水工建筑物知識點總結(jié)

水工建筑物知識點總結(jié)水工建筑物知識點總結(jié)水工建筑物知識點總結(jié)xxx公司水工建筑物知識點總結(jié)文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度第一章緒論1.水利樞紐與水工建筑物的基本概念為滿足防洪要求，獲得灌溉、發(fā)電、供水等方面的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用來控制和分配水流，這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物，而不同類型的水工建筑物組成的綜合體稱為水利樞紐。第二章水工建筑物設(shè)計綜述1.水工建筑物的分類和水工建筑物的分級水工建筑物按承擔(dān)任務(wù)分：擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物、取水建筑物、整治建筑物（導(dǎo)流堤、護(hù)岸、護(hù)底等）、專門建筑物（水閘、船閘、升船機等）將水利水電工程根據(jù)其工程規(guī)模、效益和在國民經(jīng)濟中的重要性分為五等。水利水電工程的永久性水工建筑物和臨時性水工建筑物，根據(jù)其所屬工程等別及在工程中的作用和重要性劃分為五級和三級。2.水利工程的特點（1）工作條件復(fù)雜（2）受自然條件制約，施工難度大（3）效益大，對環(huán)境影響也大（4）失事后果嚴(yán)重（5）個別性強3.作用效應(yīng)組合、作用效應(yīng)分析方法作用：指外界環(huán)境對水工建筑物的影響。主要作用有：重力、水作用、滲透水作用、風(fēng)及波浪作用、冰及冰凍作用、溫度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效應(yīng)：建筑物對外界作用的響應(yīng)。如：應(yīng)力、變形、振動等荷載：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時，如果一開始即可用一個明確的外力來代表外界環(huán)境的影響，則此作用稱為荷載，也叫直接荷載。直接荷載如：自重、水荷載間接荷載：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時，無法用一個明確的外力來表示，其作用及產(chǎn)生的作用效應(yīng)只能在結(jié)構(gòu)分析中同步求出。建筑物的作用效應(yīng)分析方法：eq\o\ac(○,1)數(shù)學(xué)模型：物理模型（模型試驗）eq\o\ac(○,2)經(jīng)驗類比eq\o\ac(○,3)解析法、差分法、有限元第一類正常運用情況下的基本組合、第二類為施工檢修組合、第三類為非常情況下的特殊組合作用效應(yīng)組合4.水工建筑物安全儲備的表達(dá)方法、設(shè)計準(zhǔn)則 安全儲備：1.單一安全系數(shù)法；2.分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)：當(dāng)整個結(jié)構(gòu)(包括地基)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某種功能要求時，稱此種特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。5.極限狀態(tài)設(shè)計的內(nèi)容、表達(dá)方式極限狀態(tài)設(shè)計包含：1.承載能力極限狀態(tài)；2.正常使用極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)：剛體失去平衡；超過材料強度；塑性變形過大；土石結(jié)構(gòu)或地基、圍巖產(chǎn)生滲透失穩(wěn)等。正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件影響正常使用或達(dá)耐久性的極限值。如：影響結(jié)構(gòu)正常使用或外觀變形、對人員或設(shè)備儀表有不良影響的振動等。6.基本烈度、設(shè)計烈度基本烈度：指該地區(qū)在今后50年內(nèi)可能遭遇的較大地震，其超越概率在10％。抗震設(shè)計時，一般取基本烈度作為設(shè)計烈度抗震設(shè)計內(nèi)容：抗震計算和工程抗震措施7.地震作用效應(yīng)的分析方法地震作用效應(yīng)是一種典型的動態(tài)作用，其分析方法需根據(jù)工程的抗震設(shè)防等級來選定。8.結(jié)構(gòu)可靠度、可靠度指標(biāo)可靠度：結(jié)構(gòu)在給定的條件下，在基準(zhǔn)期內(nèi)完成預(yù)定功能的概率，或稱可靠概率?？煽慷戎笜?biāo)：見書P219.在水工設(shè)計中，對不同級別的建筑物有不同要求：eq\o\ac(○,1)設(shè)計基準(zhǔn)期eq\o\ac(○,2)抗擊災(zāi)害能力eq\o\ac(○,3)安全性eq\o\ac(○,4)運行可靠性eq\o\ac(○,5)建筑材料10.水工建筑物抗震設(shè)計的基本要求能抗御設(shè)計烈度的地震，如有輕微損壞，經(jīng)一般處理仍可正常使用。11．地震作用效果地震作用是典型的動態(tài)作用，在地基隨機性運動的影響下，可能使巖基斷層活化發(fā)生錯動、砂土地層液化、庫水對壩體產(chǎn)生動水壓力、建筑物振動開裂或傾倒、填土對擋土建筑物產(chǎn)生動土壓力、水庫庫岸崩塌、土石壩壩坡滑動或沉降裂縫等反應(yīng)，及地震作用效果第三章巖基上的重力壩1.重力壩的工作原理與特點eq\o\ac(○,1)依靠壩體自重，滿足穩(wěn)定和強度要求。（重力壩在水壓力及其他荷載作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定要求；同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓力來抵消水壓力所引起的拉應(yīng)力，以滿足強度要求）eq\o\ac(○,2)橫縫：為適應(yīng)地基變形、溫度變化和混凝土的澆筑能力，沿壩軸線方向用橫縫將壩體分成若干個獨立工作的壩段。eq\o\ac(○,3)壩內(nèi)設(shè)排水管：在靠近壩體上游面eq\o\ac(○,4)壩基設(shè)防滲帷幕及排水孔：靠近壩踵的地基內(nèi)設(shè)防滲帷幕，帷幕后設(shè)排水孔缺點：（1）壩體剖面尺寸大，材料用量多（2）壩體應(yīng)力低，材料強度得不到充分發(fā)揮（3）壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩底揚壓力大，對穩(wěn)定不利（4）壩體體積大，由于施工期混凝土的水化熱和硬化收縮，將產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，因此在澆注混凝土?xí)r，需要有較嚴(yán)格的溫度控制措施優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計方法簡便，安全可靠（2）對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強（3）樞紐泄洪問題易解決（4）便于施工導(dǎo)流（5）施工方便2.