水工建筑物考试复习资料

09水利专业《水工建筑物》复习资料

考试题型

一．单项选择题（每题1分，20-30分）二．填空题（每空1分，10分）

三．判断改错题（每题2分，10分）四．简答题（每题6分，36分）五．计算题（14分）第一章绪论

1.水利工程的分类方法及其分类(重点)

(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程

(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程

2.水利枢纽的概念

由不同类型的水工建筑物组成的综合体。

3.】

4.水工建筑物的类别有哪些

按其作用分为以下几类：

（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等

（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等

（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽

（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站

（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道

（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……

5.水利工程的特点（了解）

*

（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长

第二章水工建筑物设计综述

1.水电工程和水工建筑物如何分等分级依据是什么(重点)

（1）水利工程(水利枢纽)的分等

水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难

工程规模有大小，安全程度有高低

分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等

（2）水工建筑物的分级

永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…

水工建筑物永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…

~

临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…

分级依据：工程等别、作用、重要性级别：五级

2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)

永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。

临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。

3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)

（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法

4.极限状态的类型(重点)

（1）承载能力极限状态

当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不

足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象；

）

（2）正常使用极限状态

定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。

①影响结构正常使用或外观变形②对运行人员、设备、仪表等有不良影响的振动

③对结构外形、耐久性以及防渗结构抗渗能力有不良影响的局部损坏等

5.结构功能函数的含义(重点)

当Z=0时，结构处于极限状态

6.安全系数法、分项系数极限状态设计法的含义

（1）单一安全系数法（水工规范）

表达式：

安全系数K 考虑的因素：结构的安全等级；工作状况和作用效应组合；结构和地基的受力特

点和计算方法:模拟准确度；材料抗力、作用的实验、勘测方法和取值规则。

、

不足之处：是定性的标准，没有定量的意义；不同建筑物不可比较；同一结构的不同破坏状

况之间不可比较。

（2）分项系数极限状态设计法 理论基础：基于概率原理的结构可靠度分析理论 失效概率：不能完成预定功能的概率，pf =P[g(.)<0] 可靠度：能完成预定功能的概率，ps =1-pf

分项系数：考虑不同因素变异性来源的系数，将每种因素的影响在不同的工程结构上统一考虑，取划一的分项系数。

①结构重要性系数：

②作用分项系数：

③材料性能分项系数：

]

④设计状况(工作状况)系数：

⑤结构系数γd ：反映极限状态方程与结构实有性能的贴近程度，作用效应与抗力计算的不

定性等。

第三章 岩基上的重力坝

1.重力坝的分类(重点)

按结构形式分类：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝

按是否溢流分类：溢流重力坝、非溢流重力坝

按筑坝材料分类：混凝土重力坝、浆砌石重力坝

R R S K K S ≤≥或0 1.1 1.0 0.9 γI ??=II ??III ?级结构安全级别级结构安全级别级结构安全级别F d k F F γ=f k d f f γ=()()()1.0 0.95 0.85 φ??=???

持久状况短暂状况偶然状况

按施工方法：浇筑（常态砼）、碾压（碾压砼）

按坝高分类：高坝（大于70m ）、中坝（30-70m ）、低坝（低于30m ）

2.》

3.重力坝的工作原理与优缺点(重点)

工作原理：主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压应力

来抵消水压力产生的拉应力。

重力坝的优点：

（1）对地形、地质条件的适应性强。（2）枢纽泄洪问题容易解决。（3）便于施工导流

（4）安全可靠（5）施工方便（6）结构作用明确（7）可采用块石筑坝

重力坝的缺点：

（1）剖面尺寸大，材料用量多。因为稳定靠重力。

（2）中低型重力坝的应力较低，混凝土材料的强度不能充分发挥。

（3）坝体与地基的接触面大，扬压力大，对稳定不利。

（4）坝体体积大，温度应力严重，需采取温控措施。

<

3.作用与荷载的概念(重点)

作用：指外界环境对水工建筑物的影响。

荷载：在结构分析时，如果开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，此作用（外

力）称为荷载。 作用的分类：①永久作用：如自重，土压力②可变作用：如水荷载、温度作用 ③偶然作用：如地震作用、校核洪水

重力坝的荷载组成：①自重：包括固定设备②水压力：包括动水和静水压力③扬压力

④浪压力⑤泥沙压力⑥冰压力⑦土压力⑧地震作用⑨温度作用⑩风作

用

4.各种荷载的计算方法(重点)（结合教材参考）

（一）自重：根据大坝的体积和材料容重计算，坝内较大的孔洞体积应扣除，坝上的永久固 定设备重量应计入 。 （二）静水压力 （三）动水压力：根据动量方程可得 （四）扬压力：上浮力+渗流压力 减小扬压力的措施：设帷幕、设排水

（五）波浪压力：波浪三要素（波高，波长，壅高），官厅水库公式（峡谷水库）

（六）土压力及泥沙压力

土压力：主动、被动、静止土压力

泥沙压力

~

212

x P H γ=z P V γ=220sb s 3

kN/m kN 14522::m /m s s sb s s s P h tg P h ?γγ???=- ??

