水工建筑物复习题及答案

水工建筑物复习题及答案

水工建筑物复习题

1.1 何为水利工程？何为水工建筑物？

1.2 水利工程按承担的任务和对水的作用是如何分类的？ 1.3 水工建筑物主要按什么分类？并简述其分类

1.1答： 水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。如拦河坝，电站，污水处理，港口码头，航道整治等工程。 水工建筑物：用来控制和调配江河湖海等水流而修建的建筑物。 1.2 答：

按工程承担的任务分为：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

按工程对水的作用分为：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 1.3 答：

主要是按对水的作用分类。主要分为： ⑴挡水建筑物：坝、闸和堤防等 ⑵泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等

⑶输水建筑物：输水洞、引水管、渠道、渡槽

⑷取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站 ⑸专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道

⑹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、导流堤等。

第二章

2.1 绘制水利工程建设系统，并指出其中的关键环节。 2.2 水利枢纽分等的依据是什么？共分为几等？ 2.3 水工建筑物分级的依据是什么？共分为几级？

2.4 水工建筑物承受的主要荷载有哪些？并掌握自重、静水压力、扬压力的计算方法。

2.5 简述水工建筑物作用效应的分析方法。

2.6 水工建筑物工作状况有哪三种？作用效应有哪三种？效应组合有哪三种？

2.7 建筑物设计安全储备的表达形式有哪两类？并详述极限状态设计的概念和类型？

2.8 正确理解结构功能函数Z=R-S的意义，Z<0安全吗？ 2.9 正确理解可靠指标的含义，可靠指标越大越可靠吗？ 2.10 水工建筑物抗震设计含哪两部分的内容？

2.1 答：

关键环节：规划和设计工作。 2.2 答：

依据：规模、效益、重要性；共分五等。 2.3 答：

依据：工程等别、作用、重要性；共分五级。 2.4 答：

主要荷在载有自重、水压力（包含静水压力、动水压力、水重等）、波浪压力、泥沙压力、扬压力等。计算方法见教材。 2.5 答：

分析方法主要有：⑴物理模型试验法，含水力学模型试验和结构模型试验。 ⑵数学模型模拟法，含解析法、差分法和有限元法 ⑶经验类比法 2.6 答：

工作状况：①持久状况，②短暂状况，③偶然状况。 作用效应：①永久作用，②可变作用，③偶然作用。

作用效应组合：①基本组合，②施工、检修组合，③特殊组合。 2.7 答：

设计安全储备的表达形式有单一安全系数法和分项系数极限状态设计法两类。 极限状态是指当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求，那这一特定状态就叫该功能的极限状态。 极限状态设计的类型有： ⑴承载能力极限状态

当出现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时，表明结构已超过承载能力极限状态，已不安全。 ⑵正常使用极限状态

当出现①影响结构正常使用或外观变形,②不良振动,③局部损害等现象时，表明结构已超过正常使用极限状态，不能正常使用。 2.8 答：

结构功能函数Z=R-S中的Z表示结构功能，R表示结构抗力，S表示作用效应。Z<0表示结构抗力小于作用效应，已不安全。 2.9 答：

可靠指标为结构功能函数的平均值与其均方差的比值，它可表征结构的可靠度大小。可靠指标越大越可靠。 2.10 答：

主要包含：①抗震计算；②抗震工程措施。

第三章

3.1 重力坝的工作特点是什么？基本剖面是何形状？一般采用什么材料？

3.2 简述重力坝的优缺点。

3.3 重力坝的设计内容包括哪几个部分？ 3.4 简述重力坝失稳破坏的机理？

3.5 掌握单滑面的抗剪强度和抗剪断公式。 3.6 简述深层抗滑稳定的计算方法类型。

3.7 岸坡坝段与河床坝段相比，抗滑稳定有何特点？ 3.8 简述提高坝体抗滑稳定的工程措施。

3.9 简述重力坝应力分析的方法，掌握重力坝水平截面边缘应力的计算公式，边缘主应力面于何处？为何边缘应力是首先需计算的应力？ 3.10 除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有哪些因素？

3.11 简述坝体温度变化的阶段？何为水热化温升和温度回降值？ 3.12 施工期温度引起的应力主要有哪两类？ 3.13 简述温度裂缝的类型和温度控制的措施。

3.14 重力坝最小剖面如何确定？常用剖面形态有哪几类？坝顶高程如何确定？

3.15 重力坝极限状态设计分哪两类？其验算的主要内容是什么？

3.16 掌握重力坝在水压力,水重,扬压力,自重荷载下的边缘应力和抗滑稳定验算。

3.17 简述重力坝易出现地震震害的位置和抗震措施。 3.18 简述溢流重力坝的工作特点和类型。 3.19 简述溢流重力坝的基本要求。

3.20 溢流重力坝孔口设计的影响因素有哪些？简述孔口形式类型及其特点。

3.21 溢流重力坝通常设计成等同的奇数孔，为什么？

3.22 为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很主要的控制性指标？ 3.23 简述孔口尺寸设计应考虑的因素。掌握两种孔口形式过流量的计算公式。

3.24 为何闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设置边墙的作用是什么？

3.25 简述空化和空蚀的概念，流速大于多少时就可能发生空蚀？什么是引起溢流面发生空蚀的主要原因？空化数大于初生空化数时会发生空蚀现象吗？ 3.26 掺气虽然可减少空蚀，但也存在什么不利之处？ 3.27 水流脉动对溢流坝有什么害处？

3.28 溢流面体形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲线？

3.29 消能工的原理是什么?能量转换的途径有哪些?辅助消能工主要有哪几种?

