武漢大學(xué)水工建筑物習(xí)題及答案

1、第一章緒 論1 水利水電工程包括哪些方面？水利水電工程包括防洪治河、水力發(fā)電、農(nóng)田水利、給水排水、航運(yùn)等方面。2 什么是水利樞紐，水利樞紐有哪些類(lèi)型？水利樞紐：由若干個(gè)不同類(lèi)型的水工建筑物組成的綜合體，用以控制和利用水流。水利樞紐的類(lèi)型有：水庫(kù)樞紐、有壩取水樞紐、無(wú)壩取水樞紐。3 水工建筑物的工作條件應(yīng)包括哪些內(nèi)容？河流的水文現(xiàn)象是隨機(jī)的、使得洪水的預(yù)報(bào)、推測(cè)的困難。水荷載（靜水壓力、浪壓力、滲透力）的作用、高速水流的沖刷，對(duì)水工建筑物的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、耐久性影響較大。 地形地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成了各種地質(zhì)界面，目前的勘探測(cè)試手段不足，對(duì)地基的分析依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)的判斷。工難度大：施工導(dǎo)流影響

2、整個(gè)施工工期、地基開(kāi)挖工程量大、地基處理復(fù)雜、水下施工困難。4 如何對(duì)水工建筑物分類(lèi)？水工建筑物可分為：一般性（通用性）建筑物：攔、蓄、擋壩、水閘、堤防泄溢洪道、壩身泄水孔、泄洪隧洞取進(jìn)水閘、電站引水系統(tǒng)（壩身引水、管道引水）、引水隧洞輸渠道、隧洞、涵洞、管道河道整治護(hù)岸工程、導(dǎo)流堤、丁壩專(zhuān)門(mén)性建筑物：電站廠房、船閘等。5為什么要對(duì)水利水電樞紐工程分等和對(duì)水工建筑物分級(jí)，分等分級(jí)的原則、方法是什么，分等分級(jí)有哪些作用？水利水電樞紐工程的分等就是根據(jù)其工程規(guī)模、效益和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性，如水庫(kù)的總庫(kù)容、防洪（下游城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)的重要性；保護(hù)農(nóng)田的面積）、灌溉面積、排澇、供水（供給城鎮(zhèn)及礦區(qū)的重要

3、性）、裝機(jī)容量分為五等。水利水電樞紐工程分級(jí)就是，將水利水電工程中的水工建筑物，根據(jù)所屬樞紐工程的等別及在工程的作用和重要性，劃分為五級(jí)。水利樞紐工程的分等和水工建筑物的分級(jí)的重要性及意義：水利樞紐工程的分等和水工建筑物的分級(jí)，有利于使建筑物的安全性、可靠性與其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的重要性相稱(chēng)。有利于選取和確定工程抗御災(zāi)害的能力，如洪水標(biāo)準(zhǔn)；建筑物設(shè)計(jì)的強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算的安全系數(shù)；建筑材料的品質(zhì)；運(yùn)行的可靠性，使工程達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。 綜合測(cè)試：1. 水利水電工程包括哪些方面？（A）水利水電工程包括防洪治河、水力發(fā)電、農(nóng)田水利、給水排水、航運(yùn)等方面； （B）水利水電工程包括防洪治河、農(nóng)田水利、給水

4、排水、節(jié)水灌溉、航運(yùn)等方面； （C）水利水電工程包括防洪治河、水力發(fā)電、農(nóng)田水利、泄洪隧洞、航運(yùn)等方面； （D）水利水電工程包括防洪治河、水力發(fā)電、給水排水、護(hù)岸工程、航運(yùn)等方面。 2. 什么是水利樞紐？（A）水利樞紐就是水工建筑物，用以控制和利用水流； （B）水利樞紐由若干個(gè)不同類(lèi)型的水工建筑物組成的綜合體，用以控制和利用水流； （C）水利樞紐就是水庫(kù)，用以控制和利用水流； （D）水利樞紐包括大壩和水電站，用以控制和利用水流。 3. 一般性水工建筑物可分為：（A）擋水建筑物，蓄水建筑物，取水建筑物，輸水建筑物，河道整治水建筑物； （B）擋水建筑物，攔水建筑物，泄水建筑物，輸水建筑物，河道整治

5、水建筑物； （C）擋水建筑物，泄水建筑物，取水建筑物，輸水建筑物，河道整治水建筑物； （D）擋水建筑物，泄水建筑物，用水建筑物，輸水建筑物，河道整治水建筑物。 4. 水利水電工程分等是根據(jù)：（A）水庫(kù)的庫(kù)容、治河、灌溉、排澇、供水、裝機(jī)容量分為五等； （B）水庫(kù)的總庫(kù)容、防洪、泄洪、排澇、供水、裝機(jī)容量分為五等； （C）水庫(kù)的總庫(kù)容、防洪、灌溉面積、農(nóng)田排澇、供水、裝機(jī)容量分為五等； （D）水庫(kù)的總庫(kù)容、防洪、灌溉面積、排澇、供水、裝機(jī)容量分為五等。 5. 葛州壩水水電站裝機(jī)是：（A）270.5萬(wàn)千瓦，居世界第18位； （B）271.5萬(wàn)千瓦，居世界第18位； （C）71.5萬(wàn)千瓦，居世界第2

6、8位； （D）271.5萬(wàn)千瓦，居世界第801-05  A  B  C  D  B  第二章水利水電樞紐工程的設(shè)計(jì) 1.什么是水資源規(guī)劃？ 水資源規(guī)劃分為流域規(guī)劃和區(qū)域規(guī)劃。流域規(guī)劃包括流域綜合規(guī)劃和流域?qū)I(yè)規(guī)劃；區(qū)域規(guī)劃分為區(qū)域綜合規(guī)劃和區(qū)域?qū)I(yè)規(guī)劃。2. 什么是流域綜合規(guī)劃？ 流域綜合規(guī)劃和區(qū)域綜合規(guī)劃體現(xiàn)該地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的總要求，同時(shí)還必須與土地利用規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，兼顧各流域，各地區(qū)和各行業(yè)的需要和發(fā)展。3. 什么是流域?qū)I(yè)規(guī)劃？ 流域?qū)I(yè)規(guī)劃指流域或

7、區(qū)域的水文測(cè)驗(yàn)規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃、治澇規(guī)劃、灌溉規(guī)劃、航運(yùn)規(guī)劃、竹木流放規(guī)劃、漁業(yè)規(guī)劃、水土保持規(guī)劃、水資源保護(hù)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等。 4. 水利水電樞紐工程規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行哪些方面的研究？ 水利水電樞紐工程規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)、工程水文研究、工程地質(zhì)研究、建筑材料研究、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析等方面的研究，最后編制設(shè)計(jì)研究報(bào)告。綜合測(cè)試：1. 水資源規(guī)劃分為：（A）流域規(guī)劃和區(qū)域規(guī)劃； （B）區(qū)域綜合規(guī)劃和區(qū)域?qū)I(yè)規(guī)劃；（C）區(qū)域規(guī)劃和區(qū)域?qū)I(yè)規(guī)劃； （D）流域規(guī)劃和區(qū)域綜合規(guī)劃。 2. 水利水電樞紐工程規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行以下幾方面的研究：（A）水文信息研究 、工程地質(zhì)研究、建筑材料研究 、經(jīng)

