水工建筑物简答

'1.水工建筑物按其作用分为哪几种类型?类型：挡水、壅水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取水建筑物，河道整治建筑物，专门建筑物。2.水利枢纽由哪些建筑物组成？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，专门性建筑物。3.简述水利工程建设的步骤:河流规划、项目建议书、可行性研究、工程设计、工程施工准备及施工、生产准备、竣工验收、后评价4.简述水工建筑物的特点：（1）工作条件的复杂性：在水中工作受水的特殊作用包括静水压力、风浪压力、冰压力等；在水头作用下收到渗透压力；泄水建筑物受高速水流的冲刷及空蚀作用。（2）施工的艰巨性：导流问题复杂，工程规模大，施工技术复杂，工程量巨大，施工工期长，受自然条件、气候、水文地质、工程地质等影响大。（3）建筑物的独特性：由于地形、地质、水文等条件的千差万别形成水工建筑物的独特性。（4）与周围环境的相关性：水利工程建设在兴水利除水害的同时对周围自然环境和社会环境产生一定的影响。（5）对国民经济的影响巨大性：水利工程建设项目一般规模大、综合性强、组成建筑物多，投资大，一旦失事后果将造成灾害性乃至毁灭性的破坏。5.什么叫重力坝的基本剖面，其设计的基本原则是什么？重力坝基本剖面：重力坝在自重，齐顶的上游水压力和扬压力三个主要荷载作用下满足稳定要求的最小三角形剖面。原则：满足稳定与强度要求。6.扬压力由哪几部分组成？各是如何产生的？水工建筑物挡水后，在上、下游水头差的作用下，水将通过坝（闸）体、地基等的孔隙向下游渗透，由渗透引起的水压力称为渗透压力；由下游水深引起的水压力称为浮托力。渗透压力与浮托力之和称为扬压力。7.提高重力坝抗滑稳定的措施有哪些?(1)利用水重。将坝的迎水面做成向上游的倾斜面或折坡面，利用坝面水重增加其抗滑稳定性，但不宜倾斜过大.（2）减小扬压力。做好坝基的防渗排水工作。（3）提高坝基面得抗剪断参数。设计和施工时应保证坝体混凝土与坝基岩体结合良好。（4）在坝踵底部设置齿墙或深孔预应力锚缆等。8.为什么要对坝体混凝土进行分区:混凝土重力坝坝体各部位的工作条件及受力条件不同，对混凝土材料性能指标的要求不同，为了满足坝体各部位的不同要求，同时为了节省水泥用量及工程费用，把安全和经济统一起来，对坝体的混凝土进行分区。9.重力坝地基处理时帷幕灌浆和固结灌浆作用是什么？固结灌浆：提高坝基的整体性；帷幕灌浆：减小渗流量，降低扬压力。10.碾压混凝土坝的特点有哪些？1.施工工艺简单，施工速度快2..大量节约水泥，降低工程造价3.简化温控设施，减少坝体纵缝4.简化施工导流设施，节约临时工程费用11.试说明重力坝坝体材料分区的目的和分区类型?分区目的：为了节约水泥和合理使用水泥.分区Ⅰ区：为上下游最高水位以上坝体表层混凝土Ⅱ区：为上下游水位变化区的坝体表面混凝土Ⅲ区：分别为上下游最低水位以上坝体表层混凝土，其抗渗要求较高Ⅳ区：为坝体靠近基础底部的混凝土，主要满足强度要求Ⅴ区:为坝体内部混凝土，多采用低标号低热混凝土Ⅵ区：抗冲刷部位的混凝土12.简述重力坝的工作原理？依靠自身的重量产生的抗滑力维持其稳定性13.重力坝应力计算的材料力学的基本假定是什么？1.视坝体为均质、连续、各向同性的弹性体2.不考虑地基变形对坝体应力的影响，认为坝体水平截面上铅直正应力σy沿横向呈直线分布，其值可按材料力学中的偏心受压公式计算。14.拱坝的工作特点：1.拱与梁共同作用2.稳定性主要依靠两岸坝肩的反力来维持3.拱承受轴向压力，有利于发挥混凝土的抗压性能4.抗震性能好5.坝身泄流及施工技术复杂施工难度大。15.土石坝主要由哪几部分组成？它们各自的作用是什么？1.坝顶5 2.护坡：保护上游坝坡免受波浪淘蚀，顺坡水流冲刷、冰层和漂浮物等危害作用和下游坝坡免遭雨水、冻胀干裂等主要因素的破坏作用。