《水工建築物》習題及答案
1.水工建築物分為哪幾類？各自的作用是什麼？
答：擋水建築物，洩水建築物，輸水建築物，引水建築物，整治建築物，專門建築物六類。
(1)擋水建築物，是用來攔截或約束水流，抬高水位及調蓄水量的水工建築物。如攔河壩、提防及水閘等。 (2)洩水建築物，是宣洩水庫、湖泊及河渠的多餘洪水量，以保證樞紐安全的水工建築物。
如溢洪道、溢流壩、洩洪隧道及水閘等。 (3)輸水建築物，是輸送庫水或河水，以滿足發電、灌溉或工業用水等需要的水工建築物。如輸水隧洞、涵管或渡槽等。
(4)引水建築物，是從水庫或河流取水，滿足各種用水要求的水工建築物。如揚水站、灌溉渠首和供水用的水閘等。 (5)整治建築物，是改善河道的水流條件、調整河勢、穩定河槽、維護航道及保護河岸的水工建築物，如順壩、丁壩、導流堤、護底和護岸等。
(6)專門建築物，是專門為發電、航運、過魚及過木等單一目標而設定的水工建築物。如水電站廠房、船閘、魚道及筏道。
2．水利工程等級劃分的目的是什麼？依據是什麼？
答：為了妥善地解決安全性和經濟性的矛盾，而對水利工程進行登記劃分。
根據原水利電力部等部門頒發的現行規範《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準》（試行）規定，水利水電樞紐工程按其規模、效益和在國民經濟中的重要性劃分的。
3.水工建築物特點有哪些？（p3）
答：四個特點：複雜性、艱巨性、個別性、顯著性。
水工建築物工作條件的複雜性主要在於水的作用。
水工建築物的施工條件要比陸地上其他建築物複雜的多，遠非一座摩天大樓所能比擬的
水工建築物的形式和尺寸，與地形、地質和水文等條件密切相關，尤其是地質條件的影響更大。
水工建築物建成後會給國民經濟及人民生活帶來顯著的效益。
4.水庫樞紐三大件指哪三類建築物？
答: 擋水建築物,洩水建築物,取水建築物。（不是主要建築物、次要建築物、臨時建築物）
5．重力壩、拱壩工作特點是什麼？
答：重力壩特點：（1）穩定方面：
重力壩是依靠本身的自重作用來維持穩定。由於自重的作用在地基與壩體接觸面上產生摩擦力。壩體與地基間有時存在粘結力。
這兩部分組成了阻滑力，阻止壩體滑動，維持壩體穩定。（2）應力方面：在考慮重力壩應力問題時，我們是常將其視為平面應變問題來考慮，將其看成固結於地基上的懸臂梁用材料力學方法來考慮。
一般情況下，用無拉應力來控制，也就是說在壩截面不允許出現拉應力，這主要是因為圬工材料抗拉效能差，一旦出現拉應力就會引起裂縫，裂縫的產生可能使壩體滲水，甚至斷裂。（3）荷載特點：重力壩受揚壓力的作用，揚壓力的作用減輕壩體鉛直向下的力，對壩體穩定產生危害，同時對壩體應力影響也較大。
（4）重力壩的洩水以及施工導流比較容量解決，重力壩材料為圬工材料，耐衝，強度大，其截面較大，可允許壩頂溢流。（5）重力壩對氣候、地形、地質等條件適應性較強，抗震效能較好。（按老師課件來的也可以看書p9）
拱壩特點：（1）結構特點：拱壩是一空間殼體結構,壩體結構可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列豎向懸臂梁所組成。
壩體結構既有拱作用又有梁作用。其所承受的水平荷載一部分由拱的作用傳至兩岸岩體，另一部分通過豎直梁的作用傳到壩底基岩。拱壩兩岸的岩體部分稱作拱座或壩肩；位於水平拱圈拱頂處的懸臂梁稱作拱冠梁，一般位於河谷的最深處。
（2）穩定特點：拱壩的穩定性主要是依靠兩岸拱端的反力作用。（3）內力特點：
拱結構是一種推力結構，在外荷作用下內力主要為軸向壓力，有利於發揮築壩材料（混凝土或漿砌塊石）的抗壓強度，從而壩體厚度就越薄。拱壩是一高次超靜定結構，當壩體某一部位產生區域性裂縫時，壩體的梁作用和拱作用將自行調整，壩體應力將重新分配。所以，只要拱座穩定可靠，拱壩的超載能力是很高的。
混凝土拱壩的超載能力可達設計荷載的5~11倍。（4）效能特點：拱壩壩體輕韌，彈性較好，整體性好，故抗震效能也是很高的。
拱壩是一種安全效能較高的壩型。（5）荷載特點：拱壩壩身不設永久伸縮縫，其周邊通常是固接於基岩上，因而溫度變化和基岩變化對壩體應力的影響較顯著，必須考慮基岩變形，並將溫度荷載作為一項主要荷載。
