《水工建筑物》學習指導與習題集(doc 39頁)

1、水利水電工程建筑專業(yè)學習叢書水工建筑物學習指導與習題集目 錄第1章 緒論3第2章 巖基上的重力壩5第3章 拱壩 13第4章 土石壩 18第5章 水閘 24第6章 河岸溢洪道 28第7章 水工隧洞及壩下涵管 30第8章 過壩建筑物與渠系建筑物 33第9章 水利樞紐布置 38第10章 水利工程管理39第1章 緒 論一、 重點要求 水利樞紐與水工建筑物 水利樞紐分等與水工建筑物分級二、 一般閱讀 水資源與水利工程建設 本門課程的學習方法和研究途徑三、 學習指導 了解我國的水資源狀況及特點,水利工程的任務和分類,水利工程的建設成就與發(fā)展趨勢。 了解水利樞紐的組成,掌握水利樞紐的概念為若干個不同用途的水

2、工建筑物所組成的綜合體。 掌握水工建筑物的分類、特點和作用（包括名詞解釋）。掌握水利樞紐的分等（確定的依據為最高等別指標）、水工建筑物分級（注意新老規(guī)范的差別）、洪水標準的確定。四、 習題及思考題（一）填空題1地球上總水量的_%是海洋中的咸水,人類能夠利用的只是江河湖海及地下水的一部分,僅占地球總水量的_%。2. 水工建筑物按效用可以分為_、_、_、_、_、_等幾類建筑物。3為了將工程安全和工程造價合理統(tǒng)一起來,首先應對水利樞紐分_,然后對樞紐中的建筑物分_。（二）選擇題1、下列_指標是確定水利樞紐等別的依據。A水庫興利庫容 B.壩高 C.總庫容 D.擋水建筑物類型E.水電站的裝機容量 F.水

3、電站的年發(fā)電量 G.設計灌溉面積 H.保護農田面積 I.保護城鎮(zhèn)及工礦區(qū)2、各種壩屬于哪類水工建筑物_。A取水建筑物 B.擋水建筑物 C.泄水建筑物 D.專門建筑物（三）思考題1、我國古今水利建設成就有哪些?2、我國水資源的特點是什么?開發(fā)程度如何?3、什么是水利樞紐?什么是水工建筑物?與土木工程其他建筑物相比,水工建筑物有些什么特點?4、擬建高50m的土石壩,形成總庫容2.0億m3,裝機容量9.0萬kW 、灌溉面積20萬畝的水電樞紐工程。試問該水利樞紐工程屬幾等？各主要、次要、臨時建筑物屬幾級？第2章 巖基上的重力壩一、重點要求 概述 重力壩的荷載及其組合 重力壩的抗滑穩(wěn)定分析 重力壩的應力

4、分析 重力壩剖面設計 溢流重力壩 重力壩的材料及構造 重力壩的地基處理二、一般閱讀 其他形式重力壩及支墩壩三、學習指導 本章掌握的程度,對本門課程學習情況將有較大的影響,因此要求同學們花大氣力加以學習。通過本章的學習,可掌握其他章節(jié)講述的基本內容和一般規(guī)律；重力壩上作用的荷載、荷載的計算方法、組合情況,下游消能方式等內容對其他建筑物也具有普遍性。 重力壩的工作原理也是重力壩設計的依據,既依靠自身重量來滿足抗滑穩(wěn)定和無拉應力要求。重力壩的工作特點關鍵在于掌握其主要優(yōu)點（泄洪和施工導流容易解決）和最大缺點（揚壓力大和材料強度不能充分發(fā)揮）。 掌握重力壩上作用的荷載類型、計算方法和組合情況,重點掌握

5、自重、水壓力、揚壓力、波浪要素的計算（計算單元一般為單位壩長,所有荷載均分解為水平和垂直兩個方向）及荷載組合情況,難點是揚壓力、浪壓力和地震力的計算。自重：按容易計算大小和確定形心位置的原則,將重力壩斷面分塊；水壓力：注意判定水壓力的指向（水平、垂直,指向上游、指向下游）；揚壓力：根據是否有減壓措施、采用何種減壓措施、減小了哪部分壓力（滲透壓力？浮托力？兩者都減??？）、折減點位置、折減系數多少等確定揚壓力分布圖；實體重力壩壩基面上揚壓力如圖21所示：地震力：地震荷載是學習中的難點,不要求了解公式來源,但應弄清楚公式的物理意義。 (a) (b)(c) (d)圖21 實體重力壩壩基面上揚壓力分布圖

6、注：(a)圖為壩基面無防滲帷幕和排水孔情況,揚壓力無折減,下游無水時,分布圖為三角形；(b)圖為壩基面設置防滲帷幕和排水孔情況,現(xiàn)已改為(d)圖形式,既折減位置相同均在排水孔中心處,但折減系數不同,河床段0.25,岸坡段0.35；(c)圖為壩基面設置防滲帷幕,但無排水孔情況；(d)圖為壩基面未設置防滲帷幕,但有排水孔情況；浪壓力：浪壓力計算時,要會使用雙曲函數,會計算波浪要素（h1%、2Ll、h0）,能正確確定壩頂高程。荷載組合：掌握基本組合、特殊組合的組合類型,能根據具體情況選擇組合方式。 了解穩(wěn)定的概念,對幾個穩(wěn)定計算公式加以分析比較,注意區(qū)分公式的意義、參數的選擇和適用條件,掌握用“分項

