水工建筑物基礎(chǔ)知識(shí)

1、山東水利王琨智水工建筑物基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)名詞解釋?zhuān)篴ij：J號(hào)單位荷載對(duì)i點(diǎn)的徑向線(xiàn)變位。安全儲(chǔ)備：（R-S）>0其中：R-結(jié)構(gòu)抗力；S-作用效應(yīng)。不平衡剪力：脫離體兩側(cè)的剪力的差值。側(cè)槽式溢洪道：側(cè)槽式溢洪道是岸邊溢洪道的一種型式，溢流堰設(shè)在泄槽一側(cè)，沿等高線(xiàn)布置，水流從溢流堰泄入與軸線(xiàn)大致平行的側(cè)槽后，流向作90。轉(zhuǎn)彎，再經(jīng)泄槽或隧洞流入下游。彈性抗力：當(dāng)襯砌承受荷載向圍巖方向變形時(shí)將受到圍巖的抵抗，把這個(gè)抵抗力稱(chēng)為彈性抗力。彈性抗力：當(dāng)襯砌受到某些主動(dòng)力的作用而向圍巖方向變位時(shí)，會(huì)受到圍巖的限制而產(chǎn)生反作用力。是一種被動(dòng)力，能協(xié)助襯砌分擔(dān)外荷載，是有利的。低水頭水工建筑物：一般指水頭不超

2、過(guò)30m的水工建筑物，主要有水閘、低壩、橡膠壩、船閘等，多數(shù)建在軟基上，也有建在巖基上的。地下輪廓線(xiàn)：水閘閘基不透水的鋪蓋，板樁及底板等與地基的接觸線(xiàn)，即閘基滲流的第一根流線(xiàn)，稱(chēng)為水閘的地下輪廊線(xiàn)。反濾層：反濾層一般由13層級(jí)配均勻，耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大。反濾的作用是濾土排水，防止土工建筑物在滲流逸出處遭受管涌、流土等滲透變形的破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。防滲長(zhǎng)度：把不透水的鋪蓋、板樁和底板與地基的接觸線(xiàn)，是閘基滲流的第一根流線(xiàn)，稱(chēng)為地下輪廓線(xiàn)，其長(zhǎng)度稱(chēng)為防滲長(zhǎng)度。拱冠梁：貫穿各層拱圈頂點(diǎn)的懸臂梁。拱效應(yīng)：在心墻壩中，非粘性土壩殼沉降速度快，較早達(dá)到穩(wěn)

3、定，而粘土心墻由于固結(jié)速度慢，還在繼續(xù)沉降，壩殼通過(guò)與心墻接觸面上的摩擦力作用阻止心墻沉降，這就是壩殼對(duì)心墻的拱效應(yīng)。拱效應(yīng)使心墻中的鉛直應(yīng)力減小，甚至由壓變拉，從而使心墻產(chǎn)生水平裂縫。固結(jié)灌漿：采用淺孔低壓灌注水泥漿對(duì)壩基加固處理的辦法。管涌：壩體和壩基土體中部分顆粒被滲流水帶走的現(xiàn)象，是土壩滲流變形的一種形式。海漫：是水閘緊接護(hù)坦之后，還要繼續(xù)采取的防沖加固措施，其作用是進(jìn)一步消減水流的剩余能量，保護(hù)護(hù)坦和減小對(duì)其下游河床的沖刷。回填灌漿：是為了充填圍巖與襯砌之間的空隙，使之緊密結(jié)合，共同工作，改善傳力條件和減少滲漏?；靥罟酀{的范圍一般在頂拱中心角90120。以?xún)?nèi)。基底壓力：作用在閘室上的

4、各種荷載，通過(guò)底板傳給地基，在地基表面產(chǎn)生的壓力節(jié)制閘：橫跨河流或渠道修建以控制閘前水位與過(guò)閘流量的水閘。浸潤(rùn)線(xiàn)：滲流在土壩壩體內(nèi)的自由水面與垂直壩軸線(xiàn)剖面的交線(xiàn)?？煽慷龋航Y(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率?？栈核髟谇嫔闲羞M(jìn)，由于離心力的作用，或水流受不平整表面的影響，在貼近邊界處產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)水體中的壓強(qiáng)小至飽和蒸汽壓強(qiáng)時(shí)，便產(chǎn)生空化。空蝕：當(dāng)空化水流運(yùn)動(dòng)到壓力較高處，由于汽泡潰滅，伴隨著聲響和巨大的沖擊作用，當(dāng)這種作用力超過(guò)結(jié)構(gòu)表面材料顆料的內(nèi)聚力時(shí)，便產(chǎn)生剝離狀的破壞，這種破壞現(xiàn)象稱(chēng)為空蝕。寬縫重力壩：為了充分利用混凝土的抗壓強(qiáng)度，將實(shí)體重力壩橫縫的中下部拓寬成具有

5、空腔的重力壩。流土：在滲流作用下，粘性土及均勻無(wú)粘性土被掀起浮動(dòng)的現(xiàn)象。流土常見(jiàn)于滲流從壩下游逸出處。平壓管：隧洞構(gòu)造中，為減小檢修門(mén)的啟門(mén)力而設(shè)置在隧洞壁內(nèi)的繞過(guò)檢修門(mén)槽的通水管道。滲透變形：土石壩及地基在滲流過(guò)程中，由于物理和化學(xué)作用導(dǎo)致土體顆粒流失，造成土壤局部破壞的現(xiàn)象。輸水建筑物：為灌溉發(fā)電和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物，如引水隧洞、涵洞、渠道、渡槽等。雙曲拱壩：不僅在水平截面呈弓形，而且在鉛直截面也呈弓形的拱壩。水工建筑物：為滿(mǎn)足防洪、發(fā)電、灌溉、供水等方面的效益需要在河流適宜河段修建的用來(lái)控制和支配水流的不同類(lèi)型建筑物。水工隧洞：在地基內(nèi)開(kāi)挖而成，四周被圍巖包圍起來(lái)的水

6、工建筑物。水利工程：指對(duì)自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到興利除害的目的而修建的工程。水利樞紐：由幾個(gè)作用不同的水工建筑物所組成的綜合體稱(chēng)為水利樞紐。水閘：是調(diào)節(jié)水位、控制流量的低水頭水工建筑物，主要依靠閘門(mén)控制水流，具有擋水和泄（引）水的雙重功能，在防洪、治澇、灌溉、供水、航運(yùn)、發(fā)電等方面應(yīng)用十分廣泛。水閘：是一種利用閘門(mén)擋水和泄水的低水頭水工建筑物，多建于河道、渠系及水庫(kù)、湖泊岸邊。一般由閘室、上游連接段和下游連接段三部分組成。通氣孔：當(dāng)隧洞工作閘門(mén)布置在進(jìn)口，提閘泄水時(shí)，門(mén)后的空氣被水帶走，形成負(fù)壓，需在工作閘門(mén)后設(shè)通氣孔補(bǔ)氣。（當(dāng)平壓管在向兩道閘門(mén)間充水時(shí)，需在檢修門(mén)后設(shè)通氣

7、孔排氣。圍巖壓力：也稱(chēng)山巖壓力，是隧洞開(kāi)挖后因圍巖變形或塌落作用在支護(hù)或襯砌上的壓力。帷幕灌漿：目的是降低壩底滲透壓力，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，減少壩基滲透流量，防滲帷幕布置在靠近上游壩面壩軸線(xiàn)附近，灌漿孔一般設(shè)12排。溫度荷載：壩體溫度的改變值。泄水建筑物：用以宣泄設(shè)計(jì)確定的庫(kù)容所不能容納的洪水或?yàn)槿朔?、檢修而放空水庫(kù)，以保證壩和其他建筑物的安全的水工建筑物，如溢流壩、壩身泄水孔、溢洪道、泄水隧洞等。揚(yáng)壓力：重力壩在下游水深作用下產(chǎn)生浮托力，在上下游水位差作用下，產(chǎn)生滲透水壓力，滲透水壓力及浮托力之和稱(chēng)為揚(yáng)壓力。液化：飽和細(xì)砂在地震等動(dòng)力荷載作用下，土壤顆粒有重新排列振密的趨勢(shì)，使空隙

