水工建筑物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)86681

1、第一章 緒論1.水利樞紐與水工建筑物的基本概念為滿(mǎn)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(lèi)型的建筑物，用來(lái)控制和分配水流，這些建筑物統(tǒng)稱(chēng)為水工建筑物，而不同類(lèi)型的水工建筑物組成的綜合體稱(chēng)為水利樞紐。第二章 水工建筑物設(shè)計(jì)綜述1.水工建筑物的分類(lèi)和水工建筑物的分級(jí)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(zhuān)門(mén)建筑物（水閘、船閘、升船機(jī)等）將水利水電工程根據(jù)其工程規(guī)模、效益和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(shí)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

2、分為五級(jí)和三級(jí)。2.水利工程的特點(diǎn)（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(duì)環(huán)境影響也大（4）失事后果嚴(yán)重（5）個(gè)別性強(qiáng)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(duì)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(duì)外界作用的響應(yīng)。如：應(yīng)力、變形、振動(dòng)等荷載：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，如果一開(kāi)始即可用一個(gè)明確的外力來(lái)代表外界環(huán)境的影響，則此作用稱(chēng)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(shí)，無(wú)法用一個(gè)明確的外力來(lái)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

3、求出。建筑物的作用效應(yīng)分析方法：數(shù)學(xué)模型：物理模型（模型試驗(yàn)）經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比解析法、差分法、有限元第一類(lèi)正常運(yùn)用情況下的基本組合、第二類(lèi)為施工檢修組合、第三類(lèi)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(chǔ)備的表達(dá)方法、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則安全儲(chǔ)備：1.單一安全系數(shù)法；2.分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)：當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)(包括地基)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某種功能要求時(shí)，稱(chēng)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(jì)的內(nèi)容、表達(dá)方式極限狀態(tài)設(shè)計(jì)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(guò)材料強(qiáng)度；塑性變形過(guò)大；土石結(jié)構(gòu)或地基、圍巖產(chǎn)生滲

4、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(duì)人員或設(shè)備儀表有不良影響的振動(dòng)等。6.基本烈度、設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，一般取基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容：抗震計(jì)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(dòng)態(tài)作用，其分析方法需根據(jù)工程的抗震設(shè)防等級(jí)來(lái)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(chēng)可靠概率?？煽慷戎笜?biāo)：見(jiàn)書(shū)P219.在水工設(shè)計(jì)中，對(duì)不同級(jí)別的建筑物有不同要求：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期抗擊災(zāi)害能力安

5、全性運(yùn)行可靠性建筑材料10.水工建筑物抗震設(shè)計(jì)的基本要求能抗御設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)作用，在地基隨機(jī)性運(yùn)動(dòng)的影響下，可能使巖基斷層活化發(fā)生錯(cuò)動(dòng)、砂土地層液化、庫(kù)水對(duì)壩體產(chǎn)生動(dòng)水壓力、建筑物振動(dòng)開(kāi)裂或傾倒、填土對(duì)擋土建筑物產(chǎn)生動(dòng)土壓力、水庫(kù)庫(kù)岸崩塌、土石壩壩坡滑動(dòng)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(diǎn)依靠壩體自重，滿(mǎn)足穩(wěn)定和強(qiáng)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(lái)滿(mǎn)足穩(wěn)定要求；同時(shí)依靠壩體自重產(chǎn)生的壓力來(lái)抵消水壓力所引起的拉應(yīng)力，以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）橫縫：為

6、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(gè)獨(dú)立工作的壩段。壩內(nèi)設(shè)排水管：在靠近壩體上游面壩基設(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(diǎn)：（1）壩體剖面尺寸大，材料用量多（2）壩體應(yīng)力低，材料強(qiáng)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(yáng)壓力大，對(duì)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(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便，安全可靠（2）對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)（3）樞紐泄洪問(wèn)題易解決（4）便于施工導(dǎo)流（5）施工方便2. 重力壩