重力壩的荷載及其組合荷載：自重、靜水壓力揚壓力動水壓力、波浪壓力、泥沙壓力、土壓力、冰壓力、溫度作用、地震作用等。揚壓力：包括上浮力及滲流壓力。上浮力是壩體下游水深產(chǎn)生的浮托力；滲流壓力是在上、下游水位差作用下，水流通過基巖節(jié)理、裂隙而產(chǎn)生的向上的靜水壓力。動水壓力：當(dāng)水流流經(jīng)曲面，由于流向改變，在該處產(chǎn)生動水壓力。波浪作用使重力壩承受波浪壓力，而波浪壓力與波浪要素和壩前水深等有關(guān)系。冰壓力分靜冰壓力和動冰壓力。當(dāng)溫度升高時，冰層膨脹，對建筑物產(chǎn)生的壓力稱為靜冰壓力。結(jié)構(gòu)由于溫度變化而產(chǎn)生的壓力、變形、位移等稱為溫度作用效應(yīng)。荷載按性質(zhì)分：基本荷載和特殊荷載荷載組合可分為基本荷載組合與特殊荷載組合?；竞奢d組合屬設(shè)計或正常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊荷載組合屬于校核情況或非常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。3.重力壩抗滑穩(wěn)定分析的內(nèi)容沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析：采用抗強度公式：將壩體與基巖看成是一個接觸面，而不是膠結(jié)面。采用抗剪斷公式：認(rèn)為壩體混凝土與巖基接觸良好。深層抗滑穩(wěn)定分析：單斜面深層抗滑穩(wěn)定計算：地基內(nèi)只有一個軟弱面，計算中將軟弱面以上的壩體和地基視作剛體。雙斜面深層抗滑穩(wěn)定計算:在作深層抗滑穩(wěn)定分析時，應(yīng)驗算幾個可能的滑動通道，從中找出最不利的滑動面組合，進(jìn)而計算其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)常用的計算方法：4.抗滑穩(wěn)定分析方法剛體極限平衡法（常用）、采用有限元法和地質(zhì)力學(xué)模型試驗加以復(fù)核5.雙斜面深層抗滑穩(wěn)定分析方法剩余推力法、被動抗力法、等安全系數(shù)法6.提高抗滑穩(wěn)定性的工程措施（1）利用水重：當(dāng)壩底基面與基巖間的抗剪強度參數(shù)較小時，常將壩的上游面略向上游傾斜。（2）采用有利的開挖輪廓線：最好利用巖面的自然坡度使壩基面傾向上游；有意將壩踵高程降低，使壩基面傾向上游。（3）設(shè)置齒墻：當(dāng)基巖內(nèi)有傾向下游的軟弱面時，可在壩踵部位設(shè)置齒墻，切斷較淺的軟弱面。（4）抽水措施：當(dāng)下游水位較高，壩體承受浮托力較大時，可考慮在壩基面設(shè)排水系統(tǒng)，定時抽水以減小壩底浮托力。（5）加固地基：帷幕灌漿、固結(jié)灌漿以及軟弱夾層的處理。（6）橫縫灌漿：將部分壩段或整個壩體的橫縫進(jìn)行局部或全部灌漿，以增強壩的整體性和穩(wěn)定性。（7）預(yù)加應(yīng)力措施：在靠近壩體上游面，采用深孔錨固高強度鋼索，并施加預(yù)應(yīng)力。7.重力壩應(yīng)力分析的材料力學(xué)法的基本假定eq\o\ac(○,1)壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料。②視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨立工作，橫縫不傳力。③假定壩體水平截面上的正應(yīng)力δy按直線分布，不考慮廊道等對壩體應(yīng)力的影響。8.重力壩的上游壩面坡度為什么不能太大剪應(yīng)力τu=(pu-δyu)n9.重力壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)（強度指標(biāo)）采用材料力學(xué)法分析時，規(guī)范規(guī)定的強度指標(biāo)：（a)正常使用極限狀態(tài)：①短期及長期組合，壩踵(計入揚壓力)不出現(xiàn)拉應(yīng)力；②長期組合，壩體上游面(計入揚壓力)垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力；③短期組合，下游壩面垂直拉應(yīng)力不大于。（b)承載能力極限狀態(tài)：基本組合和偶然組合，壩趾及選定截面下游端點的抗壓強度承載能力極限狀態(tài)10.影響壩體應(yīng)力的各種因素。（1）地基變形模量（2）壩體混凝土分區(qū)（3）縱縫（4）分期施工(5)溫度變化及施工過程11.縱縫對壩體應(yīng)力的影響。（1）上游面鉛直時，縱縫對應(yīng)力分布沒有影響（2）上游面為正坡時，壩踵合成鉛直正應(yīng)力減小，甚至產(chǎn)生拉應(yīng)力（3）上游為倒坡時，壩踵鉛直壓力增大，對壩體強度有利12.重力壩的溫度裂縫的類型及防止措施施工期的溫度應(yīng)力包括：地基約束引起的應(yīng)力和內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力。裂縫多是由溫度應(yīng)力引起的，裂縫可分為：貫穿性裂縫和表面裂縫防止措施：合理分縫、分塊、提高混凝土質(zhì)量、溫度控制溫控措施：（1）降低混凝土的澆注溫度：骨料預(yù)冷、加冰屑拌和、埋石、減少水泥用量（2）減少水泥水化熱溫升：冷卻水管、減少澆注層厚度利用倉面散熱（3）加強對混凝土表面養(yǎng)護(hù)和保護(hù)13.重力壩的應(yīng)力分析。重點掌握材料力學(xué)方法。應(yīng)力分析的過程：首先進(jìn)行荷載計算及荷載組合，然后選擇合適的方法進(jìn)行應(yīng)力計算最后檢驗大壩各部位的應(yīng)力是否滿足強度要求分析方法：理論計算（材料力學(xué)法、懸臂梁與水平梁的分載法、有限元計算）、模型試驗14.重力壩的基本剖面與實用(設(shè)計)剖面基本剖面：在自重、靜水壓力、揚壓力三項主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強度要求，并使工程量最小的三角形剖面。實用剖面：（1）上游壩面鉛直，適合用于混凝土與巖基接觸面的f、c值較大或壩體內(nèi)有泄水洞或引水管道、進(jìn)口控制設(shè)備的情況（2）上游壩面上部垂直，下部傾斜，既便于布置進(jìn)口設(shè)備，又可利用一部分水重幫助壩體維持穩(wěn)定（3）上游壩面略向上游傾斜，適用于混凝土與基巖接觸面間的f、c值較低的情況15.溢流重力壩的孔口形式及其特點孔口形式：開敞溢流式和大孔口溢流式兩種17.溢流重力壩的孔口設(shè)計孔口尺寸：下泄流量Q、單寬流量q、孔口寬度b、孔口數(shù)n、溢流長度L、堰頂高程考慮的因素：泄洪要求、閘門和啟閉機械、樞紐布置、下游水流條件18.泄水重力壩設(shè)計中有關(guān)高速水流的幾個問題（1）空化與空蝕：水流在曲面上進(jìn)行，由于離心作用，或水流受不平整表面的影響，在貼近邊界處可能產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)水體中的壓強減小至飽和蒸汽壓強時，便產(chǎn)生空化。