水工建筑物期末復習資料全集

1、水工建筑物復習題1.1何為水利工程？何為水工建筑物？水利工程 ：對自然界的地表水和地下水進行控制和調配， 以達到除害興利的 目的而修建的工程。如攔河壩，電站，污水處理，港口碼頭，航道整治等工程。水工建筑物 ：用來控制和調配江河湖海等水流而修建的建筑物。1.2水利工程按承擔的任務和對水的作用是如何分類 的？按工程承擔的任務分為： 防洪工程、農田水利工程、水力發(fā)電工程、供排水 工程、港航工程、環(huán)境水利工程、綜合利用水利工程按工程對水的作用分為： 蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水 工程、水質凈化及污水處理工程1.3水工建筑物主要按什么分類？并簡述其分類。主要是按對水的作用分類。主要分為：

2、擋水建筑物：壩、閘和堤防等泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等輸水建筑物：輸水洞、引水管、渠道、渡槽取水建筑物：輸水建筑物的首部建筑物：進水閘、泵站專門建筑物：電廠、船閘、升船機、魚道、筏道整治建筑物： 用來整治河道、 改善河道的水流條件， 如丁壩、順壩、導流 堤等。2.1繪制水利工程建設系統(tǒng)，并指出其中的關鍵環(huán)節(jié)。關鍵環(huán)節(jié)：規(guī)劃和設計工作。2.2水利樞紐分等的依據是什么？共分為幾等？依據：規(guī)模、效益、重要性；共分五等。2.3水工建筑物分級的依據是什么？共分為幾級？依據：工程等別、作用、重要性；共分五級。2.4水工建筑物承受的主要荷載有哪些？掌握自重、靜 水壓力、揚壓力的計算方法。主要荷在載有自重、水

3、壓力（包含靜水壓力、動水壓力、水重等）、波浪壓 力、泥沙壓力、揚壓力等。計算方法見教材。2.5簡述水工建筑物作用效應的分析方法。分析方法主要有：物理模型試驗法，含水力學模型試驗和結構模型試驗。數(shù)學模型模擬法，含解析法、差分法和有限元法 經驗類比法2.6水工建筑物工作狀況有哪三種？作用效應有哪三 種？效應組合有哪三種？工作狀況：持久狀況，短暫狀況，偶然狀況。作用效應：永久作用，可變作用，偶然作用。作用效應組合：基本組合，施工、檢修組合，特殊組合。2.7建筑物設計安全儲備的表達形式有哪兩類？并詳述極 限狀態(tài)設計的概念和類型？設計安全儲備的表達形式 有單一安全系數(shù)法和分項系數(shù)極限狀態(tài)設計法兩類。 極

4、限狀態(tài) 是指當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)， 結構就不能滿 足設計規(guī)定的某種功能要求，那這一特定狀態(tài)就叫該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)設計的類型 有：承載能力極限狀態(tài)當出現(xiàn)剛體失去平衡 , , 材料強度不足而破壞 , , 結構失穩(wěn) , , 結構轉變?yōu)?機動體系 , , 結構體產生滲透失穩(wěn)等現(xiàn)象時，表明結構已超過承載能力極限狀態(tài)， 已不安全。正常使用極限狀態(tài)當出現(xiàn)影響結構正常使用或外觀變形 , , 不良振動 , , 局部損害等現(xiàn)象時， 表明 結構已超過正常使用極限狀態(tài)，不能正常使用。2.8 正確理解結構功能函數(shù) Z=R-S 的意義，Z0安全嗎？結構功能函數(shù) Z=R-SZ=R-S 中的 Z

5、Z 表示結構功能，R R 表示結構抗力，S S 表示作用效應。Z0Z2二ki k2。5.9 詳述滲透變形的類型和危害。滲透變形主要有四類：1管涌： 壩體和壩基的土體顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象。 內部管涌的顆粒移動只 發(fā)生在壩體內部，外部管涌可將土粒帶出壩外，管涌僅發(fā)生在無粘性土。（點 H H、exex1000riVs(Q1000riVs) )、中型(0=100(0=100lOOOriVslOOOriVs) )、小型( ( Q100mQ100m3/s)/s) 。6.2 詳述水閘的組成部分。水閘由閘室、上游連接段、下游連接段 3 3 部分組成。其中閘室為水閘的主體，含 閘門、閘墩、邊墩 ( (岸墻) )

6、 、底板、胸墻、工作橋、交通橋、啟閉機等，閘門擋水 及控流、閘墩分隔閘孔等、底板是基礎并防滲、工作橋用于安裝啟閉機，交通橋 用于過閘交通。上游連接段含兩岸翼墻、兩岸護坡、河床部分的鋪蓋及防沖墻、 護底等，目的在于導流、防沖、防滲、護穩(wěn)等。下游連接段含護坦、海漫、防沖 槽、兩岸翼墻、兩岸護坡等，目的在于消能、導流、調流、減速、防沖等。6.3 簡述水閘設計的內容。閘址選擇；孔口形式和尺寸設計；防滲、排水設計；消能、防沖設 計；穩(wěn)定性計算；沉降校核和地基處理；兩岸連接建筑的型式和尺寸設計； 結構設計6.4 簡述寬頂堰和低實用堰的優(yōu)缺點。寬頂堰的優(yōu)點：泄流能力穩(wěn)定，結構簡單，施工方便，有利于泄洪、沖沙