7、系數極限狀態(tài)法”進行抗滑穩(wěn)定計算的方法。了解特殊情況的抗滑穩(wěn)定,掌握增加抗滑穩(wěn)定性的措施。 了解應力分析的目的,掌握利用材料力學法進行應力計算的方法,熟記重力壩上、下游邊緣點應力的計算公式（計入和不計入揚壓力）,掌握用“概率極限狀態(tài)”進行強度校核的方法和控制標準。了解壩身內部應力的分布規(guī)律。 了解重力壩基本斷面尺寸的擬定原則、方法,重力壩常用剖面主要參數的大體取值范圍,如上下游坡度,壩底與壩高的比值等。掌握把基本斷面修改成實用斷面的方法,并了解各種實用斷面的應用條件。 對泄水重力壩著重了解溢流面曲線設計、孔口尺寸擬定和下游消能。溢流面曲線設計中應了解：泄水重力壩的工作特點、泄水方式及曲線和參數

8、的選擇；孔口尺寸擬定應了解：單寬流量的選擇,上下游控制水位的確定,設計流量下孔口尺寸確定方法和布置原則等；下游消能應著重了解：常見的四種消能形式的工作原理,優(yōu)缺點及適用條件。對挑流消能應了解挑流鼻坎參數選擇、水力計算方法及控制條件；對底流消能應了解促成淹沒水躍的措施,了解泄水重力壩下游的不利流態(tài)和防止措施。本章中著重掌握挑流消能設計,底流消能設計主要放在水閘一章學習。最后,要能根據設計參數繪制泄水重力壩的剖面及進行結構布置, 在重力壩的材料與構造中要了解：混凝土壩對材料的要求和壩體材料分區(qū)方法；重力壩的壩頂、廊道和豎井、分縫、止水及排水的構造特點。 了解重力壩對地基和要求,掌握基礎開挖的要求（

9、深度及輪廓形狀）,掌握壩基帷幕灌漿設計參數的確定（深度、厚度和灌漿范圍）,固結灌漿作用、設置部位、布孔方法,了解對不同產狀的軟弱破碎帶采用的加固和處理措施,了解壩基排水的布置方法。本章主要為巖石地基的處理,土基的處理技術主要放在水閘和土石壩部分學習。 在其他形式重力壩及支墩壩一節(jié)中,重點介紹碾壓混凝土重力壩,對其他形式壩型僅需初步了解其結構特點、剖面尺寸的擬定方法和構造要點。四、思考題：（一）填空題1重力壩主要依靠_產生的_來滿足壩體穩(wěn)定要求。2重力壩按其結構形式分類,可分為_、_和_。3揚壓力是上、下游水位產生的_和下游水深產生的_兩部分組成。4地震基本烈度是指該地區(qū)今后_期限內,可能遭遇超

10、越概率為_的地震烈度。5抗滑穩(wěn)定分析的目的是核算壩體沿_或沿_抗滑穩(wěn)定的安全性能。6溢流重力壩挑流消能的設計內容,包括_、_、_、_、_等。7溢流壩的消能形式有_、_、_、_四種消能方式。8重力壩地基處理主要包括兩方面的工作：一是_,二是_。9因為作用在重力壩上游面的水壓力呈_分布,所以重力壩的基本剖面是_形。10碾壓混凝土重力壩是用_含量比較低的超干硬性混凝土,經_而成的混凝土壩。（二）選擇題1、壩底揚壓力等于_。A浮托力和壓力之和 B. 浮托力和滲透壓力之和 C. 浮托力和場壓力之和 D. 滲透壓力和壩體場壓力之和2、重力壩的基本剖面為_。A梯形 B. 三角形 C. 矩形 D. 正方形3、

11、下面關于壩體應力的幾種說法正確的是_。A正常運用期,壩基面的最大鉛直正應力應小于壩基容許壓應力B. 正常運用期,壩基面的最大鉛直正應力應大于壩基容許壓應力C. 壩體內絕對不容許出現(xiàn)拉應力D. 以上說法都不對4、采用以下措施主要用來降低重力壩壩基的揚壓力_。A開挖與清理 B. 固結灌漿 C. 帷幕灌漿 D. 混凝土齒墻5、SL319-2005混凝土重力壩設計規(guī)范推薦使用官廳公式計算壩前浪壓力,在校核洪水位時,該公式的風速V宜采用相應洪水期多年平均最大風速的_。A10倍 B. 15倍 C. 20倍 D.25倍6、混凝土壩防滲帷幕后設置排水幕的目的是降低_。A滲透壓力 B. 浮托力 C. 揚壓力 D