當(dāng)空化水流運動到壓力較高處，由于氣泡的潰滅，伴隨有聲響和巨大的沖擊作用。當(dāng)這種作用力超過結(jié)構(gòu)表面材料顆粒的內(nèi)聚力時，便產(chǎn)生剝離狀的破壞，這種破壞現(xiàn)象稱為空蝕（2）摻氣：由溢流壩下泄的水流，當(dāng)流速超過7-8m/s時，空氣從自由表面進(jìn)入水體，產(chǎn)生摻氣。（3）水流脈動：泄水建筑物中的水流屬于高度紊動的水流，其基本特征是流速和壓力隨時間不斷變化。水流對泄水建筑物主要是動水壓力。（4）沖擊波：在高速水流邊界變化處，如斷面擴大、收縮、轉(zhuǎn)彎處，將產(chǎn)生沖擊波。19.溢流面體形設(shè)計、設(shè)計定型水頭溢流面組成：頂部曲線段、中間直線段和反弧段頂部曲線段：關(guān)鍵部位：克－奧曲線、WES曲線。反弧段：目的：使從堰面下泄的水流能夠平順轉(zhuǎn)向。反弧半徑R應(yīng)結(jié)合下游效能設(shè)施來確定。中間直線段：與壩頂曲線和下部反弧段相切、坡度與非溢流壩段相同。剖面設(shè)計：要求與非溢流壩基本剖面適應(yīng)。20.基本消能形式有哪幾種底流消能和挑流消能各有何特點設(shè)計的關(guān)鍵是什么常用消能工型式：挑流消能、底流消能、面流消能、消力戽消能(1)挑流消能：利用泄水建筑物出口處的挑流鼻坎，將下泄急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠(yuǎn)的河床與下游水相銜接的消能方式。適用于：基巖比較堅固的高、中水頭泄水建筑物。(2)底流消能：通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?。底流消能的關(guān)鍵：設(shè)計時，要注意能產(chǎn)生一定淹沒度的水躍。適用于中、低壩，且下游水位穩(wěn)定，尾水較深。21.有壓泄水孔與無壓泄水孔設(shè)計上有何不同有壓泄水孔：工作閘門布置在出口，門后為大氣，可以部分開啟；出口高程低，利用的水頭大，斷面尺少較小。缺點足閘門關(guān)閉時，孔內(nèi)承受較大的內(nèi)水壓力，對壩體應(yīng)力和防滲都不利，常需鋼板襯砌。為此，常在進(jìn)口處設(shè)置事故檢修閘門，平時用來擋水。無壓泄水孔：工作閘門布置在進(jìn)口。為了形成無壓水流，需在閘門后將斷面項部升高。閘門可以部分開用，閘門關(guān)閉后孔道內(nèi)無水，明流段可不用鋼飯襯砌，加工簡便，干擾少，有利于加快施工進(jìn)度；缺點是斷四尺寸較大，對壩體削弱大。平壓管：設(shè)在檢修閘門和工作閘門之間。減小檢修閘門的啟門力。通氣孔設(shè)在：工作閘門之后。起補氣和排氣作用。22.壩對地基有何要求處理后的地基應(yīng)達(dá)到的要求：eq\o\ac(○,1)具有足夠的強度，以承受壩體的壓力。eq\o\ac(○,2)具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷。eq\o\ac(○,3)具有足夠的抗?jié)B性，以滿足滲透穩(wěn)定，控制滲流量。eq\o\ac(○,4)具有足夠的耐久性，以防止巖體性質(zhì)在水的長期作用下發(fā)生惡化。23.基礎(chǔ)處理的任務(wù)是什么eq\o\ac(○,1)防滲eq\o\ac(○,2)提高基巖的強度和整體性。24.灌漿的目的是什么范圍目的：提高基巖的整體性和強度，降低地基的透水性。25.帷幕灌漿的目的是什么帷幕深度、厚度、灌漿壓力如何確定目的：降低壩底滲透壓力，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機械或化學(xué)管涌；減少壩基和繞壩滲漏量，使其在允許范圍內(nèi)。帷幕位置：帷幕中心線離上游面距離約倍底寬帷幕灌漿范圍：河床至兩岸，帷幕應(yīng)連續(xù)帷幕深度：應(yīng)根據(jù)作用水頭和基巖的地質(zhì)情況確定，地基內(nèi)透水層厚度不大時，帷幕可伸入相對隔水層3~5m；河床至兩岸，帷幕應(yīng)連續(xù)。當(dāng)透水層埋藏較深或分布無規(guī)律時，通常取~倍水頭。26.排水的目的是什么如何布置壩基排水目的：充分降低壩基滲透壓力并排除滲水。布置：主排水幕(帷幕后)主排水幕＋縱橫向廊道組成的副排水系統(tǒng)27.為什么要對斷層、破碎帶進(jìn)行處理應(yīng)如何處理斷層破碎帶強度低，壓縮變形大，易于使壩基產(chǎn)生不均勻沉降，引起不利的應(yīng)力分布，導(dǎo)致壩體開裂；軟弱夾層的厚度較薄，遇水易軟化或泥化，使抗剪強度降低，不利于壩體的抗滑穩(wěn)定，特別是連續(xù)、傾角小于30度的軟弱夾層，更為不利。斷層破碎帶：eq\o\ac(○,1)規(guī)模大，影響范圍廣，且對基礎(chǔ)強度和壓縮變形有較大影響時——進(jìn)行專門的處理設(shè)計eq\o\ac(○,2)規(guī)模不大，但對基礎(chǔ)強度和壓縮變形有一定影響時——混凝土塞加固緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面：根據(jù)埋深不同，分別采用：eq\o\ac(○,1)混凝土置換、混凝土深齒墻、混凝土塞——提高抗剪能力eq\o\ac(○,2)抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、化學(xué)灌漿等——保證抗滑穩(wěn)定、斷層破碎帶（傾角較陡）28.橫縫縱縫的作用、分類及處理方法。橫縫垂直于壩軸線，將壩體分成若干獨立的壩段，橫縫的劃分主要取決于地基特征、河谷地形、溫度變化、結(jié)構(gòu)布置和澆注能力等。起作用是：減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基不均勻變形和施工要求類型：永久性橫縫：伸縮縫或沉降縫，大小1~2cm。臨時性橫縫：壩段與基巖面的連接處理方法：臨時性橫縫：縫面設(shè)鍵槽和灌漿系統(tǒng)灌漿永久性橫縫：縫面為豎直平面，不灌漿。29.縱縫為了適應(yīng)混凝土的澆注能力和減小施工期的溫度應(yīng)力，常在平行壩軸線方向設(shè)縱縫，將一個壩段分成幾個壩塊，待其溫度接近穩(wěn)定后再進(jìn)行接縫灌漿。縱縫按其布置型式可分為：鉛直縱縫、斜縫、錯縫。30.重力壩哪些部位需設(shè)置止水設(shè)施止水位置：橫縫上游面、溢流面、下游面最高尾水位以下、壩內(nèi)廊道和孔洞穿過分縫處的四周等部位31.碾壓混凝土重力壩與常態(tài)重力壩相比，設(shè)計上有什么不同碾壓重力壩：材料：無坍落度的干硬性混凝土混凝土分區(qū)：“金包銀”(RCD)－觀音閣；全碾壓式(RCC)壩體防滲：常態(tài)混凝土防滲；瀝青砂漿防滲層壩體分縫：不設(shè)縱縫，橫縫可減少溫度控制：適當(dāng)減少32.寬縫重力壩的特點。工作特點：壩基滲水通過寬縫排出，滲透壓力明顯降低；作用面積小，揚壓力小。33.空腹重力壩的特點。特點：空腔下部不設(shè)底板，減少了壩底面上的揚壓力。34.支墩壩支墩壩是由一系列支墩和擋水面板組成，支墩沿壩軸線排列，前面設(shè)擋面板。