水工建筑物课程考核说明.doc

'水工建筑物课程考核说明及期末复习指导(水利水电工程专业专科)中央广播电视大学2003.5 一、关于课程考核的有关说明《水工建筑物》是中央广播电视大学水利水电工程专业专科必修的一门主要专业课。通过本课程的学习，使学生掌握各种常见水工建筑物的型式及设计基本理论和方法，各种水工建筑物在水利枢纽中的功用及其布置原则，以及运行管理中观测、养护与维修等技术。使学生能够运用所学知识解决一般工程实际问题。配合其它有关课程的学习，为今后从事水利水电工程设计、施工、管理和参与科研工作等打下基础。1.考核对象中央广播电视大学高等专科水利水电工程专业开放教育试点的学生。2.考核方式本课程采用平时作业考核和期末考试相结合的考核方式，满分为100分，及格为60分。其中期末考试成绩占考核总成绩的80%；平时作业考核成绩占考核总成绩的20%。平时作业以各章的自我检测题和习题为主，由辅导教师按完成作业的质量进行评分。学员平时作业的完成、阅改情况由中央电大和省电大分阶段进行检查。期未考试由中央电大统一命题，统一组织考试。3.命题依据本课程命题是依据1999年6月审定通过并下发执行的《开放教育试点水利水电工程专业(专科)水工建筑物课程教学大纲》和为本专业编写的多种媒体教材，包括：文字教材：由孙明权教授、沈长松教授主编的《水工建筑物》；录像教材：由赵中极教授等主讲的的录像教材，共计15学时；以及CAI课件(光盘)。本考核说明是考试命题的基本依据。4.考试要求本课程考试着重考核学员对水工建筑物的基本概念、基本理论和基本计算技能的掌握情况。本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。 “了解”是最低层次的要求，凡是属于需要了解的知识点，要求对它们的概念有基本的了解。“理解”是较高层次的要求，熟悉水工建筑物的基本理论和设计原则，能对相关问题进行分析和判断并得到正确的结论。“掌握”是高层次的要求，凡是需要掌握的知识点，要求学员能运用所学的知识和方法选择合理的设计方案和计算方法，得出正确的设计和计算结果。5.命题原则(1)命题范围：在本课程教学大纲、《水工建筑物》教材和考核说明所规定的内容和要求范围内命题，不得任意扩大和缩小考题范围。(2)试题的组成与覆盖面：命题应基本覆盖教材内容，同时要突出重点。试题的题量和难易程度要适当，其难易度分为容易、中等和较难三个层次，它们的组成比例约为30:50:20。(3)试题中各种能力层次的试题题量比例为：了解＜10%，理解20~30%，掌握60~70%。6.试题类型和结构试题类型可分判断题、选择题、填空题、问答题(含计算题)，组成比例约为10:25:25:40。7.答题时限：期末考试笔试时间为120分钟。8.其它说明：学员参加考试应带钢笔、铅笔、三角板或直尺、橡皮和计算器。二、课程考核的内容和要求l第1章绪论考核知识点：1.我国的水资源状况，水利工程的任务和分类；水利工程建设成就与发展；树立资源水利和可持续发展的概念；2．水利枢纽的组成，水工建筑物分类、作用和特点；3.水利枢纽分等和水工建筑物分级。 考核要求：1.了解我国的水资源状况，水利工程的任务和分类；水利工程建设成就与发展，资源水利和可持续发展的概念；水利枢纽分等和水工建筑物分级。2.掌握水利枢纽的组成，水工建筑物分类、作用和特点；l第2章岩基上的重力坝考核知识点：1.重力坝的工作原理、工作特点；各种工况下荷载计算及其组合；稳定及强度分析的可靠度计算方法；2.溢流重力坝消能型式及适用条件；3.重力坝构造和混凝土分区；岩石地基的处理措施；其它型式的重力坝。考核要求：1.掌握重力坝的工作原理、工作特点；理解各种工况下荷载计算及其组合，理解稳定及强度分析的可靠度计算方法、应力控制标准；2.掌握溢流重力坝消能型式及适用条件；3.理解重力坝构造和混凝土分区的依据；理解岩石地基的处理措施；了解其它型式的重力坝。l第3章拱坝考核知识点：1.拱坝的工作原理、构造及其特点；2.拱坝对地形地质条件的要求、拱坝的类型、拱坝的布置、拱坝的泄洪及其地基处理等；3.