12、.靜水壓力7、溢流壩段的堰面曲線,當采用開敞式溢流孔時可采用_。A拋物線 B. 冪曲線 C. 橢圓曲線 D.圓弧曲線8、重力壩在水位變化范圍內表面混凝土其控制因素主要是_。A抗凍性能 B. 防滲要求 C. 強度要求 D.抗沖刷要求9、當重力壩與巖石地基之間的抗剪斷摩擦系數較大時,壩體剖面尺寸一般由_控制。A穩(wěn)定條件 B. 強度條件 C. 工程造價 D.施工條件10、溢流壩上不設閘門時,其堰頂高程與_齊平。A校核洪水位 B. 設計洪水位 C. 正常蓄水位 D.死水位（三）思考題1、重力壩的工作原理和工作特點是什么？為什么說重力壩的材料強度不能充分發(fā)揮？2、重力壩的基本斷面是什么？3、重力壩是如何

13、分類的？4、重力壩的主要荷載有哪些？5、什么是揚壓力、滲透壓力、浮托力？6、什么是基本組合？什么是特殊組合？各有哪些組合方式？7、簡述重力壩的設計過程？8、穩(wěn)定計算的方法有哪些？各有什么特點？9、提高重力壩抗滑穩(wěn)定的工作措施有哪些？10、重力壩應力分析方法有哪些？各有什么特點？11、材料力學計算壩體應力的基本假定是什么？主要計算內容是什么？12、非溢流壩剖面設計的原則是什么？什么是基本剖面、實用剖面？13、溢流壩的剖面由哪些組成？各有何要求？14、溢流重力壩的消能常用的有哪幾種,各自優(yōu)、缺點及適用范圍是什么？15、壩體為什么要分區(qū)？如何分區(qū)？16、重力壩內設置廊道系統(tǒng)的作用是什么？不同用途的廊

14、道設置部位和尺寸如何？17、什么叫壩段？壩體為什么要進行分縫？18、什么叫固結灌漿、帷幕灌漿？各有何作用？19、重力壩地基處理的措施有哪些？20、其他形式的重力壩有哪些？各有什么特點？21、如圖22分別在無排水孔和有排水孔情況下計算壩底揚壓力。22、如圖23示,一重力壩基本剖面,已知壩基抗剪斷參數f'=1.1,c'=1200kpa,壩體容重C=24KN/m3,水的容重W=10KN/m3。試求：1、壩在自重,水壓力及基底揚壓力作用下的抗滑穩(wěn)定分析（兩種方法）； 2、壩底面鉛直正應力Y的分布（計入揚壓力）,并圖示之。*23、已知某溢流壩閘門全開泄洪時,上游水位高程45.0m,下游水

15、位高程22.0m,堰頂高程42.0m,設計水頭Hd=3m,壩上游面垂直,下游直線段坡度1：0.75,反弧最低點最大水深0.4m,單寬流量q=80m3/(s.m),反弧半徑R=4m,挑射角=20°,鼻坎高程23m,高度3m,壩基高程20m,河底高程21.0m。成果要求如下：（1）繪出該壩剖面圖（比例1：100或1：200）（2）計算挑距及沖坑深度,并驗算是否安全。圖22 壩底揚壓力計算圖 圖23 重力壩穩(wěn)定、應力計算簡圖24、某山區(qū)砼重力壩為級建筑物, 擋水壩河床段如圖24?；举Y料：1 )多年平均最大風速v =6m/s,吹程D=1.5km。2 )壩頂高程231.0m,校核洪水位229

16、.0m,正常高位227.0m,淤沙高程204.0m,泥沙浮容重m7Kn/m,內摩擦角18°。 3 )混凝容重h24Kn/m。4 )壩基巖石f '=1.0, C'=0.9Mpa。 圖24 重力壩抗滑穩(wěn)定、應力計算圖( 2 ) 計算要求： 1 )壩頂高程（若設防浪墻,求壩頂和墻頂高程）。 2 )計算作用于重力壩上的各種荷載（見表11）。3 )驗算在正常高水位下沿壩基面的抗滑穩(wěn)定。4 )計算在正常高水位下壩基和高程205m處二截面上、下游邊緣應力；并繪出壩基面、壩體邊緣主應力矢量圖。 用單一系數和分項系數極限狀態(tài)兩種方法計算,并比較結果。 表21 重力壩荷載計算表計算情況：

17、上游水位： 下游水位： 計算截面高程：荷載計算式垂直力(Kn)水平力(Kn)對截面形心的力臂(m)力 距(KN.m)自重垂 直水壓力水 平水壓力浪壓力泥 沙壓 力小 計揚壓力合 計 第3章 拱 壩一、重點要求 概述 拱壩的布置 拱壩的荷載及組合 拱壩的應力分析二、一般閱讀 拱壩的壩肩穩(wěn)定分析 拱壩的泄洪 拱壩的構造及地基處理三、學習指導 了解拱壩的工作原理（拱壩是依靠拱、梁結構來承擔荷載,滿足強度要求,依靠作為拱座的兩岸巖體來滿足穩(wěn)定要求,且拱的作用越大,拱壩越經濟）、特點和類型。拱壩用壩底厚度與最大壩高比值即厚高比T/H分類時有：薄拱壩（T/H<0.2）,中厚拱壩（T/H0.20.35