支墩按照結(jié)構(gòu)分：大頭壩、連拱壩、平板壩。35.當(dāng)今世界的碾壓混凝土重力壩日本宮瀨壩。第四章拱壩1.拱壩的工作特點（1）穩(wěn)定特點：主要依靠兩岸拱端的反力作用。（2）結(jié)構(gòu)特點：拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部位發(fā)生局部開裂時，壩體的拱和梁作用將會自行調(diào)整。（3）荷載特點：拱壩壩身不設(shè)永久伸縮縫，溫度變化和基巖變形對壩體應(yīng)力的影響比較顯著。2.拱壩的結(jié)構(gòu)受力特點拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)——拱壩結(jié)構(gòu)上的根本特點壩體承受的荷載eq\o\ac(○,1)一部分通過拱作用——兩岸巖體，eq\o\ac(○,2)一部分通過梁作用——壩底基巖壩體穩(wěn)定，主要依靠兩岸拱端的反作用，而不只是靠壩體重量來維持壩體內(nèi)力分布以壓應(yīng)力為主，壓力分布較均勻，有利于發(fā)揮材料強度。3.拱壩壩址對地形地質(zhì)的要求有哪些地形要求：左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上是向下游收縮的狹窄河谷段。（理想的）地質(zhì)要求：兩岸的基巖必須能承受由拱端傳來的推力，要在任何情況下保持穩(wěn)定。河谷的形狀特征用壩頂高程處的河谷寬度L與最大壩高H的比值，即寬高比L/H表示——作為修建拱壩的一項指標(biāo)。L/H小拱作用大，壩體可薄。拱壩的厚薄程度常以壩底最大厚度T和最大壩高H的比值，即厚高比T/H來區(qū)分。4.拱壩類型（1）按建筑材料和施工方法分：常規(guī)混凝土拱壩、碾壓混凝土拱壩、砌石拱壩（2）按拱圈線形分類：單心圓、雙心圓、三心圓、拋物線、對數(shù)螺旋線、橢圓拱壩等（3）按壩面曲率分：只有水平向曲率，單曲拱壩；水平豎直都有，雙曲拱壩5.拱壩中心角對壩體應(yīng)力影響對于一定寬度的河谷，拱中心角越大，拱圈厚度越小，材料強度越能充分得到利用，因而適當(dāng)加大中心角是有利的。然而加大中心角會使拱圈的弧長增加，在一定程度上抵消了減薄拱圈厚度所節(jié)省的工程量，使拱圈體積最小的中心角度。由于拱壩的最大應(yīng)力常在壩高1/3~1/2處，所以有的工程在壩的中下部采用較大的中心角，由此而向上向下中心角都減小。6.拱圈中心角對壩肩穩(wěn)定有何影響中心角2δA較大時會直接影響到壩肩的穩(wěn)定，2δA較大時對壩肩穩(wěn)定不利7.拱壩封拱、溫降對壩體應(yīng)力及穩(wěn)定的影響拱壩封拱：橫縫（徑向）、縱縫，蓄水前需灌漿封填(封拱)，使壩連成整體。封拱溫度：壩體處于溫升狀態(tài)時：壩體受力(M、Q)與水壓力作用剛好相反，有利于降低壩內(nèi)應(yīng)力，軸力N方向相同，對壩端的推力加大，不利穩(wěn)定。故封拱溫度通常選得較低。一般選在年平均氣溫或略低時，進(jìn)行封拱。8.拱壩布置的原則原則：在滿足穩(wěn)定和建筑物運用要求下，通過調(diào)整拱壩外形尺寸，使壩體材料強度得到充分發(fā)揮，控制拉應(yīng)力在允許范圍內(nèi)，而壩體工程量最省。9.合理的拱圈形式應(yīng)當(dāng)是什么樣的最合理的拱圈形式應(yīng)當(dāng)是：變曲率、變厚度、扁平的eq\o\ac(○,1)其壓力線接近拱軸線，使截面壓應(yīng)力分布趨于均勻；eq\o\ac(○,2)傳到兩岸巖體上的合力方向與巖體的交角較大，以利壩肩穩(wěn)定。拋物線拱的優(yōu)點：曲率變化連續(xù)、壓應(yīng)力分布均勻、利于壩肩巖體穩(wěn)定10.拱壩主要作用荷載有哪些自重、靜水壓力、揚壓力、動水壓力、泥沙壓力、冰壓力、浪壓力、溫度荷載及地震荷載11.溫度荷載對拱壩的影響當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時，壩軸線收縮，使壩體向下游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力的方向與水壓力產(chǎn)生的相同，但軸力方向相反；當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時，壩軸線伸長，使壩體向上游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力方向與水壓力產(chǎn)生的相反，但與軸力方向相同。因此，溫降對壩體應(yīng)力不利；溫升使拱端推力加大，對壩肩穩(wěn)定不利。在拱壩分析中，溫度荷載分為：均勻溫差（主要部分），等效線性溫差，非線性溫差12.應(yīng)力分析方法、應(yīng)力指標(biāo)（1）純拱法：假定壩體由若干層獨立的水平拱圈疊合而成，每層拱圈可作為彈性固端拱進(jìn)行計算。由于純拱法沒有反應(yīng)拱圈之間的相互作用，假定荷載全部由水平拱承擔(dān)，不符合拱壩的實際受力狀況，因而求出的應(yīng)力一般偏大。（2）拱梁分載法：將拱壩視為由若干水平拱圈和豎直懸臂梁組成的空間結(jié)構(gòu)，壩體承受的荷載一部分由拱系承擔(dān)，一部分由梁系承擔(dān)，拱和梁的荷載分配由拱系和梁系在各交點處變位一致的條件來確定。（3)有限元法：將拱壩視為空間殼體或三維連續(xù)體，根據(jù)壩體體形，選擇不同的單元模型。（4）殼體理論計算方法（5）結(jié)構(gòu)模型試驗（6）拱冠梁法：是按中央懸臂梁與若干層水平拱在其相交點變位一致的原則分配荷載的拱壩應(yīng)力分析方法。是一種簡化了的拱梁分載法應(yīng)力指標(biāo)：容許壓應(yīng)力、容許拉應(yīng)力13.壩肩巖體穩(wěn)定的分析方法有哪幾種剛體極限平衡法的基本假定是什么拱壩失穩(wěn)形式：壩肩巖體（拱座）失穩(wěn)；沿建基面及附近軟弱面的上滑失穩(wěn)，最常見的失穩(wěn)方式是壩肩巖體在拱端推力作用下發(fā)生的滑動失穩(wěn)。穩(wěn)定分析方法計算分析法:剛體極限平衡法eq\o\ac(○,2)有限元法：地質(zhì)力學(xué)模型試驗剛體極限平衡法基本假定：eq\o\ac(○,1).將滑移體視為剛體,不考慮期間的相對位移eq\o\ac(○,2).只考慮滑移體上力的平衡，不考慮力矩平衡eq\o\ac(○,3).忽略拱壩的內(nèi)力重分布作用eq\o\ac(○,4).達(dá)極限平衡狀態(tài)時，滑裂面上的剪力達(dá)極限14.拱壩的壩身泄水方式及消能方式壩身泄水方式：（1）自由跌流式（2）鼻坎挑流式（3）滑雪道式—拱壩特有的一種泄洪方式（4）壩身泄水孔式消能方式：（1）跌流消能（2）底流消能（深式泄水孔）（3）挑流消能15.拱壩的橫縫為永久縫嗎如何處理在一定條件下，可將橫縫的一部分保持為永久性的明縫。16.墊座、重力墩與周邊縫對于地形不規(guī)則的河谷或局部有深槽時，可在基巖與壩體之間設(shè)置墊座，在墊座與壩體間形成周邊縫。周邊縫一般可做成二次曲線或卵形曲線，使墊座以上壩體盡量對稱。重力墩是拱壩壩端的人工支座。17.