7、的荷載及其組合荷載：自重、靜水壓力 揚(yáng)壓力 動(dòng)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(yáng)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(guò)基巖節(jié)理、裂隙而產(chǎn)生的向上的靜水壓力。動(dòng)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(dòng)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(dòng)冰壓力。當(dāng)溫度升高時(shí)，冰層膨脹，對(duì)建筑物產(chǎn)生的壓力稱(chēng)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(chēng)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

8、合?；竞奢d組合屬設(shè)計(jì)或正常情況，由同時(shí)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(shí)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(qiáng)度公式：將壩體與基巖看成是一個(gè)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：?jiǎn)涡泵嫔顚涌够€(wěn)定計(jì)算：地基內(nèi)只有一個(gè)軟弱面，計(jì)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(jì)算:在作深層抗滑穩(wěn)定分析時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算幾個(gè)可能的滑動(dòng)通道，從中找出最不利的滑動(dòng)面組合，進(jìn)而計(jì)算其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)常用的計(jì)算方法：4. 抗滑穩(wěn)定分析方法剛體極限平衡法（常用）、采用

9、有限元法和地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)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(dòng)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(qiáng)度參數(shù)較小時(shí)，常將壩的上游面略向上游傾斜。（2）采用有利的開(kāi)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(shí)，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(shí)，可考慮在壩基面設(shè)排水系統(tǒng)，定時(shí)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(gè)

10、壩體的橫縫進(jìn)行局部或全部灌漿，以增強(qiáng)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(qiáng)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)法的基本假定壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料。視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力。假定壩體水平截面上的正應(yīng)力y按直線分布，不考慮廊道等對(duì)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u=(pu-yu)n9.重力壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)（強(qiáng)度指標(biāo)）采用材料力學(xué)法分析時(shí)，規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度指標(biāo)：（a) 正常使用極限狀態(tài)：短期及長(zhǎng)期組合，壩踵(計(jì)入揚(yáng)壓力)不出現(xiàn)拉應(yīng)力；長(zhǎng)

11、期組合，壩體上游面(計(jì)入揚(yáng)壓力) 垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力；短期組合，下游壩面垂直拉應(yīng)力不大于0.1MPa。（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(diǎn)的抗壓強(qiáng)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(guò)程 11.縱縫對(duì)壩體應(yīng)力的影響。（1）上游面鉛直時(shí)，縱縫對(duì)應(yīng)力分布沒(méi)有影響（2）上游面為正坡時(shí)，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(shí)，壩踵鉛直壓力增大，對(duì)壩體強(qiáng)度有利12.重力壩的溫度裂縫的類(lèi)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

12、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(cāng)面散熱（3）加強(qiáng)對(duì)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(diǎn)掌握材料力學(xué)方法。應(yīng)力分析的過(guò)程：首先進(jìn)行荷載計(jì)算及荷載組合，然后選擇合適的方法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算最后檢驗(yàn)大壩各部位的應(yīng)力是否滿(mǎn)足強(qiáng)度要求分析方法：理論計(jì)算（材料力學(xué)法、懸臂梁與水平梁的分載法、有限元計(jì)算）、模型試驗(yàn)14.重力壩的基本剖面與實(shí)用(設(shè)計(jì))剖面基本剖面：在自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力三項(xiàng)主要荷

13、載作用下，滿(mǎn)足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，并使工程量最小的三角形剖面。實(shí)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?jī)A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(diǎn)孔口形式：開(kāi)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(jì)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(zhǎng)度L、堰頂高程考慮的因素：泄洪要求、閘門(mén)和啟閉機(jī)械、樞紐布置、下游水流條件18.泄水重力壩設(shè)計(jì)中有關(guān)

14、高速水流的幾個(gè)問(wèn)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(qiáng)減小至飽和蒸汽壓強(qiáng)時(shí)，便產(chǎn)生空化。當(dāng)空化水流運(yùn)動(dòng)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(guò)結(jié)構(gòu)表面材料顆粒的內(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（2）摻氣：由溢流壩下泄的水流，當(dāng)流速超過(guò)7-8m/s時(shí)，空氣從自由表面進(jìn)入水體，產(chǎn)生摻氣。（3）水流脈動(dòng)：泄水建筑物中的水流屬于高度紊動(dòng)的水流，其基本特征是流速和壓力隨時(shí)間不斷變化。水流對(duì)泄水建筑物主要是動(dòng)水壓力。（4）沖擊波：在高速水流邊界變化處，如斷面擴(kuò)大、收縮、轉(zhuǎn)彎處