?水平泥沙压力坝面单位宽度上的

:淤沙的泥沙淤，浮积厚度，：淤沙的容重，内摩擦角

（七）冰压力和冰冻作用：静冰压力、动冰压力、冰冻作用

（八）温度作用

温度应力：混凝土温度变化会产生膨胀或收缩，当变形受到约束时，产生温度应力。

温度作用效应：结构由于温度作用而产生的应力、位移、变形等。

（十）地震作用：地震惯性力

。

5.荷载组合

㈠荷载性质分类

基本荷载：⑴自重(坝体及固定设备)⑵正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力

⑶正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力⑷泥沙压力 ⑸正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力

⑹冰压力⑺土压力⑻设计洪水位时的动水压力⑼其他出现机会较多的荷载

特殊荷载：（1）校核洪水位时的静水压力（2）校核洪水位时的扬压力（3）校核洪水位时的浪压力 （4）校核洪水位时的动水压力（5）地震荷载（6）其他出现机会很少的荷载 ㈡荷载组合（表3-3）

基本组合：正常或设计状况同时出现的基本荷载的组合

特殊组合：校核或非常状况同时出现的基本荷载再加上 一种或几种特殊荷载的组合

6.重力坝抗滑稳定分析的方法(重点)

… （1）沿建基面(重点掌握)、深层滑动、岸坡坝段

（2）计算公式及其适用性

×沿坝基面抗滑稳定分析

抗剪强度公式和抗剪断公式

（1）抗剪强度公式(只接触，不胶结)

（2）抗剪断公式

两种公式的适用性：（1）坝基内不存在软弱面时，采用抗剪断公式

（2）对中型工程中的中、低坝，可按抗剪强度公式计算

7.提高重力坝抗滑稳定性的工程措施(重点)

①利用水重：将上游面做成倾斜以利用水重。②利用有利的开挖轮廓线③设置齿墙

④抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。⑤加固地基（帷幕灌浆，固结灌浆，断层处理）

⑥横缝灌浆⑦预加应力措施

8.材料力学法中边缘应力的计算

最大最小应力均出现在坝面，首先应校核边缘应力

⑴竖向正应力(水平截面上的正应力) ⑵剪应力(上游、下游)

⑶水平正应力(竖向截面上的正应力) (上游、下游) ⑷主应力(上游、下游)

9.坝体强度校核

⑴ 坝基面的铅直应力sy

()∑

∑'+-'='P A c U W f K s

运用期：1）地震工况外,坝踵不许出现拉应力,坝趾小于允许压应力

2）地震工况，应符合《水工建筑物抗震设计规范》

施工期：坝趾允许有小于的拉应力

⑵坝体应力

10.什么叫水化热温升

11.重力坝的温度裂缝有哪些对大坝各有什么影响

（1）贯穿性裂缝：1）横向贯穿性裂缝：导致渗漏和渗透侵蚀性破坏(图)

2）纵向贯穿性裂缝：损坏坝的整体性

3）水平向贯穿性裂缝：降低坝的抗剪强度

（2）表面裂缝

12.重力坝剖面设计的基本理论（结合教材参考）

剖面设计原则：①满足稳定和强度要求 ②工程量小 ③运用方便 ④便于施工

（一）基本剖面：指坝体在自重、上游静水压力(库水位与坝顶平)和扬压力三项主荷载作用

下，满足稳定和强度要求的工程量最小的三角形。

优缺点：基本剖面虽然经济、但不实用：尖顶不便于施工、运行管理、交通；未考虑超高;

不便于布置闸门、拦污栅。

（二）实用剖面

坝顶宽度取坝高的8％－10％，且b > 2m ，b 满足交通、运行管理、设备安全等要求。

13.重力坝极限状态设计的方法（看教材）

14.溢流重力坝孔口尺寸设计方法

溢流重力坝泄洪要求

①足够的孔口尺寸,良好的孔形,较高的流量系数。

②水流平顺, 不产生负压和振动, 避免发生空蚀。

③保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷。

④下泄水流不产生折冲水流等,不影响其他建筑正常运行。

⑤有灵活控制下泄水流的设备。

孔口设计的步骤：（1）选定泄水方式（2）拟定泄水布置方案

（3）初步确定孔口尺寸（4）按规定洪水设计标准进行调洪演算

（5）求出各方案的防洪库容、设计和校核洪水位和下泄流量

（6）估算淹没损失和枢纽造价（7）综合比较，选出最佳方案

15.空化、空蚀、掺气的概念(重点)

