【正文】 （4分） 第 32 頁 共 32 頁。（4分） 任一流段的水頭損失可表示為： （1） （2分） 根據(jù)水流的連續(xù)原理，各段的單寬流量相同，所以，各段的值相同，而總水頭H應(yīng)為各段水頭損失的總和，因此，H=由該式可得： （2）（2分）將（2）式代入（1）式，可得 （2分）簡述水工隧洞襯砌的類型及其作用？（10分）答案：.襯砌作用：（1）限制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定；（2）承受圍巖壓力，內(nèi)水壓力等荷載；（3）防止?jié)B漏；（4）保護(hù)巖石免受水流、空氣、溫度和干濕變化等的沖蝕破壞作用。（6分）解釋什么是阻力系數(shù)？試用改進(jìn)的阻力系數(shù)法推導(dǎo)任一流段的水頭損失為。（4分）簡述土石壩發(fā)生滲透變形形式和防止?jié)B透變形的工程措施各有哪些？（10分）答案：滲透變形的類型有管涌、流土、接觸沖刷、接觸管涌和接觸流土。（4分）一般是沿壩高選取5~7層水平拱圈，僅考慮承受徑向荷載，并假定荷載沿拱圈均勻分布。（1分）四、簡述題（共48分）簡述用拱冠梁法進(jìn)行拱壩應(yīng)力分析的基本原理。 彈性抗力答案：當(dāng)襯砌承受荷載向圍巖方向變形時(shí)，將受到圍巖的抵抗，這個(gè)抵抗力稱為彈性抗力。（）反濾的作用是濾土排水，防止土工建筑物在滲流逸出處遭受管涌、流土等滲透變形的破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。（1分） 雙曲拱壩答案：不僅在水平截面呈弓形，而且在鉛直面也呈弓形的拱壩。( ) 答案：錯(cuò)誤10．非粘性土料的壓實(shí)程度一般用相對密度表示。( )答案：正確8．拱壩的中心角越大對壩肩巖體穩(wěn)定越有利。（ )答案：正確工作閘門布置在隧洞進(jìn)口，該隧洞一般為有壓隧洞。( )答案：正確 4．為了克服心墻壩可能產(chǎn)生的拱效應(yīng)和斜墻壩對變形敏感等問題，有時(shí)將心墻設(shè)在壩體中央向上游傾斜，成為斜心墻。( )答案：錯(cuò)誤 固結(jié)灌漿作用是提高基巖強(qiáng)度和整體性，降低地基的透水性。答案：補(bǔ)氣、排氣11．作用在水工隧洞襯砌上的基本荷載有 、 、 、 。答案：閘室、上游連接段、下游連接段閘門按其工作性質(zhì)可分為 、 和 。答案：均質(zhì)壩可以降低浸潤線，防止壩坡凍脹，保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷且有支持壩身增加穩(wěn)定性作用的排水形式是 。答案：薄拱壩、厚拱壩在外荷作用下拱壩壩體的穩(wěn)定性主要依靠 的反力作用，一般情況下，依靠 維持穩(wěn)定的因素是次要的。答案：穩(wěn)定安全度重力壩地基處理包含兩方面的工作，一是 ，二是 。（4分）5. 隧洞襯砌的作用是什么？（8分）答案：襯砌的功用是：① 限制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定；（2分）②承受圍巖壓力、內(nèi)水壓力等荷載；（2分）③防止?jié)B漏；（1分）④保護(hù)巖石免受水流、空氣、溫度、濕度變化等的沖蝕破壞作用；（2分）⑤減小表面糙率。一般在閘室上游設(shè)鋪蓋；下游可將排水設(shè)備布置在閘底板之下，以減小作用在底板上的滲透壓力。（2分）對可能發(fā)生管涌的部位，需設(shè)置反濾層，攔截可能被滲流帶走的細(xì)顆粒；對下游可能產(chǎn)生流土的部位，可以設(shè)置蓋重以增加土體抵抗?jié)B透變形的能力。（3分）3. 什么叫土石壩的滲透變形？防止?jié)B透變形的工程措施有哪些？ （10分）答案：土石壩壩身及地基中的滲流，由于物理或化學(xué)的作用，導(dǎo)致土體顆粒流失，土壤發(fā)生局部破壞，稱為滲透變形。（3分）3)水平施工縫：是澆筑塊之間新老混凝土的結(jié)全面，～，以利散熱，新混凝土澆筑前要將施工縫面清洗為干凈的麻面，以便新老混凝土很好結(jié)合。又可分為永久性橫縫和臨時(shí)性橫縫，臨時(shí)性橫縫應(yīng)在縫面設(shè)置鍵槽和灌漿系統(tǒng)，待壩體降到一定溫度后進(jìn)行接縫灌漿。以內(nèi)。（1分）6. 回填灌漿：答案：是為了充填圍巖與襯砌之間的空隙，使之緊密結(jié)合，共同工作，改善傳力條件和減少滲漏。4. 