18、）,重力拱壩（T/H>0.35）三種；若按壩體形態(tài)分有單曲拱壩、雙曲拱壩兩種。 拱壩的安全性和經濟性很大程度上取決于壩扯的地形條件和地質條件。學習時,要了解壩址地形條件的兩個重要方面,即河谷的寬高比L/H與河谷的斷面形狀,它們直接影響拱壩的類型；了解壩址對地質條件的要求及壩址選擇時應注意的幾個問題。 在拱壩的布置中,首先要選擇拱壩的體形：單曲拱壩和雙曲拱壩、圓弧拱和變曲率拱、等厚拱和變厚拱,并了解其懸臂梁的斷面形狀和尺寸的擬定方法；其次合理擬定各高程拱圈的形狀參數：拱圈中心角,半徑及厚度；第三要了解拱壩布置的原則、方法和步驟,能在地形圖上作出一個拱壩平面布置方案,特別要掌握等截面圓弧雙曲

19、拱壩的布置方法。 與重力壩比較,應深入理解拱壩的荷載特點,作用在拱壩上荷載有：靜水壓力、揚壓力、泥沙壓力、浪壓力、自重、地震荷載和溫度荷載。由于拱壩較薄,鉛直荷載常為較次要荷載(如自重、揚壓力)而水壓力和溫度變化則是拱壩的主要荷載。由于溫度荷載是唯一與作用于重力壩荷載不同的荷載,故應特別了解封拱溫度、溫度荷載的概念,掌握其計算方法,了解溫度變化（溫升、溫降）對拱壩穩(wěn)定應力的影響。了解荷載組合的方式。 在拱壩的應力分析時,要了解有哪些計算方法,各種方法的基本假定、計算原理、特點和適用條件。利用純拱法計算壩體應力時,要了解純拱法的基本假定、計算原理、掌握純拱法中利用數表的簡化計算方法,并弄清公式中

20、每項符號的意義,會查表求得各參數及計算出拱冠、拱端內力。利用拱冠梁法計算壩體應力時,要了解拱梁法的基本原理,了解拱梁荷載分配時,哪些荷載需參加分配？哪些荷載不需要參加分配？并能根據拱梁交點處徑向變位一致的原理,建立協(xié)調方程。能利用列表和查表計算等方法求出方程中各參數,并用高斯消去法求得拱梁上的分配荷載。拱,梁荷載分配后,拱圈按照所分配的荷載用純拱法進行分析,懸臂梁則由所分配的荷載用偏心受壓公式計算,由此得出拱上應力和梁上應力。 在拱壩壩肩穩(wěn)定分析時,對壩肩局部穩(wěn)定,整體穩(wěn)定的計算方法作一般了解,此時計算荷載應考慮水壓力及均勻溫升兩種荷載迭加的最不利組合。應著重掌握可能滑動面的分析和改善壩肩基巖

21、穩(wěn)定的措施。 拱壩與重力壩一樣,可以從壩頂溢流,壩身開孔泄水。了解拱壩泄洪方式、特點和適應性,了解拱壩下游消能和防沖措施。 對拱壩的地基處理,首先要了解拱座的幾種開挖形式及適用條件,了解一些特殊地基的處理方法（如對溶巖,斷層裂隙和軟弱帶地基）。拱壩構造要求,主要了解于重力壩構造的異同點。四、思考題：（一）填空題1、溫升對_不利,溫降對_不利。2、拱壩的應力分析方法有_、_、_、_、和_等。3、拱壩壩體任意點有6個變位,其中3個為線變位,3個為角變位。拱冠梁法考慮了其中的_調整。（二）選擇題1、在V形或接近V形河谷中,多采用_。A等半徑拱壩 B. 變半徑、變中心角拱壩 C. 等中心角拱壩 D.雙

22、曲拱壩2、_泄洪方式,其溢流面曲線由溢流壩頂和緊接其后的泄槽組成。A自由跌流式 B. 鼻坎挑流式 C. 滑雪道式 D.壩身泄水孔3、拱壩應力計算的拱冠梁法僅需滿足_變位協(xié)調。A徑向 B. 切向 C. 豎向 D.三個方向的角變位4、與重力壩相比,_荷載上升為主要荷載。A揚壓力 B. 自重 C. 溫度荷載 D.浪壓力5、拱壩非溢流壩段壩頂寬度應根據剖面設計,滿足運行、交通要求確定,不宜小于_。A3m B. 4m C. 5m D.6m6、設計拱壩懸臂梁斷面時,在滿足施工期自重拉應力控制標準及壩表孔布置的要求下,可選取較大的下游面倒懸度（水平比垂直）。面的懸臂梁上游倒懸度不宜大于_。A03：1 B.