8、水受壓，引起空隙水壓力暫時(shí)上升。由于在地震的短暫時(shí)間內(nèi)空隙水來(lái)不及排出，上升的空隙水壓力來(lái)不及消散，使土的有效壓力減小，抗剪強(qiáng)度降低。最終達(dá)到土了土粒間有效應(yīng)力趨近于零，出現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為液化。閘墩：閘墩將溢流段分隔為若干個(gè)孔口，并承受閘門(mén)傳來(lái)的水壓力，同時(shí)也是壩頂橋梁的支承。整體式閘底板：當(dāng)閘墩與底板砌筑或澆筑成整體時(shí)，即為整體式底板，底扳是閘室的基礎(chǔ)，起著傳遞荷載、防沖、防滲的作用。正槽溢洪道：泄水軸線(xiàn)與溢流堰軸線(xiàn)正交，過(guò)堰水流方向與泄槽軸線(xiàn)方向一致的一種河岸溢洪道型式。重力壩的基本剖面：指在主要荷載作用下滿(mǎn)足壩基面穩(wěn)定和應(yīng)力控制條件的最小三角形剖面。一般為上游壩面近于鉛直的三角形

9、。作用（荷載）：對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)的各種原因的總稱(chēng)。作用效應(yīng)：結(jié)構(gòu)對(duì)外界作用的響應(yīng)，即結(jié)構(gòu)受到作用后產(chǎn)生的內(nèi)力、變形和震動(dòng)等。緒論1、常見(jiàn)的水利樞紐：蓄水樞紐。（2）取水樞紐（3）泵站樞紐（4）渠系建筑物2、水工建筑物按功能分：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6專(zhuān)門(mén)建筑物3、水工建筑物的特點(diǎn)1工作條件的復(fù)雜性2設(shè)計(jì)選型的獨(dú)特性3施工建造的艱巨性4失事后果的嚴(yán)重性4、水利樞紐對(duì)環(huán)境的影響：1）自然環(huán)境：a水文、水溫、水質(zhì)和泥沙，b局部地區(qū)氣候，c環(huán)境地質(zhì)（誘發(fā)地震，庫(kù)岸穩(wěn)定）和土壤環(huán)境，d陸生生物和水生生物；2）社會(huì)環(huán)境：a庫(kù)區(qū)淹沒(méi)和工程占地引起的人口遷移及工程施工，b人民

10、生活，c景觀，d文物古跡。5、為什么對(duì)水工建筑物進(jìn)行分級(jí)：水利工程建設(shè)中，如欲增加工程的安全性，而把標(biāo)準(zhǔn)定得很高，將會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。為了妥善解決上述安全性和經(jīng)濟(jì)性的矛盾，首先要對(duì)水利樞紐進(jìn)行分等，對(duì)水工建筑物進(jìn)行分級(jí)，等級(jí)越高者，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理等方面的要求越高。水利樞紐劃分依據(jù)：按其規(guī)模、效益和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性分為五等。水工建筑物劃分依據(jù)：等別，重要性，特殊情況下可升級(jí)或降級(jí)。重力壩明工疾住直力艱*殂世平表但b柞至E尊式電站挈民，器iffc顯熱盛捌步依靠壩體自重在壩基面上產(chǎn)生摩阻力來(lái)抵抗水平水壓力以達(dá)到穩(wěn)定要求；利用壩體自重在水平截面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來(lái)抵消由于水壓力引起的拉應(yīng)力

11、以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。重力壩的剖面特征：1）剖面較大；2）一般為上游面接近于垂直的三角形剖面。2、重力壩與其他壩型相比具有的顯著特點(diǎn)表現(xiàn)在：重力壩筑壩材料抗沖能力強(qiáng)重力壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)性較好，但對(duì)地基要求高于土石壩，要求地基有較高的承載能力；由于壩與壩基接觸面積大，受揚(yáng)壓力作用亦較大，故需采取有效的防滲排水措施，降低揚(yáng)壓力，增強(qiáng)壩體穩(wěn)定，改善應(yīng)力狀況；大壩壩體大，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，壩體應(yīng)力一般不大，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，不同部位采用不同標(biāo)號(hào)碎，以降低造價(jià)；壩體體積大，水泥用量多，水化熱高，易引起開(kāi)裂，溫度控制問(wèn)題突出；3、重力壩的類(lèi)型（1）按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)：1、實(shí)體重力壩2、寬縫重力壩

12、3、空腹重力壩4、預(yù)應(yīng)力重力壩（2）按泄流條件分類(lèi)：溢流、非溢流（3）按筑壩材料分類(lèi)：混凝土、漿砌石（4）按施工方法分類(lèi)：澆注混凝土、碾壓混凝土。4、重力壩的組成：溢流壩段、非溢流壩段（擋水壩段）、連接邊墩、導(dǎo)流墻、壩頂建筑物；布置原則：壩軸線(xiàn)一般為直線(xiàn)，必要時(shí)可布置為折線(xiàn)或拱形曲線(xiàn)各壩段協(xié)調(diào)一致溢流壩段，廠房重迭布置5、作用：直接作用一施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力；間接作用一使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生外加變形或約束變形的原因，如地震、變溫作用等。作用分類(lèi)：永久作用-設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)量值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用；可變作用一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)量值隨時(shí)間變化的作用；偶然作用一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)概率很

13、小，一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。6、主要荷載：自重靜水壓力揚(yáng)壓力淤沙壓力浪壓力冰壓力土壓力地震作用作用效應(yīng)組合1、正常蓄水位情況：1234582、防洪高水位情況：12345783、冰凍情況：1234684、施工期臨時(shí)擋水情況：12381、校核洪水位情況：12345782、地震情況：12345897、應(yīng)力分析方法材料力學(xué)法：特點(diǎn)：材料力學(xué)法是一種常用的基本計(jì)算方法，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，適用于各種壩體外形和各種荷敦。彈性理論法：有限元、有限差分法等。模型實(shí)驗(yàn)法：電測(cè)法、光測(cè)法、地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)法。8、應(yīng)力分析的材料力學(xué)法基本假定：（1）壩體混凝土為均勻、連續(xù)、各向同性的彈性體；（

14、2）各壩段均為固接于基巖上的懸臂梁，各壩段獨(dú)立，橫縫不傳遞力，不考慮基巖變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響；（3）壩體水平切面上的正應(yīng)力按線(xiàn)性分布，不考慮廊道、孔洞對(duì)壩體應(yīng)力分布的影響。9、安全儲(chǔ)備的必要性：1、各種作用的隨機(jī)性與變異性決定工程設(shè)計(jì)需一安全儲(chǔ)備；2、材料性能、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)尺寸等方面的不完全確定性因素引起的不利性變異是又一原因；3、設(shè)計(jì)時(shí)所采用的理論（如方程表達(dá)式）也可能不盡準(zhǔn)確等。10、單一安全系數(shù)法：設(shè)計(jì)中引入一個(gè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的安全系數(shù)K（其值一般大于1）,使得S&KR。特點(diǎn)：1）優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單易行，工程界仍常采用2）缺點(diǎn)：把原本屬于不確定性因素的各種量值作為確定性量值計(jì)算，用籠統(tǒng)的

15、安全系數(shù)來(lái)替代對(duì)各種不確定性因素的考慮，勢(shì)必使得安全系數(shù)K對(duì)于結(jié)構(gòu)安全性的判斷只具有定性意義。11、作用效應(yīng)函數(shù)：S（*）=Z2PR抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)：R（*）=fR'EwR+CRAREPR-一壩基面上全部切向力之和；EwR-一壩基面上所有法向作用之和（計(jì)入揚(yáng)壓力）；12、穩(wěn)定分析的主要目的：1、驗(yàn)算重力壩在各種可能荷載組合下的穩(wěn)定安全度；2、解決設(shè)計(jì)與施工中的典型問(wèn)題13、基巖上重力壩失穩(wěn)的可能情況：壩體沿抗剪能力不足的薄弱面產(chǎn)生滑動(dòng)a）沿壩與基巖接觸面的滑動(dòng)；b）沿壩基巖體內(nèi)連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的深層滑動(dòng)水平荷載作用下a）上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫；b）下游壩踵以下巖體受壓發(fā)生壓