在拱壩建基面原則在拱壩建設(shè)中，確定建基面時多以巖體風(fēng)化標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，一般是：高壩應(yīng)開挖至新鮮或微風(fēng)化的基巖；中壩應(yīng)盡量開挖至微風(fēng)化或弱風(fēng)化中下部的巖體。18.拱壩結(jié)構(gòu)形式有哪兩種分別適合什么樣的河谷形狀V形河谷，可選雙曲拱壩（在水平面及鉛直面上均有曲率，各層拱圈的中心角和半徑是變化的）U形河谷，可選單曲拱壩（其上游面鉛直，下游面是斜線或折線，僅在水平面上呈曲線形）第五章土石壩1、土石壩指由土石料等當(dāng)?shù)厣⒘ｓw材料填筑而成的壩。特點：（1）就地取材，節(jié)省三材；（2）適應(yīng)各種地形、地質(zhì)和氣候條件；（3）適應(yīng)機械化施工；（4）各種理論、試驗、技術(shù)的發(fā)展對土石壩的建設(shè)和推廣有促進(jìn)作用。2、土石壩設(shè)計基本要求（1）具有足夠的斷面以保持壩的穩(wěn)定；（2）設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流；（3）因地制宜選擇壩體筑壩材料和壩體的結(jié)構(gòu)形式；（4）壩基足夠穩(wěn)定；（5）有足夠的泄洪能力和安全超高；（6）采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施，使壩運用可靠耐久。3、土石壩類型按施工方法：碾壓式土石壩、填填式土石壩、水中填土壩、定向爆破土石壩碾壓式土石壩按材料種類和在壩身內(nèi)的配置：均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體分區(qū)壩（又分：心墻壩、斜心墻壩、斜墻壩）、非土質(zhì)防滲體壩。4、壩坡坡率的選擇遵循規(guī)律（1）上游壩坡應(yīng)比下游坡為緩（2）斜墻壩的上游壩坡一般較心墻壩為緩。而厚心墻壩的下游壩坡，一般較斜墻壩為緩（3）粘性土料做成的壩坡，常沿高度分成數(shù)段，每段10~30m砂石和堆石的穩(wěn)定壩坡為一平面，可采用均一坡率。（4）由粉土、砂、輕壤土修建的均質(zhì)壩，適當(dāng)放緩下游壩坡。（5）當(dāng)壩基或壩體土料沿壩軸線分布不一致時，應(yīng)分段采用不同坡率。5、滲流分析的內(nèi)容（1）確定壩體內(nèi)侵潤線及其下游逸出點位置，繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖；（2）確定滲流的主要參數(shù)——滲流流速與比降（3）確定滲流量。6、滲流分析的方法（1）水力學(xué)方法（2）流網(wǎng)法：流網(wǎng)法是一種圖解法。根據(jù)等勢線和流線互相正交，每一個網(wǎng)格的長寬比保持為常數(shù)的特性繪制流網(wǎng)（3）有限元法7、土石壩滲流變形（1）管涌：指在滲流作用下，土中的細(xì)顆粒由骨架孔隙通道中被帶走而流失的現(xiàn)象。（2）流土：指在向上滲流作用下，表層局部土體被頂起或是粗細(xì)顆粒群發(fā)生浮動而流失的現(xiàn)象。（3）接觸沖刷：指滲流沿著滲透系數(shù)不同的兩種土層接觸面上或是建筑物與地基接觸面上流動時，將細(xì)顆粒沿接觸面帶走的現(xiàn)象。（4）接觸流土：指在滲流系數(shù)相差懸殊的兩種土層交界面上，由于滲流垂直于層面流動，將滲流系數(shù)較大土層中的細(xì)顆粒帶入滲流系數(shù)較大土層中的現(xiàn)象。注意：前兩種主要出現(xiàn)在單一土層中，后兩種多出現(xiàn)在多種土層中。粘性土的滲流變形主要是流土。8、土石壩穩(wěn)定分析理論：摩爾-庫倫理論：認(rèn)為最大剪應(yīng)力是導(dǎo)致材料破壞的控制因素，破壞面上的抗剪強度和極限剪應(yīng)力是法向應(yīng)力的函數(shù)。計算土的抗剪強度的兩種方法：總應(yīng)力法、有效應(yīng)力法。有效應(yīng)力等于總應(yīng)力與孔隙壓力之差。9、計算工況：施工期（包括竣工時）、穩(wěn)定滲流期、水庫水位降落期、地震作用時。10、穩(wěn)定分析方法（1）簡單條分法——瑞典圓弧法：該法不滿足每一土條力的平衡條件，使計算出的安全系數(shù)偏低。（2）簡化的畢肖普法：畢肖普法的局限性是只適用于圓弧滑動面的情況。（3）滑楔法：滑楔法只滿足力的平衡條件，不滿足力矩平衡條件，計算結(jié)果準(zhǔn)確性不足。β選擇不當(dāng)易出誤差。（4）滿足所有力和力矩平衡的方法。11、固結(jié)與沉降固結(jié)：土石壩和地基在施工和蓄水過程中，在荷載作用下土體不斷得到壓密，孔隙變小，孔隙水在壓力作用下產(chǎn)生不穩(wěn)定滲流。12、非線性彈性E-B模型鄧肯-張?zhí)岢鲆环N雙曲線型非線性彈性模型，以土的切線模量E和體積模量B作為計算參數(shù)。鄧肯-張模型共有8個參數(shù)，這些參數(shù)通過三軸排水壓縮試驗測定；采用總應(yīng)力分析時，通過三軸不排水壓縮試驗測定。模型以E、B為參量表示應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，故稱為E-B模型。鄧肯-張模型于此的一些土壩的變形與實測結(jié)果比較接近。但該模型不能描述土的塑性變形特性，不能反映土體接近破壞時、破壞發(fā)生時和破壞后的特性，不能考慮中間主應(yīng)力的影響，也不考慮土的剪脹性13、拱效應(yīng)由于心墻和壩殼土料變形性質(zhì)的不同，在壩體內(nèi)產(chǎn)生“拱”效應(yīng)，使心墻部位顯著卸載，而在過渡區(qū)內(nèi)形成應(yīng)力集中。拱效應(yīng)可使心墻中的豎向應(yīng)力較γs·h（γs為填土容重，h為填土深度）減小很多。14、水力劈裂壩的下游坡出現(xiàn)集中漏水，但漏水不是在水庫滿蓄后立即發(fā)生，而是延遲幾個小時幾天后突然發(fā)生。說明，在一定條件下，水庫水壓力可使已存在的閉合裂縫張開或是產(chǎn)生新的裂縫，故稱為水力劈裂?？赡馨l(fā)生水力劈裂的情況：總應(yīng)力小于或等于水壓力，土料的變形和透水性不均一。15、填筑標(biāo)準(zhǔn)填筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計控制指標(biāo)：壓實度、最優(yōu)含水率（指在一定的壓實功能條件下達(dá)到最佳壓實效果時含水率）。粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)以壓實度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計控制標(biāo)準(zhǔn)，無粘性土壓實標(biāo)準(zhǔn)按相對密度確定。16、壩殼料主要用來保持壩體穩(wěn)定，應(yīng)具有比較高的強度。17、防滲體（1）土質(zhì)防滲體：防滲體：指該部位土體比壩殼其他部位更不透水，它的作用是控制壩體內(nèi)侵潤線的位置，并保持滲流穩(wěn)定。（2）瀝青混凝土防滲體：有較好的塑像和柔性，防滲和適應(yīng)變形能力好，產(chǎn)生裂縫時，有一定自行愈合的功能，且受氣候影響小。18、壩頂與護(hù)坡（1）壩頂：壩頂護(hù)面采用密實的砂礫石、碎石、單層砌石或瀝青混凝土等柔性材料以適應(yīng)壩的變形，并對防滲體起保護(hù)作用，防止干裂和雨水沖蝕。