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'名词解释：aij：J号单位荷载对i点的径向线变位。安全储备：(R-S)＞0其中：R-结构抗力；S-作用效应。不平衡剪力：脱离体两侧的剪力的差值。侧槽式溢洪道：侧槽式溢洪道是岸边溢洪道的一种型式，溢流堰设在泄槽一侧，沿等高线布置，水流从溢流堰泄入与轴线大致平行的侧槽后，流向作90°转弯，再经泄槽或隧洞流入下游。弹性抗力：当衬砌承受荷载向围岩方向变形时将受到围岩的抵抗，把这个抵抗力称为弹性抗力。弹性抗力：当衬砌受到某些主动力的作用而向围岩方向变位时，会受到围岩的限制而产生反作用力。是一种被动力，能协助衬砌分担外荷载，是有利的。低水头水工建筑物：一般指水头不超过30m的水工建筑物，主要有水闸、低坝、橡胶坝、船闸等，多数建在软基上，也有建在岩基上的。地下轮廓线：水闸闸基不透水的铺盖，板桩及底板等与地基的接触线，即闸基渗流的第一根流线，称为水闸的地下轮廊线。反滤层：反滤层一般由1～3层级配均匀，耐风化的砂、砾、卵石或碎石构成，每层粒径随渗流方向而增大。反滤的作用是滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗透变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。防渗长度：把不透水的铺盖、板桩和底板与地基的接触线，是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线，其长度称为防渗长度。拱冠梁：贯穿各层拱圈顶点的悬臂梁。拱效应：在心墙坝中，非粘性土坝壳沉降速度快，较早达到稳定，而粘土心墙由于固结速度慢，还在继续沉降，坝壳通过与心墙接触面上的摩擦力作用阻止心墙沉降，这就是坝壳对心墙的拱效应。拱效应使心墙中的铅直应力减小，甚至由压变拉，从而使心墙产生水平裂缝。固结灌浆：采用浅孔低压灌注水泥浆对坝基加固处理的办法。管涌：坝体和坝基土体中部分颗粒被渗流水带走的现象，是土坝渗流变形的一种形式。海漫：是水闸紧接护坦之后，还要继续采取的防冲加固措施，其作用是进一步消减水流的剩余能量，保护护坦和减小对其下游河床的冲刷。回填灌浆：是为了充填围岩与衬砌之间的空隙，使之紧密结合，共同工作，改善传力条件和减少渗漏。回填灌浆的范围一般在顶拱中心角90～120°以内。基底压力：作用在闸室上的各种荷载，通过底板传给地基，在地基表面产生的压力节制闸：横跨河流或渠道修建以控制闸前水位与过闸流量的水闸。浸润线：渗流在土坝坝体内的自由水面与垂直坝轴线剖面的交线。可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率。空化：水流在曲面上行进，由于离心力的作用，或水流受不平整表面的影响，在贴近边界处产生负压，当水体中的压强小至饱和蒸汽压强时，便产生空化。空蚀：当空化水流运动到压力较高处，由于汽泡溃灭，伴随着声响和巨大的冲击作用，当这种作用力超过结构表面材料颗料的内聚力时，便产生剥离状的破坏，这种破坏现象称为空蚀。宽缝重力坝：为了充分利用混凝土的抗压强度，将实体重力坝横缝的中下部拓宽成具有空腔的重力坝。流土：在渗流作用下，粘性土及均匀无粘性土被掀起浮动的现象。流土常见于渗流从坝下游逸出处。平压管：隧洞构造中，为减小检修门的启门力而设置在隧洞壁内的绕过检修门槽的通水管道。渗透变形：土石坝及地基在渗流过程中，由于物理和化学作用导致土体颗粒流失，造成土壤局部破坏的现象。输水建筑物：为灌溉发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、涵洞、渠道、渡槽等。双曲拱坝：不仅在水平截面呈弓形，而且在铅直截面也呈弓形的拱坝。水工建筑物：为满足防洪、发电、灌溉、供水等方面的效益需要在河流适宜河段修建的用来控制和支配水流的不同类型建筑物。水工隧洞：在地基内开挖而成，四周被围岩包围起来的水工建筑物。水利工程：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到兴利除害的目的而修建的工程。水利枢纽：由几个作用不同的水工建筑物所组成的综合体称为水利枢纽。水闸：是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。水闸：是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。通气孔：当隧洞工作闸门布置在进口，提闸泄水时，门后的空气被水带走，形成负压，需在工作闸门后设通气孔补气。（当平压管在向两道闸门间充水时，需在检修门后设通气孔排气。围岩压力：也称山岩压力，是隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护或衬砌上的压力。帷幕灌浆：目的是降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗透流量，防渗帷幕布置在靠近上游坝面坝轴线附近，灌浆孔一般设1~2排。温度荷载：坝体温度的改变值。泄水建筑物：用以宣泄设计确定的库容所不能容纳的洪水或为人防、检修而放空水库，以保证坝和其他建筑物的安全的水工建筑物，如溢流坝、坝身泄水孔、溢洪道、泄水隧洞等。扬压力：重力坝在下游水深作用下产生浮托力，在上下游水位差作用下，产生渗透水压力，渗透水压力及浮托力之和称为扬压力。 液化：饱和细砂在地震等动力荷载作用下，土壤颗粒有重新排列振密的趋势，使空隙水受压，引起空隙水压力暂时上升。由于在地震的短暂时间内空隙水来不及排出，上升的空隙水压力来不及消散，使土的有效压力减小，抗剪强度降低。最终达到土了土粒间有效应力趋近于零，出现流动状态，这种现象称为液化。闸墩：闸墩将溢流段分隔为若干个孔口，并承受闸门传来的水压力，同时也是坝顶桥梁的支承。整体式闸底板：当闸墩与底板砌筑或浇筑成整体时，即为整体式底板，底扳是闸室的基础，起着传递荷载、防冲、防渗的作用。正槽溢洪道：泄水轴线与溢流堰轴线正交，过堰水流方向与泄槽轴线方向一致的一种河岸溢洪道型式。重力坝的基本剖面：指在主要荷载作用下满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三角形剖面。一般为上游坝面近于铅直的三角形。作用（荷载）：对结构产生效应的各种原因的总称。