1、 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 1 / 8 机密等级： 06 级水利水电工程专业 水工建筑物 复习资料 （ 问答题部分 ） 第一章 绪论 4、为什么要对水利枢纽和水工建筑物进行等级划分？等级划分的根据是什么？根据 SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准，等级划分分为几等几级？ 答： 安全和经济是兴建水利工程要解决的根本问题，妥善解决水利工程安全和经济的矛盾，就是对水利工程进行等级划分。 水利水电工程根据其 工程规模 、 效益 及其在国民经济中的重要性划分为五等 。 水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及其在工
2、程中的作用和重要性划分 为五级和三级。 5、不同级别的水工建筑物在哪些方面提出不同的要求？ 答： （课件上的答案） 不同级别的水工建筑物在规划、设计、施工管理方面的要求不同，级别越高，要求越高。主要表现为四个方面：抵御洪水的能力，结构的强度和稳定性，建筑材料，运行的可靠性。 （课本上的答案）为了使建筑物的安全性、可靠性与其在社会经济中的重要性相协调，在水工设计中，对不同级别的建筑物在下列几个方面应有不同的要求： （ 1）设计基准期。它是研究工程对策的参照年限。水工建筑物在设计基准期内应满足如下要求：能承受在水工施工和正常使用时可能出现 的各种作用（荷载）；在正常使用时，应具有设计预定的功能；在
3、正常维护下，应具有设计预定的耐久性；在出现预定的偶然作用时，其主体结构仍能保持必须的稳定性。 （ 2）抗御灾害能力。如防洪标准、抗震标准、坝顶超高等、 （ 3）安全性。如建筑物的强度和稳定安全指标、限制变形的要求等。水工建筑物的结构安全级别，应根据建筑物的重要性及其破坏可能产生后果的严重性而定，与水工建筑物的级别对性分为三级。队友特殊安全要求的水工建筑物，其结构的安全级别应经专门研究决定。 （ 4）运行可靠性。如建筑物的供水、供电、通航的保证率，闸门 等设备的可用率等。 （ 5）建筑材料。如使用材料的品种、质量及耐久性等。 第二章 岩基上的重力坝 、重力坝的工作原理是什么？结合重力坝的工作条件
4、，分析其优缺点和适用条件 。 答：工作原理： 重力坝在水压力和其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；依靠自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 优点： 1）安全可靠 。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较低，筑坝材料强高，耐久性好，故对洪水漫顶、渗漏、地震和战争破坏的能力都比较强。 2）对地形、地质条件的适应性强 。 任何形状的河谷和 一般强度的岩基，都可修建重力坝，低坝甚至可以修建在土基上。 3）枢纽泄洪问题容易解决 。 筑坝材料有较大的抗冲刷能力，可以从坝顶泄洪，或在坝内不同高程设臵泄水孔。 4）便于施工导流 。 施工期可以利用坝体导流，不必另外设臵
5、导流建筑物。 5）施工方便 。 大体积混凝土可以机械化施工，并且补强、维修和扩建比较方便。 6）结构作用明确 。 重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，稳定和应力计算比较简单。 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 2 / 8 缺点： 7）重力坝的剖面尺寸较大，水泥用量多，应力较低，材料强度不能充分发挥。 8）坝体和地基的接触面积大，坝底扬压 力大，不利用稳定。 9）砼建造的重力坝，水泥水化热引起的施工期温度应力很大，因此高坝施工中，需采用复杂的温控措施。 4、扬压力由几部分组成？各是如何产生的？扬压力对重力坝有哪些影响？重力坝设计中采用哪些措施削减