拱坝的荷载计算、拱坝的应力和稳定计算。考核要求：1.掌握拱坝的工作原理、构造及其特点；2.了解拱坝对地形地质条件的要求、拱坝的类型、拱坝的布置、拱坝的泄洪，掌握拱坝的地基处理；3. 理解拱坝的荷载(尤其是温度荷载)计算，拱坝的应力计算以纯拱法为主，了解拱冠梁法的方法、原理和步骤，稳定分析着重可能滑动面分析和坝肩稳定分析。l第4章土石坝考核知识点：1．土石坝的类型、构造特点、土石料设计的基本原则和方法；2.土石坝的渗流和渗透稳定分析的基本原理；3.坝坡抗滑稳定分析以及坝基处理等方面的基本知识；4.其它型式的土石坝。考核要求:1.掌握土石坝的类型及其构造特点，了解土石坝设计的一般要求，尤其要掌握土石坝的防渗与排水；掌握土石料设计的基本原则和方法，理解不同部位对土石料的要求(包括材料选择和填筑标准)；2.理解土石坝的渗流和渗透稳定分析的基本原理和基本方法，掌握防止渗透变形的工程措施；3.掌握坝坡抗滑稳定分析的基本知识和提高土石坝坝坡稳定性的措施，掌握各种常见地基的处理措施及其适用情况和优缺点；4.了解其它型式的土石坝。l第5章水闸考核知识点：1.水闸的类型，水闸的组成部分及其作用，水闸的工作特点，闸址选择及孔口设计；2.水闸的消能防冲与防护设计；闸基防渗排水设计及闸基的渗流计算；3.闸室稳定分析，闸室的结构计算；水闸与两岸连接建筑物。考核要求：1.掌握水闸的类型，水闸的组成部分及其作用，理解水闸的工作特点；了解如何进行闸址选择和闸孔设计；2.掌握水闸的消能防冲与防护设计，尤其是底流消能的设计方法；掌握闸基防渗排水设计及闸基的渗流计算，重点是防渗长度，地下轮廓线的概念，会用流网法和直线比例法计算闸基渗透压力及渗流量；3. 掌握沿闸底的抗滑稳定计算方法及提高抗滑稳定的措施，了解闸室的结构计算原理和方法。了解水闸与两岸连接建筑物的型式及特点。l第6章岸边溢洪道考核知识点：1.河岸溢洪道的作用、类型和运用条件；2.正槽溢洪道组成，优缺点及相应适用条件；侧槽溢洪道和非常泄洪设施。考核要求：1.掌握河岸溢洪道的作用、类型和运用条件；2.掌握正槽溢洪道组成、溢流堰的布置、泄槽的水流特点，理解正槽溢洪道优缺点及相应适用条件；了解侧槽溢洪道的基本原理，理解非常泄洪设施。l第7章水工隧洞考核知识点：1．水工隧洞的功用、类型、组成，工作特点；2.进水口的形式和特点，隧洞水力消能，洞身断面形式；3.水工隧洞的构造；隧洞线路的选择；衬砌计算原理；闸门及其布置。考核要求：1.掌握水工隧洞的功用、类型和组成，理解其工作特点；2.理解水工隧洞的组成部分，主要是进水口的形式和特点、隧洞水力消能方式的适用性和选择，理解洞身断面形式和衬砌型式的选择；3.掌握水工隧洞的构造，理解隧洞衬砌的分缝原则和止水措施；了解隧洞线路的选择和多用途隧洞的布置；掌握水工隧洞荷载的计算和组合，了解有压隧洞衬砌计算原理；掌握隧洞闸门的基本知识。l第8章过坝建筑物及渠系建筑物考核知识点：1．过坝建筑物，通航建筑物，过木、过鱼建筑物，2．渠系建筑物中的渡槽、倒虹吸管、渠道、农桥、涵洞、跌水与陡坡。考核要求： 1.了解过坝建筑物、通航建筑物的类型及适用条件；掌握船闸的工作原理、类型及组成，了解其设计方法；了解过木、过鱼建筑物的类型和组成；2.掌握渠系建筑物中的渡槽、倒虹吸管的类型及作用和构造；了解其荷载组合及工作原理和设计方法；理解渠系建筑物中的渠道、农桥、涵洞、跌水与陡坡的类型和作用。l第9章水利枢纽　考核知识点：1.水利枢纽的设计阶段和各阶段的设计任务；2.蓄水枢纽和取水枢纽布置要求、内容、布置步骤。考核要求：1.了解水利枢纽的设计阶段和各阶段的设计任务；2.理解蓄水枢纽和取水枢纽布置要求、内容、布置步骤，坝址和坝型选择的基本原则。l第10章水工建筑物的管理考核知识点：1.水工建筑物管理工作的重要性；2.水工建筑物的观测内容、方法和观测仪器的类型及相应的工作原理；3．水工建筑物的养护、修理的一般内容及方法。考核要求：1．掌握水工建筑物管理工作的重要性，水工建筑物的观测内容和方法；2．