16、碎引起傾斜滑移破壞。14、壩體混凝土與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定計(jì)算：分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)法；單一安全系數(shù)法：抗剪強(qiáng)度公式（摩擦公式）、抗剪斷強(qiáng)度公式15、提高抗滑穩(wěn)定性的措施：1）將上游壩面做成傾斜面或折坡形，利用壩面上的水重增加抗滑力；2）將壩基面開(kāi)挖成傾向上游的斜面，或降低壩踵，使壩基面傾斜向上游。當(dāng)基巖較堅(jiān)固時(shí)，宜開(kāi)挖成鋸齒狀，使壩基面分段傾斜向上游。3）在壩踵或壩基處設(shè)置齒墻。4）采用有效的防滲排水或抽水減壓措施，以降低揚(yáng)壓力，增大穩(wěn)定性。5）加固地基。6）利用預(yù)加應(yīng)力措施提高抗滑穩(wěn)定性。16、非溢流重力壩的剖面設(shè)計(jì)基本要求：滿(mǎn)足穩(wěn)定與強(qiáng)度；剖面最?。üこ塘孔钍。?；便于施工；滿(mǎn)足運(yùn)行要求。17

17、、基本剖面如何修改成使用剖面：1、由于施工及運(yùn)用的要求，壩頂應(yīng)有足夠的寬度，一般取為最大壩高的8%10%,且不小于3m。如有交通要求，應(yīng)按交通要求決定。2、非溢流重力壩的壩頂高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱谈哂诓ɡ隧敻叱獭?8、重力壩的泄水消能方式，特點(diǎn)及適用情況：1）挑流消能：經(jīng)濟(jì)實(shí)用，施工方便，水力計(jì)算簡(jiǎn)單。水頭較高，基巖比較堅(jiān)固的高、中壩。選擇合適的鼻坎型式、鼻坎高程、挑射角度和反弧半徑，計(jì)算挑射半徑和最大沖坑深度，并通過(guò)挑距和沖坑深度估計(jì)樞紐中建筑物是否安全。2）底流消能：工作可靠，消能效果好，下游流態(tài)也較平穩(wěn)。適用于各種高度的壩和各種河床地質(zhì)情況，多用于中、低壩或地質(zhì)條件差，河

18、床抗沖能力低的情況。3）面流消能：對(duì)下游水位和下泄流量變幅的限制較嚴(yán)，下游水流在較長(zhǎng)距離不夠平穩(wěn)，可能影響發(fā)電和航運(yùn)。水頭較小，尾水較深，水位變幅不大，以及河床和兩岸有較高的抗沖能力的河道的中、低壩。4）母流消能：下游水深較大。19、混凝土重力壩的材料基本要求：材料有足夠強(qiáng)度外，還應(yīng)滿(mǎn)足抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗磨性，以及低熱性等要求。20、混凝土重力壩的材料分區(qū)：I區(qū)（抗凍）：上下游水位以上壩體外部表層混凝土；R區(qū)（抗凍，抗裂）：上下游水位變化區(qū)的壩體外部表層混凝土；田區(qū)（抗?jié)B，抗裂）和IV區(qū)（抗裂）：分別為上下游最低水位以及下壩體，表層混凝土和壩體基礎(chǔ)混凝土；V區(qū)（低熱）：壩體內(nèi)部混凝土

19、，多采用低等級(jí)的熱混凝土；VI區(qū)（抗沖耐磨）：抗沖刷部位的混凝土。1強(qiáng)度2抗?jié)B3抗凍4抗沖刷5抗侵蝕6低熱7最大水灰比I區(qū)：1367（抗凍）II區(qū)：123567（抗凍、抗裂）III區(qū)：123567（抗?jié)B、抗裂）IV區(qū)：123567（抗裂）V區(qū)：12367VI區(qū)：1234567（抗沖耐磨）21、重力壩分縫目的：防止在運(yùn)行期間由于溫度變化發(fā)生伸縮變形和地基不均勻沉降引起壩體裂縫，以及為了適應(yīng)施工期混凝土的澆筑能力和溫度控制等。22、縫的分類(lèi)：1）永久縫：為了使壩體保持正常的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。臨時(shí)縫：為了施工需要設(shè)置，過(guò)后需要處理或灌漿，使各壩塊或?qū)娱g的混凝土結(jié)合成整體。2）按作用分：沉降縫，溫度縫，施工縫

20、。3）按位置縫：橫縫（使各壩段獨(dú)立工作，兼有沉降縫和溫度縫的作用），縱縫（適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力），水平縫。23、溫度應(yīng)力的成因：1、基礎(chǔ)溫差引起混凝土的應(yīng)力和裂縫；2、壩塊內(nèi)外溫差引起混凝土的應(yīng)力和裂縫。24、防裂措施1）、加強(qiáng)溫度控制；2）、提高抗裂強(qiáng)度；3）、保證施工質(zhì)量；4）、合理分縫、分塊等。25、重力壩對(duì)地基的要求：有足夠的承載能力、抗?jié)B能力及穩(wěn)定性。26:壩基固結(jié)灌漿：方法：用淺孔低壓灌注水泥漿。目的：1、提高基巖的整體性、彈性模量，減少荷載作用下的變形；2、提高抗壓、抗剪強(qiáng)度；3、降低壩基滲透性、減少滲透量；4、在防滲帷幕旁邊的固結(jié)灌漿可提高帷幕的灌漿壓力等

21、。27:帷幕灌漿目的：1、降低壩基滲透壓力；2、減少滲流量；3、防止基巖內(nèi)的軟弱夾層、斷層破碎帶等抗水性能差的巖體發(fā)生滲透變形破壞。28、帷幕灌漿深度如何確定：根據(jù)水頭大小、透水層深度和降低壩基滲透壓力的要求來(lái)確定。當(dāng)壩基下存在明顯的相對(duì)隔水層時(shí)，防滲帷幕應(yīng)伸入到該巖層內(nèi)35m;當(dāng)壩基下相對(duì)隔水層埋深較淺或分布無(wú)規(guī)律時(shí)，帷幕深度常在0.30.7倍壩高范圍內(nèi)選擇。拱壩拱壩可以看作由拱、梁系統(tǒng)組成，上游面所受水壓力（絕大部分）通過(guò)拱作用傳至兩岸巖壁，通過(guò)梁作用將部分（小部分）傳至壩基。2、工作特點(diǎn)：（1）拱壩是固接于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面呈豎直或向上游凸出的曲線(xiàn)形

22、；（2）壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用，其所承受的水平荷載一部分通過(guò)拱的作用壓向兩岸，另一部分通過(guò)豎直梁的作用傳到壩底基巖；（3）壩體的穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔?，并不全靠壩體自重來(lái)維持。3、拱壩的地形和地質(zhì)條件：1）地形條件：是決定拱壩結(jié)構(gòu)形式、工程布置及經(jīng)濟(jì)性的主要因素。理想的地形應(yīng)是壩址河谷相對(duì)寬度較窄，兩岸基巖面大致對(duì)稱(chēng)，岸坡平順無(wú)突變，且壩兩端下游有足夠大的巖體支承，這樣的地形可以充分發(fā)揮拱的作用。2）地質(zhì)條件：要求巖基堅(jiān)硬致密、質(zhì)地均勻、有足夠的強(qiáng)度、透水性小、能抗風(fēng)化，也沒(méi)有大的斷層構(gòu)造和軟弱夾層。總體要求高于重力壩對(duì)壩基地質(zhì)的要求，特別是壩頭4、與重力壩相比拱壩的工作特點(diǎn)：（

23、1）拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)，在外荷載作用下，拱圈截面上主要承受軸向壓應(yīng)力，彎矩較小，有利于充分發(fā)揮壩體混凝土或漿砌石材料抗壓強(qiáng)度，而重力壩以受彎曲為主的靜定結(jié)構(gòu)。（2）與重力壩利用自重維持穩(wěn)定的特點(diǎn)不同，拱壩將外荷載的大部分通過(guò)拱作用傳至兩岸巖體，主要依靠?jī)砂秹渭鐜r體維持穩(wěn)定，壩體自重對(duì)拱壩的穩(wěn)定性影響不大。（3）自重和揚(yáng)壓力降為次要荷載，而溫度荷載和地基變形將對(duì)拱壩應(yīng)力產(chǎn)生較大影響。5、拱壩的失穩(wěn)破壞主要是壩基破壞。6、拱壩按拱冠梁性狀不同分類(lèi)：1）單曲拱壩：平面上呈拱形并向上游凸出，在鉛直斷面上有時(shí)也是向上游凸出的。2）雙曲拱壩：拱冠梁上下游面均向上游凸出。7、拱壩平面布置的步驟：1）根據(jù)地形