6、坝体、坝基扬压力？试绘出不同防渗排水情况下坝体及坝基的扬压力分布图。 答： 扬压力由两部分组成，一是浮托力，即坝体在下游水位以下部分受到的浮力，坝底任一点处的浮托力强度等于该点至下游水面铅直距离与水容重的乘积，二是由上下游水位差产生的渗透压力。 在上下游水位差的作用下，水渗入坝体的孔隙内形成孔隙水压力。 所取截面上向上的孔隙水压力为扬压力。扬压力抵消了部分坝体的重量，对坝体的稳定不利，减少了上游坝踵的压应力，对坝体不利。重力坝设计中常采用帷幕灌浆和设臵排水孔来削减坝体和坝基扬压力。 坝基面上 扬压力分布图： A.坝基不设防渗和排水措施。 B.坝基只设防渗帷幕，无排水孔 。 C.坝基只设排水孔，
7、无防渗帷幕 。 D.坝基设有帷幕和排水孔 坝体内的扬压力 分布图： 5、作用于重力坝上的荷载有哪些？为什么要进行荷载组合？基本荷载组合、特殊荷载组合各有哪些可能情况。 答： 在进行建筑物设计时，应根据可能发生的情况 ，确定不同的荷载组合，并按其出现的机率，确定不同的安全系数。 作用在重力坝上的荷载按其性质可分为 : （ 1）基本荷载 ： 1)坝体及其上固定设备的自重 ； 2)正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力 ； 3)相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力 ； 4)泥沙压力 ； 5)相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力 ；6)冰压力 ； 7)土压力 ； 8)相应于设计洪水位时的动水压力 ；
8、9)其他出现机几率较多的荷载 。 （ 2）特殊荷载 ： 10)校核洪水位时的静水压力 ； 11)相应于校核洪水位时的扬压力 ； 12)相应于校核洪水位时的浪压力 ； 13)相应于校核洪水 位时的动水压力 ； 14)地震荷载 ； 15)其他出现几率很少的荷载 荷载组合有基本组合和特殊组合 。基本组合： 正常蓄水位情况； 设计洪水位情况； 冰冻情况。 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 3 / 8 特殊组合： 校核洪水位情况； 地震情况。 6、重力坝发生失稳的可能方式有哪些？采取哪些工程措施可以提高重力坝的抗滑稳定性？ 答： 重力坝的失稳形式 ： 沿坝基面或软弱面
9、的滑动 ； 倾覆 ； 浮起 。 提高抗滑稳定的工程措施 ： 利用水重； 将坝基开挖成有利的轮廓线； 在坝踵下设齿墙； 减少扬压力； 预加应力措施； 加固地基。 7、 写出重力坝抗滑稳定计算的抗剪强度公式和抗剪 断强度公式，说明各符号的意义，其中的参数值应怎样选取，并分析两公式的区别。 答： 抗剪断强度公式为： Ks = f WU +CA P ,抗剪强度公式为： K=f( W-U)/ P。其中 W为接触面以上的总铅直力； P为接触面以上的总水平力； U为作用在接触面上的扬压力； f为摩擦系数， K为抗滑稳定安全系数。 A为接触面面积。 f与 C为抗剪断参数，前者为摩擦系数，后者为抗剪断凝聚力。当
10、接触面倾向上游时，其抗滑稳定安全系数 K应为： KS = f( W cos U+ P sin ) P cos W sin ，为接触面与水平面闸的夹角。二者当中， f应当最后选取野外和室内实验结果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件类似的已建工程的经验等，由地质、实验和设计人员研究决定。 C亦如此。抗剪强度公式形式简单，对摩擦系数的选择多年来积累了丰富的经验，但该公式忽略了坝体与基岩间的胶结作用，不能完全反映坝的实际工作性态。而当坝基内不存在可能导致深层滑动的软弱面时，应按抗剪断公式计算。对中型工程中的中、低坝，也可按抗剪强度公式计算。 8、材料力学法进行重力坝应力分析做了哪些基本假设？应 力