作用效应：结构对外界作用的响应，即结构受到作用后产生的内力、变形和震动等。绪论1、常见的水利枢纽:蓄水枢纽。(2)取水枢纽(3)泵站枢纽（4）渠系建筑物2、水工建筑物按功能分：1挡水建筑物2泄水建筑物3输水建筑物4取水建筑物5整治建筑6专门建筑物3、水工建筑物的特点1工作条件的复杂性2设计选型的独特性3施工建造的艰巨性4失事后果的严重性4、水利枢纽对环境的影响：1）自然环境：a水文、水温、水质和泥沙，b局部地区气候，c环境地质（诱发地震，库岸稳定）和土壤环境，d陆生生物和水生生物；2）社会环境：a库区淹没和工程占地引起的人口迁移及工程施工，b人民生活，c景观，d文物古迹。5、为什么对水工建筑物进行分级：水利工程建设中，如欲增加工程的安全性，而把标准定得很高，将会造成不必要的浪费。为了妥善解决上述安全性和经济性的矛盾，首先要对水利枢纽进行分等，对水工建筑物进行分级，等级越高者，在规划、设计、施工和管理等方面的要求越高。水利枢纽划分依据：按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。水工建筑物划分依据：等别，重要性，特殊情况下可升级或降级。第一章重力坝1、重力坝的工作原理：①依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定要求；②利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。重力坝的剖面特征：1)剖面较大；2)一般为上游面接近于垂直的三角形剖面。2、重力坝与其他坝型相比具有的显著特点表现在：①重力坝筑坝材料抗冲能力强②重力坝结构简单③对地形地质条件适应性较好，但对地基要求高于土石坝，要求地基有较高的承载能力；④由于坝与坝基接触面积大，受扬压力作用亦较大，故需采取有效的防渗排水措施，降低扬压力，增强坝体稳定，改善应力状况；⑤大坝坝体大，材料强度不能充分发挥，坝体应力一般不大，材料强度不能充分发挥，不同部位采用不同标号砼，以降低造价；⑥坝体体积大，水泥用量多，水化热高，易引起开裂，温度控制问题突出；3、重力坝的类型（1）按结构形式分类：1、实体重力坝2、宽缝重力坝3、空腹重力坝4、预应力重力坝（2）按泄流条件分类：溢流、非溢流（3）按筑坝材料分类：混凝土、浆砌石（4）按施工方法分类：浇注混凝土、碾压混凝土。4、重力坝的组成：溢流坝段、非溢流坝段(挡水坝段)、连接边墩、导流墙、坝顶建筑物；布置原则：①坝轴线一般为直线，必要时可布置为折线或拱形曲线②各坝段协调一致③溢流坝段，厂房重迭布置5、作用：①直接作用－施加在结构上的集中力或分布力；②间接作用－使结构产生外加变形或约束变形的原因，如地震、变温作用等。作用分类：①永久作用－设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用；②可变作用－设计基准期内量值随时间变化的作用；③偶然作用－设计基准期内出现概率很小，一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。6、主要荷载：①自重②静水压力③扬压力④淤沙压力⑤浪压力⑥冰压力⑦土压力⑧地震作用作用效应组合1、正常蓄水位情况：1234582、防洪高水位情况：12345783、冰冻情况：1234684、施工期临时挡水情况：12381、校核洪水位情况：12345782、地震情况：12345897、应力分析方法①材料力学法：特点：材料力学法是一种常用的基本计算方法，其优点是简单，应用范围广，适用于各种坝体外形和各种荷敦。②弹性理论法：有限元、有限差分法等。③模型实验法：电测法、光测法、地质力学模型实验法。8、应力分析的材料力学法基本假定：（1）坝体混凝土为均匀、连续、各向同性的弹性体；（2）各坝段均为固接于基岩上的悬臂梁，各坝段独立，横缝不传递力，不考虑基岩变形对坝体应力的影响；（3）坝体水平切面上的正应力按线性分布，不考虑廊道、孔洞对坝体应力分布的影响。9、安全储备的必要性：1、各种作用的随机性与变异性决定工程设计需一安全储备；2、材料性能、强度、结构尺寸等方面的不完全确定性因素引起的不利性变异是又一原因；3、设计时所采用的理论（如方程表达式）也可能不尽准确等。10、单一安全系数法：设计中引入一个根据经验确定的安全系数K(其值一般大于1），使得S≤KR。特点：1）优点：方法简单易行，工程界仍常采用2）缺点：把原本属于不确定性因素的各种量值作为确定性量值计算，用笼统的安全系数来替代对各种不确定性因素的考虑，势必使得安全系数K对于结构安全性的判断只具有定性意义。11、作用效应函数：S(*)=∑PR；抗滑稳定抗力函数：R(*)=fR’∑wR+CR’AR∑PR——坝基面上全部切向力之和；∑wR——坝基面上所有法向作用之和（计入扬压力）；12、稳定分析的主要目的：1、验算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度；2、解决设计与施工中的典型问题13、基岩上重力坝失稳的可能情况：①坝体沿抗剪能力不足的薄弱面产生滑动a)沿坝与基岩接触面的滑动；b)沿坝基岩体内连续软弱结构而产生的深层滑动②水平荷载作用下a)上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝；b) 下游坝踵以下岩体受压发生压碎引起倾斜滑移破坏。14、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定计算：分项系数极限状态法；单一安全系数法：抗剪强度公式（摩擦公式）、抗剪断强度公式15、提高抗滑稳定性的措施：1）将上游坝面做成倾斜面或折坡形，利用坝面上的水重增加抗滑力；2）将坝基面开挖成倾向上游的斜面，或降低坝踵，使坝基面倾斜向上游。当基岩较坚固时，宜开挖成锯齿状，使坝基面分段倾斜向上游。3）在坝踵或坝基处设置齿墙。4）采用有效的防渗排水或抽水减压措施，以降低扬压力，增大稳定性。5）加固地基。6）利用预加应力措施提高抗滑稳定性。16、非溢流重力坝的剖面设计基本要求：①满足稳定与强度；②剖面最小（工程量最省）；③便于施工；④满足运行要求。17、基本剖面如何修改成使用剖面：1、由于施工及运用的要求，坝顶应有足够的宽度，一般取为最大坝高的8%~10%，且不小于3m。如有交通要求，应按交通要求决定。