8、濟(jì)評(píng)價(jià)分析、 設(shè)計(jì)研究報(bào)告編制等方面的研究； （B）環(huán)境影響評(píng)價(jià)、工程水文研究、水文地質(zhì)研究、建筑材料研究 、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析 等方面的研究； （C）環(huán)境影響評(píng)價(jià)、工程水文研究、工程地質(zhì)研究、建筑材料研究 、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析 等方面的研究； （D）環(huán)境影響評(píng)價(jià)、工程水文研究、工程地質(zhì)研究、建筑材料研究 、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)分析 等方面的研究。 3. 水庫(kù)水量平衡計(jì)算主要包括： （A）設(shè)計(jì)徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算； （B）水文預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，設(shè)計(jì)徑流調(diào)節(jié)計(jì)算； （C）設(shè)計(jì)徑流計(jì)算，潰壩洪水分析；（D） 廠、壩區(qū)水位流量關(guān)系分析， 設(shè)計(jì)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算。 4. 建筑材料通常分為三大類(lèi)：（A）第一類(lèi)為天然土料，第二類(lèi)為有

9、機(jī)質(zhì)材料，第三類(lèi)為金屬材料； （B）第一類(lèi)為礦物質(zhì)材料，第二類(lèi)為土工合成材料，第三類(lèi)為金屬材料； （C）第一類(lèi)為礦物質(zhì)材料，第二類(lèi)為有機(jī)質(zhì)材料，第三類(lèi)為各種有色金屬材料； （D）第一類(lèi)為礦物質(zhì)材料、第二類(lèi)為有機(jī)質(zhì)材料、第三類(lèi)為金屬材料。 01-04  A  C  A  D第三章 水工建筑物的作用及作用效應(yīng)組合 1. 什么叫作用？什么是直接作用？什么是間接作用？ 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的各種原因總稱(chēng)為結(jié)構(gòu)上的作用。結(jié)構(gòu)上的作用可分為直接作用和間接作用。直接作用是指直接施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，也可稱(chēng)為“荷載”；間接

10、作用則是指使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生外加變形或約束變形的原因，如地震、溫度作用等。 2. 作用的分類(lèi)有哪些？ 作用分類(lèi)有： (1) 按隨時(shí)間的變異分類(lèi)可分為永久作用、可變作用和偶然作用。(2) 按隨空間位置的變異分類(lèi)可分為固定作用和可動(dòng)作用。 (3) 按引起結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類(lèi)可分為靜態(tài)作用和動(dòng)態(tài)作用。(4) 按屬于安全系數(shù)設(shè)計(jì)法的規(guī)范分類(lèi)可分為基本荷載和特殊荷載。 3. 一般如何考慮拱壩的自重作用對(duì)壩體應(yīng)力的影響？ 若壩體混凝土全部澆筑完成后進(jìn)行收縮縫灌漿，則假定全部自重均由懸臂梁承受，自重變位已經(jīng)完成，不參加拱梁分載法中的變位調(diào)整。但對(duì)具有垂直向的雙曲拱壩，往往需要限制獨(dú)立澆筑塊的高度以保持壩塊的穩(wěn)定，澆筑到該

11、高程并冷卻后先行封拱，再繼續(xù)向上澆。此種情況下灌漿前的混凝土自重由懸臂梁?jiǎn)为?dú)承受，封拱以后澆筑的混凝土自重將在封拱高程下部的梁和拱之間進(jìn)行分配。 4. 什么是溫度應(yīng)力？ 當(dāng)結(jié)構(gòu)的溫度有所改變時(shí)，它的每一部分都將由于溫度的升高或降低而發(fā)生膨脹或收縮。如果這種熱脹或冷縮變形受到結(jié)構(gòu)外在約束或內(nèi)部各個(gè)部分之間的相互約束的限制而不能自由進(jìn)行時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，這部分應(yīng)力即是所謂的變溫應(yīng)力，通常又稱(chēng)溫度應(yīng)力。 5. 溫變荷載如何影響拱壩的變位？ 荷載組合：將具有合理的同時(shí)出現(xiàn)機(jī)率的荷載進(jìn)行最不利組合，作為建筑物上的設(shè)計(jì)荷載。 溫降時(shí)：拱壩的軸線縮短，向下游變位，由此產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向與水壓力

12、產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向相同；軸力的方向與水壓力產(chǎn)生的方向相反 - 對(duì)壩體應(yīng)力不利。 溫升時(shí)：拱壩的軸線伸長(zhǎng)，向上游變位，由此產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向與水壓力產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向相反，軸力的方向與水壓力產(chǎn)生的方向相同 - 對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。 6.什么是孔隙水壓力？什么是固結(jié)過(guò)程？ 在飽和土體上施加荷重時(shí)，開(kāi)始將全部或部分為水所承擔(dān)，從而形成超孔隙水壓力，有時(shí)也就簡(jiǎn)稱(chēng)孔隙水壓力。在孔隙水因受壓而逐漸排除時(shí)，所加的荷重才逐漸轉(zhuǎn)移到土粒骨架上，這一過(guò)程稱(chēng)為固結(jié)過(guò)程。 7. 什么是有效應(yīng)力？什么是總應(yīng)力？ 在對(duì)非飽和土體上施加荷重時(shí)，土粒骨架所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)為有效應(yīng)力，孔隙水所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)孔隙水壓力，兩者之

13、和稱(chēng)為總應(yīng)力。8. 何為波浪的三要素？如何計(jì)算？ 波浪的三要素是指波浪的波長(zhǎng) L l ；波浪的高度 h l ； 波浪中心線壅高 h 0 。 在土石壩和水閘設(shè)計(jì)中，引入了與波高相對(duì)應(yīng)的平均波周期要素 由于影響波浪的因素很多，目前主要用半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定波高和波長(zhǎng)。有官?gòu)d水庫(kù)公式，該公式為 混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范 （ SDJ21-1978 ）推薦，適用于山區(qū)峽谷水庫(kù)，吹程 1 13km ，風(fēng)速 4 16m/s 的深水波的波浪要素計(jì)算 。有莆田試驗(yàn)站公式，該公式為碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范 （ SL274-2001 ） 和水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（ SL265-2001 ）推薦，適用于淺水波和破碎波的 波浪要素計(jì)算 。9

14、. 泄水建筑物中的水流流速 V>1618m/s 時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 泄水建筑物中的水流流速增加到一定的程度時(shí) (V>1618m/s) ，隨之出現(xiàn)一些高速水流如所特有的問(wèn)題，如高佛氏數(shù)、大雷諾數(shù)、紊動(dòng)強(qiáng)烈、對(duì)邊界變化非常敏感，很容易產(chǎn)生沖擊波、摻氣、空穴及脈動(dòng)等現(xiàn)象。 10. 什么是體內(nèi)消能 ？什么是體外消能 ？ 泄水建筑物的消能方式分為體內(nèi)消能和體外消能。體內(nèi)消能是在建筑物表面或內(nèi)部產(chǎn)生水流紊動(dòng)消能，如階梯式消能工、寬尾墩消能工等輔助消能工。體外消能是在泄水建筑物的下游某一指定地方通過(guò)一定方式消剎水能，常用的有底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。 11. 如何計(jì)算作用在水工建筑

