水工建筑物复习思考题.doc

《水工建筑物》复习思考题
一、概念题
概念题
答案
承载能力极限状态
当整个结构或结构构件达成最大承载能力或不适宜继续承载变形。

弹性抗力

衬砌在荷载作用下向围岩方向变形时，其受到围岩的抵抗作用，此时围岩对衬砌的作用力称为弹性抗力。
拱圈
拱坝沿坝高方向切出单位高度的一段，即为一层拱圈。
倒悬

双曲拱坝由于上、下层拱圈半径及中心角的变化，坝体上游面不能保持直立，如上游坝面突出于下层坝面，就形成了坝面的倒悬。
地下轮廓线

水闸底部不透水部分与地基接触线也是渗流的边界条件，也是第一条流线，称为地下轮廓线，其长度即为闸基防渗长度。
动水压力
水体在流动时，对建筑物表面产生的脉动压力、时均压力等的统称。
防渗长度

水闸底部不透水部分与地基接触线也是渗流的边界条件，也是第一条流线，称为地下轮廓线，其长度即为闸基防渗长度。
封拱温度

拱坝施工时分块浇筑，当气温度降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，封拱时坝体温度称为封拱温度。
拱冠梁
拱坝最大坝高位置相应的拱梁就是拱冠梁
拱梁分载法

拱梁分载法是计算拱坝应力的基本方法，其将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁所构成的空间结构，假定拱系、梁系各分担一部分荷载。
管涌

坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道的现象称为管涌，发生在非粘性土中。
荷载效应
荷载施加于结构，引起结构的反映，如应力、应变、变形等
特殊荷载组合
特殊状况下的荷载组合称为基本荷载组合。
基本荷载组合
持久状况和短暂状况下的荷载组合称为基本荷载组合。

接触冲刷
渗流沿两种不同土壤的接触面流动时，把其中细颗粒带走的现象称为接触冲刷。
浸润线

土石坝在上下游水位差的作用下，产生的渗流在坝体内的自由面。
流土
在渗流作用下，主体从坝身或坝基表面被掀起浮动的现象称为流土
流网
渗流场中，由很多束流线和等势线组成的网格称为流网。
喷锚支护

喷锚支护是喷混凝土衬砌，喷混凝土与锚杆组合式衬砌，喷混凝土、锚杆与钢筋网组合式衬砌等几种衬砌型式的总称
设计烈度
是在基本烈度的基础上拟定的作为工程设防依据的地震烈度。
水工建筑物

水利工程中所采用的若干不同作用、不同类型的建筑物，以用来调控水流，满足不同部门对水资源的需求。
水利枢纽
指由不同类型的水工建筑物组成、集中兴建、协同运营的综合水工建筑物的群体。
围岩压力

在山体开挖隧洞后，引起洞周边的岩体变形、塌落，这些也许塌落围岩施加在隧洞衬砌上的压力称为围岩压力。
温度荷载

当外界气温或水温发生变化时，引起结构内部的温度发生变化，使其产生膨胀或收缩。当结构的伸缩变形受到约束时，在结构内部产生附加的温度作用效应称为温度荷载。
稳定温度场

混凝土坝的各坝块在通过水化热温升后，温度逐渐回落，逐步达成相对稳定的温度，坝体内形成的温度场称为稳定温度场。

无坝引水枢纽
无坝引水枢纽是在河道上选择适宜地点开渠修建必要的建筑物引水，是一种最简朴的引水方式。
有坝引水枢纽

当河流流量能满足灌溉用水规定，只是河水位低于灌区需要的高程，可在适当的地点，修建壅水坝或拦河节制闸，抬高水位以满足各用水部门的需要。这种引水枢纽称为有坝引水枢纽。
正槽溢洪道

溢流堰轴线正交，过堰过流与泄槽轴线方向一致的开敞式溢洪道称为正槽溢洪道。
正常使用极限状态
结构或结构构件达成正常使用或耐久性规定的某一功能限值

二、单项选择题
单项选择题
答案
坝体和坝基土体中部分颗粒被渗流水带走的现象称为_______。
A．管涌 B．流土
C．接触冲刷 D．接触流失
A
对于薄拱坝的应力设计，下面哪一项荷载可以忽略不计？
A．静水压力 B．温度荷载
C．扬压力 D．自重
C
非粘性土料的土坡发生滑动时，滑动面形状一般为 。
A．圆弧 B．直线
C．折线 D．复合
C
拱坝滑雪道式泄洪应采用以下哪种消能措施？
A．挑流消能 B．面流消能
C．底流消能 D．水垫消能
A
拱坝所承受的水平荷载一部分通过 的作用传到两岸坝肩，另一部分通过 的作用传到坝底基岩。
A．拱，梁 B．梁，拱
C．拱，拱 D．梁，梁
A
拱坝自由跌落式泄洪应采用以下哪种消能措施？
A． 挑流消能 B． 面流消能
C． 底流消能 D． 水垫消能
D
河谷有助于修建双曲拱坝。
A．V型 B．U型
C．梯形 D．锥形
A
核算某重力坝应力稳定期，当上、下游均为相应的最高洪水位时属
A．基本荷载组合 B．特殊荷载组合
C．永久荷载组合 D．可变荷载组合
B
空腹式拱式渡槽主拱圈的拱轴线一般采用 形
A．圆弧线 B．悬链线
C．二次抛物线 D．椭圆曲线
C