整體式閘底板答案：當(dāng)閘墩與底板砌筑或澆筑成整體時(shí)，即為整體式底板（1分），底扳是閘室的基礎(chǔ)，起著傳遞荷載、防沖、防滲的作用。（3分）2. 平壓管答案：為減小隧洞進(jìn)口檢修閘門的啟門力，應(yīng)在檢修閘門和工作閘門之間設(shè)置平壓管與水庫連通，（）開啟檢修閘門前首先在兩道閘門中間充水，使檢修閘門在靜水中啟吊。( ) 答案：錯(cuò)誤10．對于一定的河谷，拱圈中心角愈大，拱圈厚度愈小。( ) 答案：錯(cuò)誤8．為了克服心墻壩可能產(chǎn)生的拱效應(yīng)和斜墻壩對變形敏感等問題，有時(shí)將心墻設(shè)在壩體中央向上游傾斜，成為斜心墻。( ) 答案：正確6. 圍巖的彈性抗力與襯砌上作用的荷載無關(guān)。( ) 答案：正確4. 水閘閘室的穩(wěn)定計(jì)算方法與重力壩相同均是取一米單寬作為荷載計(jì)算單元。( )答案：正確2. 輸水建筑物的作用是宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌或?yàn)槿朔?、檢修而放空水庫等，以保證壩和其他建筑物的安全。答案：梁式渡槽、拱式渡槽10．岸邊溢洪道有 、 、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等形式。 答案：有壓隧洞、無壓隧洞8. 水庫的總庫容大于 億立方米，為一等工程。 答案：滲透壓力、滲透坡降、地下輪廓線6. 按照閘墩與底板的連接方式，閘底板可分為 和 。 答案：壩肩巖體穩(wěn)定、壩體應(yīng)力 4. 土石壩由： 、 、 、 等四部分所組成。2. 重力壩地基處理主要包含兩個(gè)方面的工作：一是 ，二是提高 。（2分） 下游連接段：主要作用是消能、防沖和安全排出經(jīng)閘基及兩岸的滲流，包括有：護(hù)坦、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及兩岸護(hù)坡等。（3分）閘室：是水閘的主體，起著控制水流和連接兩岸的作用，包括閘門、閘墩、底板、工作橋、交通橋等幾部分。（4分）土石壩滲流分析的目的：①對初選的壩的形狀與尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，確定滲流作用力，為核算壩坡穩(wěn)定提供依據(jù)；②進(jìn)行壩體防滲布置與土料配置，根據(jù)壩體內(nèi)部的滲流參數(shù)和滲流逸出坡降，檢驗(yàn)土體的滲流穩(wěn)定，防止發(fā)生管涌與流土，在此基礎(chǔ)上確定壩體及壩基中防滲體的尺寸與排水設(shè)施的容量和尺寸；③確定通過壩和河岸的滲流水量損失并設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)的容量。（2分）3. 簡述土石壩滲流分析的目的和內(nèi)容。（2分）滑雪道式：適用于泄洪量大、壩體較薄的拱壩樞紐中。（2分）自由跌落式：適用于基巖良好，單寬泄流量較小，壩體較薄的雙曲拱壩或小型拱壩。（1分）2. 拱壩壩身泄水的方式有哪些？說明各種方式的適用條件。為了滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費(fèi)用，把安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一起來，通常將壩體混凝土按不同工作條件進(jìn)行分區(qū)，選用不同的強(qiáng)度等級和性能指標(biāo)。（）反濾的作用是濾土排水，防止土工建筑物在滲流逸出處遭受管涌、流土等滲透變形的破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。轉(zhuǎn)彎，再經(jīng)泄槽或隧洞流入下游。（）4. 地下輪廓線答案：水閘閘基不透水的鋪蓋，板樁及底板等與地基的接觸線，即閘基滲流的第一根流線，稱為水閘的地下輪廊線。（1分）3. 通氣孔答案：當(dāng)隧洞工作閘門布置在進(jìn)口，提閘泄水時(shí)，門后的空氣被水帶走，形成負(fù)壓，需在工作閘門后設(shè)通氣孔補(bǔ)氣。（1分）2. 帷幕灌漿答案：目的是降低壩底滲透壓力，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，減少壩基滲透流量。( ) 答案：錯(cuò)誤10．斜墻壩的上游壩坡一般較心墻壩為緩。( ) 答案：正確8．深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。