15、物上的地震慣性力？ 一般情況下 , 水工建筑物抗震設(shè)計(jì)只考慮水平向地震作用。水工建筑物抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中采用擬靜力法時(shí) , 沿建筑物高度作用于質(zhì)點(diǎn) i 的水平向地震慣性力代表值可統(tǒng)一用下式計(jì)算： 該式中 i 為質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分布系數(shù)。對(duì)不同的建筑物 , 或在建筑物不同高度處，有不同的取值規(guī)定。 12. 什么是作用效應(yīng)組合？如何進(jìn)行作用效應(yīng)組合？綜合測(cè)試：1. 結(jié)構(gòu)上的間接作用是指使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生外加變形或約束變形的原因 ：（A）如地震及外荷載等 ； （B）如地震及溫升作用等 ； （C）如地震及溫度作用等 ； （D）如地震及溫降作用等 。 2. 溫度應(yīng)力是指:（A） 當(dāng)結(jié)構(gòu)的溫度有所改變時(shí)，結(jié)構(gòu)的熱脹或冷縮變

16、形受到結(jié)構(gòu)外在約束或內(nèi)部各個(gè)部分之間的相互約束的限制而不能自由進(jìn)行時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)力 ； （B） 當(dāng)結(jié)構(gòu)的溫度有所改變時(shí)，結(jié)構(gòu)由于熱脹或冷縮變形產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)力 ； （C） 當(dāng)結(jié)構(gòu)的溫度有所改變時(shí)，結(jié)構(gòu)的熱脹或冷縮變形受到結(jié)構(gòu)外在約束的限制而不能自由進(jìn)行時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)力 ； （D） 當(dāng)結(jié)構(gòu)的溫度有所改變時(shí)，結(jié)構(gòu)的熱脹或冷縮變形受到內(nèi)部各個(gè)部分之間的相互約束的限制而不能自由進(jìn)行時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)力 。 3. 溫變荷載對(duì)拱壩應(yīng)力影響是 ：（A） 溫降時(shí)對(duì)壩體應(yīng)力有利，溫升時(shí)對(duì)壩肩穩(wěn)定不利 ； （B） 溫降時(shí)對(duì)壩體應(yīng)力不利，溫升時(shí)對(duì)壩肩穩(wěn)定不利 ； （C） 溫降時(shí)對(duì)壩體應(yīng)力不利

17、，溫升時(shí)對(duì)壩肩穩(wěn)定有利 ； （D） 溫降時(shí)對(duì)壩體應(yīng)力有利，溫升時(shí)對(duì)壩肩穩(wěn)定有利 。 4. 對(duì)非飽和土體上施加荷重時(shí):（A) 土粒骨架所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)為垂直正應(yīng)力，孔隙水所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)孔隙水壓力。兩者之和稱(chēng)為總應(yīng)力 ； （B) 土粒骨架所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)為土體應(yīng)力，孔隙水所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)孔隙水壓力。兩者之和稱(chēng)為總應(yīng)力 ； （C）土粒骨架所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)為有效應(yīng)力，孔隙水所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)孔隙水壓力，兩者之和稱(chēng)為總應(yīng)力 ； （D）土粒骨架所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)為主應(yīng)力，孔隙水所承擔(dān)的應(yīng)力稱(chēng)孔隙水壓力，兩者之和稱(chēng)為總應(yīng)力 。 5. 根據(jù)波浪運(yùn)動(dòng)受庫(kù)底的影響程度分為深水波、淺水波和破碎波:（A） 當(dāng) H 1 > 時(shí)，

18、稱(chēng)為深水波； H k < H 1 < 時(shí)，稱(chēng)為淺水波； H 1 < H k 時(shí)，稱(chēng)為破碎波 ； （B） 當(dāng) H 1 > 時(shí)，稱(chēng)為破碎波； H k < H 1 < 時(shí)，稱(chēng)為淺水波； H 1 < H k 時(shí)，稱(chēng)為深水波 ； （C） 當(dāng) H 1 > 時(shí)，稱(chēng)為淺水波； H k < H 1 < 時(shí)，稱(chēng)為深水波； H 1 < H k 時(shí)，稱(chēng)為破碎波 ；（D） 當(dāng) H 1 > 時(shí)，稱(chēng)為深水波； H k < H 1 < 時(shí)，稱(chēng)為破碎波； H 1 < H k 時(shí)，稱(chēng)為淺水波 。 6. 算沿建筑物高度作用于質(zhì)點(diǎn) i 的水平向

19、地震慣性力 ：（A）對(duì)不同的水工建筑物，有不同的計(jì)算公式形式，各系數(shù)的取值也不同； （B）對(duì)不同的水工建筑物，有統(tǒng)一的計(jì)算公式形式，但各系數(shù)的含義不同； （C）對(duì)不同的水工建筑物，有不同的計(jì)算公式形式； （D）對(duì)不同的水工建筑物，有統(tǒng)一的計(jì)算公式形式，但動(dòng)態(tài)分布系數(shù) 的取值不同。 7. 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就存在著作用效應(yīng)的組合問(wèn)題。所謂作用效應(yīng)組合是指 :（A）結(jié)構(gòu)上一兩種同時(shí)出現(xiàn)的作用分別產(chǎn)生的作用效應(yīng)的隨機(jī)疊加； （B）結(jié)構(gòu)上幾種不可能同時(shí)出現(xiàn)的作用分別產(chǎn)生的作用效應(yīng)的隨機(jī)疊加； （C）結(jié)構(gòu)上幾種可能同時(shí)出現(xiàn)的作用分別產(chǎn)生的作用效應(yīng)的隨機(jī)疊加； （D）結(jié)構(gòu)上幾種可能同時(shí)出現(xiàn)的作用的隨機(jī)疊加。 8

20、. 滲透水壓力是滲流場(chǎng)內(nèi)由水流的外力轉(zhuǎn)化為作用于 ：（A）土體上的力； （B）土體的體積力； （C）土體的表面力； （D）土體上點(diǎn)壓力。 9.在計(jì)算土石材料的自重時(shí)，一般應(yīng)根據(jù)其所在位置與浸潤(rùn)線和水位的關(guān)系，采用不同的容重:（A）浸潤(rùn)線之上采用土體的自然容重，浸潤(rùn)線之下采用土體的飽和容重；（B）浸潤(rùn)線之上采用土體的干容重，浸潤(rùn)線之下采用土體的浮容重； （C）浸潤(rùn)線之上采用土體的干容重，浸潤(rùn)線之下采用土體的飽和容重； （D）浸潤(rùn)線之上采用土體的自然容重，浸潤(rùn)線之下采用土體的浮容重。 10.水工建筑物上的作用主要有：（A）自重作用、溫度作用、滲流作用、流體作用、地震作用；（B）自重作用、溫升作用、

21、滲流作用、流體作用、地震作用；（C）自重作用、溫度作用、滲流作用、波浪作用、地震作用；（D）自重作用、溫度作用、滲壓作用、流體作用、地震作用。 01-05  C  A  B  C  A06-10  D  C  B  D  A 第五章 重 力 壩 1. 結(jié)合重力壩的工作條件，分析其優(yōu)缺點(diǎn) 重力壩的特點(diǎn)有： 重力壩壩體材料抗沖性能好，泄洪和施工導(dǎo)流問(wèn)題容易解決； 斷面形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)作用明確，施工方便，