（1）空化：当高速水流在某点的压强低于饱和蒸汽压强时，水体中固有的小气核迅速膨胀

而成小空泡，这种现象称为空化。

（2）空蚀：当空气泡进入高压区受压而溃灭,因溃灭时间短暂,产生很高的局部冲击力，当坝

面冲击力大于材料凝聚力时，坝面遭到破坏。

（3）掺气：当下泄水流流速超过7～8m/s 后，空气经水面被卷入水体，发生掺气现象。

max max ::r j j T T T T T =-水化热温升：（最高温度，入仓温度）

1）自掺气：边界层水流发展到表面而掺气、水流射入空中扩散而掺气、水流射入水垫卷

吸空气而掺气。

2）强迫掺气：因结构物的扰动、振动而掺气。

16.溢流重力坝消能工的型式、原理及其适用性(重点)

消能原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。 消能工形式: 底流消能,挑流消能,面流消能,消力戽消能 （1）底流消能的原理：通过水跃将急流转变为缓流而消能，主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。 底流消能的应用：多用于中、小型工程，高坝应用较少 （2）挑流消能：利用泄流建筑物出口处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道，这种消能方式就叫挑流消能。 挑流消能能量耗散的组成：急流沿固体边界摩擦而耗能；射流在空中与空气摩擦、掺气和扩

散等耗能；射流落入尾水中淹没,紊动扩散耗能。

挑流消能适用于基岩比较坚固的中高水头各类泄水建筑物，应用广泛。

（3）面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。

适用条件：尾水深且变幅小,有排冰、漂木等要求

（4）消力戽消能的原理：消力戽的挑流鼻坎潜没在水下，形成不自由水舌，水流在戽内产

生漩滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面。

适用条件：尾水深且变幅小,附近水域无航运要求,河床河岸抗冲能力强

17.坝身泄水孔的型式

主要型式：有压泄水孔，无压泄水孔，双层泄水孔

18.平压管、通气管的作用

平压管布置在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门提起前冲水平压，减小启门力。

进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，需于工作闸门后设通气管充气。

19.固结灌浆、帷幕灌浆的作用(重点)

固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。

帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力,防止坝基产生管涌，减少坝基渗流量。

20.断层破碎带、软弱夹层对重力坝的影响

断层的影响：（1）易产生不均匀沉降，引起坝体应力不均而开裂

（2）连通坝体、增大渗流压力，甚至产生管涌危及大坝安全

软弱夹层的影响：

软弱夹层较薄,遇水易泥化、软化，使坝基抗剪强度降低，影响坝体抗滑稳定性。

21.为什么要对重力坝进行材料分区(重点)

分区的目的：坝体各部位的工作条件不同,对砼各种性能要求各不同，为了节约和合理利用

水泥,常将坝体砼分区,各区可采用不同标号的砼。

22.重力坝坝体分缝的原因、类型(重点)

（一）横缝

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有压泄水孔按水流条件分无压泄水孔中孔坝身泄水孔按高程位置分底孔单层泄水孔按布置层数分多层泄水孔

横缝的作用：将坝体分成若干独立工作的坝段,可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。

横缝的分类：永久性横缝，临时性横缝

（二）纵缝

布设纵缝的目的：适应砼的浇筑能力，减少施工期的温度应力

纵缝的分类：铅直纵缝，斜缝，错缝

（三）水平施工缝

水平施工缝的目的：适应砼的浇筑能力，减少施工期的温度应力

23.理解碾压混凝土、碾压混凝土重力坝的特点

碾压混凝土坝的优点

①工程程序简单,施工速度快;②胶凝材料用量少;③水热化温升大大降低，简化了温控程序;

④不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆的费用;

⑤可使用大型通用机械设备，提高砼的运输和浇筑工效;⑥降低工程造价。

24.理解浆砌石、宽缝、空腹重力坝、支墩坝的概念

浆砌石重力坝：用块石或粗料石和胶结材料砌成的重力坝。

宽缝重力坝：为了充分利用砼的抗压强度，将实体重力坝横缝下部扩宽成为空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。

空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝。

支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成的重力坝。

第四章拱坝

1.拱坝的工作特点(重点)

（1）稳定特点：稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地基的要求很高；

（2）结构特点：拱是一种推力结构，承受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石材料的抗压强度；高次超静定结构，拱梁所承受的荷载可相互调整, 因此可承受超载；

（3）荷载特点：不设永久性伸缩缝；抗震性能好；几何形状复杂，施工难度大。

2.地形、地质条件对拱坝的影响(重点)

