水工建筑物2
河海水工建筑物 2-3-1重力坝稳定和应力
分项系数法基本公式
对承载能力验算表达式为：
基本组合：
偶然组合： 0S( GGk , QQk ,k )
1
d
R( fk
m
,k )
0S( GGk , QQk , Ak , ak )
1
d
R( fk
m
, ak )
γG永久作用分项系数； γ0结构重要性系数; γQ可变作用分项系数； φ设计状况系数; GK永久作用标准值； QK可变作用标准值； αK几何参数标准值； fK材料性能标准值； γm材料性能分项系数； AK偶然作用标准值； γd结构系数
具体：
（1）坝基面抗滑稳定的承载能力极限状态：
★按承载能力极限状态校核：应按材料的标准值和荷载的标准值或代表值分别计 算基本组合和偶然组合两种情况。
★ S(*)为作用效应函数，S(*)＝∑PR ∑PR为作用于滑动面之上的全部切向（包括滑动面之上的岩体）作用之和；
★ R(*)为抗力函数，R(*)＝∑f ’R∑WR + c’R AR ∑黏W聚R滑力动。面上全部法向作用之和,f ’R坝基面抗剪断摩擦系数，c’R坝基面抗剪断
评价：该方法有长期的实践经验，目前我国重力 坝设计规范中的强度标准就是以该法为基 础的。
2°弹性理论解析法
该法的力学模型和数学解法均很严密，但前只有 少数边界条件简单的典型结构才有解。
评价：可用于验证其他方法的精确性，有重要 价值。
3°弹性理论差分法
该法力学模型严密，在数学解法上采用差分格式， 是一种近似的方法。
1、单斜面深层抗滑稳定计算
坝基深层单滑动面抗滑稳定计算可参照坝体混凝 土与基岩接触面抗滑稳定计算方法进行，抗滑稳定极 限状态计算应沿软弱结构面进行。
水工建筑物
水工建筑物 (2)分类 (2)功能划分 (4)分类 (5)通用性水工建筑物 (5)1、挡水建筑物 (5)2、泄水建筑物 (13)3、进水建筑物 (16)4、输水建筑物 (17)5、河道整治建筑物 (19)专门性水工建筑物 (22)1、水电站建筑物 (22)2、渠系建筑物 (25)4、过坝设施 (35)水工建筑物定义：水工建筑物就是在水的静力或动力的作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物。
控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。
实现各项水利工程目标的重要组成部分。
分类水工建筑物可按使用期限和功能进行分类。
按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，后者是指在施工期短时间内发挥作用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。
按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。
通用性水工建筑物主要有：①挡水建筑物，如各种坝、水闸、堤和海塘；②泄水建筑物，如各种溢流坝、岸边溢洪道、泄水隧洞、分洪闸；③进水建筑物，也称取水建筑物，如进水闸、深式进水口、泵站；④输水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、输水管道、渠道；⑤河道整治建筑物，如丁坝、顺坝、潜坝、护岸、导流堤。
专门性水工建筑物主要有：①水电站建筑物，如前池、调压室、压力水管、水电站厂房；②渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸；③港口水工建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台和滑道；④过坝设施，如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。
有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型，如各种溢流坝，既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；闸门既能挡水和泄水，又是水力发电、灌溉、供水和航运等工程的重要组成部分。
有时施工导流隧洞可以与泄水或引水隧洞等结合。
水工建筑物的主要特点是：①受自然条件制约多，地形、地质、水文、气象等对工程选址、建筑物选型、施工、枢纽布置和工程投资影响很大。