11、分析的目的是什么？ 需要分析哪些内容？ 答： 基本假定： 坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料；视坝段为固接于地基上的悬臂梁 ；假定坝体水平截面上的正应力按直线分布。 目的：检验大坝在施工期与运用期是否满足强度要求；寻找坝体应力大小的分布规律，为坝体材料标号的分区设计和坝体廊道、孔口等部位的配筋提供依据。 应力分析的过程：首先进行荷载计算和荷载组合，然后选择适宜的方法进行应力计算，最后检验坝体各部位的应力是否满足强度要求。 边缘应力的计算：水平截面上的正应力；剪应力；水平正应力；主应力； 内部应力的计算：坝 内水平截面上的正应力 y；坝内水平界面上的剪应力；坝内沿水平截面的水平正应力 x
12、；坝内主应力 1和 2. 13、重力坝对地基有哪些要求？重力坝地基处理的主要任务是什么？ 答：要求 ： 1、应具有足够的强度，以承受坝体的应力； 2、应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降； 3、应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗水作用下岩体变质恶化。主要任务： 1、防渗。 2、提高基岩的强度和稳定性。 18、为什么要对重力坝分缝？需要分哪些缝？ 答： 为了满足运用和施工的要求，防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂，需要合理分缝。常见的有横缝、纵缝、施工缝。 附 1、重力坝剖面设计原则： 满足稳定和强度要求 以保证大坝安全； 力求剖面较小
13、 以节省坝体工程量； 外形轮廓简单 便于施工和管理。 附 2、 基本剖面是指在水压力 (水位与坝顶齐平 )、自重和扬压力等主要荷载作用下，满足稳定、强度要求的最小三角形剖面。 附 3、溢流坝的消能防冲措施： 挑流消能、 底流消能、面流消能、戽流消能。 第三章 拱坝 1、简述拱坝的结构特点和 工作 特点。 答 ： （课本上的答案） 结构特点： 拱坝属于高次超静定结构，超载能力强，安全度高，党外荷载增大 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 4 / 8 或坝的某一部位发生局部开裂时，坝体的拱和梁作用将会自行调整，使坝体应力重新分配。拱坝是整体空间结构，坝体轻韧，弹性
14、较好，工程实践表明，其抗震能力也很强。另外，由于拱是一种主要承受轴向压力的推力结构，拱内弯矩较小，盈利分配较为均匀，有利于发挥材料的强度。 荷载特点： 拱坝坝身不设永久伸缩缝，温度变化和基岩变形对坝体应力的影响比较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度作用列为一项主要荷载。 （课件上的答案） 结构特点： 拱坝是固接于 基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游得拱形，其拱冠剖面成竖直的或向上游凸出的曲线形。坝体结构既有拱作用又有梁作用，其承受荷载一部分通过拱的作用压向两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。 工作特点： 拱坝属于高次超静定结构，超载能力强，安全度高，当外荷载增大或坝的某一部位
15、发生局部开裂时，坝体的拱和梁作用将会自行调整，使坝体应力重新分配。 4、 什么是拱坝的温度荷载？为什么将温度荷载列为拱坝的主要荷载？为什么温降对拱坝的应力不利，而温升一般对拱坝稳定不利？ 答：温度荷载是指拱坝形成整体后，坝体温度相对于封拱温 度的变化值。由实测资料分析表明在水应力和温度变化共同引起的径向总变位中，后者约占三分之一到二分之一，在靠近坝顶部分，温度变化的影响更为显著。温降时产生的荷载称为温降荷载，其为坝体温度低于封拱温度时的温度变化值。此时拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的相同，但轴力方向相反。当坝体温度高于封拱温度时称为温升。坝轴线