22、安全可靠； 適合于在各種氣候條件下修建，但在冬季，當(dāng)溫度低于 -3 ，混凝土中水會(huì)結(jié)冰，需采用加熱、保溫、防凍措施等；夏季當(dāng)溫度高于 30 ，需采用低熱水泥、低溫水、加冰屑、預(yù)冷骨料，摻外加劑延長(zhǎng)初凝時(shí)間； 對(duì)地基的要求比拱壩低，但比土石壩高，獨(dú)立的壩段適應(yīng)變形能力好； 有豐富的建設(shè)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 工作可靠，使用年限長(zhǎng)；施工放樣、擴(kuò)建，維護(hù)簡(jiǎn)單。 壩體工程較大，材料的強(qiáng)度不能充分發(fā)揮； 水泥用量大，施工時(shí)，水化熱不易消散，易產(chǎn)生溫度裂縫，需設(shè)置溫度伸縮縫，采取溫度控制措施； 受揚(yáng)壓力影響大，揚(yáng)壓力抵消了部分壩體的重量，對(duì)壩體的穩(wěn)定不利，需采取防滲排水措施。 2. 重力壩設(shè)計(jì)必須包括哪些主要內(nèi)容？

23、重力壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容有： 剖面設(shè)計(jì) 參照已建類(lèi)似工程，擬定剖面尺寸。 穩(wěn)定計(jì)算 驗(yàn)算壩體沿建基面或地基中軟弱結(jié)構(gòu)面的穩(wěn)定安全度。 應(yīng)力計(jì)算 使應(yīng)力條件滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，保證大壩和壩基有足夠的強(qiáng)度。 溢流重力壩和泄水孔的孔口尺寸的設(shè)計(jì) 孔口尺寸的設(shè)計(jì)，包括泄水建筑物體型、堰頂或泄水孔進(jìn)口的高程、溢流重力壩前沿的寬度和泄水孔口的寬度。 構(gòu)造設(shè)計(jì) 根據(jù)施工和運(yùn)行要求，確定壩體的細(xì)部構(gòu)造，如廊道系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等。 地基處理 根據(jù)地質(zhì)條件，進(jìn)行地基的防滲、排水、斷層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的處理。 觀測(cè)設(shè)計(jì) 包括壩體內(nèi)部和外部的觀測(cè)設(shè)計(jì)。3. 為什么揚(yáng)壓力對(duì)重力壩的應(yīng)力及穩(wěn)定均不利？ 在上下游水位差的作用下，水滲入壩體的孔

24、隙內(nèi)，形成孔隙水壓力。所取截面上向上的孔隙水壓力為揚(yáng)壓力。揚(yáng)壓力抵消了部分壩體的重量，對(duì)壩體的穩(wěn)定不利，減少了上游壩踵的壓應(yīng)力，對(duì)壩的應(yīng)力不利。 5. 為什么要進(jìn)行荷載組合？什么是基本荷載和基本荷載組合，什么是特殊荷載和特殊荷載組合？ 荷載組合：將具有合理的同時(shí)出現(xiàn)機(jī)率的荷載進(jìn)行最不利組合，作為建筑物上的設(shè)計(jì)荷載。 基本荷載： 壩體及其上永久性設(shè)備重； 正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的靜水壓力（選擇一種控制情況）； 相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的揚(yáng)壓力； 泥砂壓力； 相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的浪壓力； 冰壓力； 土壓力； 相應(yīng)于設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的動(dòng)水壓力； 其他出現(xiàn)機(jī)會(huì)較多的荷載。 特殊荷載：

25、校核洪水位時(shí)的靜水壓力； 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的揚(yáng)壓力； 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的浪壓力； 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的動(dòng)水壓力； 地震荷載； 其他出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少的荷載。 ·基本組合：由基本荷載組合。 ·特殊組合：由基本荷載和一種或幾種特殊荷載組合。 6. 重力壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算公式有哪幾種？試比較各公式的基本理論、優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。 摩擦公式和抗剪斷強(qiáng)度公式 摩擦公式：認(rèn)為壩體與壩基為接觸狀態(tài)，公式形式簡(jiǎn)單，但沒(méi)有考慮壩體與壩基的咬合，膠結(jié)作用，與實(shí)際情況出入較大。 抗剪斷強(qiáng)度公式：認(rèn)為壩體與壩基為膠結(jié)狀態(tài)，計(jì)入了壩基面的全部抗滑潛力，較接近實(shí)際作用情況。 兩種計(jì)算公式均為混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)

26、范推薦的計(jì)算公式，其安全系數(shù)只是一個(gè)抗滑穩(wěn)定的安全指標(biāo)，并不能反映壩體真實(shí)的安全程度。7. 提高重力壩抗滑穩(wěn)定性有哪些措施？ 提高壩體抗滑穩(wěn)定性的措施 利用水重，將壩體上游面做成傾斜，利用水重增加向下的垂直力。 壩基面向上游傾斜，對(duì)抗滑穩(wěn)定有利。 在壩基面設(shè)置防滲排水設(shè)施，減少揚(yáng)壓力。 壩踵深齒墻，當(dāng)軟弱夾層埋藏較淺時(shí)，將壩踵附近出露的軟弱夾層開(kāi)挖齒槽切斷，并回填混凝土處理，施工簡(jiǎn)單，工程量不大，有利于壩基防滲。 混凝土洞塞，當(dāng)軟弱夾層埋藏較深時(shí)，厚度大且傾角較平緩 ，全部挖出工程量大，可在軟弱夾層中放置數(shù)排混凝土洞塞，增加軟弱夾層的抗剪能力。 壩趾深齒墻，在壩趾下游修建深齒墻，增加尾巖抗力體

27、高度，增加尾巖抗力，適用于在壩基開(kāi)挖過(guò)程中出，發(fā)現(xiàn)了原來(lái)沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的夾層時(shí)采用。 鋼筋混凝土抗滑樁，在壩基軟弱夾層的下游壩趾、抗力體部位，布置鋼筋混凝土抗滑樁，深入到滑動(dòng)面以下完整巖體中，利用樁體承受推力或剪力增加尾巖抗力。 預(yù)應(yīng)力錨索。8. 重力壩應(yīng)力分析的目的是什么？ 重力壩應(yīng)力分析目的是： 檢驗(yàn)壩體在運(yùn)用期和施工期是否滿(mǎn)足強(qiáng)度方面的要求； 確定壩體砼標(biāo)置分區(qū)以及為配置鋼筋提供依據(jù)。9. 重力壩應(yīng)力分析的材料力學(xué)有哪幾條基本假定？ 基本假定 壩體材料為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料。 壩段為固結(jié)于地基上的懸臂梁，各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力。 地基的變形對(duì)壩體的應(yīng)力沒(méi)有影響。 水平截面上的垂

28、直正應(yīng)力呈直線分布（平面假定）。 10. 用材料力學(xué)法計(jì)算重力壩應(yīng)力，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)是什么？ 應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn)： 上游壩基面垂直正應(yīng)力（計(jì)入揚(yáng)壓力）大于零。 下游壩基面垂直正應(yīng)力（計(jì)入或不計(jì)入揚(yáng)壓力）小于地基允許承載力。 上游壩面主應(yīng)力（計(jì)入揚(yáng)壓力）大于零。 下游壩面主應(yīng)力（計(jì)入或不計(jì)入揚(yáng)壓力）小于混凝土的允許壓力。11. 重力壩為什么要分縫？需要分哪些縫？ 在水工建筑物中，為適應(yīng)施工期和運(yùn)行期的溫度變化、地基不均勻沉降、施工時(shí)混凝土的澆筑能力及散熱要求以及結(jié)構(gòu)布置要求等設(shè)置的接縫構(gòu)造。 縫的類(lèi)型按作用可分為溫度縫（又稱(chēng)伸縮縫）、沉陷縫和施工縫，按使用期限可分為永久縫和臨時(shí)縫。溫度縫和沉陷縫多為永久