2、非溢流重力坝的坝顶高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程高于波浪顶高程。18、重力坝的泄水消能方式，特点及适用情况：1）挑流消能：经济实用，施工方便，水力计算简单。水头较高，基岩比较坚固的高、中坝。选择合适的鼻坎型式、鼻坎高程、挑射角度和反弧半径，计算挑射半径和最大冲坑深度，并通过挑距和冲坑深度估计枢纽中建筑物是否安全。2）底流消能：工作可靠，消能效果好，下游流态也较平稳。适用于各种高度的坝和各种河床地质情况，多用于中、低坝或地质条件差，河床抗冲能力低的情况。3）面流消能：对下游水位和下泄流量变幅的限制较严，下游水流在较长距离不够平稳，可能影响发电和航运。水头较小，尾水较深，水位变幅不大，以及河床和两岸有较高的抗冲能力的河道的中、低坝。4）戽流消能：下游水深较大。19、混凝土重力坝的材料基本要求：材料有足够强度外，还应满足抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗磨性，以及低热性等要求。20、混凝土重力坝的材料分区：Ⅰ区（抗冻）：上下游水位以上坝体外部表层混凝土；Ⅱ区（抗冻，抗裂）：上下游水位变化区的坝体外部表层混凝土；Ⅲ区（抗渗，抗裂）和Ⅳ区（抗裂）：分别为上下游最低水位以及下坝体，表层混凝土和坝体基础混凝土；Ⅴ区（低热）：坝体内部混凝土，多采用低等级的热混凝土；Ⅵ区（抗冲耐磨）：抗冲刷部位的混凝土。1强度2抗渗3抗冻4抗冲刷5抗侵蚀6低热7最大水灰比I区：1367（抗冻）II区：123567（抗冻、抗裂）III区：123567（抗渗、抗裂）IV区：123567（抗裂）V区：12367VI区：1234567（抗冲耐磨）21、重力坝分缝目的：防止在运行期间由于温度变化发生伸缩变形和地基不均匀沉降引起坝体裂缝，以及为了适应施工期混凝土的浇筑能力和温度控制等。22、缝的分类：1）永久缝：为了使坝体保持正常的结构状态。临时缝：为了施工需要设置，过后需要处理或灌浆，使各坝块或层间的混凝土结合成整体。2）按作用分：沉降缝，温度缝，施工缝。3）按位置缝：横缝（使各坝段独立工作，兼有沉降缝和温度缝的作用），纵缝（适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力），水平缝。23、温度应力的成因：1、基础温差引起混凝土的应力和裂缝；2、坝块内外温差引起混凝土的应力和裂缝。24、防裂措施1）、加强温度控制；2）、提高抗裂强度；3）、保证施工质量；4）、合理分缝、分块等。25、重力坝对地基的要求：有足够的承载能力、抗渗能力及稳定性。26：坝基固结灌浆：方法：用浅孔低压灌注水泥浆。目的：1、提高基岩的整体性、弹性模量，减少荷载作用下的变形；2、提高抗压、抗剪强度；3、降低坝基渗透性、减少渗透量；4、在防渗帷幕旁边的固结灌浆可提高帷幕的灌浆压力等。27：帷幕灌浆目的：1、降低坝基渗透压力；2、减少渗流量；3、防止基岩内的软弱夹层、断层破碎带等抗水性能差的岩体发生渗透变形破坏。28、帷幕灌浆深度如何确定：根据水头大小、透水层深度和降低坝基渗透压力的要求来确定。当坝基下存在明显的相对隔水层时，防渗帷幕应伸入到该岩层内3~5m；当坝基下相对隔水层埋深较浅或分布无规律时，帷幕深度常在0.3~0.7倍坝高范围内选择。第二章拱坝1、传力特点：拱坝可以看作由拱、梁系统组成，上游面所受水压力（绝大部分）通过拱作用传至两岸岩壁，通过梁作用将部分（小部分）传至坝基。2、工作特点：(1)拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面呈竖直或向上游凸出的曲线形；(2)坝体结构既有拱作用又有梁作用，其所承受的水平荷载一部分通过拱的作用压向两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩；(3)坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用，并不全靠坝体自重来维持。3、拱坝的地形和地质条件：1）地形条件：是决定拱坝结构形式、工程布置及经济性的主要因素。理想的地形应是坝址河谷相对宽度较窄，两岸基岩面大致对称，岸坡平顺无突变，且坝两端下游有足够大的岩体支承，这样的地形可以充分发挥拱的作用。2）地质条件：要求岩基坚硬致密、质地均匀、有足够的强度、透水性小、能抗风化，也没有大的断层构造和软弱夹层。总体要求高于重力坝对坝基地质的要求，特别是坝头4、与重力坝相比拱坝的工作特点：(1)拱坝是一种推力结构，在外荷载作用下，拱圈截面上主要承受轴向压应力，弯矩较小，有利于充分发挥坝体混凝土或浆砌石材料抗压强度，而重力坝以受弯曲为主的静定结构。(2)与重力坝利用自重维持稳定的特点不同，拱坝将外荷载的大部分通过拱作用传至两岸岩体，主要依靠两岸坝肩岩体维持稳定，坝体自重对拱坝的稳定性影响不大。(3)自重和扬压力降为次要荷载，而温度荷载和地基变形将对拱坝应力产生较大影响。5、拱坝的失稳破坏主要是坝基破坏。6、拱坝按拱冠梁性状不同分类 ：1）单曲拱坝：平面上呈拱形并向上游凸出，在铅直断面上有时也是向上游凸出的。2）双曲拱坝：拱冠梁上下游面均向上游凸出。7、拱坝平面布置的步骤：1）根据地形地质资料，确定开挖深度，绘制坝址可利用基岩的地形图；2）试定顶拱轴线的位置；3）拟定拱冠梁断面尺寸；4）拟定拱圈形式；5）顶层拱圈布置；6）自顶层向下依次绘出各层拱圈平面；7）切取代表悬臂梁，验算整体倒悬度；8）绘出各层圆心的连线，校验上下游面应力连续情况；9）根据初拟布置进行有关计算分析校核、布置调整循环过程，直至满意为止。8、变温作用对拱坝的影响：1）温升情况：环境温度高于封拱后的相对稳定温度时，拱圈膨胀，向上游变位，造成拱端的上游面受压，下游面受拉，拱冠的上游面受拉，下游面受压；2）温降情况：环境温度低于封拱后的相对稳定温度时，拱圈膨收缩，向下游变位，造成拱端的下游面受压，上游面受拉，拱冠的下游面受拉，上游面受压；9、拱坝应力分析方法（1）纯拱法：假定：拱坝是许多相互独立的拱圈所组成，荷载全部有拱圈承担，每层拱圈均作为弹性固端拱进行计算。特点：计算简单，但计算的应力结果一般偏大，特别对于厚拱坝误差更大。对于狭窄河谷中的薄拱坝，仍属一个实用计算方法。但主要用于小型工程的计算分析。