16、会伸长，使坝体向上游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的相反，但轴力方向相同。因此温降对坝体应力不利，而温升将使拱端推力加大， 对坝肩岩体稳定不利。 5、什么是封拱温度？为什么封拱温度要选择为年平均气温或者低于年平均气温？ 答：拱坝系分块浇筑，经充分冷却，当坝体温度逐渐降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，形成整体。在封拱时的坝体温度称作封拱温度 。 另外由于温降对坝体应力不利，因此封拱温度低，有利于降低坝内拉应力，故一般选在年平均气温或略低时进行封拱。 8、拱坝的应力分析方法有哪些？所得结果应满足什么要求？拱冠梁法解决的主要问题是什么？计算原理是什么？ 答：拱坝的应力的
17、分析方法有： 纯拱法； 拱梁分载法； 有限元法； 壳体理论计算方法； 结构模型实验法。其所得的结果应当满足应力、应变要求，且符合经济性原则。解决的主要问题是拱梁的荷载分配。拱冠梁法的计算原理是中央悬臂梁与若干层水平拱在其相交点变位一致。这种方法仅适用于对称或接近对称的拱坝，是一种近似的应力分析方法。 10、 写出拱冠梁法求解拱坝应力的变位协调方程，说明各符号的意义及公式的含义？ 答：变位协调方程： aijxj +iw = pi xi i + Aini=1 。式中 pi为作用在 i 层拱圈中面高程的总水平荷载强度。 i 为拱圈层数。 xi为拱冠梁在第 i 层拱高程处分配承担的水平荷载强 度，则
18、pi xi 为第 i 层拱圈分配承担的水平荷载强度。 xj为拱冠梁 j 点所承受的水平荷载。 j 为单位荷载作用点的顺序。 aij为拱冠梁上 j 点的单位荷载在另一点 i 产生的径向变位。 i为第 i 层水平拱圈在单位强度的均布径向荷载作用下，在拱冠处产生的径向变位，称为拱的单位变位。 iw为拱冠梁第 i 层截面在铅直荷载作用下产生的水平径向变位。 Ai为第 i 层拱圈由于均匀温度变化 tm在拱冠处产 生的径向变位。公式的含义：拱冠梁和各层拱圈交点处径向变位一致。 12、 什么是拱圈的最优中心角？中心角的确定在设计中需要考虑哪些因素的影响？ 答：拱圈的最优中心角是指使拱圈厚度适中，坝体体积最小
19、时的中心角。确定中心角时需要综合考虑稳定性和经济因素。应力条件相同时，拱中心角越大，拱圈厚度越小越经济。拱厚一定时，拱中心角越大，拱端应力条件越好。采用较大中心角比较有利，但选用很大的中心角将很难满足坝肩稳定的要求，也会引起拱圈弧长增加，抵消了一部分由减小拱厚所节省的工程量。从有利于坝肩稳定考虑，要求拱端内弧面切线与可 利用岩面等高线的夹角不得小于 30 ，一般情况下顶拱中心角采用实际可行的最大值，常采用 90110 ；往下拱圈的中心角逐渐减小，底拱中心角在 5080 之间选取。 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 5 / 8 第四章 土石坝 3、根据筑坝材料
20、性质及工作条件，分析土石坝应由哪些部分组成？各自作用是什么？ 答： 土石坝一般由坝身、防渗体、排水设备和护坡组成。坝身：是土石坝的主体，坝的稳定主要靠它维持；防渗 体：降低浸润线，减少渗透水量；排水设 备：排除渗透水，增强下游坝坡的稳定性；护坡：防止波浪、水层、温度变化，雨水和水流等对坝坡的破坏。 5、 土石坝剖面基本尺寸包括哪些内容？ 答：土石坝的基本剖面尺寸有：坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡及防渗和排水设备的轮廓尺寸 。 坝顶高程根据正常运行和非常运行时的静水位加相应的超高 d 予以确定。 坝顶宽度取决于交通、防汛抢险、施工、心墙或斜墙顶部及反滤层布臵。 6、土石坝的坝顶高程如何确定？坝顶
21、高程的确定与重力坝有哪些不同？ 答：土石坝的坝顶高程根据正常运行时的静水位加相应的超高予以确定，取其最大值。坝顶超高按式d=R+e+A 计算，其中， R 为波浪在坝坡上的设计爬高； e 为风浪引起的坝前水位壅高； A 为安全加高，重力坝的坝顶高程或坝顶上游防浪墙墙顶高程按下式确定： 顶 = 设 + h 设； 顶 = 校 + h 设，取最大值。 h 设 =h1%+hZ+hC，其中 h1%为累计频率为 1%时的波浪高度； hZ 为波浪中心或高于静水位的高度； hC 为安全加高。 7、试述渗流对土石坝的作用。土石坝设计中采取哪些措施防止渗流的不利影响？ 答：作用： 增加了坝体滑动的可能性；引起坝体和