3.防渗体：4.排水体：排出渗水，降低坝体浸润线和孔隙水压力。改变渗流方向，防止渗流溢出区域产生渗透变形，保证坝坡稳定和保护坝坡土层不产生冻胀破裂的目的1.简述土石坝的工作特点和土石坝的类型？土石坝工作特点：1.坝基坝体的透水性2.土石坝的局部失稳破坏3.抗冲性能差4.坝体沉陷量大类型：按施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填坝、水中填土坝、定向爆破土石坝按防渗体类型可分为均质坝、土质防渗体分区坝、非土质材料防渗体坝.按材料可分为土坝、土石混合坝、堆石坝2.什么叫渗透变形？防止渗透变形的工程措施？位移达到一定程度土体将发生失稳破坏的现象。措施：1.设置水平或垂直防渗设施（如截水墙、斜墙、心墙或水平铺盖等）拦截渗透水流2.设置排水设施（降低坝体的渗透水头）3.盖重压渗措施4.设置反滤层（提高坝体抗渗透破坏能力，防止各种渗透变形，特别是防止管涌）3.简述土石坝渗透计算的内容:1.确定浸润线位置2.确定渗透比降3.计算大坝的渗流量4.简述土石坝设计中反滤层的作用：提高坝体抗渗透能力，防止各种渗透变形特别是管涌5.简简述土石坝坝身防渗体的类型及厚度设计原则:土质防渗体、非土质材料防渗体、复合土工膜6.述土石坝坝体防渗体的类型及厚度设计原则:类型：1.土质防渗体，包括粘性土心墙或斜墙等2.非土质材料防渗体，包括沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、斜墙、面板和复合土工膜厚度设计原则：取决于防渗体的允许比降，B=H/[J]7.土石坝稳定分析方法及原理？圆弧法：（瑞典圆弧法、简化毕肖普法）假定坝坡滑动面为一圆弧，把圆弧以上土体作为分析对象。把分析对象分为若干土条，计算时不考虑土条间的作用力，把滑动土体相对圆心的总阻滑力矩Mr与总滑动力矩MT的比值定义为坝坡的稳定安全系数.滑楔法：将滑动体以折点为界分为若干滑楔。8.试说明面板堆石坝的特点:1.就地取材，经济上有较大的优越性。2.施工度汛问题上比土石坝较容易解决，可部分利用坝面溢流度汛，但应做好坝面保护工作。3.对地质、地形和自然条件适应性较混凝土坝墙。4.方便机械施工.5.坝身不能泄洪，施工导流问题较混凝土坝难于解决，一般需另设泄洪和导流。9.简述河岸溢洪道的型式与主要特点:1.正槽溢洪道：泄槽与溢流堰轴线正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致。2.侧槽溢洪道：泄槽与溢流堰轴线接近平行，过堰水流在侧槽段的较短距离内转弯约90°，再经泄槽写入下游。3.井式溢洪道：由溢流喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞组成。水流进入环形溢流堰后，经竖井和泄水隧洞流入下游。4.虹吸式溢洪道：是一种封闭式溢洪道，其工作原理是利用虹吸作用泄水。能自动调节上游水位，不需设置闸门，但其超洪能力较小，构造复杂，且工作可靠性较差。10.非常溢洪道的作用的什么，类型有哪些？1.作用：宣泄超过设计标准的洪水。2.类型：漫流式、自溃式、爆破引溃式11.试说明水闸闸室段的组成及各结构的作用1.底板2.闸墩3.胸墙4.工作桥：供安设启闭机和操作启闭设备之用5.交通桥：供汽车、拖拉机、行人等通过6.分缝和止水:设置沉降缝以免闸室因地基不均匀沉降及伸缩变形而产生裂缝。12.提高闸室的抗滑稳定措施:1.调整上部结构布置，将闸门位置向低水位侧移动，或将底板向高水位侧加长，以增加水的重力2.适当增加铺盖长度，或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向闸室靠近，以减小地板上的渗透压力。3.在闸室底板上游端或在铺盖下游端设置防渗板桩或适当加深齿墙。4.