15、，將產(chǎn)生沖擊波。19.溢流面體形設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)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(lái)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(jì)：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(diǎn)？設(shè)計(jì)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(jiān)固的高、

16、中水頭泄水建筑物。(2)底流消能：通過(guò)水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鳌５琢飨艿年P(guān)鍵：設(shè)計(jì)時(shí)，要注意能產(chǎn)生一定淹沒(méi)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(wú)壓泄水孔設(shè)計(jì)上有何不同？有壓泄水孔：工作閘門(mén)布置在出口，門(mén)后為大氣，可以部分開(kāi)啟；出口高程低，利用的水頭大，斷面尺少較小。缺點(diǎn)足閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，孔內(nèi)承受較大的內(nèi)水壓力，對(duì)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(mén)，平時(shí)用來(lái)?yè)跛?。無(wú)壓泄水孔：工作閘門(mén)布置在進(jìn)口。為了形成無(wú)壓水流，需在閘門(mén)后將斷面項(xiàng)部升高。閘門(mén)可以部分開(kāi)用，閘門(mén)關(guān)閉后孔道內(nèi)無(wú)水，明流段可不用鋼飯襯砌，加工簡(jiǎn)便，干擾少，有利于加快施工進(jìn)

17、度；缺點(diǎn)是斷四尺寸較大，對(duì)壩體削弱大。平壓管：設(shè)在檢修閘門(mén)和工作閘門(mén)之間。減小檢修閘門(mén)的啟門(mén)力。通氣孔設(shè)在：工作閘門(mén)之后。起補(bǔ)氣和排氣作用。22.壩對(duì)地基有何要求？處理后的地基應(yīng)達(dá)到的要求：具有足夠的強(qiáng)度，以承受壩體的壓力。具有足夠的整體性和均勻性，以滿(mǎn)足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷。具有足夠的抗?jié)B性，以滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定，控制滲流量。具有足夠的耐久性，以防止巖體性質(zhì)在水的長(zhǎng)期作用下發(fā)生惡化。23.基礎(chǔ)處理的任務(wù)是什么？防滲 提高基巖的強(qiáng)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(qiáng)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

18、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0.1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(shí)，帷幕可伸入相對(duì)隔水層35m；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(wú)規(guī)律時(shí)，通常取(0.30.7)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(duì)斷層、破碎帶進(jìn)行處理？應(yīng)如何處理？斷層破碎帶強(qiáng)度低，壓縮變形大，易于使壩基產(chǎn)生不均勻沉降，引起不利

19、的應(yīng)力分布，導(dǎo)致壩體開(kāi)裂；軟弱夾層的厚度較薄，遇水易軟化或泥化，使抗剪強(qiáng)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：規(guī)模大，影響范圍廣，且對(duì)基礎(chǔ)強(qiáng)度和壓縮變形有較大影響時(shí)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的處理設(shè)計(jì)規(guī)模不大，但對(duì)基礎(chǔ)強(qiáng)度和壓縮變形有一定影響時(shí)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：混凝土置換、混凝土深齒墻、混凝土塞提高抗剪能力抗滑樁、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(lèi)及處理方法。橫縫垂直于壩軸線，將壩體分成若干獨(dú)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

20、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(lèi)型：永久性橫縫：伸縮縫或沉降縫，大小12cm。臨時(shí)性橫縫：壩段與基巖面的連接處理方法：臨時(shí)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(gè)壩段分成幾個(gè)壩塊，待其溫度接近穩(wěn)定后再進(jìn)行接縫灌漿?？v縫按其布置型式可分為：鉛直縱縫、斜縫、錯(cuò)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(guò)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(jì)上有什么不同？碾壓重力壩：材料：無(wú)