（2）拱梁分载法：假定：拱坝是由许多水平拱圈和铅直悬臂梁所组成，荷载由拱和梁共同承担，按拱、梁交点处的位移协调条件将荷载分配拱、梁两个系统上。荷载分配后：梁按静定结构计算应力；拱则按弹性固端拱计算应力。特点：计算方法比较合理，其结果与模型实验成果比较吻合。但计算工作量大，可借助计算机计算。拱冠梁简化法：假定：用一根梁（拱冠梁）与许多水平拱圈组成拱、梁体系，然后上述原理进行荷载分配，并分别计算拱冠梁和各层拱圈的应力。特点：计算工作量显著减少，计算结果比较接近于拱梁分载法。（3）有限元法（4）结构模型试验法10、拱冠梁法的基本原理：1）在拱冠处截取单宽铅直悬臂梁（拱冠梁）；2）将拱坝沿铅直方向划分为若干水平层（5~7层），每层高度相等。在各层顶面及拱坝底面，切取高度为1m的水平拱圈。3）根据拱冠梁与水平拱圈相交处拱、梁径向位移协调列出对应的位移协调方程，并求解拱梁荷载分配值。4）假定拱圈其他各点的水平荷载与拱冠处相同。5）在确定拱梁承担荷载后，拱圈内力及应力计算按纯拱法，悬臂梁的内力及应力计算与重力坝相同。拱坝失稳破坏的工作原理：拱坝两岸在拱端和剪力共同作用下，可能使拱座滑动11、拱坝泄流方式：自由跌落式；鼻坎挑流式；滑雪道式；坝身泄水孔式。特点：由于溢流前沿呈拱形，会带来水流向心集中作用。向心集中能使入水单宽流量增大，使下游河床冲刷严重。12、坝体材料：混凝土、浆砌块石、浆砌条石等。构造：（1）分缝、分块（2）防渗排水（3）廊道（4）垫座13、拱坝的地基处理的要求：加强地基的整体性、抗渗性和耐久性，提高地基的强度和刚度，并使坝体和地基接触面的形状不要有突变，避免出现不利的应力分布。14、拱坝的地基处理（1）坝基开挖（2）固结灌浆与接触灌浆（3）防渗帷幕（4）坝基排水（5）断层破碎带和软弱夹层处理第三章土石坝1、土石坝的分类：⑴均质坝：坝体由一种材料组成，既是防渗体，又是坝的主体，坡度较缓，用于中低坝。⑵分区坝：心墙坝—把防渗体放在坝体中部，断面比均质坝小。斜墙坝—把防渗体放在靠近上游坝面处，有效降低坝体浸润线，但适应地基变形的能力比心墙坝差。易产生纵向裂缝，抗震性能不如心墙坝。土石混合坝—要求：越靠近防渗体，土料性能越接近防渗体2、土石坝的特点：优点：⑴就地取材。⑵适应地基变形的能力强，对地基的要求比砼坝低。⑶施工方法灵活性大。⑷结构简单，便于维修和加高。缺点：⑴坝顶不能溢流，坝身不便开孔泄洪，需另设岸边溢洪道。⑵施工导流不如混凝土坝便利，需另设溢洪道宣泄施工期洪水。⑶坝体断面大，工程量相应增大。3、土石坝设计要求：1）稳定问题：合理选择土料；根据土料的性质荷载条件，合理设计坝坡；施工中做好地基处理，土料压实要符合设计标准2）渗流问题：注意防渗体的合理设计，合理布置排水及反滤设施，加强坝与地基、岸坡与其他建筑物的连接。以减少渗漏损失，保证坝体、坝基的渗透稳定性。3）冲刷问题：要设置泄水能力足够大的泄水建筑物；充分估计水库风浪爬高及坝顶的沉降值，预留足够的坝高；在上、下游坝坡应采取有效的防护措施及坝面排水措施。4）沉降问题：设计中要预留沉降值；为防止不均匀沉降，要合理设计坝体剖面及细部构造，正确选择坝体土料，施工时土料压实要符合设计标准。5）其他问题：冰冻破坏；动物破坏；地震破坏。4、土石坝剖面的基本尺寸：⒈坝顶高程⒉坝顶宽度⒊坝坡5、土石坝的剖面设计与构造：土石坝的基本剖面为梯形，设计时通常先根据坝址附近土石料的分布情况及地形、地质条件选定坝型，再根据坝的级别、坝型和筑坝材料的力学特性、坝基情况以及施工、运行条件等，拟定坝剖面的基本尺寸，包括坝坡、坝顶高程、坝顶宽度以及防渗体、排水设备和护坡的尺寸等，使之满足土石坝的工作要求。然后根据渗流计算和稳定分析等计算结果，进一步修正原设计尺寸与构造，使之达到既经济又安全的目的。6、坝坡取值的影响因素：坝型、坝高、坝的级别、筑坝土料的性质、地质条件及地震等。土石坝坝体防渗设施根据材料可分为：7、人工材料防渗体：沥青砼，钢筋砼8、土质防渗体⑴土质心墙(2)土质斜墙：位于坝体上游面(3)斜心墙：心墙略向上游倾斜(4)粘土铺盖：与斜墙相连9、坝体排水设备的作用：①排除坝身及坝基渗水，降低浸润线，增加下游坝坡和坝基的稳定性；②防止渗流溢出处的渗透变形；③保护坝坡，防止冻胀破坏。10、坝体排水的主要形式，特点及适应情况：①棱体排水：可降低坝体浸润线，防止坝坡土的渗流破坏和冻胀，当下游有水时可保护下游坡脚不受水流及波浪淘刷。当堆石体较大时，可作为坝坡的支撑，有利于坝坡的稳定。适用于下游有水的情况。②贴坡排水：可以防止坝坡土发生渗流破坏，保护坝坡免受下游波浪淘刷，但不能降低坝体浸润线。常用于中小型水库下游无水的均质坝，以及有良好防渗体而坝内浸润线较低的中等高速土石坝。③褥垫排水：这种排水伸入坝体内部，能有效降低浸润线，并有助于坝基排水。缺点：对不均匀沉降的适应性差，易断裂，检修困难，工程量也较大。只适用于下游无水或下游水位极低的情况。④综合式排水11、护坡和坝顶构造：1、护坡(1)上游护坡：(2)下游护坡：⒉坝顶构造：交通、排水、防浪墙 12、土石坝渗流分析的内容：①确定浸润线的位置；②确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降；③确定渗流量。土石坝渗流分析的目的（任务）：1、确定坝体浸润线及其下游逸出点的位置，绘制坝体和坝基内的流网图，为稳定分析、应力应变分析及排水设备选择提供依据；2、确定坝体与地基渗流量，以便估计水库渗漏损失并校核坝的排水尺寸；3、确定渗在下游坝坡或地基出逸处的渗透坡降以及渗流场内不同土层之间的渗透坡降，以便验算抗渗稳定性；4、确定库水位骤降时上游坝壳内自由水面位置，以便计算孔隙水压力，供上游坝坡稳定分析用。13、土石坝渗流计算的方法：水力学方法（推导浸润线方程）：对于不透水地基上的矩形土体，断面平均流速v=﹣kdy/dx，单宽流量q=﹣kydy/dx。将上式自上游断面至任意断面积分，得浸润线方程：x=k(h1^2-y^2)/2q流体力学的数值解法：流网法：14、渗透变形的形式及其判别⑴管涌：渗流作用下不均匀无粘性土中细颗粒从孔隙通道中的连续移动和带出。⑵流土：渗流作用下，土体的同时浮起或流失。⑶接触冲刷：顺着两种土壤的接触面的渗流对接触面颗粒的冲刷。⑷接触流失：渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的接触面流动时，将渗透系数较小土层中的细颗粒带入渗透系数较大的另一土层。