22、坝基的渗透变形；渗流量过大时会影响水库蓄水。 措施： 坝体：心墙、斜墙；坝基： 粘土截水槽、砼防渗墙、帷幕灌浆、粘土铺盖 。 8、什么是土石坝的浸润线？降低土石坝的浸润线有何意义？可以采取哪些措施来降低浸润线？ 答：渗流的自由水面与坝体纵断面的交线称为浸润线。降低浸润线有利于下游坝坡稳定， 降低 渗透 变形 ， 减少 渗漏 损失 ， 防止下游坝体土壤发生渗透破坏。 降低浸润线的措施：设臵防渗体和排水体。 9、为什么要对土石坝做渗流分析？土石坝渗流分析有哪些基本方法？土石坝渗流分析的内容和目的是什么？ 答： （ 1） 、在坝与水库失事事故的统计中有 1/4 是由于渗流问题引起的，在初步拟定土石坝
23、的断面尺寸和主要构造形式及尺寸以后，为进一步校核其合理性，还必须进行渗流分析。 （ 2） 、土石坝渗流分析的主要 方法 有流体力学法、水力学法、流网法、试验法、有限单元法。 （ 3） 、渗流分析的 内容 包括：确定坝体内浸润线及其下游逸出点的位臵，绘制坝体及坝基内的等势线分布图或流网图；确定渗流的主要参数 渗流流速与比降；确定渗流量。 渗流分析的 目的 在于：土中饱水程度不同，工料的抗剪强度等力学特性也相应地发生变化，渗流分析将为土坝中各部分土的 饱水状态的划分提供依据；确定对坝坡稳定有较重要影响的渗流作用力；进行坝体防渗布臵与土料配臵，根据坝体内部的渗流参数与渗流逸出比降，检验土体的渗流稳定
24、性。防止发生管涌和流土，在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺寸和排水措施的容量和尺寸；确定通过坝和河岸的渗水量损失，并设计排水系统的容量。渗流分析可为坝型初选和坝坡稳定分析打下基础。 14、 土石坝 稳定分 析 方法 有哪些 ？ 答 ： （ 课本上答案 ） （ 1） 简单条分法 瑞典 圆弧法 ； （ 2） 简化 的 毕肖普 （ Bishop） 法 ； （ 3） 滑楔法 ；（ 4） 满足 所有力 和 力矩 平衡 的 方法 。 （ 课件上 答案 ） 圆弧滑动面法 、 折线滑动法 、 复合滑动面法 。 第五章 河岸溢洪道 3、 正槽式溢洪道由哪几部分组成？各自的作用是什么？ 答： 正槽溢洪道通常由引
25、水渠，控制段，泄 槽，出口消能段及尾水渠等部分组成。 各自的作用：引水渠：使水流平顺的进入控制段。控制段：是控制溢洪道池流能力的关键部位。泄槽：将过堰洪水安全的泄向下游河道 。出口消能段：防止下游河床和岸坡遭到冲刷，甚至危及大坝安全。尾水渠：当下泄的水流不能直接归入原河道时，需要布臵一段尾水渠，以使下泄的水流能顺畅平稳的 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 6 / 8 归入原河道。 3.正槽式溢洪道由哪几部分组成？各自的作用是什么？ 答： 正槽溢洪道通常由引水渠，控制段，泄槽，出口消能段及尾水渠等部分组成。 各自的作用：引水渠：使水流平顺的进入控制段。控制段：
26、是控制溢洪道池流能 力的关键部位。泄槽：将过堰洪水安全的泄向下游河道。出口消能段：防止下游河床和岸坡遭到冲刷，甚至危及大坝安全。尾水渠：当下泄的水流不能直接归入原河道时，需要布臵一段尾水渠，以使下泄的水流能顺畅平稳的归入原河道。 4.溢洪道泻槽中的高速水流对建筑物有什么不利影响？采用哪些措施予以清除？ 答： 高速水流可以钻入泻槽底板岩石裂隙，将岩石掀起，设计时在变坡连接处要用平滑曲线，如果地质条件容许，将其建在岩基上，否则应进行必要的地基处理和采用可靠地结构措施，另外还要对泻槽进行衬砌。高速水流下边壁不平整还会发生空蚀破坏，因此 除上述措施外，当流速超过 35m/s 时，应设臵掺气减蚀措施。