29、縫，施工縫多為臨時(shí)縫。 12. 縱縫有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 縫的形式： 錯(cuò)縫：澆筑塊尺寸小，適用于低壩。 縱縫：縫面需要設(shè)置鍵槽 ，避免壩塊之間的錯(cuò)動(dòng)。 斜縫：沿主應(yīng)力軌跡布置，可以減小壩塊之間的錯(cuò)動(dòng)。 通倉(cāng)澆筑：澆筑能力大，溫度應(yīng)力大，是發(fā)展方向，整體性好。13. 廊道有哪些作用？如何確定各種用途廊道的形式、尺寸和位置？布置廊道系統(tǒng)的原則是什么？ 廊道系統(tǒng)的作用：用于基礎(chǔ)灌漿、排水、觀測(cè)、檢查、交通 基礎(chǔ)灌漿廊道用于防滲帷幕及排水幕的施工。 其他用于設(shè)置排水、觀測(cè)、檢查設(shè)施，形成壩內(nèi)交通。 廊道布置離上游壩面距離：壩前水深的（0.050.1）倍，在基巖面以上應(yīng)有 1.5 倍廊道寬度的距離

30、，沿壩高每隔 15m20m 高程設(shè)置一層。 廊道的斷面形式：城門(mén)洞型。14. 壩身排水孔的作用是什么？距上游壩面的距離、孔距如何確定？ 壩體排水作用：減少滲水對(duì)壩體的危害 壩體排水之間的間距：沿壩軸線方向， 23m 布置一根排水管。 壩體排水離上游壩面距離：（0.05-0.1）壩前水深，以防止?jié)B水溶濾作用。 壩體排水的材料：采用多孔砼管，在壩體澆筑時(shí)預(yù)埋在壩體內(nèi)15. 重力壩對(duì)地基有哪些要求？為什么有這些要求？這些要求與天然地基的條件之間有哪些矛盾？ 重力壩對(duì)地基的要求：具有一定的承載能力，不發(fā)生顯著的變形，具有一定的抗?jié)B能力。 天然地基經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷以及斷

31、層、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面。重力壩的地基處理的任務(wù)：提高地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和抗?jié)B能力。16. 試述重力壩固結(jié)灌漿的目的、設(shè)計(jì)內(nèi)容、原則和方法。 固結(jié)灌漿：在壩基受力較大范圍內(nèi)，鉆孔進(jìn)行淺層低壓灌漿，用壩整體加固地基，其目的： 改善地基的強(qiáng)度、整體性、提高基巖的不透水性； 壩實(shí)在溶洞、斷層中充當(dāng)?shù)捻排c基巖間的裂隙； 有利于提高帷幕灌漿的壓力。 設(shè)計(jì)要求： 固結(jié)灌漿布置范圍：壩趾、壩基的較大范圍內(nèi)； 鉆孔布置：梅花形、方格形； 孔距：排距 3m、2m4m； 孔深：515m； 灌漿壓力；以不掀動(dòng)基巖為限。17. 試述重力壩防滲帷幕灌漿的目的、設(shè)計(jì)內(nèi)容、原則和方法。 帷幕灌漿是在壩踵附近鉆孔，進(jìn)行深層高壓灌

32、漿，充填地基中的裂隙和滲水通道，形成一道連續(xù)的砼地下墻。 帷幕灌漿作用是減少壩底滲透壓力；降低壩底滲流坡降，防止發(fā)生機(jī)械或化學(xué)管涌；減少滲流量。 設(shè)計(jì)要求： 帷幕的深度 ·帷幕應(yīng)伸入相對(duì)不透水層35m。 ·當(dāng)相對(duì)不透水層較深時(shí)，采用懸掛式帷幕深度（0.30.7）壩高。 帷幕的厚度滿(mǎn)足抗?jié)B要求。 灌漿材料：水泥漿和化學(xué)灌漿。 鉆孔方向：垂直向下或傾角在 10 °壩內(nèi)，以穿過(guò)更多的裂隙。 帷幕應(yīng)伸入兩岸壩肩基巖的一定范圍內(nèi)。綜合測(cè)試：1. 揚(yáng)壓力即為： （A）滲透壓力； （B）滲透壓力； （C）滲透壓力和浮壓力之和； （D）滲透壓力減去浮壓力。 2. 基本荷載是：（A

33、）出現(xiàn)機(jī)會(huì)較多的荷載； （B）出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少的荷載； （C）出現(xiàn)機(jī)會(huì)較多的荷載和出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少的荷載之和； （D）基本荷載和一種或幾種特殊荷載。 3. 摩擦公式認(rèn)為：（A）壩體與壩基為膠結(jié)狀態(tài)； （B）壩體與壩基為接觸狀態(tài)； 4. 材料力學(xué)法假定（A）水平截面上的垂直正應(yīng)力呈曲線分布； （B）水平截面上的垂直正應(yīng)力呈均勻分布； （C）水平截面上的垂直正應(yīng)力呈不均勻分布； （D）水平截面上的垂直正應(yīng)力呈直線分布。 5. 應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn)是：（A）上游壩基面垂直正應(yīng)力（計(jì)入揚(yáng)壓力）大于零； （B）上游壩基面垂直正應(yīng)力（計(jì)入揚(yáng)壓力）小于零； （B）上游壩基面垂直正應(yīng)力（計(jì)入揚(yáng)壓力）小于零； （D）上游壩基

34、面垂直正應(yīng)力（計(jì)入揚(yáng)壓力）不為零。 6. 橫縫的設(shè)置是：（A）通過(guò)于壩軸線，將壩體分成若干壩段； （B）平行于壩軸線，將壩體分成若干壩段； （C）沿著于壩軸線，將壩體分成若干壩段；（D）垂直于壩軸線，將壩體分成若干壩段。 8. 非溢流重力壩剖面設(shè)計(jì)的基本要求是：（A）滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定條件、下游壩趾不出現(xiàn)拉應(yīng)力的經(jīng)濟(jì)剖面； （B）滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定條件、上游壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力的經(jīng)濟(jì)剖面； （C）滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定條件、上游壩踵出現(xiàn)壓應(yīng)力的經(jīng)濟(jì)剖面； （D）滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定條件、下游壩趾有較小的拉應(yīng)力的經(jīng)濟(jì)剖面。 9. 壩體排水作用是：（A）減少水流對(duì)壩體的危害； （C）減少?gòu)U水對(duì)壩體的危害； （D）減少滲水對(duì)壩體的危

35、害。 10. 固結(jié)灌漿是在：（A）壩基較大范圍內(nèi)，鉆孔進(jìn)行淺層低壓灌漿，用壩整體加固地基； （B）壩基較大范圍內(nèi)，鉆孔進(jìn)行深層低壓灌漿，用壩整體加固地基； （C）壩基較大范圍內(nèi)，鉆孔進(jìn)行深層高壓灌漿，用壩整體加固地基； （D）壩基局部范圍內(nèi)，鉆孔進(jìn)行淺層低壓灌漿，用壩整體加固地基。01-05  C  A  B  D  A06-10  D  A  B  D  A 第六章 拱 壩 1. 簡(jiǎn)述拱壩的結(jié)構(gòu)