15、防止渗透破坏改善渗透稳定性的工程措施：1、提高土的抗渗性：土料设计时需考虑。2、降低渗透坡降：设置水平与垂直防渗体，调整防渗结构的型式和尺寸。3、降低下游渗流出口处的渗透压力：设置排水沟或减压井。4、对可能产生流土的地段加盖重，盖重与被保护土体之间也要设反滤层。16、反滤层设计：(1)反滤层的主要作用：排水滤土，防止坝体和坝基在渗流逸出处产生渗透破坏。(2)反滤层位置：渗透坡降较大处；各种排水与坝体和地基之间；防渗体与上、下游坝壳之间，防渗体与坝基透水层之间。设计：保护非粘性土、保护粘性土17、反滤层要求：1）反滤层的透水性应大于被保护的土，能畅通的排除渗水。2）反滤层每一层自身不发生渗透变形，粒径较小的一层颗粒不应穿过粒径较大一层颗粒间的孔隙。3）被保护土的颗粒不应穿过反滤层而被渗流带走。4）特小颗粒允许通过反滤层的孔隙，但不得堵塞反滤层，也不得破坏原土料的结构。5）在防渗体下游铺设反滤层时，还应满足在防渗体出现裂缝的情况下，土颗粒不会被带出反滤层，能使裂缝自行愈合。18、土石坝滑坡滑动面的基本类型：⒈曲线滑动面⒉折线滑动面⒊复合滑动面19、土石坝稳定分析方法：1、应力应变分析法2、滑动面法(1)圆弧滑动法：(2)折线滑动法20、稳定分析的计算情况(1)正常运用情况：库水位处于正常蓄水位或设计洪水位，以及自正常蓄水位正常降落所对应的工作条件。①水库蓄满水形成稳定渗流时→验算下游坡的稳定；②上游库水位为某一最不利水位时→验算上游坡的稳定；③上游水位正常降落，上游坝坡产生渗透动水压力（流线方向指向上游）时的稳定计算。(2)非常运用情况:①库水位骤降（k≤10-3cm/s，V>3m/d），形成反向渗流→验算上游坡的稳定；②正常蓄水位+地震→验算上、下游坡的稳定；③校核洪水位时→验算下游坡的稳定；④施工期考虑孔隙水压力时→验算上、下游坡的稳定。21、稳定分析的安全系数：按《碾压式土石坝设计规范》，对于均质坝、厚斜墙坝和厚心墙坝，可采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法进行稳定分析；对于由薄软土夹层的情况，以及薄斜墙、薄心墙坝，可采用滑楔法进行稳定分析。22、土石坝抗剪强度指标：确定抗剪强度指标的方法有有效应力法和总应力法两种，规范规定对I、II级工程必须两者兼用，并以其中较小的安全因素作为依据。23、提高坝坡抗滑稳定的工程措施：1、加大断面，放缓边坡；2、提高坝体填筑标准；3、合理减压——减小下滑力和滑动力矩；设加压重——增加抗滑力和抗滑力矩；4、提高导渗、排水。第四章泄水建筑物-河岸溢洪道1、河岸溢洪道采用条件：1、河谷狭窄，洪峰流量大，采用河床布置有困难；2、坝体不宜作河床溢洪道；3、有垭口地形；4、利用施工导流洞改建。2、泄水建筑物的作用：用来宣泄洪水期间(泄洪)或其他情况下水库（或渠道）中多余水量（泄水）以保证大坝安全的建筑物。3、河岸溢洪道的类型：1）正槽式溢洪道：水流特征是过堰水流与泄槽轴线方向一致2）侧槽式溢洪道：泄槽与溢流堰轴线接近平行，水流过堰后急转近90°再经泄槽下泄。3）竖井式溢洪道：水流从环形溢流堰流入喇叭口状的进口段，然后通过竖井、弯道段和水平泄洪洞下泄。4）虹吸式溢洪道：在进口溢流堰的顶部以上设置遮檐，从而形成虹吸管道。5）泄洪隧洞。4、正槽式溢洪道组成，作用，设计原则：工作特点：开敞式正面进流.泄槽与溢流堰轴线正交,过堰水流与泄槽方向一致.优点:结构简单,进流量大,泄流能力强,工作可靠,施工、管理、维修方便，因而被广泛采用。①进水渠：使水流平顺地进入控制段，改善堰身及泄槽的流态。设计原则：进流平顺，水头损失小，使控制堰有较大的泄流能力②控制段：控制溢洪道的泄流能力。设计原则：有足够的泄流能力。③泄槽（陡槽）：将洪水安全的泄入下游河道。原则：使槽内水流呈急流状态。平面上尽量直线，等宽，对称布置。④消能设施：消除下泄水流具有破坏作用的动能，从而防止建筑物被水流冲刷，保证安全。设计原则：尽量增加水流的内部紊动⑤尾水渠：使消能后的水流平稳顺畅地进入下游河道。5、侧槽溢洪道：在坝址处山高坡陡，采用正槽式溢洪道将使挖方量增加很多时，可采用侧槽式溢洪道。（1）组成：溢流堰、侧槽、调整段、泄槽、出口消能段、尾水渠。（2）特点：堰轴线、泄槽轴线可与山坡等高线平行布置，开挖量小，但侧槽中水流流态复杂。水流经过溢流堰，泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向约90°，经泄槽或泄水隧洞流入下游。侧向进流，纵向泄流。6、泄槽（陡槽）水流特点：陡槽内水流一般为高速水流。7、控制堰堰型选择：宽顶堰，实用堰，迷宫堰和堰上带胸墙的孔口等。8、泄槽平面布置和纵剖面布置：①平面布置：尽量采用直线、等宽、对称布置。以使水流平顺， 保证工程安全。转弯或变宽时，过渡段两侧边墙通常采用直线，泄槽没测边墙收缩角不宜大于8°，扩散角不宜大于6°。②纵剖面布置：陡坡应尽量采用均一坡度，必须分段设置不同坡度时，分段不宜过多，宜采用先缓后陡的坡度，变化处用竖向射流抛物线连接，由陡变缓时，变坡处用反弧连接。9、溢洪道和溢流坝面空蚀的工程措施：①选择适宜的体形。②控制边壁的不平整度。③掺气减蚀。④采用高强度抗蚀材料。第五章水工隧洞1、水工隧洞功能：1.泄洪；2.发电、灌溉、给水等所需的引水；3.检修或其他原因需要放空水库；4.排沙；5.施工导流。水工隧洞的组成：进口段、洞身段、出口段2、隧洞与涵管的区别：①隧洞是从岩层中开凿而成，而涵管是直接埋设在土石坝底部。②涵洞功用除泄洪、发电及灌溉外，还有城镇供水、排沙、放空水库以及施工导流等，而涵管则主要为灌溉、供水、放空水库及施工等目的而设置的。3、隧洞的分类：①按功能分：泄洪、泄水、引水、输水、放空、排砂、施工导流。②按流态分：有压隧洞（荷载主要是围岩压力）和无压隧洞（荷载主要是内水压力）。③按衬砌方式分：不衬砌隧洞，喷锚、混凝土衬砌或钢筋混凝土衬砌等。④按流速分：高速（>16m/s）,低速(<16m/s)4、隧洞进口建筑物的型式，特点，适用条件：①塔式：受风浪，地震，冰的影响大，稳定性较差，需要较长的工作桥。②岸塔式：塔身稳定性好，且对岸坡也起到一定的支撑作用。建在进口处岸坡较陡且岩石较好的地方，控制塔斜靠在洞口岸坡上。③竖井式：结构简单，不受风浪和冰冻影响。但是竖井前的进口段处于水下，不便检修。④斜拉式。5、隧洞洞身断面形式及适用条件：1）圆拱直墙：无压隧洞，地质情况一般或较好时。