27、高速水流作用下，边壁不平整是泄槽发生空蚀破坏的根本原因。 防止空蚀产生的措施：掺气减蚀、优化体形、控制泄流表面的不平整度和采用抗空蚀材料等。 5.河岸溢洪道位置和型式的选择要考虑哪些方面的影响？ 答： 溢洪道的型式和布臵根据工程特点，水文，地形地质条件，进出口水流条件，枢纽的总体布臵，及管理运行以及工程造价等，通过技术经济比较后确定。地形条件为最主要的影响因素，直接关系到工程投资，一般情况下分三种形式： 坝址附近天然的马鞍形垭口地形，且鞍部高程与设计堰顶高程相近，下游有冲沟。 坝址附近无天然垭口地形，但有较平缓的坝肩，可在坝肩上布臵。 无垭口，且两岸陡峭，考虑其他形式。 地质条件关系着工程安全
28、，另外枢纽布臵、坝型，洪水特性及其对下游的影响等因素经研究后才可确定溢洪道的位臵和型式。 9、 掺气减蚀 的 机理 是 什么 ？ 答 ： 机理： 掺气可使过水 边界上的负压减小或消除。 空穴中含有一定数量的空气，破灭时破坏力减弱。 空气泡的存在，对空穴溃灭时的破坏力有缓冲气垫作用。 11.侧槽溢洪道设计中控制侧槽始端淹没度 hs/H=0.5 有何意义？ 答： 侧槽的底部高程，需要按满足溢流堰为非淹没出流和减少开挖量的需求表确定。由于侧槽内的水面为一降落曲线，因此确定侧槽底部高程的关键在于定出起始断面的水面高程。当起始断面附近虽有一定成都的淹没，但尚不对整个溢流堰的泄量有较大影响时，仍可认为是非
29、淹没的，因此，为了减少开挖量，侧槽起始断面的槽底高程可适当提高，而容许该处堰顶有一定的淹没 度，一般侧槽起始断面堰顶的临界淹没度 hs/H=CH，式中， L 为水闸的防渗长度，即闸基轮廓线水平段和垂直段 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 7 / 8 长度的总和， H 为上下游水位差， C 为容许渗径系数，依地基土的性质而定，当闸基内没有板桩时，可采用 6-3 表中规定的最小值。 19、 粘性土基和沙性土基上修建水闸，地下轮廓应如何布置？ 答：粘性土地基布臵地下轮廓时，防渗措施长采用水平防渗为主，不采用垂直防渗结构，排水设施可前移到闸底板下。 沙性土地基布臵地
30、下轮廓时，防渗措施常采用水平防渗和垂直防渗措施联合使用，排水措施布臵在护坦下 。 20、 水闸闸室必须进行哪些情况下的稳定验算？应包括哪些荷载？ 答： 1 过大的沉降特别是不均匀的沉降，会使闸室倾斜，影响水闸正常运行 2 当地基承受荷载过大，超过其容许承载力时，将使地基整体发生破坏 3 水闸在运行期间，受水平推力的作用，有可能沿地基面或深层滑动，因此，必须分别验算水闸在刚建成，运行，检修以及施工期等不同工作情况下的稳定性。 主要荷载：自重，水重，水平水压力，扬压力，浪压力，泥沙压力，土压力及地震力等。 24、 不平衡剪力是怎样产生的？不平衡剪力的大小如何确定？如何分配给闸墩和地板？ 答：地板上
31、的荷载在顺水流方向是具有突变的，而地基反力是连续变化的，所以作用在单宽板条及墩条上的力是不平衡的，即在板条及墩条的两侧上必然作用有剪力 Q1 及 Q2，并由 Q1 及 Q2 的差值来维持板条及墩条上力的平衡，差值 Q=Q1 Q2，称为不平衡剪力。 不平衡剪力 Q 应由闸墩及底板共同承担各自承担的数值，可根据剪应力分布图面积按比例确定，一般情况下地板的约占 10%15%，闸墩的占 85%90%。 第七章 水工隧洞 2、 水工隧洞有哪些用途？按水流状态划分有哪些两类？ 答：隧洞是在岩层中开凿而成的通道，水利枢纽中用于 取水和泄水的建筑物称为水工隧洞。 按水流状态可分为：有压隧洞，无压隧洞。 5、
32、有压和无压泄水洞的洞线和岩层走向的交角有什么要求？对进出口和洞身的岩身层覆盖厚度有什么要求？ 答：随动的线路应尽量避免不利的构造，威严可能不稳定及地下水位高，渗水量丰富的地段，以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。洞线要与岩层层面、构造破碎带和节理面有较大的交角，在整体块状结构的掩体中，其交角不宜小于 30；对薄层岩体，特别是层间结构疏松的陡倾角薄岩层，其交角不宜小于 45，岩层覆盖厚度对于有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩厚度应 不小于 3 倍洞径，对于较坚硬完整的岩体，有压隧洞的最小围岩厚度应不小于 0.4H，如不加衬砌或采用喷锚衬砌时，围岩厚度应不小于 1.0H，最小围岩厚度应满足不发生
