工作时的水力条件不同，也分为有压及无压两种。65、圆形管的安管方式有以下几种：（1）管径较小且土质良好时，可采用平基铺管；（2）管外填土不高、管径不大、竖向荷载较小时，可采用弧形土基（3）对于管径及竖向荷载较大的涵管，可采用浆砌石或混凝土刚性座垫。66、小型涵管可采用浆砌石作成半圆拱加直墙的形式，断面较小时，可采用钢筋混凝土盖板式的矩形断面；对于较重要及较大的无压涵管，应采用钢筋混凝土矩形或圆形断面；要求较大的过水断面时，可采用双孔或多孔断面。67、在选择坝址和坝型时，需要考虑以下几方面的问题：（1）地质条件；（2）地形条件；（3）建筑材料；（4）施工条件；（5）综合效益。68、对坝基地质条件的要求，随坝型和坝高而有不同，拱坝要求最高，重力坝次之，当地材料坝要求最低；坝越高对地基的要求也越高。69、枢纽建筑物的布置应保证在一般条件下能正常地工作，避免运用时相互干扰；枢纽布置应当在技术上可能的条件下，尽量做到经济上最优，在不影响运用条件且不互相矛盾的前提下，尽量使一个建筑物担护多种任务，并力求作到以最小的投资在最短时间内顺利完成施工任务。70、土坝枢纽一般均采用河岸溢洪道作为主要的泄水建筑物，而取水建筑物及辅助的泄水建筑物，则采用开凿于两岸山体中的隧洞或埋于坝下的涵管。71、在含沙量大的河流上修建水利枢纽时，泄水及取水建筑物的布置应考虑水库淤积和对下游河床冲刷的影响，一般在多泥沙河流上的枢纽中，常设置大孔径的底孔或隧洞，汛期用来泄洪并排沙，以延长水库寿命。72、用于灌溉取水的隧洞、涵管和坝内底孔等建筑物的布置，在保证运用期间能从水库取出所需水量的前提下，应力求水质良好，并有较高的水温（取表层水）；要防止有害泥沙、冰块或其他漂浮物通过这些建筑物进入渠道。73、电站建筑物的布置应使通向上、下游的水道尽量短，水流平顺，水头损失小，进水口不致被淤积或受到冰块的冲击；尾水渠应有足够的深度和宽度，平面弯曲度不大，且深度逐渐变化，并与自然河道或渠道平顺连接；泄水建筑物的出口水流或消能设施，应尽量避免抬高电站尾水位。74、航运设施的上游进口及下游出口处应有必要的水深，方向顺直并与原河道平顺连接，而且没有或仅有较小的横向水流，以保证船只、木筏的安全进出。75、船闸和电站最好分别布置于两岸，以免施工和运用期间的干扰；如必须布置在同一岸时，则水电站厂房最好布置在靠河一侧，船闸则靠河岸或切入河岸中布置，这样易于布置引航道。76、河道取水方式两种，一是机械取水，二是自流引水；自流引水又分为无坝取水和有坝取水两种。77、有坝取水枢纽包括进水闸、雍水坝（或拦河坝）、防沙及冲沙设施等，在综合利用的有坝取水枢纽中，可能还有船闸、电站、鱼道及筏道等专门建筑物。78、水闸是一种低水头水工建筑物，具有挡水和过水的双重作用，按照其任务的不同，可分为进水闸、节制闸、排水闸、挡潮闸、分洪闸、冲沙闸六类。79、工程中常把水闸分为开敞式和涵洞式两种；水闸系由闸室段、上游连接段及下游连接段等三个部分组成。80、水闸上游连接段包括上游翼墙、铺盖、护底、上游防冲槽及上游护坡等五个部分；下游连结段包括下游翼墙、消力池、海漫、下游防冲槽及下游护坡等五个部分。81、水闸的闸孔形式一般有宽顶堰孔口、低堰孔口以及胸墙孔口等三种；一般情况下采用不设胸墙的孔口，其优点是结构简单、施工方便，又有利于排泄冰块等漂浮物；当上游水位变化较大而又须限制过闸单宽流量时，可采用胸墙孔口。82、水闸的消能方式有底流式、面流式和挑流式三种，而底流式是应用比较广泛的基本消能方式；这种消能形式由消力池、海漫和防冲槽等三个部分组成。83、护坦材料必须具有良好的抗冲耐磨性，一般采用混凝土或加筋混凝土，在小型水闸中有的也采用浆砌石。84、海漫材料常用干砌块石和浆砌块石，有时也采用混凝土、石笼、梢捆及堆石等。85、通常所指的水闸防渗设施是指铺盖、板桩及齿墙等，这些防渗设施具有滞渗作用；排水设施一般设在地下轮廓末端及其下游，起着导渗作用。86、水闸排水形式有两种，一是平铺式排水，这是常用的一种形式，即在地基表面铺设反滤层或垫层，在消力池底部设排水孔，让渗透水流畅通至下游；二是铅直排水（排水井）。87、闸室是水闸的主体部分，由底板、闸墩、闸门、工作桥及交通桥等部分组成，有许多水闸还设有胸墙。88、水闸地基处理常用的几种方法：（1）预压加固（2）换土垫层；（3）桩基础；（4）沉井基础；（5）振冲砂碎石桩；（6）强夯法。