【正文】 水利水電工程建筑專業(yè)學習叢書《水工建筑物》學習指導與習題集目 錄第1章 緒論………………………………………………………3第2章 巖基上的重力壩…………………………………………5第3章 拱壩 ……………………………………………………13第4章 土石壩 …………………………………………………18第5章 水閘 ……………………………………………………24第6章 河岸溢洪道 ……………………………………………28第7章 水工隧洞及壩下涵管 …………………………………30第8章 過壩建筑物與渠系建筑物 ……………………………33第9章 水利樞紐布置 …………………………………………38第10章 水利工程管理…………………………………………39第1章 緒 論一、 重點要求⒈ 水利樞紐與水工建筑物⒉ 水利樞紐分等與水工建筑物分級二、 一般閱讀⒈ 水資源與水利工程建設⒉ 本門課程的學習方法和研究途徑三、 學習指導⒈ 了解我國的水資源狀況及特點，水利工程的任務和分類，水利工程的建設成就與發(fā)展趨勢。⒉ 了解水利樞紐的組成，掌握水利樞紐的概念——為若干個不同用途的水工建筑物所組成的綜合體。⒊ 掌握水工建筑物的分類、特點和作用（包括名詞解釋）。掌握水利樞紐的分等（確定的依據為最高等別指標）、水工建筑物分級（注意新老規(guī)范的差別）、洪水標準的確定。四、 習題及思考題（一）填空題1．地球上總水量的_________%是海洋中的咸水，人類能夠利用的只是江河湖海及地下水的一部分，僅占地球總水量的_________%。2. 水工建筑物按功能可以分為_________、_________、_________、_________、_________、_________等幾類建筑物。3．為了將工程安全和工程造價合理統(tǒng)一起來，首先應對水利樞紐分_________，然后對樞紐中的建筑物分_________。（二）選擇題下列_________指標是確定水利樞紐等別的依據。A．水庫興利庫容 各種壩屬于哪類水工建筑物_________。A．取水建筑物 （三）思考題我國古今水利建設成就有哪些?我國水資源的特點是什么?開發(fā)程度如何?什么是水利樞紐?什么是水工建筑物?與土木工程其他建筑物相比,水工建筑物有些什么特點?擬建高50m的土石壩， 、灌溉面積20萬畝的水電樞紐工程。試問該水利樞紐工程屬幾等？各主要、次要、臨時建筑物屬幾級？第2章 巖基上的重力壩一、重點要求⒈ 概述⒉ 重力壩的荷載及其組合⒊ 重力壩的抗滑穩(wěn)定分析⒋ 重力壩的應力分析⒌ 重力壩剖面設計⒍ 溢流重力壩⒎ 重力壩的材料及構造⒏ 重力壩的地基處理二、一般閱讀⒈ 其他形式重力壩及支墩壩三、學習指導⒈ 本章掌握的程度，對本門課程學習情況將有較大的影響，因此要求同學們花大氣力加以學習。通過本章的學習，可掌握其他章節(jié)講述的基本內容和一般規(guī)律；重力壩上作用的荷載、荷載的計算方法、組合情況，下游消能方式等內容對其他建筑物也具有普遍性。⒉ 重力壩的工作原理也是重力壩設計的依據，既依靠自身重量來滿足抗滑穩(wěn)定和無拉應力要求。重力壩的工作特點關鍵在于掌握其主要優(yōu)點（泄洪和施工導流容易解決）和最大缺點（揚壓力大和材料強度不能充分發(fā)揮）。⒊ 掌握重力壩上作用的荷載類型、計算方法和組合情況，重點掌握自重、水壓力、揚壓力、波浪要素的計算（計算單元一般為單位壩長，所有荷載均分解為水平和垂直兩個方向）及荷載組合情況，難點是揚壓力、浪壓力和地震力的計算。①自重：按容易計算大小和確定形心位置的原則，將重力壩斷面分塊；②水壓力：注意判定水壓力的指向（水平、垂直，指向上游、指向下游）；③揚壓力：根據是否有減壓措施、采用何種減壓措施、減小了哪部分壓力（滲透壓力？浮托力？兩者都減??？）、折減點位置、折減系數多少等確定揚壓力分布圖；實體重力壩壩基面上揚壓力如圖2－1所示：④地震力：地震荷載是學習中的難點，不要求了解公式來源，但應弄清楚公式的物理意義。 (a) (b)(c) (d)圖2－1 實體重力壩壩基面上揚壓力分布圖注：(a)圖為壩基面無防滲帷幕和排水孔情況，揚壓力無折減，下游無水時，分布圖為三角形；(b)圖為壩基面設置防滲帷幕和排水孔情況，現(xiàn)已改為(d)圖形式，既折減位置相同——均在排水孔中心處，但折減系數不同，河床段α＝，岸坡段α＝；(c)圖為壩基面設置防滲帷幕，但無排水孔情況；(d)圖為壩基面未設置防滲帷幕，但有排水孔情況；⑤浪壓力：浪壓力計算時，要會使用雙曲函數，會計算波浪要素（h1%、2Ll、h0），能正確確定壩頂高程。⑥荷載組合：掌握基本組合、特殊組合的組合類型，能根據具體情況選擇組合方式。⒋ 了解穩(wěn)定的概念，對幾個穩(wěn)定計算公式加以分析比較，注意區(qū)分公式的意義、參數的選擇和適用條件，掌握用“分項系數極限狀態(tài)法”進行抗滑穩(wěn)定計算的方法。了解特殊情況的抗滑穩(wěn)定，掌握增加抗滑穩(wěn)定性的措施。⒌ 了解應力分析的目的，掌握利用材料力學法進行應力計算的方法，熟記重力壩上、下游邊緣點應力的計算公式（計入和不計入揚壓力），掌握用“概率極限狀態(tài)”進行強度校核的方法和控制標準。