21、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(diǎn)。工作特點(diǎn)：壩基滲水通過(guò)寬縫排出，滲透壓力明顯降低；作用面積小，揚(yáng)壓力小。33.空腹重力壩的特點(diǎn)。特點(diǎn)：空腔下部不設(shè)底板，減少了壩底面上的揚(yáng)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(diǎn)（1）穩(wěn)定特點(diǎn)：主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔?。?）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：拱壩屬于高

22、次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強(qiáng)，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部位發(fā)生局部開(kāi)裂時(shí)，壩體的拱和梁作用將會(huì)自行調(diào)整。（3）荷載特點(diǎn)：拱壩壩身不設(shè)永久伸縮縫，溫度變化和基巖變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響比較顯著。2.拱壩的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)拱壩結(jié)構(gòu)上的根本特點(diǎn)壩體承受的荷載一部分通過(guò)拱作用兩岸巖體，一部分通過(guò)梁作用壩底基巖壩體穩(wěn)定，主要依靠?jī)砂豆岸说姆醋饔?，而不只是靠壩體重量來(lái)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(qiáng)度。3.拱壩壩址對(duì)地形地質(zhì)的要求有哪些？地形要求：左右兩岸對(duì)稱(chēng)，岸坡平順無(wú)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(lái)的

23、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(xiàng)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(lái)區(qū)分。4.拱壩類(lèi)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(lèi)：?jiǎn)涡膱A、雙心圓、三心圓、拋物線、對(duì)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(duì)壩體應(yīng)力影響對(duì)于一定寬度的河谷，拱中心角越大，拱圈厚度越小，材料強(qiáng)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

24、中心角會(huì)使拱圈的弧長(zhǎng)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133.57度。由于拱壩的最大應(yīng)力常在壩高1/31/2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(duì)壩肩穩(wěn)定有何影響？中心角2A較大時(shí)會(huì)直接影響到壩肩的穩(wěn)定，2A較大時(shí)對(duì)壩肩穩(wěn)定不利7.拱壩封拱、溫降對(duì)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(shí)：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(duì)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

25、均氣溫或略低時(shí)，進(jìn)行封拱。8.拱壩布置的原則原則：在滿(mǎn)足穩(wěn)定和建筑物運(yùn)用要求下，通過(guò)調(diào)整拱壩外形尺寸，使壩體材料強(qiáng)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、扁平的其壓力線接近拱軸線，使截面壓應(yīng)力分布趨于均勻；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(diǎn)：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(yáng)壓力、動(dòng)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(duì)拱壩的影響當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時(shí)，壩軸線收縮，使壩體向下游

26、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(shí)，壩軸線伸長(zhǎng)，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(duì)壩體應(yīng)力不利；溫升使拱端推力加大，對(duì)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(dú)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(jì)算。由于純拱法沒(méi)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(shí)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

27、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(diǎn)處變位一致的條件來(lái)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(jì)算方法（5）結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)（6）拱冠梁法：是按中央懸臂梁與若干層水平拱在其相交點(diǎn)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(jiǎn)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(jiàn)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(dòng)失穩(wěn)

28、。穩(wěn)定分析方法計(jì)算分析法:剛體極限平衡法有限元法：地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)剛體極限平衡法基本假定：.將滑移體視為剛體,不考慮期間的相對(duì)位移.只考慮滑移體上力的平衡，不考慮力矩平衡.忽略拱壩的內(nèi)力重分布作用.達(dá)極限平衡狀態(tài)時(shí)，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(duì)于地形不規(guī)則的河谷或局部有深槽時(shí)，可在基巖與壩體

29、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(duì)稱(chēng)。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(shí)多以巖體風(fēng)化標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，一般是：高壩應(yīng)開(kāi)挖至新鮮或微風(fēng)化的基巖；中壩應(yīng)盡量開(kāi)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(diǎn)：（1）就地取材，節(jié)省三材；（

30、2）適應(yīng)各種地形、地質(zhì)和氣候條件；（3）適應(yīng)機(jī)械化施工；（4）各種理論、試驗(yàn)、技術(shù)的發(fā)展對(duì)土石壩的建設(shè)和推廣有促進(jìn)作用。2、土石壩設(shè)計(jì)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(yùn)用可靠耐久。3、土石壩類(lèi)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(lèi)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