（1）对地形的要求

理想地形：两岸对称,岸坡平顺无突变；逐渐收缩的峡谷段；坝体两侧具有足够的岩体支撑宽高比L/H和厚高比T/H 的影响：L/H <，适宜修薄拱坝,T/H < ；L/H=，适宜修一般拱坝，T/H = ；L/H=，适宜修重力拱坝，T/H =；L/H>，适宜修建重力坝。

断面形状的影响

V形河谷：最易发挥拱作用；U形河谷：拱作用降低,拱较厚；梯形河谷：介于二者之间。（2）对地质的要求：要求最高，坝肩必须能承受拱端传来的推力，且能保持稳定。

理想地质条件：基岩比较均匀、坚固完整、强度足够；；基岩能抵抗水的侵蚀、耐风化，透水性小；岸坡稳定、整体性好，没有大断裂、软弱夹层,压缩变形小。

上述条件不能满足时，需进行固结灌浆以增加地基的整体性和牢固程度。

3.拱坝的类型

按材料和施工方法分类：常规混凝土拱坝，碾压混凝土拱坝，砌石拱坝

按坝高分类：高坝（>70m）,中坝（30～70m）,低坝（<30m）

按拱圈线形分类：单心圆、双心圆、三心圆、抛物线等

按坝面曲率分类：单曲拱坝，双曲拱坝

按结构构造分类：周边缝拱坝、空腹拱坝

4.确定双曲拱坝拱冠梁几何尺寸的参数

见右图：凸点与坝顶高差Z0：= β1H；

凸度β2：=DA/H ；

倒悬度：AB 水平距离与高差之比

5.拱坝体形评估的参数

（1）厚高比T/H

（2）柔度系数法

柔度系数： （水平向柔韧程度）

（3）应力水平系数

D ＝A2/V （单位平均厚度对应的上游面承载面积）

D 一般控制在3500以内

6.拱坝自重荷载的如何分配，与重力坝有什么不同(重点)

拱坝自重：封拱前浇筑的全部由悬臂梁承担。

7.温度作用对拱坝的应力和稳定有什么影响(重点)

（1）坝体温度变化：

均匀温度变化tm ：温差均值,对拱圈轴向力及力矩、悬臂梁力矩影响很大。

等效线性温差td ：上下游坝面的温度差值,对拱圈力矩影响大，其余影响小。

非线性温度变化tn ：只产生局部应力,可忽略不计。

（2）温升温降的影响差异

温降:温度低于封拱温度。对坝肩稳定有利，对应力不利

温升:温度高于封拱温度。对坝肩稳定不利，对应力有利

8.拱坝的应力分析方法有哪些(重点)

纯拱法，拱梁分载法，有限元法，壳体理论计算方法，结构模型试验

9.拱梁分载法、拱冠梁法、纯拱法的原理，有什么不同

纯拱法：假定拱坝由许多互不影响的独立水平拱圈组成，不考虑梁的作用，荷载全部由拱圈

承担

拱梁分载法：将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，荷载由梁系和拱系

分担，荷载分配由变位一致来确定。

拱冠梁法：拱梁分载法的简化方法，即仅对拱冠梁与若干水平拱圈进行应力计算,对其它截

面的悬臂梁不计算,对于对称的、狭窄的拱坝可作初步应力计算。

10.理解拱坝的失稳形式：坝肩岩体失稳，上滑失稳

坝肩岩体滑动的原因:1）岩体内存在软弱结构面；2）荷载作用（拱端推力、渗流压力）

影响上滑稳定的因素：1）河谷的几何形状：河谷越宽，岸坡越平缓，对稳定不利

2）坝体几何形状：坝薄、扁，曲率小，合力倾角小

3）渗流力越大，越不稳定4）摩擦角越小，越不稳定。

11.稳定分析方法(重点) 刚体极限平衡法、有限元法、地质力学模型试验

12.拱坝坝身泄水的方式有哪些各自的特点(重点)

（1）自由跌流式

特点：1)适用于较薄的双曲或小型拱坝,基岩良好、单宽流量小；

2）因为落水距坝较近，需设防护措施。

（2）鼻坎挑流式

特点：溢流堰顶曲线末端设反弧挑流鼻坎，以使落水点距坝较远。

（3）滑雪道式

2m

m S A C VH T ==

特点：1）挑坎处落差大，挑距远；2）底板下可布置发电厂房；

3）溢流面参数要求高以避免空蚀；

（4）坝身泄水孔式

特点：1）工作闸门多用弧形闸门，且布置在出口；2）出口收缩以保证泄水孔有压流；

3）孔身多用矩形,进口常做成曲线形。

13.拱坝的消能方式、防冲设施有哪些(重点)

拱坝消能形式：跌流消能、挑流消能、底流消能

防冲措施：护坦、护坡、二道坝

14.拱坝分缝与接缝处理(重点)