23、02：1 C. 04：1 D. 05：17、拱壩體型設計要求拱圈內弧與該高程可利用巖體等高線間的夾角宜大于或等于_。A10° B. 20° C. 30° D. 45°（三）思考題1、拱壩具有哪些特點？2、拱壩對壩址地形條件和地質條件的要求是什么？3、拱壩設計荷載和重力壩設計荷載特點有何區(qū)別？為什么？4、拱圈中心角如何確定？5、對拱壩布置有何要求？拱壩布置的步驟是什么？6、拱壩為什么在稍低于年平均溫度時進行封拱？7、純拱法進行應力分析的原理是什么？8、拱冠梁法的基本原理是什么？9、拱壩壩肩巖體滑動面型式有哪些？10、壩肩巖體穩(wěn)定分析的方法有哪幾種？適用條件

24、如何？11、改善壩肩巖體穩(wěn)定的措施有哪些？12、拱壩壩身泄流方式有哪幾種？各自的優(yōu)缺點是什么？13、拱壩壩體為什么分縫？有幾種類型？接縫如何處理？14、拱壩地基處理和重力壩地基處理有何區(qū)別？15、已知資料：壩址可利用基巖的地形平面圖（見圖31）,兩岸基巖堅硬、完整,巖性均勻,無重大地質構造裂縫,擬建漿砌石拱壩,壩頂高程140m,河岸可利用基巖面最低處高程98.0m。成果要求：1）作出拱壩平面布置圖。2）繪出拱冠梁鉛直面剖面圖（定為雙曲拱壩）和各高程拱圈圓心位置的連線在鉛直面上的投影,標明拱冠梁主要參數。3）列出拱壩的主要參數表（見表31）。4）用拱冠梁法進行拱壩應力計算。表31 拱壩主要參數表

25、高程（m）弦長（m）中心角（°）外半徑（m）內半徑（m）拱厚（m）上游偏距（m）下游偏距（m）圖31 壩址可利用基巖面地形圖（1：1000）第4章 土石壩一、重點要求 概述 土石壩的剖面與構造 土石壩的筑壩材料 土壩的滲流分析 土壩的穩(wěn)定分析二、一般閱讀 堆石壩三、學習指導 了解土壩的工作特點和土壩的類型,特別要了解碾壓式土壩的幾種剖面和結構形式。 在土壩的斷面尺寸中,要掌握如何確定壩頂高程（設防浪墻和不設防浪墻）、壩頂寬度,擬定壩體上、下游坡度。壩體構造中要了解壩頂構造、護坡的構造（上、下游護坡構造不同）,了解壩體防滲措施,主要為土心墻和土斜墻的結構構造,了解土壩設置排水的目的,掌

26、握壩體排水的形式、特點和適用條件,特別是堆石棱體排水的功效、結構。 了解土壩對筑壩土料的要求,壩體各不同部位對土料有哪些具體要求。土料設計中,可結合土力學已學的基礎知識,加深對最大干容重和最優(yōu)含水量的理解。粘性土設計主要是確定干容重和含水量,非粘性土料設計的主要指標是相對密度Dr。 能用水力學法對土壩滲流進行計算,滲流計算所達到的目的為：一確定壩體浸潤線置,二計算壩體壩基的滲流量,三是計算滲流逸出區(qū)的滲透坡降。具體計算時,主要掌握對不透水地基上的均勻壩、心墻壩、斜墻壩的滲流計算。了解土石壩滲透毀壞的類型（最常見的為管涌和流土）、判別方法和防止?jié)B流毀壞的工程措施。要了解反濾層的作用、設置位置及對

27、反濾層的要求,并會設計反濾層。 土壩的穩(wěn)定計算中,首先要了解土壩的滑裂面形式及相應的計算方法。了解土壩穩(wěn)定計算時主要考慮的荷載及組合情況。具體計算時,著重掌握圈弧法的基本原理、計算公式和計算方法（列表法計算）,特別要掌握穩(wěn)定滲流期按有效應力簡化法計算壩坡穩(wěn)定。理解穩(wěn)定計算公式中各符號的意義,了解圓弧法最小穩(wěn)定安全系數的確定方法。對折線法要了解斜墻和保護層的穩(wěn)定計算方法,但不作為重點。 在土壩的地基處理中,要進行滲流、穩(wěn)定和變形三方面的控制。相應的壩基防滲措施有：粘土截水墻,混凝土防滲墻及各種材料的灌漿（水泥灌漿,粘土灌漿,水泥粘土灌漿,瀝青灌漿,化學材料灌漿）,水平鋪蓋；排水措施有：排水溝和減

28、壓井。了解其他土地基,如淤土和軟土地基、細沙地基的處理,濕陷性黃土地基的處理措施。 了解土壩與壩基的連接形式,土壩與岸坡的連接形式及土壩與混凝土的連接形式。 堆石壩中要了解堆石壩由堆石體與防滲體兩部分組成。了解堆石壩的斷面尺寸擬定,穩(wěn)定計算與壩體構造,（試與一般土壩相比較）。還應了解鋼筋混凝土面板堆石壩的構造特點。堆石壩不作重點。四、思考題（一）填空題1在土石壩的壩頂高程計算中,超高值Y=_。公式中各字母代表的含義是：_、_、_。2碾壓式土石壩上下游壩坡常高程每隔1030m設置_,寬度不小于1.52.0m,一般設在_。3當有可靠防浪墻時,心墻頂部高程應_,否則。心墻頂部高程應不低于_。4由于填