②工作条件复杂，如挡水建筑物要承受相当大的水压力，由渗流产生的渗透压力对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物泄水时，对河床和岸坡具有强烈的冲刷作用等。
水工建筑物课程设计 (2)资料
水工建筑物设计A.非溢流坝段剖面计算一、确定坝顶高程H （分别按照设计情况和校核情况计算）拦河坝为浆砌石重力坝，由溢流段和非溢流段组成，初步决定溢流段设在坝体中部。
重力坝的基本剖面为三角形剖面； 1、坝顶超高值△h 的计算∆=++l z ch h h h式中：lh ——波浪高度（m ）；z h ——波浪中心高于静水面的高度（m ）；ch ——安全超高（m ），按下表选用。
安全超高表 h c（1）计算波浪高度h l=⨯⨯5143l 0h 0.0166V D=⨯0.8l L 10.4(h )式中：V ——计算风速（m/s ）,是指水面以上10m 高处的风速，在正常运用条件下的Ⅰ，Ⅱ级坝，采用多年平均最大风速的1.5～2.0倍，在设计中，取1.5倍的最大风速；D ——风作用于水域的长度（km ），即为吹程。
（本设计中有库区地形图量得 D=1.2km ） L ——波长，以m 计。
因此， 设计情况=⨯⨯5143l 0h 0.0166V D=0.0166×（1.8*1.5）5/4×1.21/3=0.061053（m ）=⨯0.8l L 10.4(h )=10.4×0.0610530.8=1.110705（m ） 校核情况=⨯⨯5143l 0h 0.0166V D= 1.238521（m ）=⨯0.8l L 10.4(h )= 12.34116（m ）（2）计算波浪中心高于静水面的高度hz 设计情况π⨯π⨯=2l z h 2hh cthL L式中: h ——坝前水深，以m 计；cth ——数学中对数曲线函数，x xx xe e cthx e e +=-值约等于1。
2l z h 2hh cthL L π⨯π⨯= =0.010538（m ） 校核情况2l z h 2hh cthL L π⨯π⨯= = 0.390284 (m) （3）安全超高 hc根据本工程的建筑物级别3级，查《安全超高表》知： 设计情况 校核情况 hc=0.4 （m ） hc=0.3 （m ）（4）计算坝顶超高值△h①设计情况h h h h∆=++l z c=0.061053+0.010538+0.4=0.471591（m）②校核情况h h h h∆=++l z c=1.928805(m)2.坝顶高程H的计算①设计情况H =设计洪水位+△h=236.31+0.471591=236.7816（m ）②校核情况H =校核洪水位+△h=237.22+1.928805=239.148（m）坝顶高程取值为239.148m；设有1.2米的防浪墙，则防浪墙顶高程为240.348米。
河海水工建筑物 2-1重力坝概述
(3) 对地形、地质条件适应性好
几乎任何形状的河谷都可以修建重力坝。对地基要求高于土石坝， 低于拱坝及支墩坝。一般来说，具有足够强度的岩基均可满足要求， 因为重力坝常沿坝轴线分成若干独立的坝段，所以能较好地适应岩石 物理力学特性的变化和各种非均质的地质。当然仍应重视地基处理， 确保大坝的安全
§2-1 概述
一、重力坝的工作原理
①利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地 基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定 ②利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生 的拉应力
坝：站住 ~ 稳定、强度 水：蓄住 ~ 防渗
二、重力坝的特点
①断面尺寸大，抵抗渗漏、漫顶破坏的能力强， 在各种坝型中失事率最低 ②对地形地质条件适应性强 ③泄流问题容易解决 ④施工导流容易解决 ⑤体积大便于机械化施工 ⑥结构作用明确 ⑦由于体积大，材料强度不能充分利用 ⑧底部扬压力大，对稳定不利 ⑨由于体积大，水化热不易散发，温控要求高
笫二章 岩基上的重力坝 (CHAPTER 2 GRAVITY DAM ON ROCK FOUNDATION)
发展历史
重力坝主要依靠自重维持稳定，是一种古老而应用广泛的坝型。 19世纪以前，基本上采用毛石砌体筑坝 19世纪后期，由于新材料出现，逐渐采用混凝土筑坝。在筑坝实践和科 学试验的基础上，设计理论也不断提高 20世纪以来，由于混凝土工艺和施工机械的迅速发展，逐渐形成现代重 力坝，特点是采用有效的防渗排水措施减小扬压力，在施工中采用分缝、 灌浆和温度控制技术，可以修建高坝。特别是1930年代以后，高重力坝 日益增多，混凝土浇筑工艺日臻完善，出现了一些新坝型。