7、、 排污、排冰、通航；缺點：自由泄流時比實用堰流量系數(shù)小，易產生波狀水躍。低實用堰的的優(yōu)點：自由出流流量系數(shù)大，水流條件較好，堰型適宜可消除 波狀水躍；缺點：出流受尾水影響明顯，淹沒出流流量系數(shù)低，施工復雜。6.5 掌握堰流和孔口出流流量的計算公式。見教材6.6 簡述水閘通常發(fā)生滲流的位置和危害。通常發(fā)生滲流的位置：閘基；邊墩背水一側；翼墻背水一側。滲流的危害：降低閘室的抗滑穩(wěn)定及邊墩和翼墻的側向穩(wěn)定性；可能引 起閘基的滲透變形，甚至破壞；損失水量；使閘基的可溶性物質加速溶解。6.7 何為地下輪廓線和防滲長度？地下輪廓線：上游鋪蓋、板樁、底板等防滲設施與地基的接觸線，為滲流的第一根流線。防滲長

8、度：地下輪廓線的長度。6.8 水閘滲流計算常有哪幾種方法？改進的阻力系數(shù)法的基 本原理是什么？主要有流網法；改進的阻力系數(shù)法；直線法改進的阻力系數(shù)法的基本原理： 是以流體力學為基礎的近似方法， 它以板樁、 底板、鋪蓋等交點或樁尖畫等勢線， 將整個流區(qū)分為幾個典型的流段， 每個流段 具有不同的阻力系數(shù)， 水頭損失按阻力系數(shù)進行分配， 各流段的阻力損失之和便 是上下游總水頭差。6.9 水閘排水一般布置在什么位置？水閘排水一般鋪設在護坦、漿砌石海漫及閘底板下面，起導滲作用。6.10 簡述過閘水流的特點及形成原因、危害。過閘水流的特點：閘下易形成波狀水躍和折沖水流。波狀水躍的形成原因：落差小時 FrF

9、r 偏低，在 1.0Fr1.71.0Fr1.7，不能形成強烈 旋滾，消能差，易形成波狀水躍；危害：消能效果差，出流沖刷能力較強； 出流為急流，單寬流量局部增大，加劇對河床、河岸的沖刷。折沖水流的形成原因： 水流過閘后先收縮后擴散， 如布置或運行操作不當， 易出現(xiàn)折沖水流；危害：左沖右撞淘刷河床和岸坡；影響樞紐的正常運行。6.11 閘下底流消能時水躍的淹沒度一般選擇多少？為什 么？一般選擇 1.051.051.101.10。因為淹沒度過小，水躍不穩(wěn)定，表面旋滾前后擺動， 影響消能效果；淹沒度過大，較高流速的水舌潛入底層，表面旋滾的剪切、摻混 作用減弱而使消能效果反而減小，同時會影響泄流能力。6.

10、12 海漫的作用是什么？防沖：防止水流出消力池后的剩余能量對下游的沖刷；順流： 調整水流均勻擴散， 使流速分布逐漸調整到天然狀態(tài)。6.13 簡述水閘底板的類型。按過閘形式分：水平底板和低實用堰底板按與閘墩的連接形式分：整體式底板和分離式底板按結構形式分：實體底板和箱式底板。6.14 水閘底板分縫有哪兩類？水閘胸墻有哪兩種形式？水 閘胸墻的支承有哪兩種形式？水閘的兩類分縫：閘墩間分縫；底板中間分縫水閘胸墻的兩種形式：板式，適用于跨度 5m5m5m 的水閘。水閘胸墻的兩種支承形式：簡支式支承，柔性連接，可避免閘墩附近出 現(xiàn)裂縫，但截面尺寸較大，用于分離式底板；固接式支承，剛性連接，閘室整 體穩(wěn)定好

11、，但受溫度和變形影響大，用于整體式底板。6.15 簡述閘室穩(wěn)定驗算的內容?；讐毫︱炈悖翰话l(fā)生明顯的傾斜，最大、最小反力之比值 容許反力比值 抗滑穩(wěn)定驗算：不致沿基面或深層滑動，滑動安全系數(shù) 容許安全系數(shù)整體穩(wěn)定驗算：平均基底壓力 地基的容許承載力，容許塑性開展深度需限制6.16 何種閘基不需要沉降驗算？需驗算采用什么方法？卵石、礫石、中砂、細砂地基可不進行沉降驗算。需驗算采用時常分層總和法。6.17 簡述水閘地基處理的措施。處理措施主要有 8 8 種：預壓加固；換土墊層；樁基礎；沉井基礎；振沖砂石柱；強夯法；爆炸法；高速旋噴法。6.18 閘室底板的結構計算有哪幾種方法？彈性地基梁法：適用于相