89、水闸两端与河岸（或堤、坝）连结时，必须设置连结建筑物，其组成部分有上下游翼墙和边墩（或岸墙），有的还有刺墙。90、水闸的闸门形式很多，按其结构形式通常分为平面闸门、弧形闸门及自动翻倒闸门等几种，有的水闸还采用水力自动弧形闸门、钢丝网水泥壳体闸门和立拱闸门。、91、过坝建筑物包括通航建筑物、过木建筑物及过鱼建筑物；92、通航建筑物一般有船闸和升船机两大类。93、船闸由闸首、闸室及引航道等三部分组成。94、过木建筑物主要分为筏道、漂木道、过木机。95、过鱼建筑物主要有鱼道、鱼闸及升鱼机等，其中鱼道应用最广。96、闸门的类型：闸门按其工作性质分为工作闸门、事故闸门、检修闸门；闸门按其关闭时门叶顶与水面的相对位置分为露顶式闸门、潜孔式闸门；闸门按门叶材料科分为钢闸门、钢筋混凝土闸门、钢丝网水泥闸门、木闸门、铸造闸门、组合材料闸门等。二、名词解释 1、扬压力 2、帷幕灌浆 3、固结灌浆 4、回填灌浆 5、接触灌浆 6、平压管 7、通气孔 8、园筒法9、纯拱法 10、拱冠梁法 11、拱梁分载法 12、流线13、侵润线 14、反滤层 15、过渡层16、瑞典圆弧法17、毕肖普法 18、喷锚支护 三、简要问答题1、水工建筑物与其他建筑物相比，有哪些不同的特点？2、重力坝与其它坝型比较，有哪些优缺点？3、重力坝对地基有那些要求？4、重力坝对坝体材料有那些要求？5、作用于重力坝上的荷载主要有哪些，其中哪几个荷载是决定重力坝基本剖面设计的荷载？6、重力坝失稳有哪几种情况？7、重力坝剖面设计的原则是什么？ 8、重力坝坝基防渗处理的主要目的是什么？ 9、拱坝对地形条件有何要求？ 10、拱坝对地质条件有何要求？ 11、拱坝地基处理的措施有哪几种？ 12、土坝设计时应考虑哪些方面的问题？ 13、土坝设置防渗设施的目的是什么？ 14、土坝设置排水设施的目的是什么？ 15、简述土坝对土料有哪几方面的要求。 16、溢洪道的泄槽布置应遵循什么重要原则？ 17、侧槽溢洪道的特点是什么？ 18、水工隧洞布置的主要内容是什么？ 19、隧洞设置通气设施的主要作用是什么？ 20、作用于隧洞衬砌上的荷载有哪些？ 21、简述坝下涵管的工作特点。 22、涵管线路选择及布置时应注意哪些问题？ 23、在选择坝址和坝型时，需考虑哪几方面问题？ 24、电站建筑物的布置应考虑哪些问题？ 25、闸室稳定计算的四项要求是什么？ 26、减小水闸闸室沉降及沉降差的措施有哪些？27、水闸两端与两岸连接建筑物的作用是什么？四、综合问答题1、重力坝剖面设计的原则是什么？如何进行重力坝基本剖面的设计？2、写出重力坝沿水平坝底面抗滑稳定计算公式的两种形式，并简述其各自的适用条件；为了提高坝体的抗滑稳定性，可采取哪些工程措施？3、混凝土坝的温度裂缝是怎样形成的？为了防止施工时的温度裂缝，应该采取那些措施？4、拱坝的受力状态与重力坝相比有何不同？为什么温度荷载对拱坝来说是一项很重要的荷载？温度变化对拱圈变形有何影响？5、常用的拱坝应力分析方法有那些？简述每一种方法的适用条件和范围。6、试写出拱坝坝肩抗滑稳定的两种计算公式，并阐述各自的适用条件；当坝肩抗滑稳定不满足要求时可采取哪些措施？7、土坝渗流计算的目的是什么？用水力学法进行渗流计算时，作了哪些假定？8、土坝稳定分析和计算的方法主要有哪几种？并简述其适用范围；试写出圆弧滑动法稳定安全系数的计算公式。9、阐述水工隧洞洞线选择的一般原则和要求。10、隧洞衬砌的作用是什么？喷锚衬砌的类型有哪几种？常用的衬砌材料有哪些？11、水闸按其所承担的任务分为哪几种？简述各种水闸的作用。12、如何正确确定水闸的堰顶高程13、试写出水闸闸室表层抗滑稳定的计算公式；当闸室抗滑稳定性不能满足要求时，可采取哪些抗滑措施？14、试述平面闸门的优缺点。15、试述弧形闸门的优缺点。16、船闸由哪几部分组成？简述船闸的工作原理。五、计算题1、重力坝抗滑稳定计算。例：下图(a)、(b)、(c)三个剖面，设f = 0.7, n = 24 kN/m3，只计自重、静水压力、扬压力三项主要荷载，试用摩擦公式计算抗滑稳定安全系数K，分析讨论一下计算的结果并加以评论。1:0.21:0.11: 0H=100m扬压力图1:0.6(c)(b)0.5HH=100m1:0.70.5H(a)1: 0.80.5HH=100m2、土石坝抗滑稳定计算。（瑞典圆弧法、毕肖普法）2、水闸闸室抗滑稳定计算。7