6．重力壩穩定計算方法有哪些？簡述提高重力壩穩定性措施。
答：抗滑穩定常用的計算方法有：1、抗剪強度公式 2、抗剪斷公式 3、抗滑穩定極限狀態設計表示式
1、抗剪強度公式當接觸面呈水平時，其抗滑穩定安全係數k為，當接觸面傾向上游時
2、抗剪斷公式認為壩體混凝土與基岩接觸良好，屬於膠結面故直接採用接觸面上的抗剪斷引數和來計算抗滑穩定安全係數。其抗滑穩定安全係數k』為
提高壩體抗滑穩定的工程措施：除了增加壩體自重外，主要圍繞著增加阻滑力、減少滑動力的原則，通過多方案技術經濟比較，確定最佳方案組合。常採用的工程措施有：
（1）利用水重：將上游壩面做成傾向上游的斜面，利用壩面上的水重來提高壩體的抗滑穩定性。（2）採用有利的開挖輪廓線：
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。當壩基比較堅固時，可以開挖成鋸齒狀，形成區域性的傾向上游的斜面。
（3）在壩踵部位設齒牆：切斷較淺的軟弱面在壩趾部位設定齒牆，將壩趾放在較好的岩層上設定齒牆。（4）抽水措施：
下游水位較高，壩體承受的浮托力較大時，可考慮在壩基面上設定排水系統，定時抽水以減少壩底浮托力。（5）加固地基：帷幕灌漿、固結灌漿以及斷層、軟弱夾層的處理等。
（6）橫縫灌漿：將部分壩段或整個壩體的橫縫進行區域性或全部灌漿，以增強壩的整體性和穩定性。（7）預加應力措施：
在靠近壩體上游面，採用深孔錨固高強度鋼索，並施加預應力，既可增加壩體的抗滑穩定，又可消除壩踵處的拉應力，國外有些支墩壩，在壩趾處採用施加預應力的措施，改變合力r的方向，使σpv /σph增大，從而提高了壩體的抗滑穩定性。（8）防滲排水：在壩基內布置防滲排水幕、保證排水暢通，降低揚壓力，有利於穩定。
（9）空腹拋石：如果是空腹重力壩或寬縫重力壩，可在空腔內填塊石，提高壩體穩定性。
7.簡述拱壩對地質地形要求。
答：對地形的要求：左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。
壩端下游側要有足夠的岩體支承，以保證壩體的穩定以「厚高比」t/h來區分拱壩的厚薄程度。當t/h<0.2時，為薄拱壩；當t/h=0.
2~0.35時，為中厚拱壩；當t/h>0.35時，為厚拱壩或重力拱壩。
壩址處河谷形狀特徵用河谷「寬高比」l/h及河谷的斷面形狀兩個指標來表示。
l/h值小，說明河谷窄深，拱的剛度大，梁的剛度小，壩體所承受的荷載大部分是通過拱的作用傳給兩岸，因而壩體可較薄。反之，當l/h值很大時，河谷寬淺，拱作用較小，荷載大部分通過梁的作用傳給地基，壩斷面較厚。
在l/h<2的窄深河谷中可修建薄拱壩；在l/h=2~3的中等寬度河谷中可修建中厚拱壩；
在l/h=3~4.5的寬河谷中多修建重力拱壩；
在l/h＞4.5的寬淺河谷中，一般只宜修建重力壩或拱形重力壩。左右對稱的v形河谷最適宜發揮拱的作用，靠近底部水壓強度最大，但拱跨短，因而底拱厚度仍可較薄；
u形河谷靠近底部拱的作用顯著降低，大部分荷載由梁的作用來承擔，故厚度較大；
梯形河谷的的情況則介於這兩者之間。
對地質的要求：基岩均勻單
一、完整穩定、強度高、剛度大、透水性和耐風化等。兩岸壩肩的基岩必須能承受由拱端傳來的巨大推力、保持穩定並不產生較大的變形。
8．簡述土石壩的組成及各組成部分的作用。
答：土石壩主要由四部分組成,即壩殼、防滲體、排水裝置和護坡。壩殼是土石壩的主體，壩的穩定主要靠它來維持；防滲體的作用是降低浸潤線，防止滲透破壞壩體和減少滲流量；排水裝置的主要作用是要全地排除滲漏水，增加壩體和下游壩坡的穩定性，降低揚壓力；而護坡的作用則是防止波浪、冰層、溫度變化、雨水和水流等對壩坡的破壞。
9.土石壩基本剖面型式是什麼？為什麼？
答：基本剖面是梯形，這是因為土壩主要由鬆散體結構（由土、砂、石）填築而成，顆粒間聯結強度小，抗剪強度小，上下游壩坡如不維持一定的坡度就可能發生坍塌現象，所以土壩剖面採用梯形斷面。
10.土壩滲透變形有哪幾種形式？
答：（1）管湧。無粘性土中的細顆粒被滲流從孔隙通道中連續移動並帶走，形成挾沙滲流的集中通道，導致土體破壞的現象稱為管湧。