分缝目的：散热，防止收缩开裂，分段浇筑，平均气温左右时封拱。

接缝灌浆：1）目的是保证拱坝的整体性；灌浆缝仍是拱坝的薄弱部位，尽量减少伸缩缝数量；2）灌浆工艺同重力坝；上游面设止水。

永久横缝的特例：坝肩上弱下强时,上部可做成永久缝,推力由下部承担。

15.垫座、周边缝、重力墩的作用(重点)

（1）垫座和周边缝的作用：

1）周边缝使梁的刚度和作用减弱，拱的作用加强；

2）周边缝减小坝体传至垫座的弯矩,可减小上游坝面的拉应力；

3）垫座加大了与基岩的接触面，改善地基的受力状态；

4）垫座可减少不规则和软弱面对坝体的影响；

5）坝体开裂不影响基础，基础开裂不影响坝体；

6）垫座对坝体起地震缓冲作用。

（2）重力墩设置的目的：

1）对于不规则河谷，用重力墩减小宽高比，避免岸坡大量开挖。

2）重力墩是拱坝坝端的人工支座；

3）用重力墩连接拱坝与其它坝段或溢洪道。

16.理解诱导缝的作用

作用：碾压混凝土拱坝的构造缝，防止坝体其它部位开裂。

第五章土石坝

1.土石坝的特点

（1）可以就地、就近取材，节约大量材料和运输费；

（2）能适应各种地形、地质及气候条件；

（3）大容量、多功能、高效率施工机械发展；

（4）岩土力学理论、计算方法、试验手段的发展为土石坝设计提供了安全保障；

（5）高边坡、地下工程及高速水流消能防冲等配套设施的发展解决了土石坝的难题；（6）坝顶不能过流，必须另开溢洪道；（7）施工导流不如砼坝便利；（8）对防渗要求高；（9）剖面大，所以填筑量大；（10）施工容易受季节影响。

2.土石坝设计的基本要求

⑴具有足够的断面维持坝的稳定。⑵设置良好的防渗和排水设施以控制渗流。

⑶选择与现场适应的良好土石料种类、坝型结构及材料分区。(4) 坝基足够稳定—抗震。

(5) 泄洪建筑物具有足够的泄洪能力。(6) 采取适当的构造措施，使大坝运用可靠和耐久。

3.土石坝的分类(重点)

（1）按坝高分：1）低坝：坝高<30m；2）中坝：坝高=30～70m；3）高坝：坝高>70m （2）按施工方法分：碾压式土石坝，冲填式土石坝，水中填土坝，定向爆破堆石坝

（3）按土料配置和防渗体材料分

1）均质坝：采用一种土料

2）土质防渗体分区坝：心墙坝，斜心墙坝，斜墙坝

3）非土质材料防渗体坝

人工材料心墙坝：以沥青砼、砼等为心墙的坝

人工材料面板坝：由沥青砼、砼、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝

4.土石坝剖面设计

一、坝顶高程：等于水库静水位与坝顶超高之和，取4种运用计算最大值

二、坝顶宽度；主要依据运行、施工、构造、交通等综合要求确定

三、坝坡:取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基条件、施工方法及坝型等因素。

5.土石坝渗流分析的方法有哪些(重点):水力学法、流网法和试验法

6.土石坝的渗透变形的类型及防护措施(重点)

渗流变形的型式：①管涌：发生在无粘性土

②流土：粘性土或非均匀粘性土，常见于渗流在坝下游逸出。③接触冲刷④接触流土

⑤化学管涌：土体中的盐类被渗流水溶解而带走的现象。

增加渗透稳定的工程措施

①提高土的抗渗性：土料设计考虑

②降低渗透坡降，从而减小流速和渗透压力。设置垂直、水平防渗体，调整防渗结构的型式及尺寸。

③降低下游渗流出口处的渗流压力，如增设排水沟或减压井。

④对可能产生流土的地段加盖重，盖重与被保护土层之间要设防滤层，滤土排水，防止管涌和流土。

⑤设过渡区，实现防渗体与坝壳体可靠连接，防止刚度突变和渗流变形。

7.稳定分析的方法及其不同之处

瑞典圆弧法（简单条分法），简化毕肖普法，折线滑动面和复式滑动面的稳定计算

8.土石坝的材料分区(重点)

筑坝材料的一般要求：（1）具有与使用目的相适应的工程性质

（2）土石料的工程性质在长时期内保持稳定（3）有良好的压实性能

9.土石坝的防渗土料(重点)