33、渗流失稳和水里劈裂的要求。 6、 无压和有压泄水洞对于其底坡有什么要求？如何正确选用底坡？ 答：无压隧洞的纵坡应根据其水力计算加以确定，一般要求纵坡应大于临界底坡，有压隧洞的底坡主要取决于进出口的高程，洞顶必须要有不小于 2m 的压力水头，不宜平破或反坡，不利于检修排水，有压隧洞的纵坡一般取为 0.003-0.01 9、 洞身衬砌的作用是什么？衬砌材料和类型有哪些 ？ 答：作用 ： （ 1）限制围岩变形，保证围岩稳定（ 2）承受围岩压力，内水压力等荷载（ 3）防止渗漏（ 4）保护眼屎免受水流、空气、温度、干湿变化的冲蚀破坏作用（ 5）减小表面糙率。 衬砌类型： （ 1）平整衬砌（ 2）单层衬砌
34、（ 3）组合式衬砌 。 平整衬砌可采用混凝土，浆砌石或喷混凝土；单层衬砌由混凝土、钢筋混凝土或浆砌石等做成；组合或衬砌内层为钢板，钢筋网喷浆外层为混凝土或钢筋混凝土。 11、 水工隧洞的灌浆有哪几种？各有什么不同？ 答：隧洞灌浆分为回填灌浆和固结灌浆两种。回填灌浆是为了充填衬砌与围岩之间的空隙使之结合紧密，共 同受力，以发挥围岩的弹性抗力作用，并减小渗漏，固结灌浆的目的在于加固围岩、提高围岩整体性、减小围岩压力，保证围岩的弹性抗力、减小渗漏。 水工建筑物 复习资料 （问答题部分） 水建 水利水电工程论坛 （ ） 8 / 8 16、 什么是弹性抗力？什么是地基反力？什么是山岩压力？分布如何？大小
35、怎样确定？对隧洞的衬砌有什么影响？ 隧洞衬砌结构计算时怎样考虑？ 答：衬砌的承受荷载的围岩方向变形时，受到围岩的抵抗而施加于外壁上的反作用力称为弹性抗力 岩石弹性抗力的大小，近似认为与衬砌表面法线方向的位移成正比， p=ky。对于圆形有压隧洞，把围岩看成一个无穷厚的圆筒，按照弹性理论，在均布法向力的作 用下，围岩的径向变化为 y=p（ 1+Wo)ro/Eo，因此， k=Eo/(1+Wo)ro。 弹性抗力的存在，说明衬砌能与围岩共同作用，从而可以减小由荷载，特别是由内水压力产生的衬砌内力，对衬砌是有力的。如果围岩较好，在围岩压力 .衬砌自重 .无水头洞内满水压力的作用下应考虑弹性抗力的存在。根据
36、研究在拱顶中心角 90范围以下部分，衬砌变形指向围岩，作用有弹性抗力，其分布规律为 /4 /2,k =- k aCOS2 , /2 ,k =k asin2 +k COS2，其中 k a 和 k 分别为 = /2 及 = /4 处衬砌受到的弹性抗力。当地质条件较差，就应考虑围岩弹性抗力作用。 当地质条件较差，岩体较为破碎，就不考虑围岩的弹性抗力作用，此时除考虑侧向围岩压力，能自行平衡的荷载外应考虑的力即为地基反力。 地基反力以余弦曲线分布较为合理，作用在衬砌的下半圆上最大反力强度由平衡条件极易求得，与衬砌的变形无关。 在岩体开挖隧洞，破坏了岩体的平衡状态，引起了围岩压力的重新分布，围岩发生变形，
37、滑移甚至塌落，衬砌承受着这些可能塌落围岩的应力称为山岩压力。 山岩压力主要有铅直山岩压力，侧向山岩压力以及底部向上山岩压力，确定山岩压力的方法有塌落拱法，围岩压力系数法和弹塑性理论法，一般岩体中作用于衬砌上的主要是铅直向下的围岩压力，侧向围岩压力只在松软破碎的岩层中才考虑。 整理出这份资料的目的只是方便大家的课程复习，请大家在复习的过程中以课本以及习题册为主线，更不要以为有了这份资料问答题部分就可以无忧了，还是需要大家对老师的重点认真的复习和梳理一遍，掌握和获得知识能力，。同时我们不对答案的正确性负责，希望大家不要用这份资料迚行作弊，这就违背了我们整理这份资料的初衷，要知道知识掌握了才是自己的。同时祝愿同学们在这次考试中都能获得一个理想的成绩。 水建水工资源共享群 水建水利水电工程论坛 群号码：58795301 http:/ 二零零九年六月二十六日