29、筑土石壩壩體的材料為_,抗剪強度低,下游壩坡平緩,壩體體積和重量都較大,所以不產生_。5土石壩擋水后,在壩體內形成由上游向下游的滲流。壩體內滲流的水面線叫做_。其下的土料承受著_,并使土的內摩擦角和黏結力減小,對壩坡穩(wěn)定_。6土石壩可能滑動面的形式有_、_和復合滑裂面。7土石壩管涌滲透變形中使個別小顆粒土在孔隙內開始移動的水力坡降稱_；使更大的土粒開始移動,產生滲透通道和較大范圍內毀壞的水力坡降稱_。8在土石壩的壩坡穩(wěn)定計算中,可用替代法考慮滲透動水壓力的影響,在計算下游水位以上,浸潤線以下的土體的滑動力矩時用_重度,計算抗滑力矩時用_重度。9土石壩的上游面,為防止波浪淘刷、冰層和漂浮物的損害

30、、順壩水流的沖刷等對壩坡的危害,必須設置_。10砂礫石地基一般強度較大,壓縮變形也較小,因而對建筑在砂礫石地基土石壩的地基處理,主要解決_。（二）選擇題1土石壩的黏土防滲墻頂部高程應_。A高于設計洪水位B. 高于設計洪水位加一定超高,且不低于校核洪水位 C. 高于校核洪水位 D. 高于校核洪水位加一定超高2關于土石壩壩坡,下列說法不正確的有_。A上游壩坡比下游壩坡陡 B. 上游壩坡比下游壩坡陡 C. 黏性土料做成的壩坡,常做成變坡,從上到下逐漸放緩,相鄰坡率差為0.25 或 0.5 D. 斜墻壩與心墻壩相比,其下游壩坡宜偏陡些,而上游壩坡可適當放緩些3砂礫石地基處理主要是解決滲流問題,處理方法

31、是“上堵下排”,屬于上堵的措施有_。A鉛直方向的黏土截水墻、混凝土防滲墻、板樁 B. 止水設備 C. 排水棱體 D. 壩體防滲墻4黏性土不會發(fā)生_。A管涌 B. 流土 C. 管涌或流土 D. 不確定5一般壩面不允許溢流的壩型_。A拱壩 B. 漿砌石壩 C. 土石壩 D. 混凝土重力壩6黏性土的填筑標準是_。A最優(yōu)含水率 B. 孔隙率 C. 相對密度 D. 設計干重度及相應的含水率（三）思考題1、土石壩的特點是什么？試與重力壩、拱壩作比較。2、土石壩的主要類型有哪些？各有哪些優(yōu)缺點？3、土石壩的基本剖面為什么是梯形的？4、確定土石壩壩頂高程和重力壩壩頂高程的不同點是什么？5、土石壩的上、下游壩坡

32、通常采用值的范圍如何？為什么上游壩坡比下游壩坡平緩？6、土石壩為什么要設防滲體？防滲體有哪些形式？7、土壩排水設備的作用是什么？常用的壩體排水有哪些形式？8、土石壩為什么要設置反濾層？設置反濾層應遵循什么原則？通常應在什么部位設置反濾層？9、滲流分析的任務是什么？常用的理論方法是什么？10、土石壩滲流變形有哪幾類？各自的特點是什么？11、防止?jié)B流變形的措施有哪些？12、重力壩與土石壩的穩(wěn)定概念有什么不同？影響土石壩穩(wěn)定的因素有哪些？13、怎樣確定滑弧的最小穩(wěn)定安全系數？14、為什么要進行地基處理？15、簡述土壩砂卵石地基的處理方法。（四）計算題1、某均質土壩建在不透水地基上,壩高37m,壩頂寬

33、4m,上游壩坡為1：3,下游壩坡為1：2.5,壩前水深為33m,下游無水,壩體土料滲透系數K=6×10-8m/s,且下游無排水設施,求單位壩長的滲流量及浸潤線方程。2、某均質土壩修建在不透水土基上,壩體土料滲透系數K=1×10 cm/s,壩體斷面尺寸見圖41,試計算壩體的單寬滲透流量,并按比例畫出壩體浸潤線。3、某均質土壩設計的資料和要求如下：設計資料：1）地形資料。壩址地形圖如圖42所示。圖41 均質壩壩體斷面示意圖圖42 均質壩地形圖2）地質資料。水庫位于山區(qū)峽谷內,兩岸地勢高竣,河谷為老年期梯形河谷,庫區(qū)及壩址一帶均為第四紀周口店原生黃土,庫區(qū)底部有深68m的第三紀三

34、趾馬紅色粘土,為一天然隔水層,河槽底部有深45m的砂卵石。砂卵石浮容重為10.2Kn/m3,內摩擦角為30°,粘性力為0,滲透系數為1.7×103cm/s；壩基紅粘土浮容重為10.06Kn/m3,內摩擦角為20°,粘性力為21Kpa。水文水利計算資料：正常高水位：526.00m設計洪水位：527.90m,相應下游水位為495.90m；校核洪水位：528.60m,相應下游水位為496.40m；死水位：516.62m；總庫容：569萬m3；溢洪道寬20m,堰頂高程為526.00m；灌溉引水量2m3/s,澆地4.5萬畝；氣象地理資料：水庫最大吹程1.7Km；多年平均最大