防渗体对土料的要求：防渗性,要较好的塑性,抗剪强度,压缩性,抗渗稳定性,含水率,颗粒级配,膨胀量和收缩值,有机质和水溶盐含量

（1）国内外土石坝的防渗体材料：

国内：粘土、壤土等细粒土。国外：粘性土，砾石土和风化砾石土

（2）砾石土防渗料：干密度，防渗性，可塑性、压缩性和抗剪强度

（3）其它防渗体土料：红粘土，黄土

（4）不宜作防渗体的土料

塑性指数大于20和液限大于40％的冲积粘土、干硬粘土；膨胀土；分散性粘土

10.坝壳料、反滤料的要求(重点)

坝壳料基本要求：保持坝体的稳定，故需要较高的强度，c、Φ较大；坝体水位下的筑料需良好的排水性能；有良好的级配，级配连续；土质：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等），料场开采的石料、开挖的石渣。

反滤、过渡及排水材料主要要求：具有良好的抗水性、抗冻性、抗风化性；具有要求的级配；具有要求的透水性；土质：尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工砂和碎石。

11.土石料的填筑标准(重点)

（1）粘性土的填筑标准：粘性土料以压实度和最优含水率作为设计控制标准。

（2）砂砾石和砂的填筑标准：以相对密度为设计控制指标堆

（3）堆石料：压实功能、孔隙率根据工程经验拟定。

12.各个分区对材料性能要求有什么不同

13.土石坝坝体排水的型式，各自的特点(重点)

（1）棱体排水(滤水坝趾)

优点：可降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护坝脚不受淘刷，增加坝体稳定

缺点：石料用量大，费用高，与坝体施工有干扰，检修困难。

（2）贴坡排水(表面排水)

优点：结构简单，用料少，施工方便，易于检修缺点：不能降低浸润线，易冰冻而失效。（3）坝内排水：①褥垫排水层（优点：下游无水时可降低浸润线，加速软基固结。

缺点：不均匀沉陷适应性差，易断裂，难以检修。）②网状排水带③竖式排水体

④水平排水层：针对粘土等弱透水材料建成的均质坝等

（4）综合式排水：不同形式的排水组合

14.反滤层的构造

①Ⅰ型反滤：

位于被保护土的下方，渗流自上而下，需承受自重和渗透压力

②Ⅱ型反滤：

位于被保护土的上方，渗流自下而上，自重与渗透压力相反

15.土石坝的裂缝类型和成因(重点)

⑴纵缝：与坝轴线大体平行，多发生在坝顶和坝坡中部。因坝壳与心墙、或多种土质坝固结速度的差异形成拉应力而裂缝，发生在竣工期前后或初次蓄水时。

⑵横缝：与坝轴线大体垂直，多发生两岸坝肩附近。

因岸坡陡峻或岸坡突变而致。横缝常贯穿防渗体，危害很大。

⑶内缝：出现在坝体内部。

因坝基与坝体的不均匀沉降而致。易形成集中渗流通道，危害很大。

16.不同类型地基处理的主要问题是什么(重点)

（1）岩基的处理重点是防渗

（2）砂砾石地基处理的主要问题：渗流控制

（3）细砂等软土坝基：易液化土坝基的处理

17.堆石坝的材料分区及主要功能(重点)

面板堆石坝的组成：（1）堆石体(垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区)

（2）防渗系统(钢筋砼面板及其与河床、河岸相连接的趾板构成)

垫层区作用：平整坝面，避免面板出现应力集中，减小面板的变形，改善面板的受力条件防渗，浇筑面板前挡水度汛

堆石区要求：低压缩性、高抗剪强度、较好的透水性和耐久性

主堆石区：宜用硬岩石料或砂砾料，用软岩填筑需论证

防渗体系：面板、趾板、灌浆帷幕、周边缝、接缝止水等

趾板：钢筋砼板，为面板的底座，保证面板与河床、岸坡的不透水连接，地基需帷幕灌浆。面板：钢筋砼板，为防渗主体，设缝浇筑，缝设止水(受挤压为压性缝、受拉伸为张性缝)，周边缝需设三道止水。

第六章水闸

1.水闸的分类方法及类型、理解各种水闸的作用(重点)

按承担任务分：节制、进水、分洪、排水、挡潮、冲沙闸

按结构形式分：开敞式、胸墙式、涵洞式等

按操作闸门的动力分：机械操作、水力操作闸门的水闸

水闸的功能：拦洪、挡潮、抬高水位；泄洪、排涝、冲沙、调节流量

2.软土地基上水闸的工作特点有哪些(重点)

（1）承载后沉降量或沉降差较大，易造成闸室倾斜、止水破坏、闸底断裂、甚至失事。（2）因土基的抗冲能力低，仍可能引起水闸下游的冲刷。出流形成的波浪水跃、折冲水流，将进一步加剧河床、河岸的淘刷。

（3）土基在渗透水流作用下，容易产生渗流变形，引起沉降、倾斜甚至倒坍.