24、地質(zhì)資料，確定開(kāi)挖深度，繪制壩址可利用基巖的地形圖；2）試定頂拱軸線(xiàn)的位置；3）擬定拱冠梁斷面尺寸；4）擬定拱圈形式；5）頂層拱圈布置；6）自頂層向下依次繪出各層拱圈平面；7）切取代表懸臂梁，驗(yàn)算整體倒懸度；8）繪出各層圓心的連線(xiàn)，校驗(yàn)上下游面應(yīng)力連續(xù)情況；9）根據(jù)初擬布置進(jìn)行有關(guān)計(jì)算分析校核、布置調(diào)整循環(huán)過(guò)程，直至滿(mǎn)意為止。8、變溫作用對(duì)拱壩的影響：1）溫升情況：環(huán)境溫度高于封拱后的相對(duì)穩(wěn)定溫度時(shí)，拱圈膨脹，向上游變位，造成拱端的上游面受壓，下游面受拉，拱冠的上游面受拉，下游面受壓；2）溫降情況：環(huán)境溫度低于封拱后的相對(duì)穩(wěn)定溫度時(shí)，拱圈膨收縮，向下游變位，造成拱端的下游面受壓，上游面受拉，拱

25、冠的下游面受拉，上游面受壓；9、拱壩應(yīng)力分析方法（1）純拱法：假定：拱壩是許多相互獨(dú)立的拱圈所組成，荷載全部有拱圈承擔(dān)，每層拱圈均作為彈性固端拱進(jìn)行計(jì)算。特點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單，但計(jì)算的應(yīng)力結(jié)果一般偏大，特別對(duì)于厚拱壩誤差更大。對(duì)于狹窄河谷中的薄拱壩，仍屬一個(gè)實(shí)用計(jì)算方法。但主要用于小型工程的計(jì)算分析。（2）拱梁分載法：假定：拱壩是由許多水平拱圈和鉛直懸臂梁所組成，荷載由拱和梁共同承擔(dān)，按拱、梁交點(diǎn)處的位移協(xié)調(diào)條件將荷載分配拱、梁兩個(gè)系統(tǒng)上。荷載分配后：梁按靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力；拱則按彈性固端拱計(jì)算應(yīng)力。特點(diǎn)：計(jì)算方法比較合理，其結(jié)果與模型實(shí)驗(yàn)成果比較吻合。但計(jì)算工作量大，可借助計(jì)算機(jī)計(jì)算。拱冠梁簡(jiǎn)化法：

26、假定：用一根梁（拱冠梁）與許多水平拱圈組成拱、梁體系，然后上述原理進(jìn)行荷載分配，并分別計(jì)算拱冠梁和各層拱圈的應(yīng)力。特點(diǎn)：計(jì)算工作量顯著減少，計(jì)算結(jié)果比較接近于拱梁分載法。（3）有限元法（4）結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)法10、拱冠梁法的基本原理：1）在拱冠處截取單寬鉛直懸臂梁（拱冠梁）；2）將拱壩沿鉛直方向劃分為若干水平層（57層），每層高度相等。在各層頂面及拱壩底面，切取高度為1m的水平拱圈。3）根據(jù)拱冠梁與水平拱圈相交處拱、梁徑向位移協(xié)調(diào)列出對(duì)應(yīng)的位移協(xié)調(diào)方程，并求解拱梁荷載分配值。4）假定拱圈其他各點(diǎn)的水平荷載與拱冠處相同。5）在確定拱梁承擔(dān)荷載后，拱圈內(nèi)力及應(yīng)力計(jì)算按純拱法，懸臂梁的內(nèi)力及應(yīng)力計(jì)算與重

27、力壩相同。拱壩失穩(wěn)破壞的工作原理：拱壩兩岸在拱端和剪力共同作用下，可能使拱座滑動(dòng)11、拱壩泄流方式：自由跌落式；鼻坎挑流式；滑雪道式；壩身泄水孔式。特點(diǎn)：由于溢流前沿呈拱形，會(huì)帶來(lái)水12、壩體材料：混凝土、漿砌塊石、漿砌條石等。構(gòu)造：（1）分縫、分塊（2）防滲排水（3）廊道（4）墊座13、拱壩的地基處理的要求：加強(qiáng)地基的整體性、抗?jié)B性和耐久性，提高地基的強(qiáng)度和剛度，并使壩體和地基接觸面的形狀不要有突變，避免出現(xiàn)不利的應(yīng)力分布。14、拱壩的地基處理（1）壩基開(kāi)挖（2）固結(jié)灌漿與接觸灌漿（3）防滲帷幕（4）壩基排水（5）斷層破碎帶和軟弱夾層處理土石壩均質(zhì)壩：壩體由一種材料組成，既是防滲體，又是壩的

28、主體，坡度較緩，用于中低壩。分區(qū)壩：心墻壩一把防滲體放在壩體中部，斷面比均質(zhì)壩小。斜墻壩一把防滲體放在靠近上游壩面處，有效降低壩體浸潤(rùn)線(xiàn)，但適應(yīng)地基變形的能力比心墻壩差。易產(chǎn)生縱向裂縫，抗震性能不如心墻壩。土石混合壩一要求：越靠近防滲體，土料性能越接近防滲體2、土石壩的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：就地取材。適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)，對(duì)地基的要求比碎壩低。施工方法靈活性大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修和加高。缺點(diǎn)：壩頂不能溢流，壩身不便開(kāi)孔泄洪，需另設(shè)岸邊溢洪道。施工導(dǎo)流不如混凝土壩便利，需另設(shè)溢洪道宣泄施工期洪水。壩體斷面大，工程量相應(yīng)增大。3、土石壩設(shè)計(jì)要求：1）穩(wěn)定問(wèn)題：合理選擇土料；根據(jù)土料的性質(zhì)荷載條件，合理設(shè)計(jì)壩

29、坡；施工中做好地基處理，土料壓實(shí)要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2）滲流問(wèn)題：注意防滲體的合理設(shè)計(jì)，合理布置排水及反濾設(shè)施，加強(qiáng)壩與地基、岸坡與其他建筑物的連接。以減少滲漏損失，保證壩體、壩基的滲透穩(wěn)定性。3）沖刷問(wèn)題：要設(shè)置泄水能力足夠大的泄水建筑物；充分估計(jì)水庫(kù)風(fēng)浪爬高及壩頂?shù)某两抵?，預(yù)留足夠的壩高；在上、下游壩坡應(yīng)采取有效的防護(hù)措施及壩面排水措施。4）沉降問(wèn)題：設(shè)計(jì)中要預(yù)留沉降值；為防止不均勻沉降，要合理設(shè)計(jì)壩體剖面及細(xì)部構(gòu)造，正確選擇壩體土料，施工時(shí)土料壓實(shí)要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。5）其他問(wèn)題：冰凍破壞；動(dòng)物破壞；地震破壞。4、土石壩剖面的基本尺寸：L壩頂高程2.壩頂寬度3.壩坡5、土石壩的剖面設(shè)計(jì)與構(gòu)造：土石

30、壩的基本剖面為梯形，設(shè)計(jì)時(shí)通常先根據(jù)壩址附近土石料的分布情況及地形、地質(zhì)條件選定壩型，再根據(jù)壩的級(jí)別、壩型和筑壩材料的力學(xué)特性、壩基情況以及施工、運(yùn)行條件等，擬定壩剖面的基本尺寸，包括壩坡、壩頂高程、壩頂寬度以及防滲體、排水設(shè)備和護(hù)坡的尺寸等，使之滿(mǎn)足土石壩的工作要求。然后根據(jù)滲流計(jì)算和穩(wěn)定分析等計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步修正原設(shè)計(jì)尺寸與構(gòu)造，使之達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的。6、壩坡取值的影響因素：壩型、壩高、壩的級(jí)別、筑壩土料的性質(zhì)、地質(zhì)條件及地震等。土石壩壩體防滲設(shè)施根據(jù)材料可分為：7、人工材料防滲體：瀝青碎，鋼筋碎8、土質(zhì)防滲體土質(zhì)心墻（2）土質(zhì)斜墻：位于壩體上游面（3）斜心墻：心墻略向上游傾斜（4）