31、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1030m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(shí)，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(rùn)線及其下游逸出點(diǎn)位置，繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢(shì)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(shì)線和流線互相正交，每一個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比保持為常數(shù)的特

32、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(dòng)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(dòng)時(shí)，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(dòng)，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(kù)倫理論：認(rèn)為最大剪應(yīng)力

33、是導(dǎo)致材料破壞的控制因素，破壞面上的抗剪強(qiáng)度和極限剪應(yīng)力是法向應(yīng)力的函數(shù)。計(jì)算土的抗剪強(qiáng)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(jì)算工況：施工期（包括竣工時(shí)）、穩(wěn)定滲流期、水庫(kù)水位降落期、地震作用時(shí)。10、穩(wěn)定分析方法（1）簡(jiǎn)單條分法瑞典圓弧法：該法不滿(mǎn)足每一土條力的平衡條件，使計(jì)算出的安全系數(shù)偏低。（2）簡(jiǎn)化的畢肖普法：畢肖普法的局限性是只適用于圓弧滑動(dòng)面的情況。（3）滑楔法：滑楔法只滿(mǎn)足力的平衡條件，不滿(mǎn)足力矩平衡條件，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性不足。選擇不當(dāng)易出誤差。（4）滿(mǎn)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(guò)程中，在荷載作用下

34、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(jì)算參數(shù)。鄧肯-張模型共有8個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)通過(guò)三軸排水壓縮試驗(yàn)測(cè)定；采用總應(yīng)力分析時(shí)，通過(guò)三軸不排水壓縮試驗(yàn)測(cè)定。模型以E、B為參量表示應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，故稱(chēng)為E-B模型。鄧肯-張模型于此的一些土壩的變形與實(shí)測(cè)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(shí)、破壞發(fā)生時(shí)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

35、載，而在過(guò)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s·h（s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(kù)滿(mǎn)蓄后立即發(fā)生，而是延遲幾個(gè)小時(shí) 幾天后突然發(fā)生。說(shuō)明，在一定條件下，水庫(kù)水壓力可使已存在的閉合裂縫張開(kāi)或是產(chǎn)生新的裂縫，故稱(chēng)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(jì)控制指標(biāo)：壓實(shí)度、最優(yōu)含水率（指在一定的壓實(shí)功能條件下達(dá)到最佳壓實(shí)效果時(shí) 含水率）。粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)粘性土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按相對(duì)密度確定。16、壩殼料主要用來(lái)保持

36、壩體穩(wěn)定，應(yīng)具有比較高的強(qiáng)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(rùn)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(shí)，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(shí)的砂礫石、碎石、單層砌石或?yàn)r青混凝土等柔性材料以適應(yīng)壩的變形，并對(duì)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(lái)避免雨水漫流沖刷

37、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(rùn)線，加速孔隙水壓力消散，以增強(qiáng)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(guò)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(guò)濾層主要對(duì)其兩側(cè)土料的變形起協(xié)調(diào)作用，反濾層可起過(guò)渡作用，而過(guò)渡層卻不一定滿(mǎn)足反濾層的要求。設(shè)計(jì)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(lái)順暢排出滲透水流。21、土石壩裂縫類(lèi)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

38、和壩坡中部。易形成：土質(zhì)斜墻壩壩 材料如壓實(shí)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(shí)，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(zhǎng)滲徑，或?qū)鄬优c壩的防滲體分隔開(kāi)，防止接觸沖刷。巖基穩(wěn)定性較強(qiáng)時(shí)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(wèn)題是進(jìn)行滲流控制，解決的主要方法是做好

39、防滲和排水。（1）粘性土截水槽：當(dāng)壩基砂礫石層不太厚時(shí)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(rùn)土等粒狀材料（4）防滲鋪蓋：作用：延長(zhǎng)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(shí)用的施工措施和運(yùn)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(qiáng)度和抵抗變形的能力幾乎完全喪失，而且變形的增長(zhǎng)具