（2）流土。在滲流作用下，土體同時浮動或流失的現象稱為流土。多發生於粘性土或均勻的非粘性土中，如是粘性土，則土體表面發生隆起、斷裂和剝落。
（3）接觸流失。 滲流垂直於滲流係數相差較大的兩土層接觸面（或與接觸面成一交角）時，將一層土的土體帶入另一層土的孔隙通道的現象稱為接觸流失。又分為接觸管湧和接觸流土。
接觸管湧主要發生在非粘性土中，例如被保護土的細顆粒帶入反濾層。接觸流土主要發生在粘性土中，例如被保護土是粘性土，則是其表面發生隆起、斷裂和剝落。 （4）接觸沖刷。
當滲流沿著粗細兩種土層的接觸面或建築物與地基的接觸面流動時，演接觸面帶走細顆粒的現象。一般發生在非粘性土中。
11.敘述土石壩各種排水體功用及其優缺點。
（非完全正確，請自行篩選）答：排水設施由礫石、碎石、卵石做成的排水體和反濾層兩部組成。 作用：
將滲入壩體的水引至下游，降低浸潤線位置，減小滲流量，增加壩體穩定。壩體排水型式與壩型、下游水位、壩基地質條件，氣候條件，材料**情況及施工條件等因素有關。 排水裝置型式主要有：
貼坡排水、稜體排水、褥墊式排水、綜合排水。
（1）貼坡排水，特點： ①簡單、省料、易檢修；②保護下游壩坡不受尾水沖刷，防止下游坡，壩滲透變形；③不能降低浸潤線。適用條件：
浸潤線較低的壩型。（2）稜體排水。特點：
①能降低壩體浸潤線；②對下游壩坡有防沖、支撐作用；③用料多，施工干擾大。適用條件：高壩、石料多的地區。
（3）褥墊式排水（壩內排水）特點：①降低壩體浸潤線，有助於軟粘土地基的固結排水；②適應不均勻變形能力差，易斷裂，檢修困難，施工干擾大。適用條件：
下游無水。（4）綜合式排水。特點：
將幾種不同形式的排水組合在一起成為綜合式排水，以兼取各種形式的優點。 如：當高水位持續時間不長時，採用貼坡排水與堆石稜體排水結合；褥墊式排水和堆石稜體排水結合等。
12.什麼叫浸潤線？浸潤線特徵是什麼？
答：浸潤線的概念：滲流在壩體內的自由水面叫浸潤面，它與垂直於壩軸線的剖面的交線—浸潤線。
浸潤線與上游邊坡垂直，與上游水位相交，浸潤線與下游壩面相切。切點為滲流逸出點，逸事出點高於下游水面，高於下游的距離稱為逸出高度。設計土壩時應盡量採用有效的防滲排水裝置。
13.反濾層的作用及設計原則是什麼？各種壩體在哪些部位要設反濾層?
答：反濾層的作用：排水濾土。
設計部位：在滲流出口處或進入排水體處，通常坡降較大，流速較高，土壤易於產生滲透變形，為了防止土體在滲流作用下發生滲透變形（特別是管湧），要求在排水體與壩體，排水體與地基間設反濾層。
反濾層設計的原則： ①相鄰兩層中顆粒較細層的顆粒不得穿過顆粒較粗層顆粒孔隙。②各層間顆粒不得發生相對移動。
③被保護層土壤顆粒不得穿過反濾層，但允許細小顆粒（對砂性土）被滲流帶走，因為只要土骨架不被破壞，就不致發生滲透變形。④反濾層不能被堵塞，即細小顆粒能自由通過反濾層。⑤反濾層必須耐久、穩定，在使用期內不能隨時間推移和環境影響而改變材料性質。
水工建築物複習題
複習題第一章第二章第三章第四章第五章 第六章第七章第八章第九章第十章 窗體頂端 第一章1.1 何為水利工程？何為水工建築物？1.2 水利工程按承擔的任務和對水的作用是如何分類的？1.3 水工建築物主要按什麼分類？並簡述其分類。第二章2.1繪製水利工程建設系統，並指出其中的關鍵環節。2.2 水利樞紐分...
水工建築物
目錄一 主要技術指標與主要設計引數 1 1.1 工程設計指標 1 1.2 設計基本引數 1 1.3 設計要求 2 1.4 結構布置和材料 3 二 水閘設計與布置 4 2.1 設計依據 4 2.2閘孔設計 5 三 消能防沖設計 9 3.1消力池設計 9 3.2海漫設計 12 四 防滲排水設計 14 五...
水工建築物複習
1 水利工程 指對自然界的地表水和地下水進行控制和調配，以達到除害興利目的而修建的工程。水利工程的根本任務是 除水害興水利。2 水工建築物 為了達到防洪 灌溉 發電 供水等目的，需要修建各種不同型別的水工建築物，用來控制和支配水流。這些建築物統稱為水工建築物。3 水利樞紐 集中建造的幾種水工建築物配...