国开电大水工建筑物作业二参考答案
错
【答案】：对
题目27.反滤层中各层滤料的粒径顺渗流方向布置应由粗到细。
对
错
【答案】：错
题目28.当筑坝材料相同时，土坝上游坝坡通常比下游坝坡陡。
对
错
【答案】：错
题目29.为了克服心墙坝可能产生的拱效应和斜墙坝对变形敏感等问题，有时将心墙设在坝体中央向上游倾斜，称为斜心墙。
对
错
【答案】：对
题目30.土石坝的土体发生渗透变形的原因，主要是由于渗透坡降过小造成的。
题目13.拱坝坝身泄水的方式有（）。
a.滑雪道式
b.自由跌流式
c.坝身泄水孔式
d.鼻坎挑流式
【答案】：滑雪道式；自由跌流式；坝身泄水孔式；鼻坎挑流式
题目14.按土料在坝体中的配置和防渗体所用的材料，土石坝可分为（）。
a.心墙坝
b.水坠坝
c.均质坝
d.斜墙坝
【答案】：心墙坝；斜墙坝
题目15.在土石坝中常见渗透变形的形式有（）。
【答案】：圆弧滑动法
题目8.工程中常用于斜墙坝的下游坝坡稳定分析方法是（）。
a.折线滑动法
b.圆弧滑动法
c.复式滑动法
d.有限元法
【答案】：折线滑动法
题目9.反滤层的设置大体与渗流方向正交，且顺渗流方向粒径应（）。
a.由小到大
b.均匀不变
c.由大到小
d.以上说法都不正确
【答案】：由小到大
题目10.由堆石支承体、过渡垫层和防渗体组成坝称为（）。
a.拱梁法
b.拱冠梁法
c.有限单元法
d.纯拱法
【答案】：有限单元法
题目4.双曲拱坝是指坝体在（）方向a与b和c均不对
【答案】：水平和铅直
大工22秋《水工建筑物》在线作业2-[学习资料]-答案
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大工22秋《水工建筑物》在线作业2-学习资料
试卷总分:100
一、判断题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.土石坝填筑体为松散体，抗剪强度低。
-题目正确选择:正确
2.挑流消能适用于基岩较坚固、水头较高的情况。
-题目正确选择:正确
3.回填灌浆是填充衬砌与围岩之间的空隙。
-题目正确选择:正确
4.据统计，土石坝失事约有40%是由坝基问题引起的。
-题目正确选择:正确
5.固结灌浆是深层高压水泥灌浆，其主要目的是为了降低坝体的渗透压力。
-题目正确选择:错误
6.对于冲刷深度较小的水闸，可采用板桩或地下连续墙，来阻止冲刷坑向消力池方向推进。
-题目正确选择:错误
7.闸基渗流产生的渗透压力，对水闸闸室的抗滑稳定不利。
-题目正确选择:正确
8.选择渡槽槽址关键是确定渡槽的轴线及槽身的起止点位置。
-题目正确选择:正确
9.当闸孔数较少时，宜采用单孔数以便于对称开启，有利于消能防冲。
-题目正确选择:正确
10.对永久性的挡水建筑物、堤防工程和不允许过水的临时性挡水建筑物，确定其顶高程时，在各种运用情况静水位上加波浪高后，还须考虑安全加高，以确保其自身安全。
-题目正确选择:正确
二、单选题 (共 5 道试题,共 30 分)
11.水利工程分等的对象是（）。
A.枢纽工程
B.主要建筑物
C.临时建筑物
D.挡水建筑物
-题目正确选择:A
12.隧洞开挖后围岩变形或塌落作用在衬砌上的压力称为()。
A.围岩压力。
水工建筑物级别划分标准
水工建筑物级别划分标准一、建筑物类型水工建筑物根据其使用功能和重要性，通常分为以下几类：1. 水库大坝：用于拦截河道、形成水库，调节水量、保障供水，以及改善河流生态等。
2. 水闸：用于调节水位、控制流量，实现防洪、灌溉、发电等功能。
3. 堤防：用于防止洪水泛滥，保护人民生命财产安全。
4. 泵站：用于抽水灌溉、排水防洪、城市供水等。
5. 水电站：利用水能发电，为城市和农村提供电力。
6. 港口与航道：为船舶提供停靠、装卸货物及避风等设施，保证水上交通的顺畅。
7. 防洪工程：通过建设防洪堤、分洪工程等措施，降低洪水对人民生命财产的威胁。
8. 其他水工建筑物：如给排水工程、水文监测设施等。
二、建筑物规模水工建筑物的规模通常以其库容、流量、水位等指标来划分。
根据规模大小，水工建筑物可分为以下几类：1. 大中型工程：库容在10万m³以上，或者灌溉面积在3万亩以上，或者装机容量在10MW以上的工程。
2. 小型工程：库容在10万m³以下，或者灌溉面积在3万亩以下，或者装机容量在10MW以下的工程。