2）马蹄形：无压隧洞，地质条件较差的情况。3）圆形：无压隧洞，地质条件较差而外水压力又较大的情况；有压隧洞。6、衬砌的类型及作用：主要类型：（1）平整衬砌；（2）单层衬砌；（3）组合式衬砌；（4）预应力衬砌。①承受围岩压力、内外水压力和其他荷载，以保证围岩稳定。②防止洞身渗漏。③防止水流、泥沙、空气、温度变化和干湿变化等对岩石的冲蚀和破坏。④减小隧洞表面糙率，减少水头损失。7、什么情况可采用不衬砌隧洞：岩石坚硬稳定，裂缝少，而水头和流量也较小，此时只将隧洞周边岩石修平。8、围岩地质条件比较均一的洞身段只设施工缝。9、作用在隧洞和涵管上的荷载：1）隧洞衬砌：衬砌自重，内水压力，外水压力，围岩压力，预应力，弹性抗力，地基反力及其他荷载（温度荷载，灌浆压力，地震荷载及施工荷载等）。2）涵管：自重，内水压力，外水压力，填土压力，施工荷载，温度荷载及地震荷载等。10、水工隧洞的荷载组合：基本荷载与特殊荷载１）正常运用情况：围岩压力+衬砌自重+设计洪水时的内、外水压力２）施工、检修情况：围岩压力+衬砌自重+可能最大的外水压力３）非常运用情况：围岩压力+衬砌自重+校核洪水时的内、外水压力11、隧洞衬砌的结构计算包括确定衬砌厚度，配筋，校核衬砌强度等计算方法：（1）结构力学方法：以衬砌为计算方法，只能求到衬砌的应力，得不到围岩的应力；（2）弹性力学方法：以隧洞整体为计算对象。要求围岩满足均匀各向同性无限弹性体，圆洞，均匀内压力要求。（3）有限元方法：能够对任何复杂的岩体结构中的隧洞进行线性或非线性分析，成为最有效的方法。第六章水闸1、水闸的类型⒈按担负的任务（作用）分：节制闸、进水闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸、排冰闸；⒉按闸室结构分（1）开敞式（2）涵洞式2、水闸的作用：具有挡水和泄（引）水的双重功能，能调节水位，控制流量。3、水闸的组成部分及作用：①闸室段：挡水和调节水流。②上游连接段：引导过闸水流平顺地进入闸室，保护两岸和闸基免遭冲刷，并与防渗侧墙等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。③下游连接段：使闸室水流扩散均匀，并有防冲和防渗作用。4．水闸的传力过程：闸门承受水压力→闸墩承受上部结构重量→ 底板较均匀地传给地基5、软土地基上水闸的工作特点：在水闸自重及外荷作用下，地基可能产生较大的沉降和不均匀沉降，使水闸严重下沉和倾斜，甚至引起结构断裂而使水闸不能正常运行，同时还可能把闸基土壤挤出地面而产生滑动。6、水闸孔口设计的主要内容1.确定闸孔型式2.拟定闸底板高程（即堰顶高程）3.计算孔口尺寸及溢流前沿总宽4.泄流能力验算7、水闸的闸孔型式:宽顶堰孔口、低堰孔口、胸墙孔口、折线堰孔口8、底板高程与净宽的关系：底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓，但增大闸身和两岸结构高度，消能防冲费用↑，泥沙淤积。9、孔口设计的具体步骤⒈确定设计流量Q和上、下游设计水位⒉确定孔口型式⒊确定底板高程⒋计算闸孔净宽B及闸室总宽L（开敞式）闸孔数n=B/b，如果运用上无特殊要求，一般b=8～12m，n<8时n一般取奇数。溢流前缘总宽L=nb+（n-1）d，d为闸墩厚度。⒌验算泄流能力。10、过闸水流的形态：折冲水流、波跃水流11、消能工的主要作用是改善水流与固体边界的接触条件，防护加固下游河床。12、辅助消能工：作用：(1)加大水流阻力；(2)加强水流紊动和撞击；(3)稳定水跃；(4)利于扩散水流。类型：消力墩，池首坎，消力梁，散流墩等13.闸下防冲设施：（a）海漫：紧接护坦，进一步消除余能，调整流速分布，达到不冲流速；(b)防冲槽:海漫末端设大块石防冲槽：限制冲刷向上游扩展，保护海漫。14、海漫的构造要求 ：还蛮结构应该是粗糙的，以利于消除水流余能；应该是透水的，使渗透水流顺利排出，以增加还慢的稳定性；应有一定的柔性，以适应地基变形。15．闸基渗流的主要危害：⒈沿闸基的渗流对建筑物产生向上的压力，减轻建筑物有效重量，降低闸身抗滑稳定性，沿两岸的渗流对翼墙产生水平推力；⒉由于渗透力的作用，渗透力可能造成土的渗透变形；⒊严重的渗漏将造成大量的水量损失；⒋渗流可能使地基内可溶解的物质加速溶解。16、防渗设计的内容包括：(1)渗透压力计算；(2)抗渗稳定性验算；(3)滤层设计；(4)防渗帷幕及排水设计；(5)永久缝止水设计。 17、闸基渗流的影响：降低闸室抗滑稳定性，可能引起闸基土壤的渗透变形，甚至引起整个水闸的破坏，还会引起水量损失。18、水闸的防渗设备：铺盖（水平），齿墙，板桩，防渗墙，灌浆帷幕，垂直土工膜。19、水闸地下轮廓线布置原则：先阻后排，滞渗与导渗相结合。通常在闸室底板上游布置防渗设施用来延长渗径，减小底板渗透压力，降低闸基渗流坡降等，叫滞渗；在下游布置排水设施，使渗透水流尽快安全地排走，以防止闸基土渗透变形，并减小底板渗透压力，这叫导渗。20、不同地基上的水闸，地下轮廓线的布置有什么不同：(1)粘性土闸基地下轮廓线的布置：主要考虑如何降低闸底渗透压力，以提高闸室的稳定性。为此，在闸室上游设施水平防渗，而将排水设施布置在闸底板下游段或消力池底板下。一般不用板桩，以免破坏天然土的结构，造成集中渗流。(2)砂性土闸基地下轮廓线的布置：以防止渗透变形和减小渗漏为主。对砂层很厚的地基，如为粗砂或砂砾，可采用铺盖与悬挂式板桩相结合，而将排水设施布置在消力池下面；如为细砂，可在铺盖上游端增设短板桩，以增加渗径，减小渗透坡降。当砂层较薄，且下面有不透水层时，最好采用齿墙或板桩切断砂层，并在消力池下设排水。对于粉砂地基，为了防止液化，大多采用封闭式布置，将闸基四周用板桩封闭起来。21、闸基的渗流分析的目的：决定渗透压力，渗透坡降及渗流量22、改进阻力系数法：（1）计算原理：把闸基的渗流区域按可能的等水头线划分为几个典型流段，根据渗流连续性原理，流经各流段的渗流量相等，各段水头损失与其阻力系数成正比，各段水头损失之和等于上下游水头差。⑵计算步骤：①确定地基有效深度Te。②分段并计算各段的阻力系数。③求出各段水头损失，初绘渗压图。④进行进、出口段水头损失修正23、防渗设施的设计要求：1.铺盖长度采用上、下游最大水头差的3~5倍；2.