3.理解水闸闸孔设计中的要点

堰型选择，底板高程的确定，计算闸孔总净宽，确定闸室单孔宽度和总宽度

4.地下轮廓线的概念(重点)

地下轮廓线：上游铺盖、板桩、底板等防渗设施与地基的接触线，也是渗流的第一根流线。

5.闸基渗流计算的方法有哪些(重点)

流网法，改进的阻力系数法，直线法

6.水闸的防渗排水设施有哪些(重点)

防渗设施：铺盖，板桩，齿墙

排水设施：铺设在护坦、浆砌石海漫及闸底板下面的起导渗作用的砂砾石层

7.过闸水流的特点，水闸的消能方式

过闸水流的特点：闸下易形成波状水跃；闸下易出现折冲水流。

消能设施：底流消能——消力池；辅助消能工——消力钝等；尾坎

8.海漫的作用

（1）防冲：防止水流出消力池后的剩余能量对下游的冲刷；

（2）顺流：调整水流均匀扩散，使流速分布逐渐调整到天然状态

9.闸室稳定分析的内容，闸基沉降计算的方法。(重点)

内容：（一）荷载及组合

主要荷载：自重/水重/水推力/扬压力/浪压力/泥沙压力/土压力/地震力

荷载组合：（1）基本组合：正常蓄水位、设计洪水位、完建等工况

（2）特殊组合：校核洪水位、地震、施工、检修等工况

（二）闸室的稳定性及安全指标

（1）闸室基底压力验算（2）闸室抗滑稳定验算（3）闸基的整体稳定验算（塑性平衡理论）方法：分层总和法，每层计算厚度2m

第七章岸边溢洪道

1.岸边溢洪道的分类与各自的特点(重点)

按泄洪标准和运用情况分类：

按结构型式分类：正槽溢洪道（应用最广泛），侧槽溢洪道，井式溢洪道，虹吸式溢洪道2.正槽溢洪道的布设特点、组成、结构设计(重点)

布设特点：溢流堰轴线和泄槽轴线正交，过堰流向与泄槽走向一致。

组成：引水渠，控制段，泄槽，消能段，尾水渠

3.侧槽溢洪道的布设特点、组成(重点)

布设特点：

（1）水流特点：侧槽内形成横向旋滚；侧槽内流量沿程增加，旋滚沿程强度不断变化；

侧槽内水流紊动和撞击强烈，水面极不稳定。

（2）布置特点：侧向进水、纵向泄流

（3）应用特点：当坝址处山头较高，岸坡陡峻时，可选用侧槽溢洪道；侧槽多建在完整坚实的岩基上，不宜修建在土基上；侧槽溢洪道多用实用堰，泄水道可为泄槽，可为无压隧洞。组成：溢流堰、侧槽、泄水道、出口消能段等

4.溢洪道的型式如何选择

考虑因素：水库水文、地形地质、水流条件、枢纽布置、施工管理、投资造价等

（1）有马鞍形山口，山口与蓄水位接近，下游有山沟等宜设正槽溢洪道

（2）两岸陡峭，一岸布置开挖方量较大时可布置在两岸，也可考虑侧槽溢洪道、隧洞泄洪的侧槽溢洪道、井式溢洪道。

（3）溢流进口与土坝坝体应有一定距离，避免横流冲刷坝坡。必须紧接则需设置导墙隔开（4）主坝与溢流坝相距远时，虽施工干扰小，但不易集中管理；如相距较近，随易集中管理，但施工干扰大……

第八章水工隧洞

1.水工隧洞的类型及其功用

(1)隧洞的类型

1)按功能分：泄洪、引水输水、灌溉供水、放空排沙、施工导流等隧洞。

2)按流态分：有压隧洞、无压隧洞。

3)按衬砌方式分：不衬砌隧洞，喷锚、混凝土衬砌或钢筋混凝土衬砌等。

4)按流速大小分：高速隧洞（>16m/s）,低速隧洞(<16m/s)

(2)隧洞的功能:泄洪，引水发电、输水，排沙，放空水库，施工导流

2.水工隧洞的工作特点、组成(重点)

（1）水工隧洞的工作特点

1）水力特点：泄水能力与H的1/2成正比，超泄能力较表孔弱。进口位置低，能预泄。承受的水头较高，流速大，易引起空化、空蚀。水流脉动会引起闸门等振动。出口单宽流量大，能量集中，会造成下游冲刷。