三、建筑物的重要性水工建筑物的等级通常与其对人民生命财产安全的影响程度相关联，可以分为以下几类：1. 一级建筑物：对人民生命财产安全具有特别重大影响的水工建筑物，如国家重要的大型水库大坝、大型流域控制性工程等。
2. 二级建筑物：对人民生命财产安全具有重大影响的水工建筑物，如大型城市供水工程、大型泵站等。
3. 三级建筑物：对人民生命财产安全具有一定影响的水工建筑物，如小型水库大坝、小型泵站等。
4. 四级建筑物：对人民生命财产安全影响较小的水工建筑物，如农田灌溉渠道、小水电站等。
5. 五级建筑物：对人民生命财产安全基本无影响的水工建筑物，如水文监测设施等。
水工建筑物2
一、枢纽基本资料1.工程简况该河流自西向东汇入东海，干流全长153公里，流域面积4860平方公里。
罢职以上流域面积2761平方公里，流于境内为山区，平均海拔高度662M，最高峰达1921M，流域境内气候湿润，雨量充沛，属热带气候。
径流主要来自降雨，小部分由地下水补给，每年4-9月份为汛期，其中5、6份为梅雨季节，河道坡道上上游陡下游缓，平均坡降6.32-0.97%，因河道陡，蓄水能力低，汇流快，有暴雨产生的洪水迅速涨落，一次洪水过程线尖瘦，属典型的山区性河流。
流于境内，一以农林为主，森林繁茂，植被良好，水土流失不严重枢纽下游为谋省的主要农副业生产基地某平原。
坝址下游约50公里有县级城市两座，在河流入海处有省辖市一座。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是防洪、发电、灌溉、渔业养殖。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为三等工程，主坝为3级建筑物，其它建筑物按4级建筑物考虑。
2.水文条件1.年径流：根据资料分析，坝址处的多年平均流量100m3/s，多年平均总量为31.5m3/s，年内分配很不均匀，主要集中在汛期4-9月份。
丰水年时占全年80%，枯水年占20%。
2.洪水：根据统计资料推算1000年一遇的浑水流量为11700m3/s，5000年一遇的洪水14900m3/s。
施工期间各设计洪水频率流量见下表。
水库淤积高程115m。
淤沙浮容重为8.5kn/m3，内摩擦角100。
4．其他。
本坝址地震烈度为7o3. 气象条件1．气温：坝址处的多年气温为17.3℃，月平均气温5℃（一月份）、最高29℃（七月份)。
实测极端气温-8.2℃（一月份）、最高气温40.6℃（七月份）。
2．湿度：年平均相对湿度为79%左右，其中六月份87%为最大，一月份72%最小，日变化较大。
3．降雨量：坝址以上流域的年平均降雨量1860毫M，实测最大降雨量为2574毫M，最少降雨量1242毫M。
雨量在年内分配不均，其中4-9月份占全年雨量的80%，5-6月份站全年雨量的1/3，往往形成起伏多峰的洪水。
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一、判断题
1.孔隙水压力在土体滑动时能产生摩擦力,增大粘性土体的抗剪强度。
（×）
2.水闸地下轮廓布置时，粘性土地基主要考虑降低底板上的渗流压力、提高闸室抗滑稳定性；砂性土地基应以防止渗流变形和减小渗漏为主。
（）
3.拱坝属于高次超静定结构，地基变形、温度变化对坝体应力有重要影响，是拱坝的两项主要荷载。
（）
4.水工隧洞围岩地质条件比较均匀时，洞身段不设伸缩缝。
（）
5.土石坝防渗体粘性土料的填筑标准以相对密度作为控制指标。
（）
6.土石坝是由土、石料等当地材料填筑而成的坝。
按施工方法可分为均质坝、土质防渗体分区坝、非土质材料防渗体坝几种主要类型。
（）
7.拱坝封拱时混凝土温度偏高时,对温降时坝体应力有利，对温升时坝肩岩体稳定不利。
（）
8.固结灌浆的主要目的是坝基防渗、降低渗流压力。
（）
9.用瑞典条分法计算土石坝坝坡稳定性,没有考虑土条间的相互作用力,计算出的抗滑稳定安全系数偏小。
（）
10.水工隧洞按洞内的水流流态可分为有压隧洞和无压隧洞。
（）
二、填空题
1.土石坝沉降量计算的目的是（______）。
2.水闸两岸连接建筑稳定计算一般包括：（______）；（______）；（______）；（______）等方面。
3.过闸水流容易产生两种不利流态是（______）、（______）。
三、名词解释
1.重力坝纵缝
2.重力坝的基本剖面
3.封拱温度
4.土石坝坝体排水
5.岸边溢洪道
四、简答题
1.水工建筑物分项系数极限状态设计法中，设置了哪几个系数？说明其含义。