壩頂選用耐沖材料，壩頂上游側(cè)宜設(shè)防浪墻。（2）護(hù)坡：上游護(hù)坡的常用型式為：干砌石、漿砌石、堆石或水泥土。下游護(hù)坡采用干砌石、碎石、礫石或草皮護(hù)坡。還應(yīng)設(shè)壩面排水系統(tǒng)來避免雨水漫流沖刷壩坡坡面。嚴(yán)寒地區(qū)還應(yīng)設(shè)防凍墊層。19、壩體排水排水作用：控制和引導(dǎo)滲流，降低侵潤線，加速孔隙水壓力消散，以增強壩的穩(wěn)定，并保護(hù)下游壩坡免遭凍脹破壞。棱體排水貼坡排水壩內(nèi)排水20、反濾層及過渡層反濾層：濾土排水，保護(hù)滲流出口，防止壩體和壩基發(fā)生管涌、流土等滲流變形破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。過濾層主要對其兩側(cè)土料的變形起協(xié)調(diào)作用，反濾層可起過渡作用，而過渡層卻不一定滿足反濾層的要求。設(shè)計要求：（1）有足夠小的孔隙防止被保護(hù)土層發(fā)生管涌等有害滲流變形（2）有足夠大孔隙保證透水性大于被保護(hù)層來順暢排出滲透水流。21、土石壩裂縫類型和成因（1）縱向裂縫：走向大體與壩軸線平行，多數(shù)發(fā)生在壩頂和壩坡中部。易形成：土質(zhì)斜墻壩壩材料如壓實不足，沉降變形大，上部和下部沉降不均，都可使斜墻斷裂，形成縱向裂縫；高壓縮性地基上也易形成壩坡面和壩內(nèi)部的縱向裂縫（2）橫向裂縫：走向與壩軸線近乎垂直，多發(fā)生在兩岸壩肩附近。岸坡較陡峻或岸坡地形突變時，都易發(fā)生（3）內(nèi)部裂縫：主要有壩基和壩體不均勻沉降引起。22、巖基處理防滲處理方法：接觸面做好表面處理，采用水泥或化學(xué)材料灌漿、混凝土塞、混凝土防滲墻，或加寬心墻、加設(shè)防滲鋪蓋等措施，以增長滲徑，或?qū)鄬优c壩的防滲體分隔開，防止接觸沖刷。巖基穩(wěn)定性較強時需做帷幕灌漿。23、砂礫石壩基處理在砂礫石地基上建壩的主要問題是進(jìn)行滲流控制，解決的主要方法是做好防滲和排水。（1）粘性土截水槽：當(dāng)壩基砂礫石層不太厚時采用。（2）混凝土防滲墻：深厚砂礫石地基采用（3）灌漿帷幕：砂礫石壩基的灌漿采用水泥、粘土和膨潤土等粒狀材料（4）防滲鋪蓋：作用：延長滲徑，從而使壩基滲漏損失和滲流比降減小至容許范圍內(nèi)。（5）下游排水減壓設(shè)施24、裂縫的防治措施（1）改善壩體結(jié)構(gòu)或平面布置（2）采用實用的施工措施和運行方式（3）重視壩基處理（4）適當(dāng)選擇壩石土料25、連接（1）壩體與壩基及岸坡的連接（2）壩體與混凝土建筑物的連接26、液化剪應(yīng)力循環(huán)作用的次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值后，有效應(yīng)力趨于0，全部應(yīng)力由土骨架轉(zhuǎn)移到水，土的抗剪強度和抵抗變形的能力幾乎完全喪失，而且變形的增長具有突發(fā)性質(zhì)，土轉(zhuǎn)化為液化狀態(tài)。27、堆石壩主要組成：①堆石體（墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)）；②鋼筋混凝土面板及其與河床和岸坡相連接的趾板構(gòu)成的防滲系統(tǒng)。28、土質(zhì)心墻堆石壩優(yōu)點：可利用大型振動碾壓實堆石，使壩體達(dá)到較高的緊密度，以減小工程量；可利用土質(zhì)心墻的柔性適應(yīng)壩體變形，保障防滲體的安全。29、堆石壩的特點（1）結(jié)構(gòu)特點：密度大，抗剪強度高，壩坡較陡，抗震性能較好（2）運行維護(hù)特點：沉降量最小易于檢修、維護(hù)（3）施工特點：堆石體可分區(qū)，充分利用修建泄水建筑物開挖的石料，降低了工程造價，簡化了施工導(dǎo)流和度汛工程設(shè)施，加快施工進(jìn)度。30、混凝土面板壩的特點工程量小，施工方便，攔洪度汛簡單第六章水閘1、水閘類型，工作特點水閘是一種利用閘門擋水和泄水的低水頭水工建筑物。作用：1、閉閘：攔洪、擋潮、抬高水位以滿足上游引水和通航的需要2、開閘：泄洪、排澇、沖沙或根據(jù)下游用水需要調(diào)節(jié)流量。按所承擔(dān)任務(wù)：節(jié)制閘進(jìn)水閘分洪閘排水閘擋潮閘沖沙閘（排沙閘）按閘室結(jié)構(gòu)型式：開敞式胸墻式涵洞式水閘的組成：上游連接段閘室下游連接段水閘的工作特點：（1）軟土地基的壓縮性大，承載能力低，細(xì)砂容易液化，抗沖能力差。（2）水閘泄流時盡管流速不高，但水流仍具有一定剩余能量，而土基的抗沖能力較低，可能引起水閘下游沖刷。（3）土基在滲流作用下，易產(chǎn)生滲流變形，特別是粉、細(xì)砂地基，在閘后易出現(xiàn)翻砂冒水現(xiàn)象。2、閘孔設(shè)計（1）堰型選擇：寬頂堰（常用）、低實用堰（2）閘底板高程的選定（3）計算閘孔總凈寬（4）確定閘室單孔寬度和閘室總寬度3、地下輪廓線在水頭作用下，閘基內(nèi)的滲流將從護(hù)坦上的排水孔等滲出，不透水的鋪蓋、板樁及底板與地基的接觸線，即是閘基滲流的第一根流線，成為地下輪廓線，其長度即為水閘的防滲長度。4、地下輪廓線的布置（1）粘性土地基：主要考慮如何降低作用在底板上的滲流壓力，以提高閘室的抗滑穩(wěn)定?？稍陂l室上游設(shè)置水平防滲，而將排水設(shè)施布置在閘底板下游段或消力池地板下。對粘性土地基一般不用板樁。（2）砂性土地基：在布置時應(yīng)以防止?jié)B流變形和減小滲漏為主。對砂層很厚的地基，可采用鋪蓋與懸掛式板樁相結(jié)合，而將排水設(shè)施布置在消力池下面。當(dāng)砂層較薄時，采用齒墻或板樁切斷砂層，并在消力池下設(shè)排水。對于粉砂地基，為了防止液化，大都采用封閉式布置，將閘基四周用板樁封閉起來。5、滲流計算的基本方法流網(wǎng)法改進(jìn)阻力系數(shù)法直線法改進(jìn)阻力系數(shù)法基本原理：這是一種以流體力學(xué)解為基礎(chǔ)的近似方法。對于復(fù)雜地下輪廓，可從板樁與底板或鋪蓋相交處和樁尖畫等勢線，將整個滲流區(qū)域分成幾個典型流段。直線法：假定滲流沿地下輪廓的坡降是均一的，即水頭損失按直線變化，當(dāng)滲流水頭H及防滲長度L已定，即可按直線比例求出地下輪廓各點的滲流壓力，這種方法稱為直線法。用流網(wǎng)法求得的逸出坡降比按直線法求得的數(shù)值大得多；長度相同，形狀各異的地下輪廓，逸出坡降的差別很大。說明，直線法比較粗略，但計算簡便，對于地下輪廓比較簡單的中、小型工程，還是可以采用的。6、防滲及排水設(shè)施防滲設(shè)施：構(gòu)成地下輪廓的鋪蓋、板樁及齒墻排水設(shè)施：鋪設(shè)在護(hù)坦、漿砌石海漫底部或閘底板下游段起導(dǎo)滲作用的砂礫石層。7、閘下出流的特點（1）閘下易形成波狀水躍：由于水閘上下游水位差較小，相應(yīng)弗勞德數(shù)Fr較低，易發(fā)生波狀水躍（2）閘下易出現(xiàn)折沖水流：攔河閘的寬度通常只占河床寬度的一部分，水流過閘時先收縮，出閘后再擴散，如果布置或操作運行不當(dāng)，出閘水流不能均勻擴散，易形成折沖水流。