31、粘土鋪蓋：與斜墻相連9、壩體排水設(shè)備的作用：排除壩身及壩基滲水，降低浸潤(rùn)線(xiàn)，增加下游壩坡和壩基的穩(wěn)定性；防止?jié)B流溢出處的滲透變形；保護(hù)壩坡，防止凍脹破壞。10、壩體排水的主要形式，特點(diǎn)及適應(yīng)情況：棱體排水：可降低壩體浸潤(rùn)線(xiàn)，防止壩坡土的滲流破壞和凍脹，當(dāng)下游有水時(shí)可保護(hù)下游坡腳不受水流及波浪淘刷。當(dāng)堆石體較大時(shí)，可作為壩坡的支撐，有利于壩坡的穩(wěn)定。適用于下游有水的情況。貼坡排水：可以防止壩坡土發(fā)生滲流破壞，保護(hù)壩坡免受下游波浪淘刷，但不能降低壩體浸潤(rùn)線(xiàn)。常用于中小型水庫(kù)下游無(wú)水的均質(zhì)壩，以及有良好防滲體而壩內(nèi)浸潤(rùn)線(xiàn)較低的中等高速土石壩。褥墊排水：這種排水伸入壩體內(nèi)部，能有效降低浸潤(rùn)線(xiàn)，并有助于

32、壩基排水。缺點(diǎn)：對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性差，易斷裂，檢修困難，工程量也較大。只適用于下游無(wú)水或下游水位極低的情況。綜合式排水11、護(hù)坡和壩頂構(gòu)造：1、護(hù)坡（1）上游護(hù)坡：（2）下游護(hù)坡：2.壩頂構(gòu)造：交通、排水、防浪墻12、土石壩滲流分析的內(nèi)容：確定浸潤(rùn)線(xiàn)的位置；確定滲流的主要參數(shù)滲流流速與坡降；確定滲流量。土石壩滲流分析的目的（任務(wù)）：1、確定壩體浸潤(rùn)線(xiàn)及其下游逸出點(diǎn)的位置，繪制壩體和壩基內(nèi)的流網(wǎng)圖，為穩(wěn)定分析、應(yīng)力應(yīng)變分析及排水設(shè)備選擇提供依據(jù)；2、確定壩體與地基滲流量，以便估計(jì)水庫(kù)滲漏損失并校核壩的排水尺寸；3、確定滲在下游壩坡或地基出逸處的滲透坡降以及滲流場(chǎng)內(nèi)不同土層之間的滲透坡降，以便驗(yàn)

33、算抗?jié)B穩(wěn)定性；4、確定庫(kù)水位驟降時(shí)上游壩殼內(nèi)自由水面位置，以便計(jì)算孔隙水壓力，供上游壩坡穩(wěn)定分析用。13、土石壩滲流計(jì)算的方法：水力學(xué)方法（推導(dǎo)浸潤(rùn)線(xiàn)方程）：對(duì)于不透水地基上的矩形土體，斷面平均流速v=-kdy/dx,單寬流量q=-kydy/dx。將上式自上游斷面至任意斷面積分，得浸潤(rùn)線(xiàn)方程：x=k（h1A2-yA2）/2q流體力學(xué)的數(shù)值解法：流網(wǎng)法：14、滲透變形的形式及其判別管涌：滲流作用下不均勻無(wú)粘性土中細(xì)顆粒從孔隙通道中的連續(xù)移動(dòng)和帶出。流土：滲流作用下，土體的同時(shí)浮起或流失。接觸沖刷：順著兩種土壤的接觸面的滲流對(duì)接觸面顆粒的沖刷。接觸流失：滲流垂直于滲透系數(shù)相差較大的兩相鄰?fù)翆拥慕佑|

34、面流動(dòng)時(shí)，將滲透系數(shù)較小土層中的細(xì)顆粒帶入滲透系數(shù)較大的另一土層。15、防止?jié)B透破壞改善滲透穩(wěn)定性的工程措施：1、提高土的抗?jié)B性：土料設(shè)計(jì)時(shí)需考慮。2、降低滲透坡降：設(shè)置水平與垂直防滲體，調(diào)整防滲結(jié)構(gòu)的型式和尺寸。3、降低下游滲流出口處的滲透壓力：設(shè)置排水溝或減壓井。4、對(duì)可能產(chǎn)生流土的地段加蓋重，蓋重與被保護(hù)土體之間也要設(shè)反濾層。16、反濾層設(shè)計(jì)：（1）反濾層的主要作用：排水濾土，防止壩體和壩基在滲流逸出處產(chǎn)生滲透破壞。（2）反濾層位置：滲透坡降較大處；各種排水與壩體和地基之間；防滲體與上、下游壩殼之間，防滲體與壩基透水層之間。設(shè)計(jì)：保護(hù)非粘性土、保護(hù)粘性土17、反濾層要求：1）反濾層的透水

35、性應(yīng)大于被保護(hù)的土，能暢通的排除滲水。2）反濾層每一層自身不發(fā)生滲透變形，粒徑較小的一層顆粒不應(yīng)穿過(guò)粒徑較大一層顆粒間的孔隙。3）被保護(hù)土的顆粒不應(yīng)穿過(guò)反濾層而被滲流帶走。4）特小顆粒允許通過(guò)反濾層的孔隙，但不得堵塞反濾層，也不得破壞原土料的結(jié)構(gòu)。5）在防滲體下游鋪設(shè)反濾層時(shí)，還應(yīng)滿(mǎn)足在防滲體出現(xiàn)裂縫的情況下，土顆粒不會(huì)被帶出反濾層，能使裂縫自行愈合。18、土石壩滑坡滑動(dòng)面的基本類(lèi)型：L曲線(xiàn)滑動(dòng)面2.折線(xiàn)滑動(dòng)面3.復(fù)合滑動(dòng)面19、土石壩穩(wěn)定分析方法：1、應(yīng)力應(yīng)變分析法2、滑動(dòng)面法（1）圓弧滑動(dòng)法：（2）折線(xiàn)滑動(dòng)法20、穩(wěn)定分析的計(jì)算情況（1）正常運(yùn)用情況：庫(kù)水位處于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位，以及

36、自正常蓄水位正常降落所對(duì)應(yīng)的工作條件。水庫(kù)蓄滿(mǎn)水形成穩(wěn)定滲流時(shí)一驗(yàn)算下游坡的穩(wěn)定；上游庫(kù)水位為某一最不利水位時(shí)一驗(yàn)算上游坡的穩(wěn)定；上游水位正常降落，上游壩坡產(chǎn)生滲透動(dòng)水壓力（流線(xiàn)方向指向上游）時(shí)的穩(wěn)定計(jì)算。（2）非常運(yùn)用情況：庫(kù)水位驟降（k&103cm/s,V>3m/d）,形成反向滲流一驗(yàn)算上游坡的穩(wěn)定；正常蓄水位+地震一驗(yàn)算上、下游坡的穩(wěn)定；校核洪水位時(shí)一驗(yàn)算下游坡的穩(wěn)定；施工期考慮孔隙水壓力時(shí)一驗(yàn)算上、下游坡的穩(wěn)定。21、穩(wěn)定分析的安全系數(shù)：按碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩，可采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法進(jìn)行穩(wěn)定分析；對(duì)于由薄軟土夾層的情況，以及薄斜

37、墻、薄心墻壩，可采用滑楔法進(jìn)行穩(wěn)定分析。22、土石壩抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法有有效應(yīng)力法和總應(yīng)力法兩種，規(guī)范規(guī)定對(duì)I、II級(jí)工程必須兩者兼用，并以其中較小的安全因素作為依據(jù)。23、提高壩坡抗滑穩(wěn)定的工程措施：1、加大斷面，放緩邊坡；2、提高壩體填筑標(biāo)準(zhǔn)；3、合理減壓一一減小下滑力和滑動(dòng)力矩；設(shè)加壓重一一增加抗滑力和抗滑力矩；4、提高導(dǎo)滲、排水。泄水建筑物-河岸溢洪道2、壩體不宜作河床溢洪道；3、有婭口地形；4、利用施工導(dǎo)流洞改建。2、泄水建筑物的作用：用來(lái)宣泄洪水期間（泄洪）或其他情況下水庫(kù)（或渠道）中多余水量（泄水）以保證大壩安全的建筑物。3、河岸溢洪道的類(lèi)型：1）正槽式溢洪道：

