水工建筑物考試問答題

（1）為什么要對壩體混凝土進行分區(qū)？答案：混凝土重力壩壩體各部位的工作條件及受力條件不同，對上述混凝土材料性能指標的要求也不同。為了滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費用，把安全與經(jīng)濟統(tǒng)一起來，通常將壩體混凝土按不同工作條件進行分區(qū)，選用不同的強度等級和性能指標。（2）什么叫土石壩的滲透變形？防止?jié)B透變形的工程措施有哪些？答案：由于土石壩壩身及地基中的滲流，在物理或化學的作用，導致土體顆粒流失，土壤發(fā)生局部破壞，稱為滲透變形。常用的工程措施包括：(a)采取水平或垂直防滲措施，以便盡可能地延長滲徑，達到降低滲透坡降的目的；(b)采取排水減壓措施，以降低壩體浸潤線和下游滲流出口處的滲透壓力。對可能發(fā)生管涌的部位，需設(shè)置反濾層，攔截可能被滲流帶走的細顆粒；對下游可能產(chǎn)生流土的部位，可以設(shè)置蓋重以增加土體抵抗?jié)B透變形的能力。(3)選擇樞紐方案時，一般需進行哪些項目的比較？答案：水利樞紐布置的任務(wù)是合理地確定樞紐中各組成建筑物之間的相互位置，即確定各建筑物之間在平面上和高程上的布置。由于影響樞紐布置的因素很多，因此在進行樞紐布置時應(yīng)深入研究當?shù)貤l件，全面考慮設(shè)計、施工、運用、管理及技術(shù)經(jīng)濟等問題。一般應(yīng)進行多方案的比較，在保證運用方便和安全可靠的前提下，力求做到節(jié)省工程量、便于施工、縮短工期，優(yōu)選技術(shù)經(jīng)濟效益最佳的方案。（4）水工隧洞的工作閘門和檢修閘門各有何工作特點？如何布置？答案：水工隧洞一般需要設(shè)置兩道閘門，一道是工作閘門，其作用是控制水流流量、封閉孔口，要求在動水中啟閉；另一道是檢修閘門，當檢修工作閘門或檢修隧洞時，用以擋水，在隧洞進口都要設(shè)置檢修閘門。當隧洞出口低于下游水位時，出口處也需要設(shè)置檢修門。無壓隧洞一般將閘門設(shè)置在隧洞進口處，有壓隧洞大多將閘門設(shè)置在出口處。另外，有些工程的泄洪洞將工作閘門布置在洞內(nèi)。檢修閘門一般布置在隧洞進口處，位于工作閘門的上游側(cè)。：（5）重力壩的抗滑穩(wěn)定分析方法有哪幾種?其各自的適用條件如何?答案：抗剪強度公式計算法和抗剪斷公式計算法?？辜魪姸确治龇ò褖误w與基巖間看成是一個接觸面，而不是膠結(jié)面，驗算其抗滑穩(wěn)定性，并滿足規(guī)范中關(guān)于抗滑穩(wěn)定安全度的要求。該方法適應(yīng)于中小型工程中的中、低壩的抗滑穩(wěn)定分析。當壩基內(nèi)不存在可能導致沿基礎(chǔ)巖石內(nèi)部滑動的軟弱結(jié)構(gòu)面時，應(yīng)按抗剪斷強度公式計算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。此方法認為，壩與基巖膠結(jié)良好，滑動面上的阻滑力包括抗剪斷摩擦力和抗剪斷凝聚力，并直接通過膠結(jié)面的抗剪斷試驗確定抗剪斷強度參數(shù)f′和C′。（6）揚壓力由哪幾部分組成?各是如何產(chǎn)生的?答案：揚壓力是由滲透水壓力和浮托力兩部分組成的。其中滲透水壓力由上、下游水位差產(chǎn)生，浮托力由下游水深產(chǎn)生。（7）簡述拱冠梁法的基本原理。答案：拱冠梁法的基本原理是將拱壩分為一系列的拱系統(tǒng)，只取拱冠處一根懸臂梁，根據(jù)各層拱圈與拱冠梁交點處徑向變位一致的條件求得拱梁荷載分配，且拱圈所分配到的徑向荷載從拱冠到拱端為均勻分布，認為拱冠梁兩側(cè)梁系的受力情況與拱冠梁一樣。（8）為什么要進行土壩滲流計算?有哪幾種計算方法?答案：土石壩滲流分析的目的是：定壩體浸潤線和下游逸出點位置，繪制壩體及地基內(nèi)的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖，為壩體穩(wěn)定核算、應(yīng)力應(yīng)變分析和排水設(shè)備的選擇提供依據(jù)；計算壩體和壩基滲流量，以便估算水庫的滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸；確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降，以判斷該處的滲透穩(wěn)定性；確定庫水位降落時上游壩殼內(nèi)自由水面的位置，估算由此產(chǎn)生的孔隙壓力，供上游壩坡穩(wěn)定分析之用。根據(jù)這些分析成果，對初步擬定的壩體斷面進行修改。土石壩滲流的分析方法主要有：流體力學法、水力學法、流網(wǎng)法、試驗法和數(shù)值解法。（9）水閘整體式平底板內(nèi)力計算有哪兩種方法?其優(yōu)、缺點是什么?答案：常用的計算方法有：倒置梁法和彈性地基梁法倒置梁法的優(yōu)點是計算簡便。其缺點是沒有考慮底板與地基變形的協(xié)調(diào)條件，假定底板垂直水流方向地基反力均勻分布是不符合實際的；支座反力與豎向荷載也不相符。彈性地基梁法考慮了地基反力和閘墩和底板上的不平衡剪力，計算模型更符合實際情況，計算結(jié)果更準確。（10）常見的水工隧洞按功用分有哪幾種？其作用如何？答案：水工隧洞可以分為發(fā)電引水隧洞、尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、施工導流隧洞、泄洪隧洞、排沙隧洞和放空隧洞。其各自的作用為：泄洪隧洞：配合溢洪道宣泄洪水，有時也可作為主要泄洪建筑物使用。發(fā)電引水隧洞：引水發(fā)電。尾水隧洞：引導水電站尾水進入原河道。灌溉和供水隧洞：為了灌溉、供水、航運等目的輸水。排沙隧洞：排放水庫泥沙，延長水庫使用年限，有利于水電站的正常運行。放空隧洞：放空水庫，用于戰(zhàn)備或檢修建筑物。施工導流隧洞：在水利樞紐施工期間用來施工導流。（11）溢流壩常用哪些消能方式?它們各適用于什么條件?答案：目前常用的消能方式有：底流式消能、挑流式消能、面流式消能及消力戽消能或聯(lián)合式消能(寬尾墩—挑流、寬尾墩—消力戽、寬尾墩—消力池等)。其中大多數(shù)巖基上的高壩泄水都采用挑流式消能，底流消能適用于中、低壩或基巖較軟弱的河道，消力戽適用于尾水較深(通常大于躍后水深)，變幅較小，無航運要求且下游河床和兩岸有一定抗沖能力的情況。聯(lián)合消能適用于泄洪量大、河床相對狹窄、下游地質(zhì)條件差的高、中壩或單一消能型式經(jīng)濟合理性差的情況。聯(lián)合消能應(yīng)經(jīng)水工模型試驗驗證。（12）重力壩地基處理時帷幕灌漿和固結(jié)灌漿各有何作用?答案：帷幕灌漿的作用是：降低壩底滲透壓力；防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機械或化學管涌；減少壩基和繞壩滲透流量。固結(jié)灌漿的作用是：提高基巖的整體性和強度，降低地基的透水性?，F(xiàn)場試驗表明：在節(jié)理裂隙較發(fā)育的基巖內(nèi)進行固結(jié)灌漿后，基巖的彈性模量可提高2倍甚至更多，在帷幕灌漿范圍內(nèi)先進行固結(jié)灌漿可提高帷幕灌漿的壓力。（13）水閘與河岸或堤、壩等連接時，須設(shè)置岸墻和翼墻(有時還有防滲刺墻)等連接建筑物，簡述其作用。答案：水閘與河岸或堤、壩等連接時，須設(shè)置岸墻和翼墻(有時還有防滲刺墻)等連接建筑物。其作用是：(a)擋兩側(cè)填土，保證岸土的穩(wěn)定及免遭過閘水流的沖刷；(b)當水閘過水時，引導水流平順入閘，并使出閘水流均勻擴散；(c)控制閘身兩側(cè)的滲流，防止土壤產(chǎn)生滲透變形；(d)在軟弱地基上設(shè)岸墻以減少兩岸地基沉降對閘室結(jié)構(gòu)的不利影響。兩岸連接建筑物約占水閘工程量的15%～40%，閘孔數(shù)愈少，所占的比例愈大。因此，水閘設(shè)計中，對兩岸連接建筑物的型式選擇與布置，應(yīng)予重視。（14）粘性土料和非粘性土料填筑標準的控制指標是什么？如何確定這些指標？答案：對不含礫或含少量礫的粘性土料，以干重度為設(shè)計指標，按擊實試驗最大干重度乘以壓實系數(shù)確定，并用壓實度來控制；對壩體的砂、砂礫、石料等同樣要求進行填筑壓實，但非粘性土的壓實特性與含水量關(guān)系不大，主要與粒徑級配和壓實功能有密切關(guān)系，常用相對緊密度控制。粘性土的控制指標：對Ⅰ、Ⅱ級壩和高壩，填土的壓實度應(yīng)不低于0.97～0.99；對Ⅲ級及其以下的壩（高壩除外）P應(yīng)不低于0.95～0.97。非粘性土的控制指標：要求達到密實狀態(tài)，相對緊密度不低于0.70～0.75。在地震情況下，浸潤線以上不低于0.7，浸潤線以下按設(shè)計烈度大小而定，一般不低于0.75～0.85。當非粘性土中粗粒含量小于50%時，應(yīng)保證細料(小于5mm的顆粒)的相對密實度滿足以上要求。1、結(jié)合重力壩的工作條件，分析其優(yōu)缺點答；1、重力壩壩體材料抗沖性能好，泄洪和施工導流問題容易解決；2、斷面形狀簡單，結(jié)構(gòu)作用明確，施工方便，安全可靠；3、適合于在各種氣候條件下修建，但在冬季，當溫度低于-3℃，混凝土中水會結(jié)冰，需采用加熱、保溫、防凍措施等；夏季當溫度高于30℃，需采用低熱水泥、低溫水、加冰屑、預冷骨料，摻外加劑延長初凝時間；4、對地基的要求比拱壩低，但比土石壩高，獨立的壩段適應(yīng)變形能力好；5、有豐富的建設(shè)，設(shè)計經(jīng)驗工作可靠，使用年限長；施工放樣、擴建，維護簡單。6、壩體工程較大，材料的強度不能充分發(fā)揮；7、水泥用量大，施工時，水化熱不易消散，易產(chǎn)生溫度裂縫，需設(shè)置溫度伸縮縫，采取溫度控制措施；8、受揚壓力影響大，揚壓力抵消了部分壩體的重量，對壩體的穩(wěn)定不利，需采取防滲排水措施。2、提高重力壩抗滑穩(wěn)定性有哪些措施？答；1、利用水重，將壩體上游面做成傾斜，利用水重增加向下的垂直力。2、采用有利的挖輪廓。3、壩基面向上游傾斜，對抗滑穩(wěn)定有利。4、基礎(chǔ)面開挖成鋸齒狀，局部傾向上游。5、在壩基面設(shè)置防滲排水設(shè)施，減少揚壓力。6、壩踵設(shè)置齒墻，當軟弱夾層埋藏較淺時，將壩踵附近出露的軟弱夾層開挖齒槽切斷，并回填混凝土處理，施工簡單，工程量不大，有利于壩基防滲。7、加固地基，提高壩基面及基巖的抗剪強度。8、采用預應(yīng)力錨固。9、對不穩(wěn)定壩段區(qū)，進行橫縫灌漿。4、重力壩為什么要分縫？需要分哪些縫？答案：在水工建筑物中，為適應(yīng)施工期和運行期的溫度變化、地基不均勻沉降、施工時混凝土的澆筑能力及散熱要求以及結(jié)構(gòu)布置要求等設(shè)置的接縫構(gòu)造。縫的類型按作用可分為溫度縫（又稱伸縮縫）、沉陷縫和施工縫，按使用期限可分為永久縫和臨時縫。溫度縫和沉陷縫多為永久縫，施工縫多為臨時縫5、重力壩對地基有哪些要求？重力壩地基處理的措施有哪些？答：1、重力壩地基應(yīng)具有足夠的抗壓和抗剪強度，以承受壩體的壓力2、應(yīng)具有良好的整體性和均勻性，以滿足壩基的抗滑穩(wěn)定要求和減少不均勻沉降3、應(yīng)具有足夠的抗?jié)B性和耐久性，以滿足滲透穩(wěn)定的要求和防止?jié)B滲水作用下的巖體變質(zhì)惡化。措施：壩基的開挖與清理②壩基的加固處理:固結(jié)灌漿;斷層破碎帶、軟弱夾層的處理③壩基的防滲與排水:帷幕灌漿、設(shè)排水孔1．為什么要對混凝土重力壩壩體混凝土進行分區(qū)?一般分為哪幾個區(qū)?答案：混凝土重力壩壩體各部位的工作條件及受力條件不同，對混凝土材料性能指標的要求也不同。為了滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費用，把安全與經(jīng)濟統(tǒng)一起來，通常將壩體混凝土按不同工作條件進行分區(qū)，選用不同的強度等級和性能指標。2．拱壩壩身泄水的方式有哪些?消能防沖的措施有哪些?答案：拱壩壩身泄水方式主要有自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、壩身泄水孔式等。自由跌落式：適用于基巖良好，泄量不大，壩體較薄的雙曲拱壩或小型拱壩。鼻坎挑流式：適用于壩體較高，單寬流量較大的情況。滑雪道式：適用于泄洪量大、壩體較薄的拱壩樞紐中。壩身泄水孔式：適用于壩體較高的雙曲薄拱壩。5．非常溢洪道的作用是什么?有哪幾種形式?哪種形式更可靠?答：在建筑物運行期間，可能出現(xiàn)超過設(shè)計標準的洪水，由于這種洪水出現(xiàn)機會極少，所以可用構(gòu)造簡單的非常溢洪道來宣泄。一旦發(fā)生超過設(shè)計標準的洪水，即啟用非常溢洪道泄洪，只要求能保證大壩安全，水庫不出現(xiàn)重大事故即可。非常溢洪道一般分漫流式、自潰式和爆破引潰式三種，其中爆破引潰式在安全從容條件下進行，一旦出現(xiàn)異常情況，可迅速破壩，壩體潰決有可靠保證1．我國水資源分布的特點是什么？我國水資源由于地理位置和地形等原因有以下幾個特點：①我國水資源總量豐富，但人均稀少：總量世界排行第六，人均占有量是世界人均占有量的1/4。水能資源總量位居世界第一。②水資源在時間、空間上分布不合理：大部分地區(qū)都有汛期和非汛期之分，汛期雨量大且集中。在空間上南部東南部很大，北部西北部極少。③與人口、耕地布局不相適應(yīng)：2．水利工程按所承擔的任務(wù)分為哪幾類？①防洪工程②農(nóng)田水利工程③水力發(fā)電工程④供水和排水工程⑤航道及港口工程⑥環(huán)境水利工程3．水工建筑物的特點？①工作條件復雜：水壓力浪壓力冰壓力地震動水壓力滲流高速水流等對建筑物的穩(wěn)定安全和耐久性影響較大。②受自然條件制約，施工條件復雜：施工需要導流，進度緊，工期長，施工技術(shù)復雜，受氣候影響大，排水施工難度大，交通運輸困難等③效益大，對環(huán)境影響也大對國民經(jīng)濟影響巨大：④失事后果嚴重。4．水工建筑物按用途分為哪幾類？①擋水建筑物②泄水建筑物③輸水建筑物④取水建筑物⑤整治建筑物⑥專門建筑物5．說明分等、分級的意義、對象、依據(jù)？分等分級的意義（或目的）：為貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟、技術(shù)政策，達到既安全又經(jīng)濟的目的。對象：分等對象是水利水電樞紐工程，分級的對象是水工建筑物。依據(jù)：分等的依據(jù)是按工程規(guī)模、效益及其在國民經(jīng)濟中的重要性進行分等，分級的依據(jù)是按水工建筑物所屬的工程等別、及其在樞紐中的最重性進行分級。1．簡述重力壩的特點。答：優(yōu)點：1、機構(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、泄洪問題容易解決；4、便于施工導流；5、施工方便。缺點：1、壩體剖面尺寸大，材料用量多2、材料的強度不能夠得到充分發(fā)揮3、壩底揚壓力大，對壩體穩(wěn)定不利4、砼體積大，易產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力