12、對緊密度 DrDr0.50.5 的土基地基反力直線分布法：適用于相對緊密度 DrDr 0.50.5 的非粘性土地基倒置梁法：適用小型水閘6.19 水閘與兩岸的連接建筑的作用是什么？主要由哪些部 分組成？作用：擋土護岸：擋住兩側填土 ，維持土壩及兩岸穩(wěn)定；順流勻流：上 游翼墻引導水流平順進閘 , , 下游翼墻使出流均勻擴散 , , 減少沖刷； 護底防沖： 保 護河床或土坡不受過閘水流沖刷；防止?jié)B透變形：控制通過閘身兩側的滲流 ， 防止河岸或相連土壩的滲流變形；削弱岸坡影響：在軟基上 ，設置獨立岸墻可 減少兩岸沉降對閘身應力的影響。組成主要有：上游翼墻、下游翼墻、邊墩（或邊墩岸墻 ），有時設防滲刺

13、墻。6.20 簡述水閘上、下游翼墻的作用和形式。上游翼墻的作用：擋土；引導水流平順入閘室；配合鋪蓋防滲；保 護兩岸或土壩邊坡不受過閘水流的沖刷。下游翼墻的作用：擋土；引導水流出閘后均勻擴散避免出現(xiàn)不利流態(tài)。6.21 簡述連接建筑物的穩(wěn)定破壞形式和穩(wěn)定計算內容。穩(wěn)定破壞形式：滑動破壞：沿邊墻底向前滑動；淺層地基的剪切破壞： 淺層地基某曲面剪應力過大； 深層地基的剪切破壞： 墻身及墻后填圖沿埋于深 層的軟弱土層滑動；下沉破壞：地基反力分布不均引起墻身過分傾斜。穩(wěn)定計算內容： 抗傾覆穩(wěn)定計算； 抗滑穩(wěn)定計算； 地基深層滑動驗算； 地基承載力驗算。6.22 簡述水閘的其他類型。灌注樁水閘：采用鉆機造孔

14、，泥漿固壁，水下灌注混凝土做成的一種樁基 形式的水閘。裝配式水閘：底板采用現(xiàn)澆，其他結構采用多種形式的預制構件裝配而成 的水閘。浮運水閘：將預制并裝配成整體的閘室浮于水中，然后用船舶拖運到閘址 進行裝配的水閘，適用于擋槽閘。橡膠水閘：以高強度合成纖維做胎（布）層，用合成橡膠粘合成袋，錨固在 閘底板上，用水或氣沖脹擋水的水閘。水力自動翻板閘：利用水位高低水力作用點的變化自動啟閉閘門的水閘。7.1 岸邊溢洪道的型式有哪幾類？哪一類應用最廣？正槽式；側槽式；豎井式；虹吸式。其中正槽式應用最廣泛。7.2 何為正槽溢洪道？其組成部分有哪些？正槽溢洪道的溢流堰軸線和泄槽軸線正交，過堰流向與泄槽走向一致。由

15、 進水段；控制段；泄槽；消能段；尾水渠等五部分組成。7.3 引水渠與控制連接段常是何形狀？引水渠有何要求？引水渠與控制連接段常是：線形平順、無突變的喇叭口形狀。引水渠有何要求：水流平順、均勻；水頭損失小，增加泄水能力；渠 道不沖不淤；減少開挖工程量。7.4 簡述正槽溢洪道控制段的組成部分及溢流堰的形式，最 常用何種堰型？控制段的組成：溢流堰：關鍵部位，控制了溢洪道的過水能力；兩側連 接建筑。溢流堰的形式：按橫斷面形狀及尺寸分為薄壁堰、寬頂堰、實用堰；按平面 布置的輪廓形狀分為直線堰、折線堰、曲線堰、環(huán)形堰；按堰軸線與來水方向 相對關系分為正交堰、斜堰、側堰。最常用的堰型是寬頂堰和實用堰。7.5 迷宮堰為折線型堰，是為了獲得什么？為了獲得較長的溢流前沿。7.6 正槽溢洪道泄槽的主要水力特征是什么？其平面布置盡 量做成什么形式？縱剖面應為什么坡？主要水力特征：底坡陡，故為急流；流速高，故會產生沖擊波、水流摻 氣、空蝕、壓力脈動等現(xiàn)象。平面上盡量采用直線、等寬、對稱布置。 泄槽縱坡必須大于臨界坡度，且宜為單一坡度。7.7 泄槽中產生沖擊波的危害是什么？收縮段為何宜采用直 線收縮？沖擊波的危害：使水流沿橫剖面分布不均勻，從而增加邊墻高度；沖擊 波的波動范圍可延伸很遠，給泄槽工作及出口消能帶來不利影響。收縮段宜采用直線收縮， 因其偏轉角比弧線收縮