粘土或壤土铺盖的厚度应根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定，为了保证铺盖碾压施工质量，粘土或壤土铺盖前端最小厚度不宜小于0.6m，铺盖与底板之间应设油毛毡止水，铺盖上面应设保护层。3.砼或钢筋砼铺盖的厚度，一般根据构造要求确定，最小厚度不宜小于0.4m，一般作成等厚；为了减小地基不均匀沉降和温度变化的影响，通常设顺水流向的永久缝，缝距可采用8~20m。5.钢筋砼板桩最小厚度不宜小于0.2m，宽度不宜小于0.4m；6.水泥砂浆帷幕或高压喷射灌浆帷幕的最小厚度不宜小于0.1m；7.砼防渗墙的最小厚度不宜小于0.2m；8.地下垂直防渗土工膜厚度不宜小于0.25mm，重要工程可采用复合土工膜，其厚度不宜小于0.5mm。9.闸室底板的上、下游端均宜设置齿墙，齿墙深度可采用0.5~1.5m。24、闸室的组成：底板（整体式底板：能把上部结构的重力以及荷载传给地基，并有防冲及防渗作用；分离式底板：仅有防冲和防渗要求，而闸室上部结构的重量以及外荷直接由闸墩传给地基）闸墩（分隔闸门，同时也传承闸门、胸墙、工作桥及交通桥等上部结构）闸门，工作桥及交通桥等。缝和止水：温度缝、沉降缝。设缝的情况及作用：1在整体式底板中，沉降缝设在闸墩中间，主要是保证在闸室发生不均匀沉降时不会妨碍闸门的正常使用；2凡是相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方都要用缝分开；3混凝土铺盖及消力池的护坦面积较大时也需设缝；4翼墙较长时也需设缝25、土基上闸室稳定计算的要求：1闸室抗滑安全系数不小于容许的安全系数；2闸室平均基底应力不大于地基容许承载力的1.2倍；3闸室基底应力的最大值与最小值不大于容许的比值26、岩基上闸室稳定计算的要求：1闸室抗滑安全系数不小于容许的安全系数；2闸室最大基底应力不大于地基容许承载力；3闸室基底不出现拉应力。27、闸室荷载：自重，水重，水平水压力，扬压力，波浪压力，地震力，淤沙压力28、闸室地基处理的方法：1垫层法2振动水冲法3桩基础29、弹性地基梁法：适用于大中型水闸相对密度Dr>0.5的砂土地基，或粘性土地基。在垂直水流方向截取单位宽度的板条作为脱离体（地基梁）进行分析计算，并认为顺水流方向的地基反力仍是直线变化。同时该法又认为地基梁和地基都是弹性体，地基梁在外荷作用下发生弯曲变形，地基受压而沉降，根据变形和沉降协调一致的条件和梁在铅直方向受力受力平衡的原则进行弹性地基梁计算，求解地基反力（呈曲线分布）和梁的内力，同时还计及地板范围以外的地荷载对梁的影响。第八章渠系建筑物1、渠系建筑物分类：（1）调节建筑物（2）交叉建筑物（3）落差建筑物2、渡槽：作用：渡槽是一种交叉建筑物，能输送渠水跨越河渠、道路、山冲及谷口。输水为主，兼排洪，导流。组成：槽身，支承结构，基础及进出口结构物。类型：①施工方法：现浇整体式，预制装配式及预应力渡槽；②材料：木、砖石、混凝土及钢筋混凝土渡槽；③槽身断面形式：矩形、U形、抛物线形、椭圆形及圆管形渡槽；④支承结构：梁式，拱式，桁架式，组合式及斜拉式。3、渡槽的水力设计任务：①槽身断面选型；②拟定断面尺寸；③确定进出口高。具体包括：纵坡i；水深h；净宽b；起止点高程。基本步骤：①按最大过流量Qmax，拟定槽身纵坡I，净宽b，净深h。②按设计流量Q设，计算渡槽全长范围内的总水头损失△z；若△z等于或小于△z允许值，可最终确定I,h,b值，进而定出相关高程。4、渡槽的荷载:自重、水重、水压力、土压力、风压力、漂浮物撞击力、地震力、温度荷载、人群荷载及施工吊装时的动力荷载等5、梁式渡槽的纵向支承形式，优缺点：①简支梁式：结构简单，施工吊装方便，接缝止水简单，工作可靠； 但其跨中弯矩较大，底板受拉，对抗裂及防渗不利；②双悬臂梁式（等跨双悬臂，等弯矩双悬臂）：槽身具有悬臂作用，跨度较大，可达简支梁式的2倍；但是一节槽身的总长度及重量均较大，故吊装困难，另外在悬臂变形或地基不均匀沉降时，接缝处将产生错动，使止水容易拉裂。③单悬臂梁式：一端为悬臂，一端为简支。只在双悬臂梁式向简支梁式过渡，或与进出口结构物相连时采用。6、槽身横断面形式和构造：(1)断面形式：U形、矩形7、深宽比(h/b)：槽内水深和水面宽之比。影响因素：水力条件、结构受力条件。槽身净宽和水深的拟定：在同一纵坡h/b的大小仅对槽身输水能力略有影响，而对结构受力条件等方面则起着主要作用。对于梁式渡槽，h/b值越大，槽身纵向刚度越大。但槽身承受横向风压力会增大，故对槽身及整体稳定均不利。如果h/b过小，而i值又取得过大，则槽中水深很小，以致进口槽底抬高y1过大。8、槽身结构计算方法:弹性力学方法，结构力学方法以及板壳理论方法，有限元方法。9、横向计算:①原理：沿槽长方向取1.0m作为计算分析对象(图10–8)，同时，考虑两截面上的剪力差值△Q＝Q1－Q2，然后按框架结构求解其横向内力。②基本荷载：水重，自重(1米槽长)注：△Q在截面沿高度上呈抛物线形分布，方向向上，绝大部分分布在两侧墙截面上。③计算简图：a)不带拉杆：简化为矩形开口框架。假定：①设拉杆处的横向内力与不设拉杆处的横向内力相同，将拉杆均匀化，且不计拉杆的抗弯作用与轴力对变位的影响，拉杆按铰接考虑。拉杆的实际拉力为计算拉力x1乘以拉杆间距。②不计底板上截面上的剪力，侧墙截面上的剪力不影响侧墙的横向弯矩，将它集中置于侧墙底面，按链杆考虑。U形槽身的应力分布规律：①上半部外侧受拉；②下半部内侧受拉。配筋：①双层布筋：按内外侧控制截面分别配筋；②单层布筋：按弯矩图形将钢筋布置在受拉一侧。10、槽墩：实体墩、空心墩11、槽架的三种基本形式：单排架、双排架、A字形排架12、拱式渡槽支承结构：墩台，主拱圈，拱上结构。传力特点：槽身荷载→拱上结构→主拱圈→墩台13：拱上结构：1、实腹式拱上结构：1）砌背式；2）填背式。2、空腹式拱上结构14、主拱圈的结构形式和构造：板拱、肋拱、双曲拱15、主拱圈及拱式渡槽的特点：1、受力特点：经拱座约束，将拱上荷载转变为轴力(弯矩较小)，应力以压应力为主，(能充分发挥砼，石材等抗压性能好，抗拉性能较差的特点)2、连拱效应及推力拱特点：对于多跨连拱渡槽，应设加强墩；3、结构布置的对称性：尽量使拱上荷载对称，且中部小，两侧大。16、拱轴线的形式与选择：(1)小跨度主拱圈：a)中心角：φ＝120o～130ob)半园拱：应力分布差(2)较大跨度排架拱：荷载近于均布，宜用二次抛物线。原则：拱轴线接近于荷载压力线（各断面压力中心的连线），即选择理想拱轴线。17.