3．提高重力壩抗滑穩(wěn)定的工程措施有哪些？答：①利用水重來增加壩體自重：②采用有利的開挖輪廓線：③設(shè)置齒墻：④抽水措施：⑤加固地基：⑥橫縫灌漿：⑦預加應(yīng)力措施：4．用材料力學法計算重力壩應(yīng)力的主要假定是什么？答：①假定壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性體材料②視壩段為固接于壩基上的懸臂梁，不考慮地基變形對壩體應(yīng)力的影響，并認為各壩段獨立工作，橫縫不傳力。③假定壩體水平截面上的正應(yīng)力按直線分布，不考慮廊道等孔洞對壩體應(yīng)力的影響。5．溢流重力壩的泄水方式有哪些？各有什么特點？如何選擇？

答：溢壩重力壩泄水方式有①壩頂開敞溢流式；②孔口溢流式開敞溢流式泄方式有設(shè)閘門和不設(shè)閘門之分，兩者都具有結(jié)構(gòu)簡單，超泄能力大的特點。不設(shè)閘門時，又可自動泄洪，管理方便，適用于洪水流量小，淹沒損失不大的中小型水庫。孔口溢流式泄水方式有固定胸墻和活動胸墻之分，胸墻可以擋水，又可減少閘門高度，降低堰頂高程，孔口溢流式可以根據(jù)洪水預報提前放水，騰出較大的防洪庫容，提高水庫的調(diào)洪能力。6．有壓泄水孔和無壓泄水孔的閘門如何布置？答：①有壓泄水孔的工作閘門布置在出口處，孔內(nèi)始終保持滿水有壓狀態(tài)，檢修閘門或事故閘門布置在有壓泄水孔的進口處②無壓泄水孔的工作閘門布置在深孔的進口，使閘門后泄水道內(nèi)始終保持無壓明流，檢修閘門布置在進口壓力短管部分。7．通氣孔、平壓管的作用各是什么？答：通氣孔是向檢修門和工作門之間的泄水孔道內(nèi)充氣和排氣的通道平壓管是埋在壩體內(nèi)部，平衡檢修閘門兩側(cè)水壓以減少啟門力的輸水管道。9．壩內(nèi)廊道有哪些？各有什么作用？