利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板，增加闸室的抗滑稳定性。13.水闸渗流计算的目的是什么？闸基防渗长度如何确定？5 1.目的在于求解渗透压力，渗透坡降，并验证地基土初步拟定的地下轮廓线，和排水布置是否满足要求。2.防渗长度L与闸上下游水头差△H至少应保持一定的比例。L=C△H(C为允许渗径系数)1.水闸地基轮廓线的布置与地基土质有密切的关系，简述粘性地基土与砂性地基土的特点以及地下轮廓线的布置：粘性土地基：粘性土具有凝聚力，不易产生管涌，但摩擦系数较小。因此，布置地下轮廓时，主要考虑降低闸底渗流压力，以提高闸室稳定性。防渗措施常采用水平铺盖。排水措施可前移到闸底板下，以降低底板上的渗透压力并有利于粘土加速固结。当粘土地基内夹有承压透水层时，应考虑设置垂直排水，以便将承压水引出，以提高闸基的稳定性。砂性土地基：砂性土粒间无粘结力，易产生管涌，防止渗透变形是其考虑的主要因素；砂性土摩擦系数较大，对减小渗透压力要求相对较小。当砂层很厚时，可采用铺盖与板桩相结合的形式，排水设施布置在消力池底板的末端。必要时，在铺盖前端再加设一道短板装，以加长渗径；当砂层较薄，下面卧有不透水层时，可将板桩插入不透水层；当地基为粉细砂土基时，为了防止地基液化，常将闸基四周板桩封闭起来。2.试说明水闸翼墙的类型以及主要特点:1.反翼墙：水流和防渗效果好，但工程量大，适用于大中型工程。2.圆弧翼墙：水流条件好，但施工复杂，模板用量大，适用于水位差及单宽流量大，闸身高，地基承载力较低的大中型水闸。3.扭曲面翼墙：翼墙由边墩处的竖立面逐渐向上下游延伸变为与河、渠坡度相同的斜坡面，这种翼墙水流条件好，在渠系工程中应用较广。4.斜降翼墙：在平面上呈八字形，墙顶随岸坡逐渐下降至两端与河底相平。这种翼墙施工方便，工程量省，但水流易在闸孔附近产生立轴漩涡，冲刷坡岸，而且岸墙后渗径较短，有时需设刺墙，一般适用于小型水闸。3.试说明水闸整体式底板结构计算的步骤1.倒置梁法：先按偏心受压公式计算纵向地基反力，然后在垂直水流方向截取若干单款板条，作为支承在闸墩上的倒置梁，按连续梁计算其内力并布置钢筋2.弹性地基梁法：（1）用偏心受压公式计算闸底板纵向的地基反力。（2）计算板条及墩条上的不平衡剪力（3）确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配（4）计算基础梁上的荷载（5）考虑边荷载的影响（6）计算地基反力及梁的内力4.水闸闸室稳定的内容在施工、运行或检修等各个时期，都不产生过大的沉降或沉降差；不致沿地基表面发生水平滑动；不致因基地反力的作用使地基产生剪切破坏而失稳。5.试说明用改进阻力系数法进行水闸渗流计算的步骤？1.简化实际地下轮廓线.2.根据简化的地下轮廓线各角点及板桩尖端的等势线将渗流区划分为若干典型段，计算各典型段的阻力系数ζi.3.根据水流连续条件，计算各典型段的水头损失hi.4.由出口向上游依次叠加各段的水头损失，得出各段分界线的渗透压力水头值。5.绘制渗透压力分布图6.简述水工隧洞的断面形式及适用条件1.圆拱直墙式断面：适用于接受垂直围岩压力，且便于开挖和衬砌。2.马蹄形断面：适用于岩石比较软弱破碎，洞壁崩塌严重，铅直围岩压力及侧向围岩压力较大，且底部也存在围岩压力的情况。3.圆形断面：适用于地质条件较差，同时又有较大的外水压力（或采用掘进机施工时）7.水工隧洞的工作闸门和检修闸门各有何工作特点，如何布置1.工作闸门：用来调节流量或封闭孔口，要求能在动水中启闭。检修闸门：当工作闸门或隧洞发生事故时，用来挡水，要求能在动水中关闭，静水中开启2.检修闸门布置在进口，工作闸门可布置在进口，出口或隧洞内。8.从功用上来分，常见的水工隧洞有哪几种?作用如何？泄洪隧洞：泄洪放水隧洞：放水9.作用在水工隧洞衬砌上的主要荷载有哪些？何种情况下计算弹性抗力？主要荷载：围岩应力、内水压力、外水压力、衬砌自重当围岩厚度大于3倍洞径，且围岩坚硬完整时，需要计算弹性抗力10.