3.30 详述泄水重力坝消能工的主要形式和原理？ 3.31 简述底流消能的特点及其与下游水流的衔接形式、形成消力池的主要措施。

3.32 护坦的主要作用是什么？稳定验算主要验算其什么内容？ 3.33 挑流消能工的主要设计内容有哪些？ 3.34 折冲水流是如何形成的？

3.35 简述坝身泄水孔的作用和特点及其分类。

3.36 坝身泄水孔进口通常用什么曲线？为何需设平压管和通气孔？ 3.37 重力坝地基处理的作用是什么？它主要包括哪些内容？

3.38 坝基固结灌浆和帷幕灌浆的目的是什么？灌浆一般布置何处？ 3.39 坝基排水主要采用什么措施？其目的是什么？ 3.40 陡、缓倾角顺流方向断层通常采用什么措施处理？横流方向断层又如何？

3.41 坝基软弱夹层有何害处？一般采用什么方法处理？

3.42 水工混凝土一般应满足哪些性能的要求？其材料组成有哪几种？

3.43 混凝土重力坝为何要分区？分缝的类型和目的是什么？ 3.44 重力坝为何需设廊道系统？

3.45 何为碾压混凝土重力坝？与常态混凝土相比它有何优点？ 3.46 简述浆砌石重力坝的优缺点，其防渗设施有哪些？ 3.47 浆砌石重力坝主要有哪些材料？ 3.48 何为宽缝重力坝？并简述其优缺点? 3.49 何为空腹重力坝？并简述其优缺点? 3.50 何为支墩坝？并简述其结构形式? 3.51 简述大头坝的头部和支墩形式。

第三章 3.1答

重力坝的工作特点：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。 基本剖面：三角形。 材料：混凝土和浆砌石。 3.2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。 3.3答

主要包括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⑥泄洪设计⑦监测设计。 3.4答

重力坝失稳破坏的机理：坝踵胶结面出现微裂松弛区→坝址胶结面出现局部剪切屈服→屈服范围向上游延伸→形成整体滑动失稳。

3.5答

（见教材） 3.6答

深层抗滑稳定计算方法类型分为：

⑴分区计算法，含①剩余推力法；②被动抗力法；③等安全系数法 ⑵整体计算法。

3.7答

岸坡坝段坝基是倾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑动的双重趋势，稳定性不如河床坝段。 3.8答

提高坝体抗滑稳定的工程措施主要有：

①利用水重：将上游面做成倾斜以利用水重。 ②利用有利的开挖轮廓线

③设置齿墙：齿墙阻断软弱面，改变滑动面位置，增加抗滑力 ④抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。

⑤加固地基：帷幕灌浆以减少坝基渗透能力，固结灌浆以增加坝基强度和整体性，断层处理以减少坝基软弱结构面。

⑥横缝灌浆：将局部或全部横缝灌浆，增加坝体的整体稳定性。

⑦预加应力措施

3.9答

重力坝应力分析的方法主要有：⑴模型试验法；⑵材料力学法；⑶弹性理论的解析法；⑷弹性理论的差分法；⑸弹性理论的有限元法。

边缘最小主应力为坝面，最大主应力为垂直于坝面的剖面。 因最大最小应力均出现在坝面，所以需首先校核边缘应力。

3.10答

除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有如下影响： ⑴地基变形模量对坝体应力的影响 ⑵坝体混凝土分区对坝体应力的影响 ⑶纵缝对坝体应力的影响 ⑷分期施工对坝体应力的影响

⑸温度变化及施工过程对坝体应力的影响 3.11答

坝体温度变化主要有温度上升期、降温期和稳定期三个阶段。

水热化温升是指最高温度与入仓温度之差；温度回降值是指最高温度与年均气温之差。

3.12答

⑴地基约束引起的应力 ⑵内外温差引起的应力 3.13答

温度裂缝的类型主要有：

①贯穿性裂缝：含横向贯穿性裂缝、纵向贯穿性裂缝、水平向贯穿性裂缝。 ②表面裂缝

温度控制的措施主要有： ①降低砼的入仓温度Tj ②降低砼的水热化温升Tr ③加强砼表面的养护 3.14答

重力坝最小剖面确定：根据自重、上游静水压力(库水位与坝顶平,通常是校核洪水位)和扬压力三项主荷载作用下，满足稳定和强度要求的工程量最小的三角形。 常用剖面形态：①上游面铅直；②上游面上直下斜；③上游面斜向上游。

坝顶高程取设计洪水位＋相应坝顶超高与校核洪水位＋相应坝顶超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心线距静水面高度和安全加高三部分。 3.15答

重力坝极限状态设计包含①承载能力极限状态；②正常使用极限状态。其中承载能力极限状态需验算坝基面或深层抗滑稳定和坝趾抗压强度，正常使用极限状态需验算坝踵不出现拉应力。 3.16答 见作业 3.17答

重力坝易出现地震震害的位置：①坝顶和断面突变处易出现裂缝；②原有裂缝易扩展延伸；

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