8、底流消能工設(shè)計底流消能工的作用：通過在閘下產(chǎn)生一定淹沒度的水躍消除余能，保護(hù)水躍范圍內(nèi)的河床免遭沖刷。當(dāng)尾水深度不能滿足要求時可采?。海?）降低護(hù)坦高程（2）在護(hù)坦末端設(shè)消力坎（3）既降低護(hù)坦高程又建消力坎等措施形成消力池，有時還護(hù)坦上設(shè)消力墩等輔助消能工9、海漫水流流過消力池，雖已消除了大部分多余的能量，但仍有一定剩余的動能，特別是流速分布不均勻，脈動仍較為劇烈。因此，護(hù)坦后仍應(yīng)設(shè)置海漫等防沖加固設(shè)施，以使水流均勻擴散，并將流速分布逐漸調(diào)整到接近天然河道的水流形態(tài)。（2）要求：1、表面有一定粗糙度，以利進(jìn)一步消除余能；2、具有一定的透水性，以便使?jié)B水自由排出，降低揚壓力。3、具有一定柔性，以適應(yīng)下游河床可能的沖刷變形。（3）海漫結(jié)構(gòu)：1、干砌石海漫；2、漿砌石海漫；3、混凝土板海漫；4、鋼筋混凝土板海漫；5、其他型式海漫10、整體式底板與分離式地板常用閘室底板有：水平底板、低實用堰底板整體式底板：橫縫設(shè)在閘墩中間，閘墩與底板連在一起的。整體式底板閘孔兩側(cè)閘墩之間不會出現(xiàn)過大的不均勻沉降，對閘門啟閉有利，用的較多。分離式底板：在堅硬、緊密或中等堅硬、緊密的地基上，單孔底板上設(shè)雙縫，將底板與閘墩分開的。11、閘門與胸墻閘門（1）平面閘門（小型工程）：設(shè)置靠上游側(cè)，以便下游側(cè)布置交通設(shè)施；有時為了充分利用水重，來維持閘室穩(wěn)定，也可移向下游側(cè)。（2）弧形閘門（大型工程）：為不使閘墩過長，需靠上游側(cè)布置。胸墻（1）結(jié)構(gòu)型式：1、板式：跨度小于6m的水閘；2、梁板式：跨度>6m的水閘。（2）支撐型式：1、簡支式（分離式底板胸墻）2、固接式（整體式底板胸墻）12、分縫方式與止水設(shè)備分縫：為防止和減少由于地基不均勻沉降、溫度變化和混凝土干縮引起底板斷裂和裂縫，對于多孔水閘需沿軸線每隔一定距離設(shè)置永久縫。止水：（1）止水形式:鉛直止水水平止水（2）止水材料:1、銅片，2、橡皮或塑料，3、牛毛氈；（3）止水間連接方式：1、柔性連接（鉛直交叉），2、剛性連接（水平交叉）。13、閘室穩(wěn)定分析穩(wěn)定分析方法：分別驗算水閘在剛建成、運行、檢修以及施工時期等不同工作情況下的穩(wěn)定，對于孔數(shù)較少而未分縫的小型水閘，可取整個閘室作為驗算單元，對于孔數(shù)較多設(shè)有沉降縫的水閘，應(yīng)取兩縫之間的閘室單位進(jìn)行驗算。失穩(wěn)形式：1、滑動失穩(wěn)，2、傾斜失穩(wěn)，3、地基失穩(wěn)。14、地基處理（1）預(yù)壓加固（2）換土墊層（3）樁基礎(chǔ)（4）沉井基礎(chǔ)15、閘室設(shè)計底邊設(shè)計方法（1）彈性地基梁法（2）倒置梁法用前者分析閘底板內(nèi)力時，需要考慮可壓縮土層厚度的影響，倒置梁法也是假定地基反力沿閘室縱向呈直線分布，橫向為均勻分布，把閘墩當(dāng)做底板的支座，在地基反力和揚壓力底板自重及作用在閘室底板上的水重等荷載作用下安連續(xù)梁計算板底內(nèi)力。16、閘墩應(yīng)力計算內(nèi)容、方法17、閘室的構(gòu)成底板、閘墩、閘門、胸墻、交通橋工作檢修橋、止水設(shè)備第七章岸邊溢洪道1、正槽溢洪道岸邊溢洪道按其結(jié)構(gòu)形式可分正槽溢洪道、側(cè)槽溢洪道、井式溢洪道、虹吸式溢洪道。組成：引水渠、控制段、泄槽、出口消能段、尾水渠等。（1）引水渠：將庫水平順地引向溢流堰。引水渠中的水流應(yīng)平順、均勻，流速3~5m/s。（2）控制段：包括溢流堰及其兩側(cè)的連接建筑。溢流堰分類：2、低實用堰優(yōu)點：流量系數(shù)比寬頂堰大，在相同泄流量條件下，需要的溢流前緣較短，工程量相對較小，但施工復(fù)雜。3、泄槽的設(shè)計泄槽一般位于挖方地段，設(shè)計時要根據(jù)地形、地質(zhì)、水流條件及經(jīng)濟因素合理確定形式和尺寸，由于泄槽內(nèi)的水流處于急流狀態(tài)，高速水流帶來一些特殊問題：沖擊波、水流摻氣、空蝕、壓力脈動等。4、抗空蝕措施摻氣減蝕、優(yōu)化體形、控制溢流表面的不平整度、采用抗空蝕材料。摻氣減蝕的機理：1、水流摻氣可以使過水邊界上的局部負(fù)壓消除或減輕，有助于制止空蝕的發(fā)生；2、空穴內(nèi)含有一定量空氣成為含氣型空穴，潰滅時破壞力減弱；3、過水邊界附近水流摻氣，氣泡對空穴潰滅時的破壞力起一定的緩沖氣墊作用。5、泄槽的襯砌泄基本形式巖基上泄槽的襯砌土基上泄槽的襯砌6、側(cè)槽溢洪道側(cè)槽溢洪道一般由溢流堰、側(cè)槽、泄水道和出口消能段組成。優(yōu)點：1、可減少開挖方量；2、能在開挖方量增加不多的情況下，適當(dāng)加大溢流堰長度，從而提高堰頂高程，增加興利庫容；3、使堰頂水頭減小，減少淹沒損失，非溢流壩的高度可適當(dāng)降低。側(cè)槽溢洪道多采用實用堰，側(cè)槽溢洪道與正槽溢洪道的主要區(qū)別在于側(cè)槽部分。側(cè)槽設(shè)計：1、泄流量沿側(cè)槽均勻增加2、槽底應(yīng)有一定坡度3、側(cè)槽中的水流成緩流狀態(tài)4、側(cè)槽中的水面高程要保證溢流堰為自由出流第八章水工隧洞1、水工隧洞類型：分類：泄洪隧洞、引水發(fā)電和尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、放空和排沙隧洞、施工導(dǎo)流隧洞。按隧洞內(nèi)水流流態(tài)：有壓隧洞、無壓隧洞。從水庫引水發(fā)電的隧洞一般有壓，灌溉渠道內(nèi)一般無壓。其余各類可有壓也可無壓。2、水工隧洞工作特點（1）水力特點：大多數(shù)為深式進(jìn)口，泄水隧洞承受的水頭較高，流速較大。設(shè)計不當(dāng)就可能引起空化水流導(dǎo)致空蝕，能量集中會造成下游沖刷。（2）結(jié)構(gòu)特點：常設(shè)置臨時支護(hù)和永久性襯砌，以承受圍巖壓力。應(yīng)做好勘探工作，是隧洞盡量避開不利的地質(zhì)、水文地質(zhì)地段。（3）施工特點：隧洞一般是斷面小，洞線長，從開挖、襯砌到灌漿工序多，干擾大，施工條件差，工期較長。3、水工隧洞組成（1）進(jìn)口段（2）洞身段（3）出口段4、洞線選擇（1）隧洞的線路應(yīng)盡量避開不利的地質(zhì)構(gòu)造、圍巖可能不穩(wěn)定及地下水位高、滲水量豐富的地段，以減少作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力。（2）洞線在平面上力求短直，且有良好的水流條件。（3）隧洞應(yīng)有一定的埋藏深度。（4）隧洞的縱坡，應(yīng)綜合確定。無壓隧洞縱坡>臨界坡度，有壓隧洞縱坡取決于進(jìn)出口高程，要求全線洞頂在最不利的條件下保持>=2m的壓力水頭。（5）長隧洞應(yīng)注意地形、地質(zhì)條件。5、閘門在隧洞中的布置泄水隧洞中設(shè)置兩道閘門：一道是工作閘門，用來調(diào)節(jié)流量和封閉孔口，能在動水中啟閉；一道是檢修閘門，設(shè)置在進(jìn)口，用來擋水，以便檢修工作閘門或隧洞。