主拱圈的结构计算：主要内容（两铰拱、三铰拱、无铰拱）：①内力计算；②强度、稳定性验算。要点：①由对称性知，在弹性中心，将只有对称的超静定未知力x1和x2。同时，仅作用有实腹拱的设计荷载(无论是实腹拱还是空腹拱，根据实际情况决定计算荷载均可)。②对于无铰拱，拱圈内的剪力及拱轴的曲率对弹性中心变位的影响很小，可忽略不计，只计算由内力弯矩M产生的弯曲变形和由轴力N产生的弹性压缩而引起的弹性中心的变位。也就是说：弹性中心变位＝弯矩M引起的变位＋轴力N引起的变位。18、渡槽进出口结构物的作用：①使槽中水流平顺衔接，以减小水头损失和防止冲刷。②连接槽跨结构与两岸渠道，避免因连接不当而引起漏水，致使岸坡或填方渠道产生过大的沉降和滑坡。③满足运用和交通等要求。论述题补充：1、采用材料力学法推导重力坝上游坝体边缘水平正力。（10分）已知：P---上游面水压力强度n---上游坡率τu---坝踵处剪应力答案：由上游坝面微分体，根据ΣFx=0，可以解出：（3分）σxudy+τudx-Pudscosφd=0（3分）σxu=Pu-τudx/dy=Pu–τun（3分）=Pu-(Pu-σyu)n(kPa)（1分）22、简述拱坝应力分析的拱冠梁法。（8分）答案：拱坝应力分析的拱冠梁法是按中央悬臂梁（拱冠梁）与若干层水平拱在其交点变位一致的原则分配荷载的拱坝应力分析方法，是简化了的拱梁分载法。（4分）一般是沿坝高选取5~7层水平拱圈，仅考虑承受径向荷载，并假定荷载沿拱圈均匀分布。（3分）这种方法适用于对称或接近对称的拱坝，是一种近似的应力分析方法。（1分）3、温度荷载对拱坝的应力和坝肩岩体的稳定有何影响？（8分）答案：封拱后，拱坝形成整体，当坝体温度高于封拱温度时，即温度升高，拱圈伸长并向上游位移，由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相反，但轴力方向相同。（4分）当坝体温度低于封拱温度时，即温度降低，拱圈收缩并向下游位移，由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相同，但轴力方向相反。因此一般情况下，温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利。（4分）4、拱坝应力分析中拱梁分载法的基本原理是什么？（8分）答案：拱梁分载法是当前用于拱坝应力分析的基本方法，它把拱坝看成由一系列水平拱圈和铅直梁所组成，荷载由拱和梁共同承担，各承担多少荷载由拱梁交点处变位一致条件决定。（4分）荷载分配后，梁按静定结构计算应力，（2分）拱按纯拱法计算应力。（2分）5、简述砂砾石地基处理的目的及防渗措施。（10分）答案：当土石坝修建在砂砾石地基上时，地基的承载力通常是足够的，而且地基因压缩产生的沉降量一般也不大。对砂砾石地基的处理主要是解决防渗问题，通过采取“上堵”、“下排” 相结合的措施，达到控制地基渗流的目的。（4分）主要防渗措施有：（1）垂直防渗设施，包括：粘性土截水槽、混凝土防渗墙、灌浆帷幕等；（2）上游水平防渗铺盖；（3）下游排水设施，包括：水平排水层、排水沟、减压井、透水盖重等。（6分）6、简述土石坝的组成及各组成部分的作用。（10分）答案：土石坝由坝身、防渗体、排水体和护坡等四部分组成。（2分）坝身主要用来保持坝体的稳定，坝壳料应具有比较高的强度。下游坝壳的水下部分以及上游坝壳的水位变动区则要求具有良好的排水性能。（2分）防渗体的作用控制坝内浸润线的位置，并保持稳定渗流，这部分的土体比坝壳其他部分更不透水。（2分）排水体的作用是控制和引导渗流，降低浸润线，加速孔隙水压力消散，以增强坝的稳定，并保护下游免遭冻胀破坏。（2分）上游护坡为了防止风浪淘刷、顺坡水流冲刷、冬季结冰和库区漂浮物对上游坡面的破坏，下游护坡为了避免雨水冲刷，保护下游尾水部位的坝坡免受风浪、冰层和水流的作用以及动物、冻胀干裂等因素的破坏。（2分）7、土石坝常见的滑动破坏型式有几种形式？各发生在什么土体中？对应的稳定计算方法有哪些？（10分）答案：1）曲线滑动面，当滑动面通过粘性土部位时，其形状通常为一顶部陡而底部渐缓的曲面，在稳定分析中多以圆弧代替。稳定分析方法为圆弧滑动发。（3分）2）折线滑动面，多发生在非粘性土的坝坡中。如薄心墙坝，斜墙坝中；当坝坡部分浸水，则常为近于折线的滑动面，折点一般在水面附近。稳定分析方法为折线滑动法。（3分）3）复式滑动面，厚心墙或由粘土及非粘性土构成的多种土质坝形成复合滑动面。当坝基内有软弱夹层时，因其抗剪强度低，滑动面不再往下深切，而是沿该夹层形成曲、直面组合的复合滑动面。稳定分析方法为复式滑动法。（4分）8、为何土石坝稳定分析只进行局部稳定验算，而不进行整体稳定验算？土石坝失稳的原因有哪些？（10分）答案：土石坝的坝坡较缓，在外荷载及自重作用下，不会产生整体水平滑动。由于其坝体材料为散粒体，如果剖面尺寸不当或坝体、坝基材料的抗剪强度不足，在一些不利荷载组合下有可能发生坝体或坝体连同部分坝基一起局部滑动的现象，造成失稳。（4分）土石坝失稳的原因：土石坝产生滑坡的原因往往是由于坝体抗剪强度太小，坝坡偏陡，滑动土体的滑动力超过抗滑力，或由于坝基土的抗剪强度不足因而会连同坝体一起发生滑动。滑动力大小主要与坝坡的陡缓有关，坝坡越陡，滑动力越大。（6分）9、解释闸室的稳定性？说明提高闸室抗滑稳定措施有哪些？（10分）答案：闸室的稳定性是指闸室在各种荷载作用下：（1）不发生明显的倾斜；（2）平均基底压力不大于地基的允许承载力；（3）不致沿地基面或深层滑动。（3分）提高闸室抗滑稳定措施有：（1）增加铺盖长度，或在不影响抗渗稳定的前提下，将排水设施向水闸底板靠近，以减小作用在底板上的渗透压力；（2）利用上游钢筋混凝土铺盖作为阻滑板；（3）将闸门位置略向下游一侧移动，或将水闸底板向上游一侧加长，以便多利用一部分水重；（4）增加闸室底板的齿墙深度。（7分）10、闸墩强度计算应计算哪几种情况？闸墩底部应力应如何计算？（8分）答案：验算闸墩强度时，应考虑以下两种情况：1、运用情况：闸门关闭，闸墩承受的荷载有最大水头时的水压力、闸墩的自重及其上部结构与设备自重，属设计情况，计入地震荷载后为校核情况。（3分）2、检修情况：一孔检修，相邻孔过水，多属校核情况。闸墩承受侧向水压力、闸墩自重及上部结构荷重，交通桥上车辆刹车的制动力等。（2分）闸墩底部应力计算，可将闸墩视为固结在底板上的悬臂梁，按偏心受压公式计算。（2'