( ) 答案：錯(cuò)誤6. 充分發(fā)揮圍巖彈性抗力作用的條件是圍巖與隧洞襯砌之間要留有空隙。 ( )答案：正確4. 在水閘閘室的滲流分析時(shí)，假定滲流沿地基輪廓的坡降相同，即水頭損失按直線變化的方法稱為直線法。( ) 答案：錯(cuò)誤2. 在拱壩的應(yīng)力分析方法中，拱冠梁法在荷載分配時(shí)僅考慮了徑向變位的調(diào)整。 答案：漫流式、自潰式、爆破引潰式7．無壓水工隧洞常用的斷面型式有 、 、 和 四種。答案：棱體排水、貼坡排水、褥墊排水、組合式排水5. 水閘下游連接段通常包括 、 、 、 及兩岸護(hù)坡等。 答案： 承載能力、正常使用3. 確定拱壩的壩體剖面時(shí)，其主要參數(shù)有： 、 、拱弧圓心沿高程的軌跡線及 等。（4分）一、填空題(每空1分，共24分)1. 壩身泄水孔的作用有：①預(yù)泄庫水、② 、③ ④ 、⑤ 。（4分）隧洞按無壓明流工作狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，為了防止發(fā)生滿流工作情況，水面以上需留有足夠的空間余幅。（2分） 閘墩底部應(yīng)力計(jì)算，可將閘墩視為固結(jié)在底板上的懸臂梁，按偏心受壓公式計(jì)算。（3分） 檢修情況：一孔檢修，相鄰孔過水，多屬校核情況。滑動力大小主要與壩坡的陡緩有關(guān)，壩坡越陡，滑動力越大。由于其壩體材料為散粒體，如果剖面尺寸不當(dāng)或壩體、壩基材料的抗剪強(qiáng)度不足，在一些不利荷載組合下有可能發(fā)生壩體或壩體連同部分壩基一起局部滑動的現(xiàn)象，造成失穩(wěn)。（3分）(3) 自重和揚(yáng)壓力降為次要荷載，而溫度荷載和地基變形將對拱壩應(yīng)力產(chǎn)生較大影響。 （10分） 已知：P上游面水壓力強(qiáng)度 n 上游坡率σyu壩踵處鉛直正應(yīng)力 答案：由上游壩面微分體，根據(jù)ΣFx=0，可以解出：（3分）σxudy +τudx Pudscosφd=0 （3分） σxu=Pu τudx/dy = Pu –τu n（3分） =Pu (Puσyu)n (kPa) （1分）2. 拱壩的工作原理與重力壩有何不同？（10分）答案：(1) 拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)，在外荷載作用下，拱圈截面上主要承受軸向壓應(yīng)力，彎矩較小，有利于充分發(fā)揮壩體混凝土或漿砌石材料抗壓強(qiáng)度，而重力壩以受彎曲為主的靜定結(jié)構(gòu)。（1分）6．彈性抗力答案：當(dāng)襯砌承受荷載，向圍巖方向變形時(shí)，將受到圍巖的抵抗，這個(gè)抵抗力叫彈性抗力，是一種被動抗力。（）4. 雙曲拱壩答案：不僅在水平截面呈弓形，而且在鉛直截面也呈弓形的拱壩。（1分）3. 反濾層答案：反濾層一般由1—3層級配均勻，耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大。( ) 答案：錯(cuò)誤三、名詞解釋（每詞3分，共18分）1. 輸水建筑物答案：為灌溉發(fā)電和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物，如引水隧洞、涵洞、渠道、渡槽等。( )答案：錯(cuò)誤9．重力壩的上游壩坡n=0時(shí)，上游邊緣剪應(yīng)力的值一定為零。( ) 答案：錯(cuò)誤7．管涌發(fā)生于粘性土中。( )答案：正確5. 在水閘中海漫的作用是進(jìn)一步消減水流剩余能量，保護(hù)護(hù)坦安全，并調(diào)整流速分布，保護(hù)河床、防止沖刷。( ) 答案：正確3. 拱壩的超載能力強(qiáng)、安全度高主要是由于壩體厚度較薄、材料均勻性好。 答案：棱體排水、貼坡排水、褥墊排水、綜合式排水二、 判斷題(每小題1分，共10分)1. 泄水建筑物是為灌溉、發(fā)電和供水的需要，從上游向下游放水用的建筑物。7．渡槽按其支承結(jié)構(gòu)的形式可分為 梁式渡槽 和 拱式渡槽 兩大類。 5. 閘室是水閘的主體，起著 控制水流 和 連接兩岸 的作用。 2. 重力壩按其結(jié)構(gòu)型式分類，可分為 實(shí)體重力壩 、 寬縫重力壩 和 空腹重力壩 。（4分）其作用有：配合溢洪道宣泄洪水；引水發(fā)電或?yàn)楣喔取⒐┧秃竭\(yùn)輸水；排放水庫泥沙；放空水庫；施工期