40、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：堆石體（墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)）；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(diǎn)：可利用大型振動(dòng)碾壓實(shí)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(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：密度大，抗剪強(qiáng)度高，壩坡較陡，抗震性能較好（2）運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：沉降量最小易于檢修、維護(hù)（3）施工特點(diǎn)：堆石體可分區(qū)，充分利用修建泄水建筑物開(kāi)挖的石料，降低了工程造價(jià)，簡(jiǎn)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(diǎn)工程量小，施工方便，攔洪度汛簡(jiǎn)單第

41、六章 水閘1、水閘類(lèi)型，工作特點(diǎn)？水閘是一種利用閘門(mén)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(mǎn)足上游引水和通航的需要2、開(kāi)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(kāi)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(diǎn)：（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(shí)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)

42、翻砂冒水現(xiàn)象。2、閘孔設(shè)計(jì)（1）堰型選擇：寬頂堰（常用）、低實(shí)用堰（2）閘底板高程的選定（3）計(jì)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(zhǎng)度即為水閘的防滲長(zhǎng)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。可在閘室上游設(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(duì)粘性土地基一般不用板樁。（2）砂性土地基：在布置時(shí)應(yīng)以防止?jié)B流變形和減小滲漏為主。對(duì)砂層很厚的地基，可采用鋪蓋

43、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(shí)，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，大都采用封閉式布置，將閘基四周用板樁封閉起來(lái)。5、滲流計(jì)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(duì)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(huà)等勢(shì)線，將整個(gè)滲流區(qū)域分成幾個(gè)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(zhǎng)度L已定，即可按直線比例求出地下輪廓各點(diǎn)的滲流壓力，這種方法稱(chēng)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(zhǎng)度相

44、同，形狀各異的地下輪廓，逸出坡降的差別很大。說(shuō)明，直線法比較粗略，但計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)于地下輪廓比較簡(jiǎn)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(diǎn)（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(guò)閘時(shí)先收縮，出閘后再擴(kuò)散，如果布置或操作運(yùn)行不當(dāng)，出閘水流不能均勻擴(kuò)散，易形成折沖水流。8、底流消能工設(shè)計(jì)底流消能工的作用：通過(guò)在閘下產(chǎn)生一定淹沒(méi)度的水躍消除余能，

45、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(mǎn)足要求時(shí)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(shí)還護(hù)坦上設(shè)消力墩等輔助消能工9、海漫水流流過(guò)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(dòng)能，特別是流速分布不均勻，脈動(dòng)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(kuò)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(yáng)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

46、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(shí)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(huì)出現(xiàn)過(guò)大的不均勻沉降，對(duì)閘門(mén)啟閉有利，用的較多。分離式底板：在堅(jiān)硬、緊密或中等堅(jiān)硬、緊密的地基上，單孔底板上設(shè)雙縫，將底板與閘墩分開(kāi)的。11、閘門(mén)與胸墻閘門(mén)（1）平面閘門(mén)（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(shí)為了充分利用水重，來(lái)維持閘室穩(wěn)定，也可移向下游側(cè)。（2）弧形閘門(mén)（大型工程）：為不使閘墩過(guò)長(zhǎng)，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、

47、梁板式：跨度>6m的水閘。（2）支撐型式：1、簡(jiǎn)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(duì)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(yàn)算水閘在剛建成、運(yùn)行、檢修以及施工時(shí)期等不同工作情況下的穩(wěn)定，對(duì)于孔數(shù)較少而未分縫的小型水閘，可取整個(gè)閘室作為驗(yàn)算單元，對(duì)于孔數(shù)較多設(shè)有沉降縫的

48、水閘，應(yīng)取兩縫之間的閘室單位進(jìn)行驗(yàn)算。失穩(wěn)形式：1、滑動(dòng)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(jì)底邊設(shè)計(jì)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(shí)，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?yàn)榫鶆蚍植迹验l墩當(dāng)做底板的支座，在地基反力和揚(yáng)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(jì)算板底內(nèi)力。16、閘墩應(yīng)力計(jì)算內(nèi)容、方法17、閘室的構(gòu)成底板、閘墩、閘門(mén)、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