了解壩身內部應力的分布規(guī)律。⒍ 了解重力壩基本斷面尺寸的擬定原則、方法，重力壩常用剖面主要參數的大體取值范圍，如上下游坡度，壩底與壩高的比值等。掌握把基本斷面修改成實用斷面的方法，并了解各種實用斷面的應用條件。⒎ 對泄水重力壩著重了解溢流面曲線設計、孔口尺寸擬定和下游消能。①溢流面曲線設計中應了解：泄水重力壩的工作特點、泄水方式及曲線和參數的選擇；②孔口尺寸擬定應了解：單寬流量的選擇，上下游控制水位的確定，設計流量下孔口尺寸確定方法和布置原則等；③下游消能應著重了解：常見的四種消能形式的工作原理，優(yōu)缺點及適用條件。對挑流消能應了解挑流鼻坎參數選擇、水力計算方法及控制條件；對底流消能應了解促成淹沒水躍的措施，了解泄水重力壩下游的不利流態(tài)和防止措施。本章中著重掌握挑流消能設計，底流消能設計主要放在水閘一章學習。最后，要能根據設計參數繪制泄水重力壩的剖面及進行結構布置，⒏ 在重力壩的材料與構造中要了解：混凝土壩對材料的要求和壩體材料分區(qū)方法；重力壩的壩頂、廊道和豎井、分縫、止水及排水的構造特點。⒐ 了解重力壩對地基和要求，掌握基礎開挖的要求（深度及輪廓形狀），掌握壩基帷幕灌漿設計參數的確定（深度、厚度和灌漿范圍），固結灌漿作用、設置部位、布孔方法，了解對不同產狀的軟弱破碎帶采用的加固和處理措施，了解壩基排水的布置方法。本章主要為巖石地基的處理，土基的處理技術主要放在水閘和土石壩部分學習。⒑ 在其他形式重力壩及支墩壩一節(jié)中，重點介紹碾壓混凝土重力壩，對其他形式壩型僅需初步了解其結構特點、剖面尺寸的擬定方法和構造要點。四、思考題：（一）填空題1．重力壩主要依靠_________產生的_________來滿足壩體穩(wěn)定要求。2．重力壩按其結構形式分類，可分為____________、____________和____________。3．揚壓力是上、下游水位產生的____________和下游水深產生的____________兩部分組成。4．地震基本烈度是指該地區(qū)今后____________期限內，可能遭遇超越概率為____________的地震烈度。5．抗滑穩(wěn)定分析的目的是核算壩體沿____________或沿____________抗滑穩(wěn)定的安全性能。6．溢流重力壩挑流消能的設計內容，包括____________、____________、____________、____________、____________等。7．溢流壩的消能形式有____________、____________、____________、____________四種消能方式。8．重力壩地基處理主要包括兩方面的工作：一是____________，二是__________________。9．因為作用在重力壩上游面的水壓力呈____________分布，所以重力壩的基本剖面是____________形。10．碾壓混凝土重力壩是用____________含量比較低的超干硬性混凝土，經____________而成的混凝土壩。（二）選擇題壩底揚壓力等于____________。A．浮托力和壓力之和 B. 浮托力和滲透壓力之和 C. 浮托力和場壓力之和 D. 滲透壓力和壩體場壓力之和重力壩的基本剖面為____________。A．梯形 B. 三角形 C. 矩形 D. 正方形下面關于壩體應力的幾種說法正確的是____________。A．正常運用期，壩基面的最大鉛直正應力應小于壩基容許壓應力B. 正常運用期，壩基面的最大鉛直正應力應大于壩基容許壓應力C. 壩體內絕對不容許出現(xiàn)拉應力D. 以上說法都不對采用以下措施主要用來降低重力壩壩基的揚壓力____________。A．開挖與清理 B. 固結灌漿 C. 帷幕灌漿 D. 混凝土齒墻SL3192005《混凝土重力壩設計規(guī)范》推薦使用官廳公式計算壩前浪壓力，在校核洪水位時，該公式的風速V宜采用相應洪水期多年平均最大風速的____________。A．1．0倍 B. 1．5倍 C. 2．0倍 ．5倍混凝土壩防滲帷幕后設置排水幕的目的是降低____________。A．滲透壓力 B. 浮托力 C. 揚壓力 溢流壩段的堰面曲線，當采用開敞式溢流孔時可采用____________。A．拋物線 B. 冪曲線 C. 橢圓曲線 重力壩在水位變化范圍內表面混凝土其控制因素主要是____________。A．抗凍性能 B. 防滲要求 C. 強度要求 當重力壩與巖石地基之間的抗剪斷摩擦系數較大時，壩體剖面尺寸一般由_________控制。A．穩(wěn)定條件 B. 強度條件 C. 工程造價 溢流壩上不設閘門時，其堰頂高程與_________齊平。A．校核洪水位 B. 設計洪水位 C. 正常蓄水位 （三）思考題重力壩的工作原理和工作特點是什么？為什么說重力壩的材料強度不能充分發(fā)揮？重力壩的基本斷面是什么？重力壩是如何分類的？重力壩的主要荷載有哪些？什么是揚壓力、滲透壓力、浮托力？什么是基本組合？什么是特殊組合？各有哪些組合方式？簡述重力壩的設計過程？