36、特點(diǎn)和工作特點(diǎn)。 拱壩的特點(diǎn)為： 在空間上，拱壩是一種三維殼體結(jié)構(gòu)，屬于高次超靜定結(jié)構(gòu) 高次超靜定結(jié)構(gòu)具有超載能力（當(dāng)拱壩局部開(kāi)裂，拱壩拱和梁的作用會(huì)自行調(diào)整，壩體的應(yīng)力會(huì)重分配。國(guó)內(nèi)外拱壩的破壞試驗(yàn)表明，在壩肩穩(wěn)定的條件下，混凝土拱壩的超載能力可達(dá)設(shè)計(jì)荷載的 511 倍） 溫度變化和地基變形對(duì)壩體的應(yīng)力的影響不能忽略 抗震性能好 拱壩是推力結(jié)構(gòu)，壩體的應(yīng)力狀態(tài)以受壓為主 采用拱壩壩型，建筑材料的抗壓強(qiáng)度可以充分發(fā)揮，混凝土的抗壓強(qiáng)度約為抗拉強(qiáng)度的 10 倍。 拱壩承受的荷載主要通過(guò)拱的作用傳至兩岸，拱壩的穩(wěn)定取決于兩岸壩端巖體的的穩(wěn)定；重力壩是依靠自己的重量維持自身的穩(wěn)定。因此拱壩的體積可小

37、，在壩高、壩址條件相同的情況下，拱壩的體積可為重力壩的 1/1.51/5 。 拱壩可以看作是“拱”和“梁”的交織體，即壩體結(jié)構(gòu)既有拱的作用，又有梁的作用，拱壩的荷載可由水平拱圈和垂直懸臂梁共同承擔(dān)，水平拱圈將荷載傳至兩岸山體，垂直懸臂梁將荷載傳至河床基巖。 拱壩的泄洪問(wèn)題容易解決。2. 拱壩對(duì)地形、地質(zhì)條件有哪些要求？ 地形條件決定拱壩的混凝土方量。興建拱壩的地形條件應(yīng)為： 河谷的寬高比小，河谷狹窄，拱圈短而粗，剛度大，豎直梁長(zhǎng)而細(xì)，剛度小，拱的作用大，壩體可薄。 河谷的對(duì)稱(chēng)性好，避免產(chǎn)生附加扭轉(zhuǎn)矩。 河谷的斷面形狀為 V 形河谷， 底部拱的跨度小，拱的作用大，拱圈厚度可薄。 河谷平面形狀向下

38、游呈漏斗狀。 地質(zhì)條件確定拱壩的穩(wěn)定性，應(yīng)為基巖完整均一 ， 地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，抗?jié)B性能好。3. 拱壩可分有哪些類(lèi)型？ 拱壩的分類(lèi) 按拱圈厚度分類(lèi)：可分為薄拱壩、中厚拱壩、重力拱壩。 按拱圈軸線形式分類(lèi)：可分為園弧拱、二次曲線拱、三心園拱。 按拱圈間的幾何關(guān)系分類(lèi)：可分為定園心 、等外（內(nèi)）半徑拱壩、園心單曲率拱壩、變園心雙曲率拱壩。 按拱壩的體形分類(lèi)：可分為園筒拱壩、單曲率拱壩、雙曲率拱壩。4. 什么叫拱圈的最優(yōu)中心角？ 滿(mǎn)足壩體應(yīng)力分布均勻、拱壩的體積較小、拱端穩(wěn)定性好的拱圈中心角。5. 在河谷高寬比相同時(shí)，河谷斷面形狀為 V 、 U 、 形時(shí)，拱壩布置有何不同？ V 形河谷 底部拱的跨度小，

39、拱的作用大，拱圈厚度可薄。 U 形河谷 底部拱的跨度大，拱的作用小，梁承擔(dān)的水壓力大，拱圈厚度較大。 梯形河谷 介于兩者之間。6. 說(shuō)明拱壩布置的原則、方法和步驟。 拱壩平面布置的任務(wù)是： 擬定拱冠梁剖面和拱圈的尺寸，通過(guò)平面布置，確定各高程拱圈的半徑、中心角和厚度。 具體步驟： 在壩址地形圖上，確定基巖的可利用等高線及河谷對(duì)稱(chēng)中心線。 擬定拱冠梁剖面，進(jìn)行分層，確定各層拱圈的高程及厚度。 布置頂層拱圈，要求拱軸線與基巖等高線的交角 30 布置其他各層拱圈，檢查拱軸線與基巖等高線的交角，要求 30 壩面檢查，拱冠梁處的圓心軌跡線平順、光滑，壩面倒懸度 /H 0.3 。 應(yīng)力穩(wěn)定計(jì)算7. 拱壩的

40、應(yīng)力分析方法有哪幾種？其精度和適用條件各如何？ 拱壩是一個(gè)變厚度、變曲率，邊界條件十分復(fù)雜的殼體結(jié)構(gòu)，目前的理論計(jì)算，需作必要的假定和簡(jiǎn)化。拱壩的應(yīng)力計(jì)算方法有： 純拱法 假定：壩體由若干層獨(dú)立的水平拱圈迭和而成，將問(wèn)題簡(jiǎn)化為結(jié)構(gòu)力學(xué)的彈性拱的計(jì)算問(wèn)題。 與實(shí)際彈性拱相比：拱圈的厚度大，所承受的軸力、剪力大；拱圈軸力大，將引起較大的軸向變形；基巖變形顯著，不能忽略。 純拱法存在的問(wèn)題是：忽略了拱圈間的相互作用，全部荷載由拱承擔(dān)，使計(jì)算應(yīng)力大于實(shí)際應(yīng)力。 純拱法的適用條件：狹窄河谷上的薄拱壩，拱的作用大。 拱梁法 假定拱壩是由許多水平拱圈和豎直懸臂梁組成，拱壩的外荷載一部分由拱系承擔(dān)，一部分由梁

41、系承擔(dān)，拱和梁各自承擔(dān)荷載比例，按變形協(xié)調(diào)條件分配。一般將拱壩分為七拱十三梁、五拱九梁（梁站在拱端上）。拱冠梁（七拱一梁、五拱一梁）是拱梁法的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。 拱冠梁的適用條件：大體對(duì)稱(chēng)、比較狹窄河谷上的拱壩；高壩的初步設(shè)計(jì)，中低壩的技術(shù)設(shè)計(jì)。 有限單元法 有限單元法是更簡(jiǎn)便、有效、極有發(fā)展前途的方法。該法能模擬拱壩逐級(jí)加荷的施工過(guò)程，多種材料拱壩和復(fù)雜的邊界條件，能求解空間問(wèn)題。8. 拱壩應(yīng)力分析中為什么要計(jì)入地基變形？有哪些計(jì)算地基變形方法？ 拱壩是超靜定結(jié)構(gòu)，地基變形對(duì)壩體的變形和應(yīng)力的影響很大，所以應(yīng)計(jì)入地基變形對(duì)拱壩應(yīng)力的影響。目前國(guó)內(nèi)采用的是 1952 年由挪威 F. 伏格特提出的近