49、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(kù)水平順地引向溢流堰。引水渠中的水流應(yīng)平順、均勻，流速35m/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(lèi)：2、低實(shí)用堰優(yōu)點(diǎn)：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(duì)較小，但施工復(fù)雜。3、泄槽的設(shè)計(jì)泄槽一般位于挖方地段，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)地形、地質(zhì)、水流條件及經(jīng)濟(jì)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(lái)一些特殊問(wèn)題：沖擊波、水流摻氣、空蝕、壓力脈動(dòng)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。

50、摻氣減蝕的機(jī)理：1、水流摻氣可以使過(guò)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(shí)破壞力減弱；3、過(guò)水邊界附近水流摻氣，氣泡對(duì)空穴潰滅時(shí)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(diǎn)：1、可減少開(kāi)挖方量；2、能在開(kāi)挖方量增加不多的情況下，適當(dāng)加大溢流堰長(zhǎng)度，從而提高堰頂高程，增加興利庫(kù)容；3、使堰頂水頭減小，減少淹沒(méi)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(shí)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(jì)：1、

51、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(lèi)型：分類(lèi)：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(wú)壓隧洞。從水庫(kù)引水發(fā)電的隧洞一般有壓，灌溉渠道內(nèi)一般無(wú)壓。其余各類(lèi)可有壓也可無(wú)壓。2、水工隧洞工作特點(diǎn)（1）水力特點(diǎn)：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(jì)不當(dāng)就可能引起空化水流導(dǎo)致空蝕，能量集中會(huì)造成下游沖刷。（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：常設(shè)置臨時(shí)支護(hù)和永久性襯砌，以承受?chē)鷰r壓力。應(yīng)做好勘探工作，是隧洞盡量避開(kāi)不利的地質(zhì)、水文地質(zhì)地段

52、。（3）施工特點(diǎn)：隧洞一般是斷面小，洞線長(zhǎng)，從開(kāi)挖、襯砌到灌漿工序多，干擾大，施工條件差，工期較長(zhǎng)。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(kāi)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(wú)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(zhǎng)隧洞應(yīng)注意地形、地質(zhì)條件。5、閘門(mén)在隧洞中的布置泄水隧洞中設(shè)置兩道閘門(mén)：一

53、道是工作閘門(mén)，用來(lái)調(diào)節(jié)流量和封閉孔口，能在動(dòng)水中啟閉；一道是檢修閘門(mén)，設(shè)置在進(jìn)口，用來(lái)?yè)跛员銠z修工作閘門(mén)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(wú)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(jì)，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(huì)出現(xiàn)的問(wèn)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

54、：有壓隧洞進(jìn)水口、無(wú)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(jì)要求進(jìn)口段包括：進(jìn)水喇叭口、閘門(mén)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(wú)壓隧洞斷面型式：多用圓拱直墻形（城門(mén)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(shí)，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(shí)也可采用無(wú)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?chē)鷰r壓力、內(nèi)水壓力等荷載；3、防止?jié)B漏；4、保護(hù)巖石

55、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(lèi)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(wú)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(wú)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(duì)于圓形隧洞，常設(shè)在與中心鉛直線夾角45°處；對(duì)于城門(mén)洞形隧洞，為便于施工可設(shè)在頂拱、邊墻、

56、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?xún)?nèi)，孔距和排距26m。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?chē)?。?）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(kuò)消能（4）洞內(nèi)旋流消能12、脈動(dòng)壓力、空化與空蝕（1）脈動(dòng)壓力：高流速的泄水道中，由于水流內(nèi)部的紊動(dòng)特性，水流對(duì)襯砌表面作用有脈動(dòng)壓力。脈動(dòng)壓力可加大過(guò)流面上的瞬時(shí)作用力，其負(fù)峰值會(huì)降低瞬時(shí)壓強(qiáng)，促使水流發(fā)生空化，還會(huì)引起建筑物振動(dòng)。（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(guò)壩水流中某點(diǎn)壓強(qiáng)降至飽和蒸汽壓強(qiáng)時(shí)，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(shí)，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