答：壩內(nèi)廊道主要有：1、壩基灌漿廊道；2、檢查和壩體排水廊道壩基灌漿廊道主要作用是為保證灌漿質(zhì)量高灌漿壓力。檢查排水廊道是為了檢查、觀測和壩體排水方便。13．簡述重力壩壩基的防滲與排水措施。答：為了降低滲透水壓力，減少滲流量，可在重力壩的壩踵附近采用帷幕灌漿進行防滲。帷幕灌漿是在壩踵附沿壩軸線方向，打一排深孔，用高壓水泥漿或水泥粘土漿進行灌漿，從而形成一道阻止水滲透的屏障。排水措施：在防滲帷幕后設(shè)一道主排水孔，在壩體的下游設(shè)置輔助排水孔將壩基透過防滲帷幕的滲水集中起來，抽排到壩體外1、拱壩對地形和地質(zhì)條件的要求？答：拱壩對地形條件的要求是：左右岸對稱；岸坡平順突變；在平面上向下游收縮的峽谷段，壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承。地質(zhì)條件是：基巖均勻、堅固完整、有足夠的強度、透水性小和耐風化等。2、拱壩的特點有哪些？答：拱壩的特點：①穩(wěn)定特點。拱壩的穩(wěn)定主要依靠兩岸拱端的反力作用為持穩(wěn)定。對地形、地質(zhì)條件要求較高，對地基處理要求也高。②結(jié)構(gòu)特點?？拐鹦阅芎?，超載能力強，安全度高。能充分發(fā)揮混凝土的抗壓強度，體積小。③荷載特點。溫度荷載和地基變形對壩體應(yīng)力影響較大。3、拱壩按曲率和水平拱圈形式各分為哪些類型？答：按曲率分：單曲拱壩；雙曲拱壩按水平拱圈分：圓弧拱壩；多心拱壩；變曲率拱壩，包括橢圓拱壩、物線拱壩等。4、拱圈中心角如何確定？答：從經(jīng)濟和拱圈應(yīng)力的角度來分析，采用較大中心角比較有利，對于一定的河谷，一定的荷載，當應(yīng)力條件相同時，最經(jīng)濟的中心角為133°34′，但從壩肩穩(wěn)定來考慮，過大的中心角將使拱端內(nèi)弧面切線與巖面等高線的夾角減小，對拱座穩(wěn)定不利。實際工程中，一般拱頂中心采用90～110°，底拱中心在50～80°之間。5、為什么左右對稱的V形河谷最適宜發(fā)揮拱的作用？答：因為V形河谷靠近頂部雖然跨度較大但水壓強度小，因而厚度可較薄，在靠近底部水壓強度最大，但拱跨短，因而厚度仍可較薄，這樣整個壩體都可做得較薄，拱內(nèi)力主要是軸力，彎矩較小，因此可利用砼的抗壓能力大的特性將巨大的水平水壓力通過較薄的水平拱圈傳給兩岸山體。6、作用于拱壩的荷載主要有哪些？答：作用于拱壩的荷載主要有：靜水壓力，動水壓力，溫度荷載，自重，揚壓力，泥沙壓力，浪壓力，冰壓力和地震荷載等。7、拱壩為什么在稍低于年平均溫度時進行封拱？答：在稍低于年平均溫度時封拱，建成后有利于降低壩體拉應(yīng)力，避免頻繁出現(xiàn)溫升溫降對壩體的應(yīng)力以及壩肩穩(wěn)定造成不利影響。8、簡述溫度變化對拱壩內(nèi)力及壩肩穩(wěn)定的影響。答：當壩體溫度低于封拱溫度稱溫降，拱圈將縮短并向下游變位，由此產(chǎn)生彎矩，剪力及位移的方向都與庫水壓力作用下所產(chǎn)生的彎矩、剪力及位移的方向相同，對壩體應(yīng)力不利。當壩體溫度高于封拱溫度時稱溫升，將使拱端推力加大，對壩肩穩(wěn)定不利。9．拱壩壩肩穩(wěn)定分析目前常用什么方法？其基本假定是什么？答：拱壩壩肩穩(wěn)定分析目前常用的方法是：剛體極限平衡法其基本假定是：①將滑移體視為剛體，不考慮各部分間的相對位移②只考慮滑移體上力的平衡，不考慮力矩的平衡③忽略拱壩的內(nèi)力重分布的作用，認為作用在巖體上的力系為定值④達到極限平衡狀態(tài)時，滑裂面上剪力方向?qū)⑴c滑移的方向平行，指向相反，數(shù)值達到極限值。10．通過壩肩穩(wěn)定分析，如發(fā)現(xiàn)局部或整體穩(wěn)定性不能滿足要求時，可采取哪些工程措施？答：①加強地基處理，通過挖除某些不利的軟弱部位和加強固結(jié)灌漿等壩基處理措施來提高基巖抗剪強度。②加強壩肩巖體的帷幕灌漿及排水措施，減小巖體內(nèi)的滲透壓力；③將拱端向岸壁深挖嵌進，以擴大下游的抗滑巖體，也可避開不利的滑裂面。④改進拱圈設(shè)計，如采用三心圓拱或拋物線等，使拱推力盡可能轉(zhuǎn)向正交于安坡；⑤如壩基承載力較差，可采用局部擴大拱端厚度，增設(shè)重力墩等措施。11．拱壩壩身泄流方式有哪幾種？各自的優(yōu)缺點是什么？答：自由跌流式：單寬泄量小，落水點距壩趾較近鼻坎挑流式：落水點距壩趾較遠，泄流量大，但結(jié)構(gòu)復雜，施工困難?；┑朗剑郝渌c距壩趾較遠，落差大，挑距遠，泄量大，拱壩較薄。結(jié)構(gòu)復雜，施工困難壩身泄水孔式：壓力流，流速大，挑距遠，結(jié)構(gòu)復雜，施工困難。12．拱壩壩體為什么分縫？有幾種類型？接縫如何進行處理？答：拱壩壩體不設(shè)永久性橫縫，為便于施工期間混凝土散熱和降低收縮應(yīng)力，防止混凝土產(chǎn)生裂縫，需分段澆筑，各段之間應(yīng)設(shè)收縮縫，收縮縫有橫縫、縱縫。接縫應(yīng)預埋灌漿系統(tǒng)。2.1重力壩的工作特點是什么？基本剖面是何形狀？一般采用什么材料？答：重力壩的工作特點：①主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力滿足穩(wěn)定要求；②依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。基本剖面：三角形。材料：混凝土和漿砌石。2.6簡述深層抗滑穩(wěn)定的計算方法類型。答：深層抗滑穩(wěn)定計算方法類型分為：⑴分區(qū)計算法，含①剩余推力法；②被動抗力法；③等安全系數(shù)法⑵整體計算法。2.9簡述重力壩應(yīng)力分析的方法，掌握重力壩水平截面邊緣應(yīng)力的計算公式，邊緣主應(yīng)力面于何處？為何邊緣應(yīng)力是首先需計算的應(yīng)力？答：重力壩應(yīng)力分析的方法主要有：⑴模型試驗法；⑵材料力學法；⑶彈性理論的解析法；⑷彈性理論的差分法；⑸彈性理論的有限元法。邊緣最小主應(yīng)力為壩面，最大主應(yīng)力為垂直于壩面的剖面。因最大最小應(yīng)力均出現(xiàn)在壩面，所以需首先校核邊緣應(yīng)力。2.10除主要荷載以外，對壩體應(yīng)力的影響還有哪些因素？答：除主要荷載以外，對壩體應(yīng)力的影響還有如下影響：⑴地基變形模量對壩體應(yīng)力的影響⑵壩體混凝土分區(qū)對壩體應(yīng)力的影響⑶縱縫對壩體應(yīng)力的影響⑷分期施工對壩體應(yīng)力的影響⑸溫度變化及施工過程對壩體應(yīng)力的影響。2.11簡述壩體溫度變化的階段？何為水熱化溫升和溫度回降值？答：壩體溫度變化主要有溫度上升期、降溫期和穩(wěn)定期三個階段。水熱化溫升是指最高溫度與入倉溫度之差；溫度回降值是指最高溫度與年均氣溫之差。2.12施工期溫度引起的應(yīng)力主要有哪兩類？答⑴地基約束引起的應(yīng)力⑵內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力。2.13簡述溫度裂縫的類型和溫度控制的措施。答：溫度裂縫的類型主要有：①貫穿性裂縫：含橫向貫穿性裂縫、縱向貫穿性裂縫、水平向貫穿性裂縫。②表面裂縫溫度控制的措施主要有：①降低砼的入倉溫度Tj②降低砼的水熱化溫升Tr③加強砼表面的養(yǎng)護。2.14重力壩最小剖面如何確定？常用剖面形態(tài)有哪幾類？壩頂高程如何確定？答：重力壩最小剖面確定：根據(jù)自重、上游靜水壓力(庫水位與壩頂平,通常是校核洪水位)和揚壓力三項主荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強度要求的工程量最小的三角形。常用剖面形態(tài)：①上游面鉛直；②上游面上直下斜；③上游面斜向上游。壩頂高程取設(shè)計洪水位＋相應(yīng)壩頂超高與校核洪水位＋相應(yīng)壩頂超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心線距靜水面高度和安全加高三部分。2.15重力壩極限狀態(tài)設(shè)計分哪兩類？其驗算的主要內(nèi)容是什么？答：重力壩極限狀態(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)。其中承載能力極限狀態(tài)需驗算壩基面或深層抗滑穩(wěn)定和壩趾抗壓強度，正常使用極限狀態(tài)需驗算壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力。2.16掌握重力壩在水壓力,水重,揚壓力,自重荷載下的邊緣應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定驗算。2.17簡述重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置和抗震措施。答：重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置：①壩頂和斷面突變處易出現(xiàn)裂縫；②原有裂縫易擴展延伸；③孔口及廊道附近易開裂；④接縫止水易破壞。重力壩抗震措施：①作好地基處理，加強接觸面的結(jié)合；②加強施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護,防止出現(xiàn)早期裂縫；③重量、變形、剛度、幾何等突變部位設(shè)縫；④增加壩頂強度、剛度以及布筋；⑤孔口、廊道附近布筋；⑥壩后設(shè)置檢修橋。2.18簡述溢流重力壩的工作特點和類型。答：工作特點：將規(guī)劃庫容不能容納的洪水經(jīng)由壩頂泄向下游，以滿足防洪和大壩安全要求。類型：①開敞溢流式；②大孔口溢流式2.19簡述溢流重力壩的基本要求。答：①足夠的孔口尺寸,良好的孔形,較高的流量系數(shù)；②水流平順,不產(chǎn)生負壓和振動,避免發(fā)生空蝕；③保證下游河床不產(chǎn)生危及大壩安全的局部沖刷；④下泄水流不產(chǎn)生折沖水流等,不影響其他建筑正常運行；⑤有靈活控制下泄水流的設(shè)備。2.20溢流重力壩孔口設(shè)計的影響因素有哪些？簡述孔口形式類型及其特點。答：影響因素主要有①洪水設(shè)計標準；②下游防洪要求；③庫水位壅高限制；④洪水預報的準確度；⑤泄水方式；⑥地形、地質(zhì)條件?？卓谛问筋愋停孩匍_敞溢流式；②大孔口溢流式開敞溢流式的特點：①壩體不設(shè)胸墻，出流常為堰流；②孔口埋深淺，閘門水壓力較小，孔口尺寸可以較大，泄流量較大，超泄能力強；③可排泄冰凌和其他漂浮物；④閘門于壩頂，易檢修；⑤應(yīng)用較廣泛。大孔口溢流式的特點：①壩體上部設(shè)胸墻，出流常為孔口出流，但當水位低于胸墻時為堰流；②堰頂較低，需設(shè)工作閘門和檢修閘門；③超泄能力常比開敞溢流式小。2.21溢流重力壩通常設(shè)計成等同的奇數(shù)孔，為什么？答：采用相同閘孔詣在檢修閘門、啟閉設(shè)備等設(shè)施可共用，且泄流量相同可對稱泄流。采用奇數(shù)孔目的在于閘門對稱布置，可對稱泄流以減輕消能負擔，避免折沖水流等。2.22為什么說單寬流量是溢流重力壩設(shè)計中很主要的控制性指標？答：因為①單寬流量是確定溢流壩的凈寬和堰頂高程的主要參數(shù)；②單寬流量是影響消能工設(shè)計的關(guān)鍵因素；③單寬流量是影響壩下沖刷的主要因素。2.23簡述孔口尺寸設(shè)計應(yīng)考慮的因素。掌握兩種孔口形式過流量的計算公式。答：孔口尺寸設(shè)計應(yīng)考慮的主要因素：①泄洪要求：泄流單寬流量是關(guān)鍵因素；②閘門和起閉機械：閘門承載能力和起閉能力等；③樞紐布置：樞紐中其他建筑的布置是否寬松；④下游水流、地質(zhì)條件：下游水的深度、巖石硬度等；⑤下游消能工的性能：消能工消能效果等。2.24為何閘墩上游端需做成圓弧形或流線型？溢流壩設(shè)置邊墻的作用是什么？答：閘墩上游端需做成圓弧形或流線型是為了進口水流平順、減少水流側(cè)收縮，溢流壩設(shè)置邊墻的作用是起閘墩和分隔作用。2.25簡述空化和空蝕的概念，流速大于多少時就可能發(fā)生空蝕？什么是引起溢流面發(fā)生空蝕的主要原因？空化數(shù)大于初生空化數(shù)時會發(fā)生空蝕現(xiàn)象嗎？答：空化：當高速水流在某點的壓力低于飽和蒸汽壓強時，水體中固有的小氣核迅速膨脹而成小空泡，這種現(xiàn)象稱為空化?？瘴g：當空氣泡進行高壓區(qū)受壓而潰滅,因潰滅時間短暫,產(chǎn)生很高的局部沖擊力，當壩面沖擊力大于材料凝聚力時，壩面遭到破壞，這種現(xiàn)象稱為空蝕。流速大于15m/s時就可能發(fā)生空蝕。壩面不平整是引起溢流面發(fā)生空蝕的主要原因?？栈瘮?shù)大于初生空化數(shù)時不會發(fā)生空蝕現(xiàn)象。2.26