42、似計(jì)算方法。由于作出了一些假定，該方法計(jì)算復(fù)雜且與實(shí)際情況有較大的出入。9. 拱冠梁法和多拱梁法有何不同？精度如何？適用情況呢？ 拱梁法是假定拱壩是由許多水平拱圈和豎直懸臂梁組成，拱壩的外荷載一部分由拱系承擔(dān)，一部分由梁系承擔(dān)，拱和梁各自承擔(dān)荷載比例，按變形協(xié)調(diào)條件分配。一般將拱壩分為七拱十三梁、五拱九梁（梁站在拱端上）。拱冠梁（七拱一梁、五拱一梁）是拱梁法的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，計(jì)算精度低于拱梁法，適用條件：大體對(duì)稱(chēng)、比較狹窄河谷上的拱壩。10. 試寫(xiě)出拱冠梁法變位協(xié)調(diào)方程，并說(shuō)明各符號(hào)的意義。 + = （ ） + - 荷載分配方程組 其中： ：?jiǎn)挝痪己奢d作用在第 i 層拱圈上，使之在拱冠處產(chǎn)生的

43、徑向變位 - 拱的變位系數(shù) ：第 i 層拱圈由于溫度荷載作用，在拱冠處產(chǎn)生的徑向變位 ：梁的 i 點(diǎn)在豎直荷載作用下，產(chǎn)生的徑向變位 ： j 點(diǎn)作用著單位水平荷載 在 i 點(diǎn)產(chǎn)生的徑向變位11. 根據(jù)溫降內(nèi)力與水平水壓力內(nèi)力的關(guān)系，解釋溫降對(duì)應(yīng)力不利，溫升對(duì)應(yīng)力有利的原因。 溫降時(shí)：拱壩的軸線縮短，向下游變位，由此產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向與水壓力產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向相同；軸力的方向與水壓力產(chǎn)生的方向相反，對(duì)壩體應(yīng)力不利。 溫升時(shí)：拱壩的軸線伸長(zhǎng)，向上游變位，由此產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向與水壓力產(chǎn)生的剪力、彎矩的方向相反，軸力的方向與水壓力產(chǎn)生的方向相同，對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。12. 拱壩有哪些泄水方式

44、 ? 試述其特點(diǎn)和適用條件。 拱壩的泄洪方式有壩頂溢流式和壩身泄水孔。 壩頂溢流式有： 自由跌落式，特點(diǎn)：適于基巖良好，泄流量不大的情況；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便；水舌通氣條件不好，不能挑流；易產(chǎn)生貼坡流。 鼻坎挑流式，特點(diǎn)：曲線壩頂下接一反弧鼻坎，有利于減少溢流水流的振動(dòng)，避免了低水頭時(shí)的貼坡流；有利于挑流。 滑雪道式，特點(diǎn)：落差大，挑距遠(yuǎn)，可達(dá) 60 100M ，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程量大，適于泄流量大，較薄的拱壩。 壩身泄水孔可以放空水庫(kù)，提前預(yù)泄洪水。綜合測(cè)試：1. 拱壩是：（A）受力結(jié)構(gòu)，壩體的應(yīng)力狀態(tài)以受壓為主； （B）推力結(jié)構(gòu)，壩體的應(yīng)力狀態(tài)以受壓為主； （C）拉力結(jié)構(gòu)，壩體的應(yīng)力狀態(tài)以受壓為

45、主；（D）推力結(jié)構(gòu)，壩體的應(yīng)力狀態(tài)以受拉為主。 2. 拱壩是高次超靜定結(jié)構(gòu)（A）具有超載能力（D）推力結(jié)構(gòu)，壩體的應(yīng)力狀態(tài)以受拉為主。（B）溫度變化對(duì)壩體的應(yīng)力的影響可以忽略； （C）抗震性能較差； （D）地基變形對(duì)壩體的應(yīng)力的影響可以忽略。 3. 拱壩要求：（A）河谷斷面的高寬比小； （B）河谷斷面的寬高比大； （C）河谷斷面的寬高比小； （D）河谷斷面的寬高比大于5。 4. 三心園拱的軸線是由三個(gè)不同圓心的園弧組成（A）兩側(cè)弧段的半徑比中間的小； （B）兩側(cè)弧段的曲率比中間的?。?（C）兩側(cè)弧段的弧長(zhǎng)比中間的長(zhǎng)； （D）兩側(cè)弧段的半徑比中間的大。 5. 雙曲率拱壩拱冠梁在（1/51/3）壩

46、高處，向上游鼓出（A）可以平衡水壓力產(chǎn)生的壓應(yīng)力； （B）可以平衡水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力； （C）可以增加水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力； （D）可以維持水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。 6. 最優(yōu)半中心角的選擇范圍是：（A）40°55°之間選?。?（B）20°60°之間選??； （C）30°55°之間選取； （D）40°65°之間選取。 7. 拱壩平面布置時(shí)，要求每層的拱軸線與基巖等高線的交角（A）50； （B）40； （C）30； （D）20。 8. 溫降時(shí)拱壩的軸線縮短，拱壩向下游變位（A）對(duì)壩體應(yīng)力不利； （B）對(duì)壩體應(yīng)力有利； （C）

47、對(duì)壩肩穩(wěn)定有利； （D）對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。 9. 拱冠梁法基本思路是將拱壩劃分為57層拱圈，在拱冠處取一根豎直懸臂梁（A）垂直荷載由拱承擔(dān)，通過(guò)拱的變位影響拱；溫度荷載由拱承擔(dān)，通過(guò)拱的變位影響梁；（B）垂直荷載由梁承擔(dān)，通過(guò)梁的變位影響拱；溫度荷載由拱承擔(dān)，通過(guò)拱的變位影響梁； （C）垂直荷載全部由梁承擔(dān)，溫度荷載全部由拱承擔(dān)； （D）垂直荷載全部由拱承擔(dān)，溫度荷載全部由梁承擔(dān)。 10. 純拱法忽略了拱圈間的相互作用，全部荷載由拱承擔(dān)（A）使計(jì)算應(yīng)力小于實(shí)際應(yīng)力； （B）使計(jì)算應(yīng)力等于實(shí)際應(yīng)力；（C）使計(jì)算應(yīng)力和實(shí)際應(yīng)力相近； （D）使計(jì)算應(yīng)力大于實(shí)際應(yīng)力。 01-05  

48、B  A  C  D  B06-10  A  C  A  B  D 第七章 土 石 壩1. 從防滲材料的種類(lèi)、防滲位置以及施工方法等方面看，土石壩各有哪些類(lèi)型？ 根據(jù)施工方法分為碾壓式土壩、水力沖填、水中倒土壩等。 碾壓壩是用機(jī)械將土料分層碾壓密實(shí)，是應(yīng)用最廣泛的施工方法。碾壓式土壩又分為： 均質(zhì)壩 壩體基本由透水性小的土料填筑而成，不需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的防滲設(shè)備。一般采用透水性較小的砂質(zhì)粘土或壤土，也可以采用幾種土料配置的

49、混合料。 分區(qū)壩 由土質(zhì)防滲體和若干種透水性不同的土石料分區(qū)填筑而成。在壩體中央采用弱透水性士料，自中央向上下游側(cè)的土石料透水性逐漸增大，稱(chēng)為心墻壩； 上游側(cè)壩體采用弱透水性土料做成防滲斜墻，壩主體采用較透水的土料，其透水性可由上游向下游側(cè)逐漸增大，稱(chēng)為斜墻壩。為了便于施工，改善壩體應(yīng)力避免裂縫，近代修建的高土石壩多采用斜心墻土石壩。2. 根據(jù)建筑材料性質(zhì)及工作條件，分析土石壩應(yīng)由哪些部分組成？各自作用是什么？ 土石壩的組成有壩體： 壩的主體； 防滲體：控制壩體浸潤(rùn)線位置，保持壩體滲流穩(wěn)定性。 排水設(shè)施：安全地排出壩體的滲水，加速孔隙水壓力的消散，防止下游壩坡的滲透破壞。 護(hù)坡：防止波浪、氣溫