35、風速11 m/s；多年平均最大凍土厚度0.64 m；地震烈度5度；建筑材料資料：該壩址附近壤土比較豐富,蘊藏量約為500萬m3,河床中有砂礫料可供開采,運距約1.5Km,但儲量僅為15萬m3,距壩址5Km處可開采塊石,交通較方便；天然狀態(tài)下壤土的主要物理力學性質：天然含水量16%18%,天然容重為15Kn/m3,占比2.7 Kn/m3,塑限含水量17%,塑性指數16,易溶鹽含量0.5%,有機質含量0.4%；壤土試驗有關指標：干容重為16.5Kn/m3,浮容重為10.6Kn/m3,飽和容重為20.6Kn/m3,內摩擦角為18°,滲透系數為2.4×103cm/s,粘性力為19

36、Kpa；可供作堆石體的石料指標：占比2.71 Kn/m3,干容重為19.5Kn/m3,浮容重為12.3Kn/m3,飽和容重為22.30Kn/m3,濕容重為20.30Kn/m3,內摩擦角為31°,滲透系數為2×102cm/s。設計內容：分析資料,確定壩軸線,確定樞紐等別和建筑物級別,擬定大壩的剖面尺寸,滲透計算,穩(wěn)定計算,確定大壩的細部構造。成果要求：設計說明書一份,設計圖一張。第5章 水 閘一、重點要求 概述 閘址選擇和閘孔設計 水閘的防滲排水設計 水閘的消能防沖設計 閘室的布置和構造 閘室的穩(wěn)定分析、沉降校核和地基處理二、一般閱讀 閘室的結構計算 水閘與兩岸的連接建筑物

37、其他形式的水閘三、學習指導 了解水閘的工作特點,即水閘作為擋水建筑物、泄水建筑物及土質地基上建筑物的特點。了解水閘的類型、水閘的組成部分及各組成部分的作用。 對水閘的孔口尺寸及泄流能力,應著重掌握水閘設計流量及上下游水位的確定,堰型選擇,閘底板高程及孔口尺寸的擬定,要能夠在擬定的孔口尺寸下進行水閘泄流能力險算（根據堰流與孔流的不同,正確選擇計算公式）。 水閘下游消能防沖,著重了解水閘下游水流流態(tài)的特點及消能防沖措施。當躍后水深大于下游水深時,采用消力池、輔助消能工、海漫及防沖槽等措施,消力池通過水力計算,確定池深、池長,了解消力池構造；輔助消能工消力坎與消力墩的位置、功效；海漫及防沖槽尺寸及構

38、造。當躍后水深小于下游水深時,將產生波狀水躍,此時可采用在閘底板末端設置小坎的方法,予以消除。了解水閘下游折沖水流的產生和防止措施。 掌握水閘地下輪廓線的布置原則、方式和地下輪廊線長度的擬定,地下輪廓線的設計還包括防滲排水（輔蓋、板樁、反濾層、排水孔）的確定。在閘下滲流計算中,要了解用直線比例法計算閘底板滲壓力的原理、方法,掌握公式中各參數的意義,特別是地下輪廓線長度的計算和閘底板下滲壓力分布圖的繪制方法。重點掌握改進阻力系數法的計算原理和方法。 閘室的布置和構造主要掌握閘室各組成部分（重點是閘底板）的形式、構造、特點、適用性及各自在閘室中的位置,了解止水設備的形式與構造。 閘室的穩(wěn)定計算首先

39、要了解作用在閘室上的荷載及組合（與重力壩比較,特別是與重力壩不同荷載的計算）,在這些荷載的作用下,掌握以下三種不同形式的抗滑穩(wěn)定計算公式：底板下不設齒墻：K cf W/P底板下有較深齒墻,水閘沿齒墻底連同齒墻間土壤一齊滑動,按下式計算： Kcf0WCA/P底板上游設置有阻滑板并用鋼筋與閘底板連接時,閘室將同底板一齊滑動,此時計算公式為： Kcf W/P0.8 f W1/PW1為阻滑板上自重、水重和揚壓力之和。 水閘地基應力仍用偏心受壓公式計算,順水流方向近似直線分布,但此時的計算單元為一個閘室段；受側壓力作用的閘室段,還要考慮用雙向偏心受壓公式計算。同時水閘地基應力的控制標準與重力壩不同。了解

40、水閘地基處理一般采用的方法。 閘室的結構計算著重掌握閘室受力后的工作特點,閘底板結構計算中,掌握倒置梁法的計算過程,了解彈性地基梁法原理,不平衡剪力的由來及計算方法。對閘墩、牛腿、閘門、胸墻 、工作橋等了解如何選取計算簡圖及內力計算與配筋。 在兩岸連接建筑物這一節(jié)中著重了解兩岸連接建物的布置形式,邊墩的形式及邊墩和翼墻的結構形式和計算,注意邊墩往往是擋土墻。本章主要是講敘土基上的水閘,對于巖基上的水閘可參照重力壩一章的相關內容。四、思考題：（一）填空題1、水閘按結構型式可分為_和_。2、對水閘工作影響最大的因素是_和_。3、閘室的主要作用是_。4、消力池的池長要滿足_條件,池深要滿足_條件。5