摻氣雖然可減少空蝕，但也存在什么不利之處？答：摻氣雖然存在①減少空蝕；②射流摻氣消耗大量能量而有利于消能工等益處。但也存在①增加水深從而加大工程投資；②形成霧化區(qū)等的不利之處。2.27

水流脈動對溢流壩有什么害處？答：①增大建筑物的瞬時荷載；②脈動周期性引起的振動可能對輕質(zhì)建筑造成振動；③增加空蝕破壞的可能性。2.28

溢流面體形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲線？答：溢流面體形由頂部曲線段、中間直線段、反弧段組成。上游第一段一般采用復合圓弧或橢圓曲線。2.29

消能工的原理是什么?能量轉(zhuǎn)換的途徑有哪些?輔助消能工主要有哪幾種?答：能工的原理：通過水躍等局部水力現(xiàn)象，將水流動能轉(zhuǎn)換為熱能。能量轉(zhuǎn)換的途徑：①水流內(nèi)部的紊動、摻混、剪切和旋滾等；②水股的擴散及水股間的碰撞；③水流與固體間的劇烈摩擦和撞擊；④水流與氣體間的摩擦和摻混。輔助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾檻等。2.30詳述泄水重力壩消能工的主要形式和原理？答：泄水重力壩消能工的主要形式：①底流消能；②挑流消能；③面流消能；④消力戽消能。底流消能的原理：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫埽虎谥饕克S產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強烈紊動、剪切和摻混消能。挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口處設(shè)置的挑流鼻坎，將急流挑向空中，再落入離建筑物較遠的下游河道。主要靠急流沿固體邊界摩擦而耗能，射流在空中與空氣摩擦、摻氣和擴散等耗能，射流落入尾水中淹沒紊動擴散耗能。面流消能的原理：利用鼻坎將急流挑至水面，在主流下面形成旋滾而消能。消力戽消能的原理：急流進入潛在水下的戽內(nèi)發(fā)生旋滾，經(jīng)大量消能后由鼻坎挑向下游水面。2.31

簡述底流消能的特點及其與下游水流的銜接形式、形成消力池的主要措施。答：底流消能的特點：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫?；②主要靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強烈紊動、剪切和摻混消能；③流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好；④對地質(zhì)和尾水條件要求低，適應(yīng)性強；⑤產(chǎn)生的霧化??；⑥方量大，投資高。底流消能與下游水流有①臨界水躍；②遠驅(qū)水躍；③淹沒水躍等三種銜接形式。形成消力池的主要措施：①護坦尾修筑消力坎；②降低護坦高程；③降低護坦和修筑消力坎。2.32

護坦的主要作用是什么？穩(wěn)定驗算主要驗算其什么內(nèi)容？答：護坦的主要作用是防護河床免受高速水流的沖刷，穩(wěn)定校核內(nèi)容是滿足抗浮穩(wěn)定要求。3.33

挑流消能工的主要設(shè)計內(nèi)容有哪些？答：主要設(shè)計內(nèi)容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半徑、反弧挑角、挑距、沖刷坑深度。2.34

折沖水流是如何形成的？答：溢流壩僅占河床一部分，出口水流于主流兩側(cè)形成回流，如兩側(cè)回流強度、大小不一致時，易將主流壓向一側(cè)，形成折沖水流。2.35

簡述壩身泄水孔的作用和特點及其分類。答：壩身泄水孔的作用：①預泄庫水，增強調(diào)蓄能力；②放空檢修；③排沙減淤；④調(diào)節(jié)下泄流量以滿足通航、灌溉需要；⑤施工導流。壩身泄水孔的特點：①孔口全部淹沒，隨時可放水；②孔內(nèi)流速高，易發(fā)生負壓、空蝕、振動等；③檢修困難；④閘門承壓大，啟閉力較大；⑤門體結(jié)構(gòu)、止水、啟閉設(shè)備復雜，造價高。2.36

壩身泄水孔進口通常用什么曲線？為何需設(shè)平壓管和通氣孔？答：壩身泄水孔進口通常用長軸與孔軸平行的橢圓曲線。設(shè)置平壓管的目的：將平壓管設(shè)置在檢修閘門和工作閘門之間，用以在檢修閘門提起前沖水平壓，減小啟門力。設(shè)置通氣孔的目的：進口工作閘門提起后，后面的空氣被水流帶走而形成負壓，需于工作閘門后設(shè)通氣管充氣。2.37

重力壩地基處理的作用是什么？它主要包括哪些內(nèi)容？答：重力壩地基處理的作用：①防滲；②提高巖基的強度和整體性。主要內(nèi)容：①壩基的開挖和清理；②壩基的固結(jié)灌漿；③帷幕灌漿；④壩基排水；⑤斷層、軟弱夾層、溶洞等不良地質(zhì)的處理。2.38壩基固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的目的是什么？灌漿一般布置何處？答：固結(jié)灌漿的目的：增強基巖的整體性和強度，降低地基的透水性。固結(jié)灌漿的布置位置：①應(yīng)力較大的壩踵和壩趾；②裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。帷幕灌漿的目的：降低壩底滲透壓力,防止壩基產(chǎn)生管涌,減少壩基滲流量。2.39

壩基排水主要采用什么措施？其目的是什么？答：基排水主要措施：于帷幕稍下游設(shè)置排水孔幕。目的在于進一步降低揚壓力2.40

陡、緩傾角順流方向斷層通常采用什么措施處理？橫流方向斷層又如何？答：緩傾角順流走向斷層：淺者清除，深者形成頂賽、斜塞、水平塞骨架陡傾角順流走向斷層：頂部設(shè)砼塞緩傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免陡傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免，無法避免則加大砼塞。2.41

壩基軟弱夾層有何害處？一般采用什么方法處理？答：弱夾層的影響：軟弱夾層較薄，遇水易泥化、軟化，使壩基抗剪強度降低，影響壩體抗滑穩(wěn)定性。處理方法：①對于淺埋夾層采用明挖換基，即挖去夾層回填砼的方法；②對于埋深較淺的深埋夾層可采用壩踵做砼深齒墻以切斷夾層的方法；③對于埋深較深的深埋夾層可采用于夾層做砼塞、壩趾后設(shè)深齒墻、壩趾下游巖體埋設(shè)預應(yīng)力錨索等措施。2.42

水工混凝土一般應(yīng)滿足哪些性能的要求？其材料組成有哪幾種？答：滿足的性能：強度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、抗裂等性能。采用組成：水泥、摻合劑、外加劑、粗骨料、細骨料、水。2.43

混凝土重力壩為何要分區(qū)？分縫的類型和目的是什么？答：分區(qū)的目的：壩體各部位的工作條件不同，對砼各種性能要求各不同，為了節(jié)約和合理利用水泥，常將壩體砼分區(qū)，各區(qū)可采用不同標號的砼。分縫有以下類型：⑴橫縫，含永久性橫縫和臨時性橫縫。分橫縫的目的：橫縫將壩體分成若干獨立工作的壩段，可減少溫度應(yīng)力、適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求。⑵縱縫，含鉛直縱縫、斜縫和錯縫。設(shè)縱縫的目的：適應(yīng)砼的澆筑能力；減少施工期的溫度應(yīng)力。⑶水平施工縫。水平施工縫的目的：適應(yīng)砼的澆筑能力；減少施工期的溫度應(yīng)力。2.44

重力壩為何需設(shè)廊道系統(tǒng)？答：為了滿足灌漿、排水、觀測、檢查、交通等要求，需在壩體內(nèi)布置各種不同作用的廊道，且相互連通，形成廊道系統(tǒng)。2.45

何為碾壓混凝土重力壩？與常態(tài)混凝土相比它有何優(yōu)點？答：碾壓砼是采用自卸汽車或皮帶輸送機將超干硬性砼運到倉面，以推土機平倉，振動碾壓實的筑壩新方法，是將土石壩施工的碾壓技術(shù)應(yīng)用到砼重力壩的一種筑壩方法。采用碾壓砼修筑的重力壩稱為碾壓混凝土重力壩。碾壓混凝土與常態(tài)混凝土相比的優(yōu)點：①工程程序簡單，施工速度快；②膠凝材料用量少；③水熱化溫升大大降低，簡化了溫度控制程序；④不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和接縫灌漿的費用；⑤可使用大型通用機械設(shè)備，提高砼的運輸和澆筑工效；⑥降低工程造價。2.46簡述漿砌石重力壩的優(yōu)缺點，其防滲設(shè)施有哪些？答：漿砌石重力壩的優(yōu)點：①就地取材，節(jié)約水泥；②水熱化溫升低，可不進行溫度控制、不設(shè)縱縫、壩段長；③節(jié)省模板，減少腳手架，模料用量少，減少了施工干擾；④施工技術(shù)容易掌握,施工安排靈活,缺少施工機械時可人工砌筑。漿砌石重力壩的缺點：①人工砌筑的質(zhì)量易不均；②石料的修整和砌筑難以機械化，需大量人力；③砌體防滲性能差，需專設(shè)防滲設(shè)施；④工期長。防滲設(shè)施主要有：①砼防滲面板或防滲墻；②水泥砂漿勾縫的漿砌石防滲層；③鋼絲網(wǎng)水泥噴漿護面2.47

漿砌石重力壩主要有哪些材料？答：漿砌石重力壩的材料主要有石料和膠結(jié)材料，其中石料有塊石、粗料石、細料石等，膠結(jié)材料有水泥砂漿和小石子砂漿(細骨料砼)等。為了充分利用砼的抗壓強度，將實體重力壩橫縫下部擴寬成為空腔的重力壩，稱為寬縫重力壩。2.48

何為寬縫重力壩？并簡述其優(yōu)缺點?答：寬縫重力壩的優(yōu)點：①滲透壓力顯著降低，作用面積也減?。虎趬误w砼方量較實體壩少10～20％；③增加了壩體的側(cè)向散熱，加快了散熱進程；④便于觀測、檢查和維修。寬縫重力壩的缺點：①立模較復雜，且模板用量增加；②分期導流不便；③在嚴寒地區(qū)，寬縫需采取保溫措施。2.49