50、、雨水等自然現(xiàn)象對(duì)壩坡的危害。3. 土石壩剖面基本尺寸包括哪些內(nèi)容？它們各自的設(shè)計(jì)原則、方法是什么？ 土石壩的剖面尺寸是根據(jù)壩高和壩等級(jí)、筑壩材料、壩型、壩基情況及施工、運(yùn)行等條件，參照工程經(jīng)驗(yàn)初步擬定壩頂高程、壩頂寬度和壩坡，然后通過(guò)滲流、穩(wěn)定分析，最終確定的合理的剖面形狀。 壩頂高程確定 設(shè)計(jì)洪水位 + 壩頂高程在設(shè)計(jì)洪水位以上的超高，或校核洪水位 + 壩頂高程在核洪水位以上的超高，兩者中取大值。 壩項(xiàng)寬度的確定 根據(jù)運(yùn)行、施工、構(gòu)造、交通和防汛等方面的要求綜合確定。我國(guó)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求的壩頂最小寬度為 10 15 m 。 土石壩壩坡確定的原則： 在滿(mǎn)足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)可能采用

51、較陡的壩坡，以減少了工程量。 上游壩坡長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，同時(shí)受水庫(kù)水位驟降的影響，上游壩坡應(yīng)緩于下游壩坡； 從壩體上部到下部，壩坡逐步防緩，以滿(mǎn)足抗?jié)B穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求。 適當(dāng)設(shè)置馬道，用以攔截雨水、防止壩面沖刷。4. 土石壩滲流分析的目的是什么？有哪些計(jì)算方法？各自有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ 滲流分析的目的在于：對(duì)初選的壩的形式與剖面尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，為核算上下游壩坡穩(wěn)定提供依據(jù)。根據(jù)壩體內(nèi)部的滲流要素與滲流逸出坡降，檢驗(yàn)土體的滲流穩(wěn)定性，進(jìn)行壩體防滲布置與土料配置，防止?jié)B流逸出處發(fā)生管涌和流土。計(jì)算通過(guò)壩體和河岸的滲流水量損失，并設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)的容量和尺寸。 滲流分析的方法有： 流體力學(xué)法：根據(jù)達(dá)西定律

52、和穩(wěn)定滲流的連續(xù)性條件方程求解，由于土石壩的邊界條件復(fù)雜，不容易找出一個(gè)勢(shì)函數(shù) H=f(x ， y ， z ) ，與 H 共軛的滲函數(shù) q= (x ， ·y ， ·z ) 的解析式。 水力學(xué)法：在流體力學(xué)基礎(chǔ)上，做若干假定、簡(jiǎn)化，求解滲流區(qū)域內(nèi)的平均滲流要素。本章主要討論滲流計(jì)算的水力學(xué)法。 有限單元法：流體力學(xué)的數(shù)值解法，可以解決復(fù)雜邊界條件及不穩(wěn)定滲流問(wèn)題。是深入研究滲流問(wèn)題的必不可少的重要手段。 手工繪制流網(wǎng)法：利用流網(wǎng)的性質(zhì)（曲線正方形），繪制滲流區(qū)域的流網(wǎng)圖，求解滲流區(qū)域內(nèi)的滲流要素。 實(shí)驗(yàn)法：常用的有電模擬法、電網(wǎng)絡(luò)等模擬試驗(yàn)法。5. 滲流分析的水力學(xué)法有哪些基

53、本假定？ 水力學(xué)法的基本假定 壩體的土料為均質(zhì)，各向同性材料； 滲流為緩變流（等勢(shì)線和流線均緩慢變化），滲流場(chǎng)中任何鉛直線上各點(diǎn)的流速和水頭相等。6. 兩個(gè)均質(zhì)壩除壩身材料滲透系數(shù)不同外其它均相同，則它們的浸潤(rùn)線相同而滲透流量不同，滲透系數(shù)大則滲流量大。為什么？ 由達(dá)西定律可得杜平公式： 浸潤(rùn)線方程： 式中， H 1 、 H 2 分別為上下游水深， m ； L 滲流區(qū)的長(zhǎng)度， m ； K 滲透系數(shù)， m d 。 由上述公式可知通過(guò)壩體的滲透流量與壩身材料滲透系數(shù)有關(guān)，滲透系數(shù)大則滲流量大。壩體的浸潤(rùn)線與壩身材料滲透系數(shù)無(wú)關(guān)。7. 解釋下列名詞：管涌；流土。 管涌 破壞形式：壩體和地基土體中的部

54、分顆粒被滲流逐步帶走。 特點(diǎn)：發(fā)生在無(wú)粘性砂土，礫石中。從發(fā)生到破壞，持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間。 流土 破壞形式：在滲流的作用下，粘性土和均勻的非粘性土體被浮起。 特點(diǎn)：發(fā)生在粘性土及均勻非粘性土中，發(fā)生即破壞。8. 試述設(shè)計(jì)反濾層的原則、方法和步驟。 反濾層作用是排水濾土。反濾層由 13 層級(jí)配均勻、耐風(fēng)化的砂、礫、軟石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大。 反濾層設(shè)計(jì)的原則： 被保護(hù)土層不發(fā)生管涌等有害的滲透變形。 透水性大于被保護(hù)土層，能通暢地排除滲透水流，同時(shí)不致被細(xì)顆粒淤塞而失效。9. 土石壩壩坡穩(wěn)定分析的目的是什么？ 土石壩壩坡穩(wěn)定分析是確定壩的設(shè)計(jì)剖面和評(píng)價(jià)壩體安全的主要依據(jù)，穩(wěn)定分析的可

55、靠程度對(duì)壩的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要影響。10. 圓弧滑裂面的基本原理 假定不同的半徑及圓心位置，畫(huà)出一系列的假定圓弧滑裂面。 對(duì)所假定的每一圓弧上的土體進(jìn)行受力分析，求出壩體上的各力，對(duì)圓心的抗滑力矩和滑動(dòng)力矩。圓弧面上的抗滑安全系數(shù)為滑裂面上全部抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比。 比較一系列圓弧上的抗滑安全系數(shù)，最小的抗滑安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的圓弧面為最危險(xiǎn)滑弧，要求最小的抗滑安全系數(shù)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。11. 土石壩邊坡穩(wěn)定分析有哪幾種計(jì)算情況？各計(jì)算情況應(yīng)考慮哪些力？ 對(duì)于凝聚性土類(lèi)組成均質(zhì)壩坡或非均質(zhì)壩坡，壩坡的土體的穩(wěn)定平衡狀態(tài)遭到破壞發(fā)生滑坡時(shí)，滑裂面為圓柱面，穩(wěn)定分析方法采用的是簡(jiǎn)單而實(shí)用的條分法，如瑞典圓弧法、畢肖普（ Bishop ）法，壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)用滑裂面上全部抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比來(lái)定義。無(wú)粘性土壩坡或以心墻、斜墻為防滲體的砂礫石壩體，