38、水流特征是過(guò)堰水流與泄槽軸線(xiàn)方向一致2）側(cè)槽式溢洪道：泄槽與溢流堰軸線(xiàn)接近平行，水流過(guò)堰后急轉(zhuǎn)近90°再經(jīng)泄槽下泄。3）豎井式溢洪道：水流從環(huán)形溢流堰流入喇叭口狀的進(jìn)口段，然后通過(guò)豎井、彎道段和水平泄洪洞下泄。4）虹吸式溢洪道：在進(jìn)口溢流堰的頂部以上設(shè)置遮檐，從而形成虹吸管道。5）泄洪隧洞。4、正槽式溢洪道組成，作用，設(shè)計(jì)原則：工作特點(diǎn)：開(kāi)敞式正面進(jìn)流.泄槽與溢流堰軸線(xiàn)正交，過(guò)堰水流與泄槽方向一致.優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)流量大，泄流能力強(qiáng)，工作可靠，施工、管理、維修方便，因而被廣泛采用。進(jìn)水渠：使水流平順地進(jìn)入控制段，改善堰身及泄槽的流態(tài)。設(shè)計(jì)原則：進(jìn)流平順，水頭損失小，使控制堰有較大的

39、泄流能力控制段：控制溢洪道的泄流能力。設(shè)計(jì)原則：有足夠的泄流能力。泄槽（陡槽）：將洪水安全的泄入下游河道。原則：使槽內(nèi)水流呈急流狀態(tài)。平面上盡量直線(xiàn)，等寬，對(duì)稱(chēng)布置。消能設(shè)施：消除下泄水流具有破壞作用的動(dòng)能，從而防止建筑物被水流沖刷，保證安全。設(shè)計(jì)原則：盡量增加水流的內(nèi)部紊動(dòng)尾水渠：使消能后的水流平穩(wěn)順暢地進(jìn)入下游河道。5、側(cè)槽溢洪道：在壩址處山高坡陡，采用正槽式溢洪道將使挖方量增加很多時(shí)，可采用側(cè)槽式溢洪道。（1）組成：溢流堰、側(cè)槽、調(diào)整段、泄槽、出口消能段、尾水渠。（2）特點(diǎn)：堰軸線(xiàn)、泄槽軸線(xiàn)可與山坡等高線(xiàn)平行布置，開(kāi)挖量小，但側(cè)槽中水流流態(tài)復(fù)雜。水流經(jīng)過(guò)溢流堰，泄入與堰大致平行的側(cè)槽后，

40、在槽內(nèi)轉(zhuǎn)向約90泄水隧洞流入下游。側(cè)向進(jìn)流，縱向泄流。6、泄槽（陡槽）水流特點(diǎn)：陡槽內(nèi)水流一般為高速水流。7、控制堰堰型選擇：寬頂堰，實(shí)用堰，迷宮堰和堰上帶胸墻的孔口等。8、泄槽平面布置和縱剖面布置：平面布置：盡量采用直線(xiàn)、等寬、對(duì)稱(chēng)布置。以使水流平順，保證工程安全。轉(zhuǎn)彎或變寬時(shí)，過(guò)渡段兩側(cè)邊墻通常采用直線(xiàn)，泄槽沒(méi)測(cè)邊墻收縮角不宜大于80,擴(kuò)散角不宜大于6o縱剖面布置：陡坡應(yīng)盡量采用均一坡度，必須分段設(shè)置不同坡度時(shí)，分段不宜過(guò)多，宜采用先緩后陡的坡度，變化處用豎向射流拋物線(xiàn)連接，由陡變緩時(shí)，變坡處用反弧連接。9、溢洪道和溢流壩面空蝕的工程措施：選擇適宜的體形?？刂七叡诘牟黄秸?。摻氣減蝕。采用

41、高強(qiáng)度抗蝕材料。水工隧洞1、水工隧洞功能：1.泄洪；2.發(fā)電、灌溉、給水等所需的引水；3.檢修或其他原因需要放空水庫(kù)；4.排沙；5.施工導(dǎo)流。水工隧洞的組成：進(jìn)口段、洞身段、出口段2、隧洞與涵管的區(qū)別：隧洞是從巖層中開(kāi)鑿而成，而涵管是直接埋設(shè)在土石壩底部。涵洞功用除泄洪、發(fā)電及灌溉外，還有城鎮(zhèn)供水、排沙、放空水庫(kù)以及施工導(dǎo)流等，而涵管則主要為灌溉、供水、放空水庫(kù)及施工等目的而設(shè)置的。3、隧洞的分類(lèi)：按功能分：泄洪、泄水、引水、輸水、放空、排砂、施工導(dǎo)流。按流態(tài)分：有壓隧洞（荷載主要是圍巖壓力）和無(wú)壓隧洞（荷載主要是內(nèi)水壓力）。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等。按流速

42、分：高速（16m/s）,低速（16m/s）4、隧洞進(jìn)口建筑物的型式，特點(diǎn)，適用條件：塔式：受風(fēng)浪，地震，冰的影響大，穩(wěn)定性較差，需要較長(zhǎng)的工作橋。岸塔式：塔身穩(wěn)定性好，且對(duì)岸坡也起到一定的支撐作用。建在進(jìn)口處岸坡較陡且?guī)r石較好的地方，控制塔斜靠在洞口岸坡上。豎井式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受風(fēng)浪和冰凍影響。但是豎井前的進(jìn)口段處于水下，不便檢修。斜拉式。5、隧洞洞身斷面形式及適用條件：1）圓拱直墻：無(wú)壓隧洞，地質(zhì)情況一般或較好時(shí)。2）馬蹄形：無(wú)壓隧洞，地質(zhì)條件較差的情況。3）圓形：無(wú)壓隧洞，地質(zhì)條件較差而外水壓力又較大的情況；有壓隧洞。6、襯砌的類(lèi)型及作用：主要類(lèi)型：（1）平整襯砌；（2）單層襯砌；（3）組

43、合式襯砌；（4）預(yù)應(yīng)力襯砌。承受?chē)鷰r壓力、內(nèi)外水壓力和其他荷載，以保證圍巖穩(wěn)定。防止洞身滲漏。防止水流、泥沙、空氣、溫度變化和干濕變化等對(duì)巖石的沖蝕和破壞。減小隧洞表面糙率，減少水頭損失。7、什么情況可采用不襯砌隧洞：巖石堅(jiān)硬穩(wěn)定，裂縫少，而水頭和流量也較小，此時(shí)只將隧洞周邊巖石修平。8、圍巖地質(zhì)條件比較均一的洞身段只設(shè)施工縫。9、作用在隧洞和涵管上的荷載：1）隧洞襯砌：襯砌自重，內(nèi)水壓力，外水壓力，圍巖壓力，預(yù)應(yīng)力，彈性抗力，地基反力及其他荷載（溫度荷載，灌漿壓力，地震荷載及施工荷載等）。2）涵管：自重，內(nèi)水壓力，外水壓力，填土壓力，施工荷載，溫度荷載及地震荷載等。10、水工隧洞的荷載組合：

44、基本荷載與特殊荷載1）正常運(yùn)用情況：圍巖壓力+襯砌自重+設(shè)計(jì)洪水時(shí)的內(nèi)、外水壓力2）施工、檢修情況：圍巖壓力+襯砌自重+可能最大的外水壓力3）非常運(yùn)用情況：圍巖壓力+襯砌自重+校核洪水時(shí)的內(nèi)、外水壓力11、隧洞襯砌的結(jié)構(gòu)計(jì)算包括確定襯砌厚度，配筋，校核襯砌強(qiáng)度等計(jì)算方法：（1）結(jié)構(gòu)力學(xué)方法：以襯砌為計(jì)算方法，只能求到襯砌的應(yīng)力，得不到圍巖的應(yīng)力；（2）彈性力學(xué)方法：以隧洞整體為計(jì)算對(duì)象。要求圍巖滿(mǎn)足均勻各向同性無(wú)限彈性體，圓洞，均勻內(nèi)壓力要求。（3）有限元方法：能夠?qū)θ魏螐?fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)中的隧洞進(jìn)行線(xiàn)性或非線(xiàn)性分析，成為最有效的方法。水閘L按擔(dān)負(fù)的任務(wù)（作用）分：節(jié)制閘、進(jìn)水閘、排水閘、分洪閘、