何為空腹重力壩？并簡述其優(yōu)缺點?答：空腹重力壩：壩體內(nèi)沿壩軸線方向設(shè)有較大空腔的重力壩?？崭怪亓蔚膬?yōu)點：①空腔壩基不設(shè)地板,可減少揚壓力,砼用量減少20％左右；②減少壩基開挖量；③壩體前后腿嵌入巖體,增強穩(wěn)定；④前后腿應(yīng)力分布均勻,壩踵壓應(yīng)力較大；⑤便于砼散熱；⑥壩體施工可不設(shè)縱縫；⑦便于檢測和檢修；⑧空腔可布置電站廠房?？崭怪亓蔚娜秉c：①施工復雜；②鋼筋用量大；③如空腔內(nèi)布置廠房,施工干擾大。2.50何為支墩壩？并簡述其結(jié)構(gòu)形式?答：支墩壩：由一系列支墩和擋水面板組成的重力壩。支墩壩的結(jié)構(gòu)形式：①大頭壩：支墩上游端兩側(cè)擴大,形成懸臂大頭,大頭間緊貼擋水。②連拱壩：由一系列緊連的拱筒擋水,并與支墩連成整體。③平板壩：由平面板簡支在支墩上擋水。2.51

簡述大頭壩的頭部和支墩形式。答：⑴大頭壩的支墩形式：①開敞式單支墩；②封閉式單支墩；③開敞式雙支墩；④封閉式雙支墩。⑵單支墩大頭壩的頭部形式：①平頭式；②圓弧式；③折線式。⑶雙支墩大頭壩的頭部形式：一般采用折線式3.1

簡述拱壩的特點，其要求的理想地形和理想地質(zhì)是什么？答：拱壩的特點⑴拱壩是固結(jié)于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)；⑵壩體結(jié)構(gòu)具有拱和梁雙重作用；⑶壩體穩(wěn)定主要依靠兩岸拱座,其次依靠自重；⑷拱為軸向受力,應(yīng)力分布均勻,材料強度得到充分發(fā)揮；⑸拱和梁具有自行調(diào)整應(yīng)力分布的功能；⑹壩肩巖體的穩(wěn)定性是影響拱壩安全的主要因素；⑺溫度作用為一主要荷載；⑻既可壩頂溢流，也可壩身孔口泄流；⑼施工質(zhì)量、材料強度、防滲等要求嚴格。理想地形：①兩岸對稱，岸坡平順無突變，逐漸收縮的峽谷段；②壩體兩側(cè)具有足夠的巖體支撐。理想地質(zhì)：①基巖比較均勻、堅固完整、強度足夠；②基巖能抵抗水的侵蝕、耐風化；③岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂。3.2

在V形和U形河谷修建拱壩有何差異？答：V形河谷：最易發(fā)揮拱作用，底部水壓力大，但拱跨短，拱較薄。U形河谷：底部水壓力大，但拱跨長，拱作用顯著降低，拱較厚。3.3

拱圈厚度與中心角的關(guān)系是什么？答：中心角越大，拱圈厚度越薄。3.4

詳述拱壩的形式？答：拱壩主要有單曲拱和雙曲拱兩種形式。對于單曲拱：①對于上下相差不大的矩形河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差不大,可用定圓心、定外弧半徑、變內(nèi)弧半徑的以增加厚度的拱形。②對于上寬下窄的河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差較大,可用定外弧圓心和半徑、變內(nèi)弧圓心和半徑以增加厚度。③上游面鉛直，僅水平面曲線，稱單曲拱。其特點是施工簡便，上游面鉛直有利于布置泄、排水設(shè)施的控制設(shè)備。對于雙曲拱：①對于V形河谷，如仍采用單曲拱會使底部中心角過小而加大拱厚,為使上下中心角差異不大，可將下部的內(nèi)外弧半徑逐漸減?。虎趬误w在水平面和鉛直面均成曲線，成雙曲線。其特點是①適應(yīng)河谷廣；②梁具有拱的作用③水壓應(yīng)力與自重應(yīng)力相反；④水壓位移與梁位移趨勢相反。3.5

溫度荷載對拱壩有何影響？溫升溫降對壩體應(yīng)力影響有何差異？答：壓和溫度變化引起的總變位中，溫度變位占1/3~1/2，溫度作用為主要荷載之一。溫降對壩體應(yīng)力不利：溫降時，軸線收縮，壩體下移，產(chǎn)生的彎矩和剪力與水壓作用相同，與軸力相反。溫升使拱端推力加大，對壩肩巖體穩(wěn)定不利：溫升時，軸線伸長，壩體上移，產(chǎn)生的彎矩和剪力與水壓作用相反，與軸力相同。3.6

拱壩的合理體形應(yīng)滿足什么條件？壩體尺寸應(yīng)包括哪些內(nèi)容？答：拱壩的合理體形滿足的條件：①滿足樞紐布置、運用和施工的要求；②壩體材料強度得到充分發(fā)揮,不出現(xiàn)不利的應(yīng)力狀態(tài)；③保證壩肩巖體穩(wěn)定；④工程量最省、造價最低。壩體尺寸包括的內(nèi)容：①拱圈的平面形式；②各層拱圈軸線的半徑和圓心角；③拱冠梁上下游壩面的形式；④拱冠梁各高程的厚度。3.7

雙曲拱上游面曲線通常需要確定哪些參數(shù)？答：①凸點位置：最凸向上游點距壩頂?shù)母叨龋虎谕苟龋和裹c與壩軸線間的水平距離與壩高的比值；③最大倒懸度：凸點與上游壩底點之間的水平距離與垂直距離的比值。3.8

最合理拱圈形式應(yīng)滿足什么條件？現(xiàn)有拱圈有哪些形式？答：最合理的拱圈形式：壓力線接近拱軸線，應(yīng)為變曲率、變厚度和扁平的?，F(xiàn)有拱圈形式①圓拱；②三心拱；③雙心拱；④拋物線拱；⑤橢圓拱；⑥對數(shù)螺旋線拱3.9

拱與拱端面為何要盡量做成全徑向接觸？壩面倒懸會在什么期間在何面出現(xiàn)拉應(yīng)力？答：拱端與拱座面應(yīng)盡量做成全徑向，使推力垂直拱端面。倒懸易使另側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力。3.10

拱壩應(yīng)力分析有哪些方法？簡述拱梁分載法的原理。答：應(yīng)力分析方法共有五種⑴純拱法；⑵拱梁分載法；⑶有限元法；⑷殼體理論計算方法；⑸結(jié)構(gòu)模型試驗。拱梁分載法的原理：①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)，荷載由梁系和拱系分擔，荷載分配由變位一致來確定；②算法是首先將總荷載試分配到梁、拱，按各自的方法算各自的變位，如變位一致則分配正確，否則調(diào)整直到一致。3.11

純拱法只計算幾個內(nèi)力？拱梁分載法需考慮幾個內(nèi)力？一般采用哪幾向位移的調(diào)整？答：用純拱法只能計算三個內(nèi)力，而分載法需考慮12個內(nèi)力，有些內(nèi)力可忽略，主要有六個內(nèi)力，拱圈三個，懸臂梁三個。拱梁分載法中六個變位不易調(diào)整，略去影響微小的和合并非獨立的，一般只需調(diào)整三個主要變位來進行荷載分配，即徑向變位、切向變位、扭轉(zhuǎn)變位。3.12

拱壩破壞的主要形式有哪兩種？答：⑴壩肩巖體發(fā)生滑動破壞，為主要形式；⑵壩肩巖體變形量過大，引起壩體的不利應(yīng)力。3.13

拱壩穩(wěn)定分析主要有哪些方法？簡述剛體極限平衡法的假定條件和可能滑動面的形式和位置。答：拱壩穩(wěn)定分析主要有剛體極限平衡法、有限元法、地質(zhì)力學模型試驗三種方法。剛體極限平衡法的假定條件：①滑移體為剛體；②僅考慮滑移體力的平衡,不考慮力矩平衡；③忽略拱壩的內(nèi)力重分布，受力為定值；④達到極限平衡時,滑裂面剪力與滑移方向平行,方向相反。可能滑動面的形式和位置：①單獨的陡傾角結(jié)構(gòu)面F1和緩傾角結(jié)構(gòu)面F2組合；②成組的陡傾角和成組的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；③混合組合：由單獨的陡傾角和成組的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；或由成組的陡傾角和單獨的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；④多剛體組合：結(jié)構(gòu)復雜的結(jié)構(gòu)面將滑移體分割成多塊剛體。3.14

詳述拱壩壩身泄水的方式。答：壩身泄水方式有：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、壩身泄水孔四種。自由跌流式：壩頂自由跌流；適用于較薄的雙曲或小型拱壩,基巖良好、單寬流量?。恍柙O(shè)防護措施，因為落水距壩較近。鼻坎挑流式：溢流堰頂曲線末端設(shè)反弧挑流鼻坎，以使落水點距壩較遠；鼻坎常有連續(xù)坎，有時也采用差動坎?；┑朗剑阂缌髅嬗梢缌鲏雾敽团c壩體輪廓以外的泄槽(滑雪道)連接而成，槽尾設(shè)鼻坎挑流，滑雪道地板可在廠房頂、可專設(shè)支承；適用于泄洪量大、較薄的拱壩壩身泄水孔：在水面以下一定深度的壩體內(nèi)設(shè)置中孔或底孔泄流；壩體半高以上為中孔,主要用于泄洪；壩體下部為底孔,多用于放空,輔助泄洪、排沙和導流。3.15

簡述拱壩消能的形式和防沖措施。答：拱壩消能主要有：跌流消能、挑流消能、底流消能。跌流消能水流從表孔直接跌落下游,利用下游水墊消能，落點距壩太近，需采取防沖措。鼻坎挑流、滑雪道、壩身泄水孔等多采用各種型式的鼻坎挑流消能，泄流具有向心集中的特點，可利用泄流對沖消能。對于重力拱壩，泄水孔下彎，可采用底流消能。防沖措施：一般在下游需設(shè)護坦、護坡、二道壩等防沖措施。3.16

拱壩的管孔主要有哪些類型？答：主要含壩身泄水孔、水輪機進水孔、灌溉和供水等引水孔。3.17

簡述拱壩墊座和周邊縫的作用。答：①周邊縫使梁的剛度和作用減弱，拱的作用加強；②周邊縫減小壩體傳至墊座的彎矩，可減小上游壩面的拉應(yīng)力；③墊座加大了與基巖的接觸面，改善地基的受力狀態(tài)；④墊座可減少不規(guī)則和軟弱面對壩體的影響；⑤壩體開裂不影響基礎(chǔ)，基礎(chǔ)開裂不影響壩體；⑥墊座對壩體起地震緩沖作用。3.18