了解水工建筑物的观测仪器的类型、特点、适用情况及相应的工作原理；3．掌握水工建筑物的养护、修理的一般内容及方法。三、试题类型及规范解答举例本试题范例仅说明主要的考题类型和试题的难易程度，并不构组成一套试卷。考试范围请参见前面的有关说明和内容要求。1.判断题 (1)水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。()答案：正确(2)重力坝的基本剖面是三角形是因为考虑施工方便。()答案：错误(3)拱坝的超载能力高是由于坝体厚度较薄、材料均匀性好。()答案：错误(4)土石坝的不均匀沉陷主要由地基的不均匀性造成。()答案：正确(5)侧槽溢洪道的过堰水流与泄槽轴线方向一致。()答案：错误(6)泄水隧洞的线路选择是确定一条隧洞长度最小的路线。()答案：错误(7)枢纽布置就是将枢纽建筑物紧凑地布置在一起。()答案：错误(8)船闸一般布置在靠近河道深泓线一侧。()答案：正确(9)海漫的作用是进一步消减水流剩余能量，保护护坦安全，并调整流速分布，保护河床、防止冲刷。()答案：正确(10)升船机的作用是利用机械力量将船只送过坝(闸)，其耗水量大、运送速度慢、运输能力高。()答案：错误2.单项选择题：(1)土坝坝体由于不均匀沉降而产生()a、纵缝；b、横缝；c、水平缝；d、竖向裂缝。答案：b(2)因为作用于重力坝上游面的水压力呈()分布，所以其基本剖面是三角形。 a、三角形；b、矩形c、梯形；d、弧形。答案：a(3)双曲拱坝是指坝体在()方向上呈拱形。a、水平；b、铅直；c、水平和铅直；d、a与b和c均不对。答案：c(4)有压隧洞的过流能力与()无关。a、隧洞底坡；b、上下游水头差；c、隧洞断面积；d、洞壁的光滑程度。答案：a(5)枯水期下闸挡水，洪水期开闸泄水，这个闸可能是()。a.节制闸b.进水闸c.分洪闸d.挡潮闸答案：a(6)渡槽槽身内水流可()按计算。a、紊流；b、急流；c、非均匀流；d、均匀流。答案：d(7)无坝取水口一般设置在河道的()。a、凸岸；b、岸边直线段；c、凹岸；d、均可。答案：c(8)侧槽溢洪道的底坡一般设计成()。a、陡坡；b、缓坡；c、平坡；d、均可。答案：b(9)碾压混凝土重力坝是用()含量比较低的超干硬性混凝土，经碾压而成的混凝土坝。a、混凝土；b、水；c、水泥；d、砂粒料。答案：水泥3．多项选择题(1)重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿()抗滑稳定的安全性能。a、坝基面b、坝体内的层面 c、地基深层软弱结构面d、坝体下游面坡答案：a、c(2)工程中常用的拱坝应力分析方法有()。a、拱梁法b、拱冠梁法c、纯拱法d、材料力学法答案：a、b、c(3)土石坝中常见的坝体排水型式有()。a、棱体排水b、水泵排水c、排水孔d、综合式排水e、褥垫排水f、贴坡排水答案：a、d、e、f(4)水闸中海漫的构造要求为()。a.光滑性b.不透水性c.透水性d.柔性答案：c、d(5)隧洞出口的消能方式有()。a、面流消能b、底流消能c、洞内消能d、挑流消能答案：b、d(6)渡槽一般由()等几部分组成。a、消能设施b、槽身c、支承结构d、基础e、进出口建筑物答案：b、c、d、e4．填空题：(1)组成水库枢纽的“三大件”包括____、____和____等类型建筑物。答案：挡水，泄水，引水(或输水)(2)重力坝按其结构型式分类，可分为____、____和____三种。答案：实体重力坝，宽缝重力坝，空腹重力坝。(3)土坝的上游坝坡一般____于下游坝坡，这是因为____游坝坡受水的影响，其抗剪指标____于____游坝坡。答案：小，上，小，下(4)土坝的垂直防渗措施一般有____、____、____、____、____ 等五种基本型式。答案：粘性土截水槽，混凝土截水墙，混凝土防渗墙，水泥粘土灌浆帷幕，高压喷射灌浆(5)一般情况下，气温低于封拱温度时，对拱坝坝体应力____利，但对坝肩稳定____利。