45、擋潮閘、沖沙閘、排冰閘；2.按閘室結(jié)構(gòu)分（1）開(kāi)敞式（2）涵洞式2、水閘的作用：具有擋水和泄（引）水的雙重功能，能調(diào)節(jié)水位，控制流量。3、水閘的組成部分及作用：閘室段：擋水和調(diào)節(jié)水流。上游連接段：引導(dǎo)過(guò)閘水流平順地進(jìn)入閘室，保護(hù)兩岸和閘基免遭沖刷，并與防滲側(cè)墻等共同構(gòu)成防滲地下輪廓，確保在滲透水流作用下兩岸和閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性。下游連接段：使閘室水流擴(kuò)散均勻，并有防沖和防滲作用。4.水閘的傳力過(guò)程：閘門(mén)承受水壓力一閘墩承受上部結(jié)構(gòu)重量一底板較均勻地傳給地基5、軟土地基上水閘的工作特點(diǎn)：在水閘自重及外荷作用下，地基可能產(chǎn)生較大的沉降和不均勻沉降，使水閘嚴(yán)重下沉和傾斜，甚至引起結(jié)構(gòu)斷裂而使水閘不能正

46、常運(yùn)行，同時(shí)還可能把閘基土壤擠出地面而產(chǎn)生滑動(dòng)。6、水閘孔口設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.確定閘孔型式2.擬定閘底板高程（即堰頂高程）3.計(jì)算孔口尺寸及溢流前沿總寬4.泄流能力驗(yàn)算7、水閘的閘孔型式：寬頂堰孔口、低堰孔口、胸墻孔口、折線(xiàn)堰孔口8、底板高程與凈寬的關(guān)系：底板高程低一qT,底板上水深室總寬度但增大閘身和兩岸結(jié)構(gòu)高度，消能防沖費(fèi)用T,泥沙淤積。9、孔口設(shè)計(jì)的具體步驟L確定設(shè)計(jì)流量Q和上、下游設(shè)計(jì)水位2.確定孔口型式3.確定底板高程4.計(jì)算閘孔凈寬B及閘室總寬L（開(kāi)敞式）閘孔數(shù)n=B/b,如果運(yùn)用上無(wú)特殊要求，一般b=812m,n<8時(shí)n一般取奇數(shù)。溢流前緣總寬L=nb+（n-1）d,d為閘

47、墩厚度。5.驗(yàn)算泄流能力。10、過(guò)閘水流的形態(tài)：折沖水流、波躍水流11、消能工的主要作用是改善水流與固體邊界的接觸條件，防護(hù)加固下游河床。12、輔助消能工：作用：（1）加大水流阻力；（2）加強(qiáng)水流紊動(dòng)和撞擊；（3）穩(wěn)定水躍；（4）利于擴(kuò)散水流。類(lèi)型：消力墩，池首坎，消力梁，散流墩等13.閘下防沖設(shè)施：（a）海漫：緊接護(hù)坦，進(jìn)一步消除余能，調(diào)整流速分布，達(dá)到不沖流速；（b）防沖槽:海漫末端設(shè)大塊石防沖槽：限制沖刷向上游擴(kuò)展，保護(hù)海漫。14、海漫的構(gòu)造要求：還蠻結(jié)構(gòu)應(yīng)該是粗糙的，以利于消除水流余能；應(yīng)該是透水的，使?jié)B透水流順利排出，以增加還慢的穩(wěn)定性；應(yīng)有一定的柔性，以適應(yīng)地基變形。15.閘基滲流

48、的主要危害：L沿閘基的滲流對(duì)建筑物產(chǎn)生向上的壓力，減輕建筑物有效重量，降低閘身抗滑穩(wěn)定性，沿兩岸的滲流對(duì)翼墻產(chǎn)生水平推力；2.由于滲透力的作用，滲透力可能造成土的滲透變形；3.嚴(yán)重的滲漏將造成大量的水量損失；4.滲流可能使地基內(nèi)可溶解的物質(zhì)加速溶解。16、防滲設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：（1）滲透壓力計(jì)算；（2）抗?jié)B穩(wěn)定性驗(yàn)算；（3）濾層設(shè)計(jì)；（4）防滲帷幕及排水設(shè)計(jì)；（5）永久縫止水設(shè)計(jì)。17、閘基滲流的影響：降低閘室抗滑穩(wěn)定性，可能引起閘基土壤的滲透變形，甚至引起整個(gè)水閘的破壞，還會(huì)引起水量損失。18、水閘的防滲設(shè)備：鋪蓋（水平），齒墻，板樁，防滲墻，灌漿帷幕，垂直土工膜。19、水閘地下輪廓線(xiàn)布置原則

49、：先阻后排，滯滲與導(dǎo)滲相結(jié)合。通常在閘室底板上游布置防滲設(shè)施用來(lái)延長(zhǎng)滲徑，減小底板滲透壓力，降低閘基滲流坡降等，叫滯滲；在下游布置排水設(shè)施，使?jié)B透水流盡快安全地排走，以防止閘基土滲透變形，并減小底板滲透壓力，這叫導(dǎo)滲。20、不同地基上的水閘，地下輪廓線(xiàn)的布置有什么不同：（1）粘性土閘基地下輪廓線(xiàn)的布置：主要考慮如何降低閘底滲透壓力，以提高閘室的穩(wěn)定性。為此，在閘室上游設(shè)施水平防滲，而將排水設(shè)施布置在閘底板下游段或消力池底板下。一般不用板樁，以免破壞天然土的結(jié)構(gòu)，造成集中滲流。（2）砂性土閘基地下輪廓線(xiàn)的布置：以防止?jié)B透變形和減小滲漏為主。對(duì)砂層很厚的地基，如為粗砂或砂礫，可采用鋪蓋與懸掛式板樁

50、相結(jié)合，而將排水設(shè)施布置在消力池下面；如為細(xì)砂，可在鋪蓋上游端增設(shè)短板樁，以增加滲徑，減小滲透坡降。當(dāng)砂層較薄，且下面有不透水層時(shí)，最好采用齒墻或板樁切斷砂層，并在消力池下設(shè)排水。對(duì)于粉砂地基，為了防止液化，大多采用封閉式布置，將閘基四周用板樁封閉起來(lái)。21、閘基的滲流分析的目的：決定滲透壓力，滲透坡降及滲流量22、改進(jìn)阻力系數(shù)法：（1）計(jì)算原理：把閘基的滲流區(qū)域按可能的等水頭線(xiàn)劃分為幾個(gè)典型流段，根據(jù)滲流連續(xù)性原理，流經(jīng)各流段的滲流量相等，各段水頭損失與其阻力系數(shù)成正比，各段水頭損失之和等于上下游水頭差。計(jì)算步驟：確定地基有效深度Te0分段并計(jì)算各段的阻力系數(shù)。求出各段水頭損失，初繪滲壓圖。

51、進(jìn)行進(jìn)、出口段水頭損失修正23、防滲設(shè)施的設(shè)計(jì)要求：1.鋪蓋長(zhǎng)度采用上、下游最大水頭差的35倍；2.粘土或壤土鋪蓋的厚度應(yīng)根據(jù)鋪蓋土料的允許水力坡降值計(jì)算確定，為了保證鋪蓋碾壓施工質(zhì)量，粘土或壤土鋪蓋前端最小厚度不宜小于0.6m,鋪蓋與底板之間應(yīng)設(shè)油毛氈止水，鋪蓋上面應(yīng)設(shè)保護(hù)層。3.碎或鋼筋碎鋪蓋的厚度，一般根據(jù)構(gòu)造要求確定，最小厚度不宜小于0.4m,一般作成等厚；為了減小地基不均勻沉降和溫度變化的影響，通常設(shè)順?biāo)飨虻挠谰每p，縫距可采用820mo5.鋼筋碎板樁最小厚度不宜小于0.2m,寬度不宜小于0.4m;6.水泥砂漿帷幕或高壓噴射灌漿帷幕的最小厚度不宜小于0.1m;7.碎防滲墻的最小厚度不