簡述拱壩設(shè)置重力墩的目的。答：①對于不規(guī)則河谷，用重力墩減小寬高比，避免岸坡大量開挖。②重力墩是拱壩壩端的人工支座；③用重力墩連接拱壩與其它壩段或溢洪道。3.19

拱壩的地基處理主要包含哪些內(nèi)容？答：壩基開挖、固結(jié)和接縫灌漿、防滲帷幕、壩基排水、不良地質(zhì)處理等。4.1

何為土石壩？其能廣泛應(yīng)用的原因何在？答：土石壩：土石壩是指由土、石料等當?shù)夭牧辖?jīng)碾壓建成的大壩。土石壩廣泛應(yīng)用的原因：①可以就地、就近取材，大量節(jié)約三材和材料運輸費；②能適應(yīng)各種地形、地質(zhì)及氣候條件；③可充分利用大容量、多功能、高效率施工機械；④計算方法、試驗手段的發(fā)展為土石壩設(shè)計提供了安全保障；⑤高邊坡、地下工程及溢流防沖等配套設(shè)施的發(fā)展解決了土石壩的難題。4.2

簡述土石壩設(shè)計的基本要求。答：⑴具有足夠的斷面維持壩坡的穩(wěn)定⑵設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流⑶選擇與現(xiàn)場適應(yīng)的良好土石種類及配置和壩型結(jié)構(gòu)⑷泄洪建筑物具有足夠的泄洪能力⑸采取使大壩運用可靠和耐久的構(gòu)造措施4.3

詳述土石壩的分類情況。答：主要按壩高、施工方法、土料配置和防滲材料三種方式分：㈠按壩高分⑴低壩：壩高<30m；⑵中壩：壩高=30～70m；⑶高壩：壩高>70m。㈡按施工方法分⑴碾壓式土石壩；⑵沖填式土石壩；⑶水中填土壩；⑷定向爆破堆石壩㈢按土料配置和防滲體材料分，將碾壓土石壩分為⑴均質(zhì)壩：穩(wěn)定和防滲均采用一種土料⑵土質(zhì)心墻壩：由不透水土料中央防滲體和透水土料壩殼組成⑶土質(zhì)斜墻壩：由不透水土料防滲體和下游透水土料支撐體組成⑷多種土質(zhì)壩：由多種土料組成⑸人工材料心墻壩：以瀝青砼、砼等為心墻的壩⑹人工材料面板壩：由瀝青砼、砼、塑料薄膜等為防滲面板的土石壩4.4

通常選用的土石壩壩坡坡度是多少？答：⑴中低均質(zhì)壩：平均坡度1:3；⑵土質(zhì)心墻壩：下游1:1.5~1:2.5，上游1:1.7~1:2.7（壩殼堆石）下游1:2~1:3，上游1:2.5~1:3.5（壩殼土料）⑶人工材料面板壩：上游1:1.4～1:1.7,下游1:1.3~1:1.6(可隨堆料優(yōu)劣適當變化)⑷人工材料心墻壩：可參照人工材料面板壩選用4.5

土石壩滲流分析的主要內(nèi)容包括哪三項？分析的目的是什么？答：分析的主要內(nèi)容：⑴確定浸潤線的位置；⑵計算滲流流速和比降；⑶確定滲流流量。分析的目的：⑴依據(jù)滲流力確定穩(wěn)定的壩體型式和尺寸；⑵作為壩體防滲布置和土料布置的依據(jù)；⑶確定滲流量以估計水流損失和確定排水系統(tǒng)的容量。4.6

簡述土石壩滲流的特性。答：主要有以下特性：①均為無壓流，有浸潤線存在；②大多為穩(wěn)定滲流，偶有非穩(wěn)定滲流；③土質(zhì)壩體滲透通常遵循達西定律；礫石、卵石有一定偏差；④均質(zhì)土壩滲透系數(shù)各向同性，非均質(zhì)壩需考慮各向異性；⑤寬谷河段土石壩滲流場接近二維，峽谷河段則為三維滲流場；4.7

掌握二維滲流控制方程各變量的含義，掌握水力學分析法矩形斷面單寬流量和浸潤線的計算公式。答：中的H為水頭，kx為x方向的滲透系數(shù)，ky為y方向的滲透系數(shù)。4.8簡述土石壩滲流分析中流網(wǎng)法流網(wǎng)繪制的基本特性。答：①等勢線與流線相互正交；②流網(wǎng)各個網(wǎng)格的長寬比保持為常數(shù)；③上、下游壩坡面為等勢線，其差為總水頭；④壩下不透水層為一流線；⑤浸潤線均為一流線，且水頭等于其位置水頭；⑥下游壩面逸出段與浸潤線一樣，水位為其位置水頭；⑦兩種土4.9

詳述滲透變形的類型和危害。答：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(nèi)部管涌的顆粒移動只發(fā)生在壩體內(nèi)部，外部管涌可將土粒帶出壩外，管涌僅發(fā)生在無粘性土。②流土：滲流作用下，粘土和均勻無粘性土被浮動的現(xiàn)象。常見于滲流在壩下游逸出。③接觸沖刷：在粗、細土粒交界面上，細顆粒被滲流沖動的現(xiàn)象。④剝離：粘性土與粗粒土接觸面上，滲流使粗顆粒脫離整體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。多發(fā)生在粘性土與反濾層的交界面上。⑤化學管涌：土體中的鹽類被滲流水溶解而帶走的現(xiàn)象。4.10

簡述土石壩滲透變形防護的措施。答：滲透變形的危害主要表現(xiàn)為：導致壩體沉降、壩坡塌陷或形成集中的滲流通道等，危及大壩安全。①防滲結(jié)構(gòu)：控制滲流，減小逸出坡降和滲流量，為第一道防線；②過渡區(qū)：實現(xiàn)防滲體與壩殼體可靠連接，防止剛度突變和滲流變形；③反濾層：實現(xiàn)壩體、壩基與排水的良好連接,濾土排水,防止管涌和流土；④排水孔：進一步降低地下水位，減小滲流力，排水為第二道防線。4.11

管涌和流土的防護標準主要取決于什么？答：管涌的防護標準：取決于顆粒組成和滲流坡降流土的防護標準：取決于粗、細層的粒徑組合4.12

掌握總應(yīng)力和有效應(yīng)力的關(guān)系。4.13

土石壩穩(wěn)定分析的計算工況有哪幾種？答：①施工期；②穩(wěn)定滲流期；③庫水位降落期；4.14土石壩穩(wěn)定分析的方法有哪幾種？各種分析方法的安全系數(shù)是否一樣？答：析方法有瑞典圓弧法和簡化的畢肖普法兩種。簡化的畢肖普法的安全系數(shù)需在瑞典圓弧法安全系數(shù)的基礎(chǔ)上提高5～10％。4.15

何為固結(jié)？常用的固結(jié)理論有哪些？答：固結(jié)：壩在施工和蓄水過程中荷載和應(yīng)力不斷發(fā)生變化，土體中的孔隙水壓力和骨架應(yīng)力也不斷發(fā)生變化，當超過穩(wěn)定滲流的孔隙水壓力逐步消散，外載壓力相應(yīng)傳到土骨架上使之發(fā)生壓縮變形直到穩(wěn)定，這一過程稱為固結(jié)。4.16土石高壩應(yīng)力和變形特性分析常用什么方法？可分析什么內(nèi)容？答：常用固結(jié)理論：太沙基和比奧飽和土固結(jié)理論。常用計算方法：增量有限元法?？煞治龅膬?nèi)容：⑴壩體塑流區(qū)、拉應(yīng)力區(qū)的范圍；⑵裂縫發(fā)生的可能性部位；⑶防滲體出現(xiàn)水力劈列的可能性及部位；⑷防護工程措施后的效果。4.17

石壩填筑料的一般要求是什么？壩殼料的基本要求是什么？答：土石壩填筑料的一般要求：⑴具有與使用目的相適應(yīng)的工程性質(zhì)：防滲料具有足夠的防滲性能，壩殼料具有較高的強度，反濾、過渡料等具有良好排水性能⑵土石料的工程性質(zhì)在長時期內(nèi)保持穩(wěn)定：不風化，不浸蝕等⑶具有良好的壓實性能：防滲體可降到最優(yōu)含水量，無影響壓實的超徑材料，壓實后承載力高，施工機械可正常運行。壩殼料的基本要求：⑴保持壩體的穩(wěn)定，故需要較高的強度；⑵壩體水位下的筑料需良好的排水性能；如砂、礫石、卵石、漂石、碎石等。4.18

防滲體土料選擇應(yīng)考慮哪些特性？答：⑴防滲性；⑵抗剪強度；⑶壓縮性；⑷抗?jié)B穩(wěn)定性；⑸含水量；⑹顆粒級配；⑺膨脹量和體縮值；⑻可溶鹽、有機質(zhì)含量。4.19“任意料”應(yīng)放在什么位置？質(zhì)量好壞的料應(yīng)放置什么位置？答：“任意料區(qū)”布置在干燥和貼近心墻區(qū)，其外包圍排水過渡區(qū)。質(zhì)量差、粒度小的放內(nèi)側(cè)；質(zhì)量高、粒度大放外側(cè)。4.20

反濾、過渡和排水材料的主要要求是什么？答：⑴質(zhì)地致密堅硬；⑵具有高度抗水性和抗風化能力。4.21

簡述壩體排水和反濾的作用。答：排水的作用：①控制和引導滲流；②降低浸潤線；③加速孔隙水壓力消散；④保護下游壩坡免遭凍脹破壞。反濾層的作用：①防護滲流出口；②防止壩體和壩基發(fā)生管涌、流土等滲透變形。4.22

詳述壩體排水的形式及其優(yōu)缺點。答：⑴棱體排水(濾水壩址)：設(shè)置在壩趾的堆石棱體。優(yōu)點是可降低浸潤線，防止壩坡凍脹，保護壩腳不受淘刷，增加壩體穩(wěn)定；缺點是石料用量大，費用高，與壩體施工有干擾，檢修困難。⑵貼坡排水(表面排水)：堆石或砌石直接鋪放在下游壩坡表面。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，用料少，施工方便，易于檢修；缺點是不能降低浸潤線，易冰凍而失效。常用于下游無水的中小型均質(zhì)壩和浸潤線較低的中壩。⑶壩內(nèi)排水：排水體設(shè)置在壩體內(nèi)部。又分褥墊排水、網(wǎng)狀排水、豎直排水體和水平排水層。優(yōu)點是下游無水時可降低浸潤線，加速軟基固結(jié)；缺點是不均勻沉陷適用性差，易斷裂，難以檢修。⑷綜合式排水：由棱體排水、貼坡排水、壩內(nèi)排水等兩種或兩種以上的排水措施組合而成。具有以上各項排水的優(yōu)點。4.23簡述反濾層的類型，其顆粒大小隨水流方向的變化如何？答：反濾層分類：①Ⅰ型反濾：位于被保護土的下方，滲流自上而下，需承受自重和滲透壓力。②Ⅱ型反濾：位于被保護土的上方，滲流自下而上，自重與滲透壓力相反。反濾層一般鋪設(shè)1～3層級配均勻且耐風化的砂、礫、卵石或碎石，每層粒徑隨滲流方向而增大。4.24