答案：不，有(6)由概率极限状态设计时，对重力坝应分别按____极限状态和____极限状态进行强度验算。答案：承载能力，正常使用(7)隧洞衬砌所受的弹性抗力与其刚度有关，衬砌刚度越____，弹性抗力就越____。答案：大，大(8)利用挑流消能时挑坎出口的____越____，挑距越____，而挑射水流对下游的冲刷深度主要取决于____。答案：水流流速，大，远，流速(9)水闸是一种低水头建筑物，既____又____。答案：挡水，泄水(10)船闸一般由____，____和____几部分组成。答案：闸室，上、下游闸首，上下游引航道5．问答题(含计算题)：　　(1)为什么要对坝体混凝土进行分区？答案：混凝土重力坝坝体各部位的工作条件及受力条件不同，对上述混凝土材料性能指标的要求也不同。为了满足坝体各部位的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安全与经济统一起来，通常将坝体混凝土按不同工作条件进行分区，选用不同的强度等级和性能指标。(2)什么叫土石坝的渗透变形？防止渗透变形的工程措施有哪些？答案：土石坝坝身及地基中的渗流，由于物理或化学的作用，导致土体颗粒流失，土壤发生局部破坏，称为渗透变形。 土体发生渗透变形的原因，除与土料性质有关外，主要是由于渗透坡降过大造成的。因此，设计中应尽量降低渗透坡降，还要增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力。常用的工程措施包括：(a)采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，达到降低渗透坡降的目的；(b)采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力。对可能发生管涌的部位，需设置反滤层，拦截可能被渗流带走的细颗粒；对下游可能产生流土的部位，可以设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力。(3)选择枢纽方案时，一般需进行哪些项目的比较？答案：水利枢纽布置的任务是合理地确定枢纽中各组成建筑物之间的相互位置，亦即确定各建筑物之间在平面上和高程上的布置。由于影响枢纽布置的因素很多，因此在进行枢纽布置时应深入研究当地条件，全面考虑设计、施工、运用、管理及技术经济等问题。一般应进行多方案的比较，在保证运用方便和安全可靠的前提下，力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期，优选技术经济效益最佳的方案。(4)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？答案：水工隧洞一般需要设置两道闸门，一道是工作闸门，其作用是控制水流流量、封闭孔口，要求在动水中启闭；另一道是检修闸门，当检修工作闸门或检修隧洞时，用以挡水，在隧洞进口都要设置检修闸门。当隧洞出口低于下游水位时，出口处也需要设置检修门。无压隧洞一般将闸门设置在隧洞进口处，有压隧洞大多将闸门设置在出口处。另外，有些工程的泄洪洞将工作闸门布置在洞内。检修闸门一般布置在隧洞进口处，位于工作闸门的上游侧。(5)已知实体重力坝坝体混凝土的重度为23.5kN/m3，水的重度为9.8kN/m3，要求的大坝抗滑稳定安全系数为Ks=1.05，坝基与基岩摩擦系数f=0.7。坝的基本三角形剖面上游面为垂直，试问：当坝底扬压力折减系数分别为1.0和0.3时，坝的基本三角形剖面尺寸各是多少？解：设重力坝的坝高为H，坝底宽为B，γ、γh分别为水及混凝土的重度，根据重力坝抗滑稳定分析的抗剪强度公式有KsΣP=f(ΣW-U)(1)将坝体的自重ΣW=BHγh/2，上游面水压力ΣP=γH2/ 2，坝基渗透压力U=α1γBH/2，代入(1)式并整理后得：(2)将Ks=1.05，f=0.7，扬压力折减系数α1=1.0和0.3代入(2)式，可得到：当α1=1.0时，B/H=1.07当α1=0.3时，B/H=0.72'