52、宜小于0.2m;8.地下垂直防滲土工膜厚度不宜小于0.25mm,重要工程可采用復(fù)合土工膜，厚度不宜小于0.5mm。9.閘室底板的上、下游端均宜設(shè)置齒墻，齒墻深度可采用0.51.5m。24、閘室的組成：底板（整體式底板：能把上部結(jié)構(gòu)的重力以及荷載傳給地基，并有防沖及防滲作用；分離式底板：僅有防沖和防滲要求，而閘室上部結(jié)構(gòu)的重量以及外荷直接由閘墩傳給地基）閘墩（分隔閘門(mén)，同時(shí)也傳承閘門(mén)、胸墻、工作橋及交通橋等上部結(jié)構(gòu)）閘門(mén)，工作橋及交通橋等?？p和止水：溫度縫、沉降縫。設(shè)縫的情況及作用：1在整體式底板中，沉降縫設(shè)在閘墩中間，主要是保證在閘室發(fā)生不均勻沉降時(shí)不會(huì)妨礙閘門(mén)的正常使用；2凡是相鄰結(jié)構(gòu)荷重相

53、差懸殊或結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)、面積較大的地方都要用縫分開(kāi)；3混凝土鋪蓋及消力池的護(hù)坦面積較大時(shí)也需設(shè)縫；4翼墻較長(zhǎng)時(shí)也需設(shè)縫25、土基上閘室穩(wěn)定計(jì)算的要求：1閘室抗滑安全系數(shù)不小于容許的安全系數(shù)；2閘室平均基底應(yīng)力不大于地基容許承載力的1.2倍；3閘室基底應(yīng)力的最大值與最小值不大于容許的比值26、巖基上閘室穩(wěn)定計(jì)算的要求：1閘室抗滑安全系數(shù)不小于容許的安全系數(shù)；2閘室最大基底應(yīng)力不大于地基容許承載力；3閘室基底不出現(xiàn)拉應(yīng)力。27、閘室荷載：自重，水重，水平水壓力，揚(yáng)壓力，波浪壓力，地震力，淤沙壓力28、閘室地基處理的方法：1墊層法2振動(dòng)水沖法3樁基礎(chǔ)29、彈性地基梁法：適用于大中型水閘相對(duì)密度Dr>

54、0.5的砂土地基，或粘性土地基。在垂直水流方向截取單位寬度的板條作為脫離體（地基梁）進(jìn)行分析計(jì)算，并認(rèn)為順?biāo)鞣较虻牡鼗戳θ允侵本€(xiàn)變化。同時(shí)該法又認(rèn)為地基梁和地基都是彈性體，地基梁在外荷作用下發(fā)生彎曲變形，地基受壓而沉降，根據(jù)變形和沉降協(xié)調(diào)一致的條件和梁在鉛直方向受力受力平衡的原則進(jìn)行彈性地基梁計(jì)算，求解地基反力（呈曲線(xiàn)分布）和梁的內(nèi)力，同時(shí)還計(jì)及地板范圍以外的地荷載對(duì)梁的影響。渠系建筑物:（1）調(diào)節(jié)建筑物（2）交叉建筑物（3）落差建筑物2、渡槽：作用：渡槽是一種交叉建筑物，能輸送渠水跨越河渠、道路、山?jīng)_及谷口。輸水為主，兼排洪，導(dǎo)流。組成：槽身，支承結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及進(jìn)出口結(jié)構(gòu)物。類(lèi)型：施工方法

55、：現(xiàn)澆整體式，預(yù)制裝配式及預(yù)應(yīng)力渡槽；材U形、拋物線(xiàn)形、橢圓形及圓管形渡槽；支承結(jié)構(gòu)：梁式，拱式，桁架式，組合式及斜拉式。3、渡槽的水力設(shè)計(jì)任務(wù)：槽身斷面選型；擬定斷面尺寸；確定進(jìn)出口高。具體包括：縱坡i;水深h;凈寬b;起止點(diǎn)高程?；静襟E：按最大過(guò)流量Qmax,擬定槽身縱坡I,凈寬b,凈深h。按設(shè)計(jì)流量Q設(shè)，計(jì)算渡槽全長(zhǎng)范圍內(nèi)的總水頭損失z;若z等于或小于z允許值，可最終確定I,h,b值，進(jìn)而定出相關(guān)高程。4、渡槽的荷載：自重、水重、水壓力、土壓力、風(fēng)壓力、漂浮物撞擊力、地震力、溫度荷載、人群荷載及施工吊裝時(shí)的動(dòng)力荷載等5、梁式渡槽的縱向支承形式，優(yōu)缺點(diǎn)：簡(jiǎn)支梁式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工吊裝方便，

56、接縫止水簡(jiǎn)單，工作可靠；但其跨中彎矩較大，底板受拉，對(duì)抗裂及防滲不利；雙懸臂梁式（等跨雙懸臂，等彎矩雙懸臂）：槽身具有懸臂作用，跨度較大，可達(dá)簡(jiǎn)支梁式的2倍；但是一節(jié)槽身的總長(zhǎng)度及重量均較大，故吊裝困難，另外在懸臂變形或地基不均勻沉降時(shí)，接縫處將產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，使止水容易拉裂。單懸臂梁式：一端為懸臂，一端為簡(jiǎn)支。只在雙懸臂梁式向簡(jiǎn)支梁式過(guò)渡，或與進(jìn)出口結(jié)構(gòu)物相連時(shí)采用。6、槽身橫斷面形式和構(gòu)造：（1）斷面形式：U形、矩形7、深寬比（h/b）:槽內(nèi)水深和水面寬之比。影響因素：水力條件、結(jié)構(gòu)受力條件。槽身凈寬和水深的擬定：在同一縱坡h/b的大小僅對(duì)槽身輸水能力略有影響，而對(duì)結(jié)構(gòu)受力條件等方面則起著主要作

57、用。對(duì)于梁式渡槽，h/b值越大，槽身縱向剛度越大。但槽身承受橫向風(fēng)壓力會(huì)增大，故對(duì)槽身及整體穩(wěn)定均不利。如果h/b過(guò)小，而i值又取得過(guò)大，則槽中水深很小，以致進(jìn)口槽底抬高y1過(guò)大。8、槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算方法：彈性力學(xué)方法，結(jié)構(gòu)力學(xué)方法以及板殼理論方法，有限元方法。9、橫向計(jì)算：原理：沿槽長(zhǎng)方向取1.0m作為計(jì)算分析對(duì)象（圖10-8）,同時(shí)，考慮兩截面上的剪力差值Q=Q1Q2,然后按框架結(jié)構(gòu)求解其橫向內(nèi)力。基本荷載：水重，自重（1米槽長(zhǎng)）注：4Q在截面沿高度上呈拋物線(xiàn)形分布，方向向上，絕大部分分布在兩側(cè)墻截面上。計(jì)算簡(jiǎn)圖：a）不帶拉桿：簡(jiǎn)化為矩形開(kāi)口框架。假定：設(shè)拉桿處的橫向內(nèi)力與不設(shè)拉桿處的橫向內(nèi)力相同，將拉桿均勻化，且不計(jì)拉桿的抗彎作用與軸力對(duì)變位的影響，拉桿按錢(qián)接考慮。拉桿的實(shí)際拉力為計(jì)算拉力x1乘以拉桿間距。不計(jì)底板上截面上的剪力，側(cè)墻截面上的剪力不影響側(cè)墻的橫向彎矩，將它集中置于側(cè)墻底面，按鏈桿考慮。U形槽身的應(yīng)力分布規(guī)律：上半部外側(cè)受拉；下半部?jī)?nèi)側(cè)受拉。配筋：雙層布筋：按內(nèi)外側(cè)控制截面分別配筋；單層布筋：按彎矩圖形將鋼筋布置在受拉一側(cè)。10、槽墩：實(shí)體墩、空心墩11、槽架的三種基本形式：?jiǎn)闻偶堋㈦p排架、A字形排架12、拱式渡槽支承結(jié)構(gòu)：墩臺(tái)，主