簡述土石壩裂縫類型和成因。答：⑴縱縫：因壩殼與心墻、或多種土質(zhì)壩固結(jié)速度的差異形成拉應(yīng)力而裂縫⑵橫縫：因岸坡陡峻或岸坡突變而致⑶內(nèi)縫：因壩基與壩體的不均勻沉降而致4.25

砂礫石地基處理的主要問題和措施是什么？各措施的主要作用是什么？答：砂礫石地基處理的主要問題是：滲流控制。主要措施：①垂直防滲設(shè)施；②上游水平防滲鋪蓋；③下游排水設(shè)施垂直防滲設(shè)施的目的在于完全阻斷透水層；防滲鋪蓋的目的在于延長滲徑，減小滲流比降到容許范圍；下游排水設(shè)施的目的在于防排結(jié)合，控制滲流，降低浸潤線。4.26

土石壩體與砼建筑物的連接形式有哪幾種？答：主要有插入式和翼墻式兩種型式。插入式連接是從砼壩與土石壩的連接部位開始，砼壩的斷面逐漸減小，最后成剛性插入土石壩的心墻內(nèi)，適用于低壩。翼墻式連接是在結(jié)合部作成砼擋墻并向上下游延伸成翼墻，適用于與船閘、砼溢流壩等建筑物的連接。4.27

何為堆石壩？目前主要是什么堆石壩？答：堆石壩以堆石體作為支撐，以土、砼、瀝青砼等作為防滲體的一種壩型。目前主要鋼筋混凝土面板堆石壩，簡稱面板壩。4.28

面板壩的堆石體由有那四個分區(qū)？防滲體系由哪些構(gòu)成？答：面板壩的堆石體分為墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)等四個區(qū)。防滲體系由面板、址板、灌漿帷幕、周邊縫、接縫止水等構(gòu)成。5.1岸邊溢洪道的型式有哪幾類？哪一類應(yīng)用最廣？答：⑴正槽式；⑵側(cè)槽式；⑶豎井式；⑷虹吸式。其中正槽式應(yīng)用最廣泛。5.2

何為正槽溢洪道？其組成部分有哪些？答：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⑴進水段；⑵控制段；⑶泄槽；⑷消能段；⑸尾水渠等五部分組成。

5.3

引水渠與控制連接段常是何形狀？引水渠有何要求？答：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：⑴水流平順、均勻；⑵水頭損失小，增加泄水能力；⑶渠道不沖不淤；⑷減少開挖工程量。5.4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？答：控制段的組成：⑴溢流堰：關(guān)鍵部位，控制了溢洪道的過水能力；⑵兩側(cè)連接建筑。溢流堰的形式：⑴按橫斷面形狀及尺寸分為薄壁堰、寬頂堰、實用堰；⑵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；⑶按堰軸線與來水方向相對關(guān)系分為正交堰、斜堰、側(cè)堰。最常用的堰型是寬頂堰和實用堰。5.5迷宮堰為折線型堰，是為了獲得什么？答：為了獲得較長的溢流前沿。5.6

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(yīng)為什么坡？答：主要水力特征：①底坡陡，故為急流；②流速高，故會產(chǎn)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。5.7

泄槽中產(chǎn)生沖擊波的危害是什么？收縮段為何宜采用直線收縮？答：沖擊波的危害：①使水流沿橫剖面分布不均勻，從而增加邊墻高度；②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(zhuǎn)角比弧線收縮的值小，從而沖擊波高較小。5.8

泄槽彎曲段設(shè)計的主要問題在于什么？有哪兩類設(shè)計方法？答：彎曲段設(shè)計的主要問題在于：(a)使斷面內(nèi)流量分布均勻；(b)消除或抑制沖擊波。有施加側(cè)向力法(渠道超高法、彎曲導流墻法)和干擾處理法(彎曲線區(qū)法、螺旋線過渡區(qū)、斜檻法)兩種設(shè)計方法。5.9

抗空蝕的主要措施有哪些？簡述摻氣裝置的組成和類型。答：抗空蝕的措施：摻氣減蝕、優(yōu)化體形、控制溢流面的平整度、采用抗空蝕材料摻氣裝置的組成：①摻氣空間：低挑坎、跌坎等；②通氣系統(tǒng)：為摻氣空間補氣。摻氣空間的形式：①摻氣槽式；②挑坎式；③跌坎式；④挑、跌聯(lián)合式；⑤挑坎與摻氣槽聯(lián)合式；⑥跌坎與摻氣槽聯(lián)合式；⑦突擴式和分流墩式。5.10

挑流消能中挑坎承受的主要荷載有哪些？答：主要有水流離心力、水重、揚壓力、脈動壓力、混凝土自重等5.11

簡述側(cè)槽溢洪道的布置特點和水流特點，其設(shè)計要求有哪些？答：⑴布置特點：側(cè)槽溢洪道由溢流壩、側(cè)槽、泄水道、出口消能等組成。水流經(jīng)溢流堰泄入與堰大致平行的側(cè)槽后，于槽內(nèi)再轉(zhuǎn)向90°經(jīng)泄槽或泄水隧洞流向下游(側(cè)向進水、縱向泄流)。⑵水流特點：①側(cè)槽內(nèi)形成橫向旋滾；②側(cè)槽內(nèi)流量沿程增加，旋滾沿程強度不斷變化；③側(cè)槽內(nèi)水流紊動和撞擊強烈，水面極不穩(wěn)定。⑶設(shè)計要求：①泄流量沿側(cè)槽均勻增加；②槽底應(yīng)有一定的坡度。③水流應(yīng)處于緩流狀態(tài)。④側(cè)槽中的水面高程要保證溢流壩為自由出流。5.12

簡述井式溢洪道的布置特點和水流特點。答：⑴布置特點：由溢流喇叭口、漸變段、豎井、彎段、泄水隧洞、出口消能等組成。水流經(jīng)溢流喇叭口溢流進入漸變段、豎井，最后泄水隧洞流向下游。⑵水流特點：①超泄能力弱，水位升高到一定時候形成孔流；②易產(chǎn)生振動和空蝕；泄流量較小時，水流連續(xù)性遭到破壞，水流不穩(wěn)。原理：利用大氣壓強產(chǎn)生的虹吸作用。組成：⑴斷面變化的進口段；⑵虹吸管；⑶具有自動加速發(fā)生和停止虹吸作用的輔助設(shè)備；⑷泄槽及下游消能設(shè)施。5.13

簡述虹吸式溢洪道的原理和組成部分。答：原理：利用大氣壓強產(chǎn)生的虹吸作用。組成：⑴斷面變化的進口段；⑵虹吸管；⑶具有自動加速發(fā)生和停止虹吸作用的輔助設(shè)備；⑷泄槽及下游消能設(shè)施。5.14

為何要設(shè)置非常溢洪道？

答：因為⑴設(shè)計洪水本身有一定限制，實際中有可能存在超過設(shè)計頻率的洪水；⑵設(shè)計洪水調(diào)查資料經(jīng)過處理后得到，歷史上也許還有更大的洪水；⑶人類對生態(tài)環(huán)境的破壞，改變了流域匯流條件，洪水更集中，峰值更大。6.1

詳述水工隧洞的類型和功能。答：主要類型：(1)按功能分：泄洪、引水輸水、灌溉供水、放空排沙、施工導流等隧洞。(2)按流態(tài)分：有壓隧洞、無壓隧洞。(3)按襯砌方式分：不襯砌隧洞，噴錨、混凝土襯砌或鋼筋混凝土襯砌隧洞等。(4)按流速大小分：高速隧洞（>16m/s）,低速隧洞(<16m/s)。主要功能：(1)泄洪：配合溢洪道宣泄洪水，有時也作為主要泄洪建筑物。(2)引水：引水發(fā)電、灌溉等，為供水和航運等輸水。(3)排沙：排放水庫泥沙，延長水庫使用壽命，有利于電站等的正常運行。(4)放空水庫：用于人防和檢修水工建筑物。(5)施工導流：用于水利樞紐施工期導流。6.2簡述水工隧洞的水力特點。答：一般表現(xiàn)為深泄水孔。具體為①泄水能力與水頭的1/2成正比，超泄能力較表孔弱；②進口位置低，能預泄；③承受的水頭較高，流速大，易引起空化、空蝕；④水流脈動會引起閘門等振動；⑤出口單寬流量大，能量集中會造成下游沖刷。6.3簡述水工隧洞的組成及其各部分的作用。答：⑴進口段：用以控制水流，含攔污柵、進水喇叭口、閘門室、漸變段；⑵洞身段：用以輸送水流；⑶出口段：用以連接消能設(shè)施，無壓隧洞僅設(shè)門框，有壓隧洞含漸變段和工作閘門室。6.4

水工隧洞的洞線為何力求短直？答：洞線在平面上應(yīng)力求短直，目的在于可減少工程量、方便施工、減少水頭損失。6.5

有壓隧洞和無壓隧洞工作閘門布置位置有何不同？答：無壓洞常布置在進口，有壓洞常布置在出口。6.6

泄洪洞與導流洞合一布置常采用什么形式？泄洪洞與發(fā)電洞合一布置的形式有哪幾種？答：泄洪洞與導流洞合一布置常采用“龍?zhí)ь^”式。泄洪洞與發(fā)電洞合一布置的形式有：①主洞(干洞)泄洪、支洞(岔洞)發(fā)電；②支洞(岔洞)泄洪、主洞(干洞)發(fā)電。6.7

詳述水工隧洞的進水口形式及其優(yōu)缺點。答：進水口形式主要有①豎井式；②塔式；③岸塔式；④斜坡式。豎井式在進口附近開挖豎井，井底設(shè)閘門，井頂設(shè)啟閉設(shè)備及操縱室；其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，不受風浪和冰的影響，抗震和穩(wěn)定性好，地形條件適宜時，工程量較小；缺點是豎井開挖較困難，豎井前的洞段檢修不便；適用條件是地質(zhì)條件好，地形適宜。塔式獨立于隧洞首部而不依靠巖坡的封閉式塔或框架式塔，塔底設(shè)閘門，操縱室多設(shè)在塔頂，水平截面多為矩形；其優(yōu)點是對取水用的封閉塔,可在不同高程設(shè)置取水口,取用上層溫度較高的清水；缺點是受風浪、地震、冰的影響大，穩(wěn)定性相對較差，需工作橋與庫岸相連；適用于岸坡巖石較差，岸坡低緩，覆蓋層較厚的情況。岸塔式是靠在開挖后洞臉巖坡上直立或傾斜的進水塔；其優(yōu)點是穩(wěn)定性比塔式好，施工、安裝比較方便，無須接岸橋梁；缺點是受風浪、冰、地震有一定影響；適用于岸坡較陡、巖石比較堅固穩(wěn)定的情況。斜坡式是在較為完整的巖坡上進行平整開挖、護砌而成的一種進水口，閘門和攔污柵的軌道直接安裝在斜坡護砌上；其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，施工、安裝方便，穩(wěn)定性好，工程量??；缺點是因閘槽傾斜，閘門面積加大，關(guān)門時不易靠自重下降；適用于巖坡完整，地形適宜，斜坡的護砌上可直接安裝軌道的情況。6.8