6、多用途隧洞的布置（1）導(dǎo)流隧洞與泄洪洞合一布置常布置成龍?zhí)ь^的型式。龍?zhí)ь^式的泄洪洞多為無壓隧洞，龍?zhí)ь^泄洪洞一般水頭高，流速大，反弧及其下游易遭空蝕破壞，應(yīng)做好體形設(shè)計，并選用適當(dāng)?shù)膿綒鉁p蝕措施。（2）泄洪洞與發(fā)電洞合一布置兩種布置型式：1、主洞泄洪（直洞泄洪）、支洞發(fā)電（岔洞發(fā)電）2、主洞發(fā)電、支洞泄洪。會出現(xiàn)的問題是：岔尖附近發(fā)生空蝕。（3）其他任務(wù)隧洞的合一布置發(fā)電與灌溉隧洞合一布置泄洪與排沙隧洞合一布置。7、進(jìn)水口的型式深式泄水隧洞的進(jìn)水口按后接洞的水流流態(tài)分為：有壓隧洞進(jìn)水口、無壓隧洞進(jìn)水口。按進(jìn)水口布置及結(jié)構(gòu)型式：豎井式、塔式、岸塔式、斜坡式。8、進(jìn)口段的組成部分與設(shè)計要求進(jìn)口段包括：進(jìn)水喇叭口、閘門室、通氣孔、攔污柵、平壓管、漸變段。9、水工隧洞洞身斷面型式（1）無壓隧洞斷面型式：多用圓拱直墻形（城門洞形）斷面。如圍巖條件較差，還可采用馬蹄形斷面。當(dāng)圍巖條件差，又有較大的外水壓力時，也可采用圓形斷面。（2）有壓隧洞斷面型式：一般采用圓形斷面，原因是圓形斷面的水流條件和受力條件都較為有利。條件好時也可采用無壓隧洞的型式。10、洞身襯砌方式與分縫（1）功用：1、限制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定；2、承受圍巖壓力、內(nèi)水壓力等荷載；3、防止?jié)B漏；4、保護(hù)巖石免受水流、空氣、溫度、干濕變化等的沖蝕破壞作用；5、減小表面糙率。（2）襯砌類型：1、平整襯砌（護(hù)面或抹平襯砌）適用：圍巖條件較好，能自行穩(wěn)定，且水頭、流速較低的情況。可采用混凝土、漿砌石或噴混凝土。2、單層襯砌：適用于中等地質(zhì)條件、斷面較大、水頭及流速較高的情況。3、組合式襯砌。（3）襯砌分縫：為防止混凝土干縮和溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，在相鄰分段間設(shè)有環(huán)向伸縮縫。無壓隧洞的伸縮縫，做成平縫或設(shè)鍵槽，不設(shè)止水。有壓隧洞和有防滲要求的無壓隧洞，需在縫中設(shè)止水?？v向施工縫應(yīng)設(shè)在拉、剪應(yīng)力較小的部位。對于圓形隧洞，常設(shè)在與中心鉛直線夾角45°處；對于城門洞形隧洞，為便于施工可設(shè)在頂拱、邊墻、底板交界附近。（4）灌漿隧洞灌漿分為：回填灌漿、固結(jié)灌漿?；靥罟酀{是為了充填襯砌與圍巖之間的空隙，使之結(jié)合緊密，共同受力，以發(fā)揮圍巖的彈性抗力作用，并減少滲漏。范圍：在頂拱中心角90°~120°以內(nèi)，孔距和排距2~6m。固結(jié)灌漿目的：加固圍巖，提高圍巖的整體性，減小圍巖壓力，保證圍巖的彈性抗力，減小滲漏。固結(jié)灌漿均勻分布于隧洞斷面周圍。（5）排水：設(shè)置排水可降低作用在襯砌上的外水壓力。11、消能設(shè)施、消能方式（1）挑流消能（2）底流消能（3）洞中突擴消能（4）洞內(nèi)旋流消能12、脈動壓力、空化與空蝕（1）脈動壓力：高流速的泄水道中，由于水流內(nèi)部的紊動特性，水流對襯砌表面作用有脈動壓力。脈動壓力可加大過流面上的瞬時作用力，其負(fù)峰值會降低瞬時壓強，促使水流發(fā)生空化，還會引起建筑物振動。（2）空化與空蝕：空化：在自然條件下，水體中含有許多很小的氣核，當(dāng)過壩水流中某點壓強降至飽和蒸汽壓強時，氣核迅速膨脹為小空泡，這種現(xiàn)象為空化。當(dāng)?shù)蛪簠^(qū)的空化水流流經(jīng)下游高壓區(qū)時，空泡遭受壓縮而潰滅，產(chǎn)生很高的局部沖擊力。空蝕：若空泡潰滅發(fā)生在靠近水壩面，局部沖擊大于材料的內(nèi)聚力時，可使壩面遭到破壞，這種現(xiàn)象稱空蝕。12、減蝕措施（1）做好體形設(shè)計（2）控制過流邊界的不平整度（3）人工摻氣、通氣（4）選用抗空蝕性能強的襯砌材料13、巖體初始應(yīng)力（地應(yīng)力、巖爆）洞室開挖前，巖體中的應(yīng)力稱為初始應(yīng)力或地應(yīng)力。初始應(yīng)力場：重力應(yīng)力場：以自重作用為主，構(gòu)造應(yīng)力場：以構(gòu)造運動為主。巖爆：在高地應(yīng)力區(qū)的脆硬完整巖體中，由于地殼構(gòu)造運動，積聚著大量彈性應(yīng)變能，形成很高的初始應(yīng)力。一旦開挖，出現(xiàn)自由邊界，切向應(yīng)力急劇增加，能量進(jìn)一步集中，在高應(yīng)力作用下，巖塊會產(chǎn)生突發(fā)性脆性破裂、飛散。伴隨著巨大的聲響，形成所謂高地應(yīng)力區(qū)地下工程開挖中的巖爆現(xiàn)象。措施：采用錨桿、噴混凝土等14、圍巖應(yīng)力集中巖體開挖洞室，破壞了洞室周圍巖體原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起圍巖應(yīng)力重分布，在洞室周邊及其附近出現(xiàn)應(yīng)力集中。15、圍巖穩(wěn)定分析圍巖穩(wěn)定分析內(nèi)容：1、結(jié)合地質(zhì)等，初步選擇洞室軸線與斷面；2、如圍巖應(yīng)力超過巖體彈性極限且圍巖又具有彈塑性特征，對圓形洞室求出無支護(hù)力時塑性區(qū)的半徑R，再按卡柯公式近似判斷是否失穩(wěn)。3、洞室周邊可能塌落的巖塊，按塊體平衡法進(jìn)行分析。4、現(xiàn)場測量。16、水工隧洞襯砌荷載（1）圍巖壓力（山巖壓力）：隧洞開挖后因圍巖變形或塌落作用在支護(hù)上的壓力。圍巖壓力主要有：鉛直圍巖壓力、側(cè)向圍巖壓力。（2）圍巖的彈性抗力：襯砌受力朝向圍巖變形，圍巖對襯砌呈現(xiàn)出的一種被動抗力。（3）內(nèi)水壓力及外水壓力：（4）襯砌自重（5）灌漿壓力：固結(jié)灌漿均勻分布于隧洞斷面周圍，固結(jié)灌漿壓力對襯砌的作用相當(dāng)于外水壓力。（6）溫度作用與地震作用17、圓形有壓隧洞的襯砌計算方法、思路基本原理：以內(nèi)水壓力為主要荷載，圍巖分為一、二類的圓形有壓洞。可采用彈性力學(xué)解析方法計算要點步驟：欲求襯砌在某種荷載組合下的內(nèi)力，只需分別計算出各種荷載單獨存在時襯砌的內(nèi)力，然后進(jìn)行疊加。（1）均勻內(nèi)水壓力作用下的內(nèi)力計算：按無限彈性介質(zhì)中厚壁圓管公式。（2）其他荷載作用下內(nèi)力計算：考慮彈性抗力、不考慮彈性抗力。18、無壓隧洞的襯砌計算方法、思路（1）頂拱襯砌計算：（2）城門洞形及馬蹄形襯砌計算：無壓隧洞：城門洞形封閉式整體襯砌，有側(cè)向圍巖壓力：馬蹄形斷面。19、新奧法和噴錨支護(hù)噴錨支護(hù)原理：噴錨支護(hù)能與圍巖緊貼，共同作用。為使圍堰在與支護(hù)共同變形中取得自身穩(wěn)定，并減小傳到支護(hù)上的壓力，要求支護(hù)既有一定的剛度，又有一定的柔性。噴錨支護(hù)：噴混凝土支護(hù)與錨桿支護(hù)的總稱。（1）新奧法施工：原理