隧洞路线选择考虑哪些因素？1.地质条件：原则上应选择地质构造简单、岩体完整、坚硬稳定、水文地质条件有利及施工方便的地区不透水层节理面相交不小于30度（整体块状结构的岩体）45度（层状岩体）5 1.地形条件：在平面上应力求短、直，以降低工程造价及水头损失，并保持良好的水流条件隧洞的出口与下游河道的连接，应尽可能地使其衔接顺畅，减少对河岸的冲刷3.施工条件：施工方便，对环境破坏小4.运行管理条件:满足枢纽总体布置和运行的要求，尽量避免在施工和运行中与枢纽其他建筑物相互干扰。1.通气孔的作用:满足充气和排气的需要2.简述隧洞进口建筑的形式以及各自的优缺点？1.竖井式优点：结构简单，抗震性好，稳定性高，不受风浪水影响，工程量小，造价较低缺点：闸门前的进口段和洞身段检修不便。2.塔式优点：布置紧凑，闸门启闭较为方便可靠.缺点：受风、浪、冰、地震影响大，稳定性相对较差，工程造价高3.岸塔式优点：塔身稳定性较好，甚至可以对岩坡起到一定的支撑作用，施工安装较为方便，无需工作桥，较为经济4.斜坡式优点：结构简单，施工方便，稳定性好，工程量小.缺点：闸门面积大，关闭闸门不易靠自重下降3.通航建筑物的类型有哪些？作用？类型：船闸、升船机、套闸、可通航节制闸等作用:用以克服集中于拦河坝的水位差，使船舶从一个水位提升或下降至另一水位，实现船舶的航行过坝目的。4.简述渡槽、倒虹吸的特点及各自的适用条件。1.渡槽：是输送渠道水流跨越河渠、道路、沟谷等的架空输水建筑物。适用于渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大，跨越较广阔的洼地等。与倒虹吸管相比，水头损失较小，便于通航，管理运用方便。2.倒虹吸管：与渡槽相比，可省去支承部分，造价低廉，施工较方便，当埋于地下时，受外界温度变化影响小，属压力管流，水头损失较大，利于河道泄洪，在小型工程中应用较多。当渠道与障碍物间相对高差较小，不宜修建渡槽或涵洞时，或当渠道穿越的河谷较宽而深，采用渡槽或填方渠道不经济时，采用倒虹吸管。5.根据渡槽的支撑情况，说出渡槽的类型和适用条件1.类型：梁式、拱式、桁架式、悬吊式、斜拉式2.适用条件:梁式：（地势平坦、槽高不大）、拱式（窄深沟谷且两岸地质条件较好）、（木行）架式、悬吊式、斜拉式6.简述渡槽水力设计的步骤1.槽底纵坡的确定2.曹身过水断面形状及尺寸的确定.3.总水头损失的校核7.无坝引水枢纽和有坝引水枢纽有何区别？他们的适用条件？区别：是否有拦河坝（闸）无坝引水枢纽在大江大河的下游或山区或河流上采用较多有坝引水枢纽适用于当河道水量较丰富，但水位较低，不能自流灌溉或引水量较大，无坝引水不能满足要求时的情况。8.水利枢纽设计有哪几个设计阶段？各阶段的关系？初步设计，技术设计，施工详图设计1.水资源:是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质，对人类活动具有使用价值和经济价值的水均可称为水资源。2.水工建筑物:是指在水的静力或动力作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物。3.水利枢纽:为实现一项或多项水利任务，在一个相对集中的场所修建若干不同类型的水工建筑物组合体，以控制调节水流。4.水工建筑物的类别: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，专门性建筑物。5.水工建筑物的特点：①工作条件复杂。　②设计选型的独特性。③施工难度的艰巨性。④失事后果的严重性。:6.解决水工问题的方法:理论分析与计算，实验研究，原型观测，工程类比。7.重力坝基本剖面：重力坝坝体在自重，齐顶的上游水压力和扬压力三项主要荷载作用下满足稳定要求的最小三角形剖面。5 图9-2 土基上水闸立体示意图5'