41、、胸墻的主要荷載是_和_。6、閘基滲流計算的方法主要有_、_、_。7、閘基滲流出口處短板樁的作用是_和_。8、工作閘門可以在_啟閉,檢修閘門只能在_啟閉。（二）選擇題1枯水期下閘擋水,洪水期開閘泄水,這個水閘可能是_。A節(jié)制閘B. 進水閘 C. 分洪閘 D. 擋潮閘2海漫的構造要求是_。A光滑性B. 粗糙性 C. 透水性 D. 柔性3翼墻的平面布置型式有_等。A圓弧式B. 扭曲面式 C. 反翼墻 D. 扶壁式4可能設排水孔的位置是_。A上游翼墻B. 下游翼墻 C. 鋪蓋D.護坦5水閘的消能設施是_。A消力池B. 鋪蓋 C. 海漫 D. 防沖槽（三）簡答題1、水閘是如何分類的？2、水閘的各組成部

42、分及作用是什么？3、水閘的工作特點是什么？4、水閘最常見的消能方法及主要消能設施有哪些？5、增加閘室穩(wěn)定的措施有哪些？6、閘門分類有哪些？ 7、某進水閘主要作用為引水灌溉,該閘所在的干渠底寬28m,邊坡1：2,渠底高程為44.0m。根據規(guī)劃要求,在春灌期,當閘上水位為46.30m時,需引流量42.0m3/s,此時相應的閘下干渠水位為46.24m。在夏灌期,當閘上水位為46.62m時,需引流量120.0m3/s,此時,相應的閘下干渠水位為46.58m。試確定該閘的孔口尺寸（已選定該閘的底板為平底板）。8、某節(jié)制閘位于人工河道上。河底寬32.0m,河底高程為2.5m,邊坡為1：2.5,孔口設計水位

43、、流量分別為：閘上水位2.0m,閘下水位1.91m,下泄流量75.7 m3/s,試確定該閘的孔口尺寸。9、采用第8題資料,并補充消能設計水位：閘上水位為2.0m,閘下水位為0.0m,下泄流量為75.7 m3/s。試進行消力池設計。26、仍用第8、9題中的有關資料,并補充下列資料：（1）穩(wěn)定計算水位組合：閘上水位2.5m,閘下水位0.5m。（2）據鉆探報告：水閘地基土自高程2.518.5m間為砂壤土,滲透系數為K2.4×104 cm/s。自高程18.5m以下為堅硬粉質粘土,滲透系數K1×106 cm/s。試擬定地下輪廓線,并用直線比例法和改進阻力系數法計算閘底板下的滲透壓力分

44、布。27、某水閘為不設胸墻的平底板寬頂堰,上游水頭H1=12.5m,下游水頭H2=2.5m,地下輪廓線布置如下圖所示,閘基土允許滲透坡降J=0.6,試用直線比例法計算閘底板上的滲透壓力并校核閘基土的抗?jié)B穩(wěn)定性。圖51 水閘地下輪廓線布置圖第6章 河岸溢洪道一、重點要求 概述 正槽溢洪道二、一般閱讀 側槽溢洪道 非常泄洪措施三、學習指導本章重點內容為河岸式溢洪道類型,優(yōu)缺點及適用條件。正槽式溢洪道的組成及各組成部分設計要點。1、了解河岸式溢洪道的工作特點和類型及適用條件。2、著重了解正槽式溢洪道的組成部分及布置,掌握正槽溢洪道各組成部分設計要點。了解彎曲段、收縮段、擴散段的水流特點。3、對側槽溢

45、洪道主要了解側槽中的水流特點和側槽設計的基本原理,其次了解側槽式溢洪道的優(yōu)缺點及適用條件。4、溢洪道的泄流能力計算參見水閘一章。四、思考題：（一）填空題1、河岸溢洪道一般適用于_以及_等水利樞紐。2、選擇溢洪道位置時,主要考慮的因素是_、_、_、_和_。3、正槽溢洪道一般由_、_、_、_和_組成。4、正槽溢洪道泄槽的平面布置應盡量采用直線、等寬和對稱,而實際工程中經常采用收縮段是為了_；采用彎曲段是為了_；采用擴散段是為了_。5、正槽溢洪道的溢流堰常用型式有_、_,也可采用_。6、泄槽襯砌的接縫形式有_,簡圖是_；_,簡圖是_；_簡圖,是_。7、當河岸溢洪道下游采用挑流消能時,其挑流坎的結構型式一般有_,簡圖是_,適用于_；_,簡圖是_,適用于_。（二）思考題1、溢洪道在水利樞紐中的作用是什么？2、河岸溢洪道分為哪幾種主要型式？其運用特