簡述水工隧洞進水口的組成部分和要求。答：組成部分：①進水喇叭口；②閘門室；③通氣孔；④平壓管；⑤漸變段。要求：①體形與孔口水流的形態(tài)相適應(yīng)，使水流平順通過，不致脫壁；②避免產(chǎn)生不利的負壓和空蝕破壞；③減少局部水頭損失，以提高泄流能力。6.9

無壓隧洞洞身斷面形式主要有哪些？有壓隧洞洞身斷面為何常采用圓形？答：無壓隧洞洞身斷面形式：⑴城門洞形(圓拱直墻形)；⑵馬蹄形；⑶圓形。有壓隧洞洞身斷面常采用圓形是因為圓形是最大水力斷面，并且圓形水流條件和受力條件均有利。6.10

簡述有壓隧洞和無壓隧洞水力計算的內(nèi)容和方法。答：有壓隧洞的計算內(nèi)容：①泄流能力；②沿程壓坡線。無壓隧洞的計算內(nèi)容：①泄流能力；②洞內(nèi)水面線；③高速時需研究摻氣、沖擊波、空蝕問題。計算方法：①泄流能力均按管流計算；②沿程壓坡線或洞內(nèi)水面線按能量方程分段推求。6.11

簡述隧洞襯砌的功用和類型。答：襯砌的功用：①阻止圍巖變形的發(fā)展，保證圍巖穩(wěn)定；②承受圍巖壓力、內(nèi)水壓力及其它荷載；③防止?jié)B漏；④保護巖石免受水流、空氣、溫度、干濕變化等的沖蝕破壞作用；⑤減小隧洞的表面糙率等。襯砌的類型：①平整襯砌，主要是護面和抹平襯砌；②單層襯砌，整個洞身均采用一種措施襯砌；③組合式襯砌，內(nèi)層和外層，頂拱和邊墻等采用砼或鋼筋砼、鋼板、鋼筋網(wǎng)噴漿等不同方法襯砌。6.12

簡述襯砌灌漿的類型、目的和先后。答：襯砌灌漿的類型：①回填灌漿；②固結(jié)灌漿?；靥罟酀{的目的是為了充填襯砌與圍巖之間的空隙，使之緊密結(jié)合，共同工作，改善傳力條件和減少滲漏；固結(jié)灌漿的目的是加固圍巖,提高圍巖整體性,減小圍巖壓力，保證巖石的彈性抗力，減小滲漏。固結(jié)灌漿在回填灌漿7～14天后進行，并與回填灌漿孔錯開布置。6.13

水工隧洞的主要消能方式有哪幾種？應(yīng)用情況如何？答：主要消能方式有：⑴挑流消能：應(yīng)用最廣，適用于出口高程高于或接近于下游水位，且地形、地質(zhì)條件允許的情況；⑵底流消能：應(yīng)用次廣，適用于出口高程低于下游水位的情況；⑶洞內(nèi)突擴消能：新型消能方式，適用于洞內(nèi)流速很高,可防止空蝕和泥沙磨損。6.14

巖體初始應(yīng)力主要由哪兩部分組成？哪部分巖體屬圍巖？體初始應(yīng)力主要由自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力組成。洞室開挖后產(chǎn)生應(yīng)力重分布的這部分巖體叫圍巖6.15

簡述隧洞襯砌計算的方法和荷載，圍巖壓力有哪幾種計算方法？答：隧洞襯砌計算的主要方法：一類是將圍巖與襯砌分開，按文克爾假定考慮圍巖的彈性抗力，襯砌上承受各項有關(guān)荷載，然后按超靜定結(jié)構(gòu)解算襯砌內(nèi)力；二類是將圍巖與襯砌視為整體，主要是有限元法。隧洞襯砌計算的主要荷載：①圍巖壓力(山巖壓力)；②內(nèi)水壓力；③外水壓力；④襯砌自重；⑤灌漿壓力；⑥溫度荷載；⑦地震力。③圍巖壓力的計算方法：①塌落拱法(松散介質(zhì)理論)；②圍巖壓力系數(shù)法；③彈塑性理論法。6.16

何為圍巖的彈性抗力？有壓隧洞內(nèi)水壓力含哪兩部分？答：圍巖的彈性抗力：當襯砌承受荷載向圍巖方向變形時，將受到圍巖的抵抗，這個被動的抵抗力叫圍巖的彈性抗力。有壓隧洞中的內(nèi)水壓力含均勻內(nèi)水壓力和非均勻無水頭滿水壓力兩部分。6.17

有壓隧洞襯砌為何要分段計算及設(shè)計？答：因為：隧洞沿線的地質(zhì)條件及計算參數(shù)常變化，內(nèi)、外水壓力同樣也有變化，要使襯砌安全和經(jīng)濟，應(yīng)根據(jù)變化情況將隧洞沿軸線分成若干段落，分段進行設(shè)計。6.18

簡述噴錨支護的定義和類型。答：噴錨支護是噴混凝土、設(shè)置錨桿或聯(lián)合使用噴混凝土與錨桿支護的總稱。類型主要有：①噴混凝土支護②錨桿支護③噴混凝土+錨桿支護④噴混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)支護。7.1

詳述水閘的分類。答：⑴按承擔的任務(wù)分：主要分為節(jié)制、進水、分洪、排水、擋潮、沖沙閘6種。①節(jié)制閘：攔河或建在渠首，用于攔洪、調(diào)節(jié)水位以滿足上游引水或航運的需要，控制下泄流量，保證下游河道安全或根據(jù)需要調(diào)節(jié)放水流量。②進水閘：建在河道、水庫或湖泊岸邊，用來控制引水流量，以滿足灌溉、發(fā)電或供水的需要，又稱取水閘或渠首閘。③分洪閘：建于河道一側(cè)，用來將超過現(xiàn)有安全的洪水量泄入分洪區(qū)或分洪道。④排水閘：建于江河沿岸，用于排除內(nèi)河或低洼地區(qū)的漬水。具有雙向擋水的作用，可引、擋外河水，也可排、擋內(nèi)河水。⑤擋潮閘：建于入海河口，漲潮關(guān)閉以防海水倒灌；退潮開啟泄水。具有雙向擋水的特點。⑥沖沙閘：建在進水閘一側(cè)、攔河閘并排等，用于排除閘前或壩前淤積的泥沙，延長水庫等的使用壽命。⑵按結(jié)構(gòu)形式分：開敞式、胸墻式、涵洞式等①開敞式水閘：對有泄洪、過木、排冰或其他漂浮物要求的水閘，如節(jié)制閘、分洪閘等大多采用。②胸墻式水閘：一般用于上游水位變幅較大、水閘凈寬又為低水位過閘流量所控制、在高水位時仍需用閘門控制流量的水閘，如進水閘、排水閘、擋潮閘等多用該形式。③涵洞式水閘：多用于穿堤取水或排水。⑶按過流量大小分：大型(Q>1000m3/s)、中型(Q=100～1000m3/s)、小型(Q<100m3/s)。7.2

詳述水閘的組成部分。答：閘由閘室、上游連接段、下游連接段3部分組成。其中閘室為水閘的主體，含閘門、閘墩、邊墩(岸墻)、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(chǔ)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(diào)流、減速、防沖等。7.3

簡述水閘設(shè)計的內(nèi)容。答：⑴閘址選擇；⑵孔口形式和尺寸設(shè)計；⑶防滲、排水設(shè)計；⑷消能、防沖設(shè)計；⑸穩(wěn)定性計算；⑹沉降校核和地基處理；⑺兩岸連接建筑的型式和尺寸設(shè)計；⑻結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4

簡述寬頂堰和低實用堰的優(yōu)缺點。答：寬頂堰的優(yōu)點：泄流能力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，有利于泄洪、沖沙、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(chǎn)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。7.5

掌握堰流和孔口出流流量的計算公式。7.6

簡述水閘通常發(fā)生滲流的位置和危害。答：通常發(fā)生滲流的位置：①閘基；②邊墩背水一側(cè)；③翼墻背水一側(cè)。滲流的危害：⑴降低閘室的抗滑穩(wěn)定及邊墩和翼墻的側(cè)向穩(wěn)定性；⑵可能引起閘基的滲透變形，甚至破壞；⑶損失水量；⑷使閘基的可溶性物質(zhì)加速溶解。7.7

何為地下輪廓線和防滲長度？答：地下輪廓線：上游鋪蓋、板樁、底板等防滲設(shè)施與地基的接觸線，為滲流的第一根流線。防滲長度：地下輪廓線的長度。7.8

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？答：主要有⑴流網(wǎng)法；⑵改進的阻力系數(shù)法；⑶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(chǔ)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。7.9

水閘排水一般布置在什么位置？答：水閘排水一般鋪設(shè)在護坦、漿砌石海漫及閘底板下面，起導滲作用。7.10

簡述過閘水流的特點及形成原因、危害。答：過閘水流的特點：閘下易形成波狀水躍和折沖水流。⑴波狀水躍的形成原因：落差小時Fr偏低，在1.0<Fr<1.7，不能形成強烈旋滾，消能差，易形成波狀水躍；危害：①消能效果差，出流沖刷能力較強；②出流為急流，單寬流量局部增大，加劇對河床、河岸的沖刷。⑵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：①左沖右撞淘刷河床和岸坡；②影響樞紐的正常運行。7.11閘下底流消能時水躍的淹沒度一般選擇多少？為什么？答：般選擇1.05～1.10。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。7.12

海漫的作用是什么？答：⑴防沖：防止水流出消力池后的剩余能量對下游的沖刷；⑵順流：調(diào)整水流均勻擴散，使流速分布逐漸調(diào)整到天然狀態(tài)。7.13

簡述水閘底板的類型。答：⑴按過閘形式分：水平底板和低實用堰底板⑵按與閘墩的連接形式分：整體式底板和分離式底板⑶按結(jié)構(gòu)形式分：實體底板和箱式底板。7.14

水閘底板分縫有哪兩類？水閘胸墻有哪兩種形式？