2）结构特点：洞室开挖后，引起应力重分布，导致围岩变形甚至崩塌，为此常布置临时支护和永久性衬砌。承受较大的内水压力的隧洞，要求围岩具有足够的厚度和必要的衬砌。

3）施工特点：断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。

（2）水工隧洞的组成

进口段：控制水流，含拦污栅、喇叭口、闸门室、渐变段

洞身段：输送水流

出口段：连接消能设施，无压隧洞仅设门框，有压隧洞含渐变段和工作闸门室

3.闸门的位置及工作特点(重点)

（1）工作闸门：调节流量、封闭孔口，能在动水中启闭①布置在进口：常为无压洞, 也可是有压洞②布置在出口：有压洞③布置在洞身某适宜位置

（2）检修闸门：检修工作闸门或隧洞，动水关闭、静水开启

①一般位于进口②有时需于出口设检修门以挡下游水

4.水工隧洞进水口的型式，各适用于什么情况(重点)

（1）竖井式，适用条件：地质条件好，岩体比较完整

（2）塔式进水口，适用条件：岸坡岩石较差，岸坡低缓，覆盖层较厚的情况。

（3）岸塔式，适用条件：岸坡较陡、岩石比较坚固稳定的情况

（4）斜坡式，适用条件：岩坡完整，地形适宜，斜坡的护砌上可直接安装轨道的情况。（5）组合式

5.隧洞洞身断面型式及适用性

（1）无压隧洞断面形式

1）城门洞形(圆拱直墙)，优点：适宜承受铅直围岩压力，便于开挖和衬砌，应用较广。

适用：垂直山岩压力较大，而无侧向山岩压力或侧向山岩压力很小的情况。

2）马蹄形：适用于岩石比较软弱破碎，垂直山岩压力和侧向山岩压力均较大的情况

3）圆形：适用围岩条件较差，且外水压力较大，掘进机施工。

（2）有压隧洞的断面型式

1）一般采用圆形：水流条件和受力条件均有利，圆形为最佳水力断面

2）也可用无压隧洞常用的断面形式：在围岩较好,内水压力不大时,为了施工方便。

6.洞身衬砌类型，灌浆的类型及其作用(重点)

（1）洞身衬砌的类型：平整衬砌(护面、抹平衬砌)，单层衬砌，组合式衬砌

衬砌的功用：阻止围岩变形的发展，保证围岩稳定；承受围岩压力、内水压力及其它荷载；防止渗漏；保护岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等冲蚀破坏；减小隧洞的表面糙率等（2）灌浆的类型及其作用

回填灌浆，目的：为了充填衬砌与围岩之间的空隙，使之紧密结合，共同工作，改善传力条件和减少渗漏。

固结灌浆，目的：加固围岩，提高围岩整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力，减小渗漏。

7.隧洞消能方式

挑流消能，底流消能，洞内突扩消能，洞内旋流消能

第九章、第十章

1.闸门的类型，平面闸门的类型

按工作性质分类：工作闸门，事故闸门，检修闸门

按门叶材料分类：钢闸门，钢筋混凝土闸门，钢丝网水泥闸门，木闸门，铸铁闸门

按结构形式和动作特征分类：①叠梁门②平面闸门③转动式门④浮箱闸门⑤弧形闸门⑥扇形闸门⑧圆筒闸门⑦圆辊闸门⑨人字闸门

按门顶出露水面分类：露顶式闸门，潜孔闸门，阀门

按闸门启闭方式分类：垂直升降式、转动式、横拉式、滚动式、升卧式

按闸门门叶控制方式分类：机械操作，水力自动

2.大概了解平面闸门、弧形闸门的不同之处。

了解两种闸门的优缺点，组成，布置形式等

3.通航建筑物的类型(重点)

（1）船闸：利用水力将船舶浮运过坝，通过能力大，应用最广。

（2）升船机：利用机械力将船舶升送过坝，耗水量少，一次提升高度大。

4.渠首、渠系建筑物的类型、河道整治建筑物的类型(重点)

渠首建筑物引水渠道的首部工程，包括无坝渠首枢纽和有坝渠首枢纽。

渠系建筑物引水渠道的所有建筑物的统称，包括渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。河道整治建筑物为改善水流，调整、稳定河槽，以满足防洪、航运、引水等要求而修建的建筑物，如丁坝、顺坝等。

5.船闸的组成，升船机的组成、类型(重点)

（1）船闸的组成：闸室，闸首，引航道，输水系统

（2）升船机组成：

承船厢、垂直支架或斜坡道、闸首、机械传动装置、事故装置、电气控制系统（3）升船机的类型

按承船箱载运船舶的方式分：湿运、干运

按承船箱的运行路线分：垂直升船机(提升式,平衡重式,浮筒式),斜面升船机6.船闸的分类

按船闸级数分：单级船闸，多级船闸

按船闸的线数分：单线船闸，多线船闸

按闸室的型式分：广厢船闸，具有中间闸室的船闸，井式船闸*