平压管的作用是 。
A．减小检修闸门的启闭力 B．减小工作闸门的启闭力
C．减小事故闸门的启闭力 D．排出两道闸门之间的空气
A
设计的土石坝坝顶高程是针对__________情况而言的。
A．坝刚建好时的 B．坝体沉降稳定以后
C．坝体施工中 D．坝体尚未沉降时
B
土石坝砂砾石地基的透水土层厚度较浅（小于15m）时，应优先采用以下哪种地基解决措施？
A．粘土截水槽 B．混凝土防渗墙
C．帷幕灌浆 D．排水减压井
A
下列哪一项不属于固结灌浆的目的
A．防止坝基内产生机械或化学管涌
B．有助于基岩的整体性
C．提高基岩的强度
D．减少地基的透水性
A
下列哪一种情况不是土石坝的稳定分析所要考虑的工况？
A．施工期 B．稳定渗流期
C．水库水位降落期 D．水库水位回涨期
D
下面的哪一个形式不是水闸低实用堰的形式
A．梯形 B．曲线形　　
C．驼峰形 D．圆形
D
下面哪些措施可以减小坝基面的浮托力？
A、帷幕灌浆 B、固结灌浆
C、排水孔幕 D、 抽排
D
一般对设计烈度为 度以下地区的建筑物，可不考虑地震作用。
A．5 B．6
C．7 D．8
B
以下哪种水闸能承受双向水头作用？
A．节制闸 B．进水闸
C．排水闸 D．冲沙闸
C
以下哪种土石坝的排水型式不能减少浸润线？
A．棱体排水 B．竖式排水
C．褥垫式排水 D．贴坡排水
D
以下哪种引水型式能调节河道水位和大流量？
A．无坝取水 B．有坝取水
C．水库取水 D．泵站取水
B

溢流堰轴线与泄槽正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致的溢洪道型式为 。
A．正槽溢洪道 B．侧槽溢洪道
C．井式溢洪道 D．倒虹吸式溢洪道
A
有压隧洞的断面形状一般为
A．圆形 B．矩形
C．城门洞形 D．卵形
A
重力坝的水位变幅区混凝土规定有较高的
A．强度 B．抗渗性
C．抗冲刷性 D．抗冻性
D
重力坝的应力计算中， 应运用正常使用极限状态分析
A．坝踵不出现压应力 B．坝踵不出现拉应力
C．坝趾不出现拉应力 D．坝趾不出现压应力
B
重力坝上下游水位变化区混凝土的性能对 可以不做规定。
A．强度 B．抗渗性
C．抗冲刷性 D．低热性
C
重力坝上下游最高水位以上的表层混凝土规定有较高的
A．强度 B．抗渗性
C．抗冲刷性 D．抗冻性
D
重力坝重要依靠 满足稳定，强度的规定
A．坝基岩体的抗力 B．水压力
C．扬压力 D．自重
D

三、填空题
填空题
答案
波浪要素有 、 、 。

平均波高、平均波长、平均波周期
衬砌在荷载作用下向围岩方向变形时，其受到围岩的抵抗作用，此时围岩对衬砌的作用力称为 。
弹性抗力

地震荷载一般涉及：_______、________、_________。

地震惯性力、地震冻土压力、地震动水压力
渡槽按支承结构的形式可分为 和 两大类。
梁式渡槽、拱式渡槽

拱坝受外界影响后，温度变化可分为 、 、
三部分。
均匀温度变化、等效线性温差、非线性温差
拱坝所承受的水平荷载一部分通过 的作用传到两岸坝肩，另一部分通过 的作用传到坝底基岩。
拱，梁

拱坝特有的一种泄洪方式是 。
滑雪道式泄洪
拱坝应力分析方法有 、 、 。
圆筒法、纯拱法、拱冠梁法
河岸开敞式正槽溢洪道由进水渠、 、 、 和
尾水渠组成。
控制段、泄槽、消能防冲段
河道整治建筑物的种类有 、______、_______。
导流堤、丁坝、顺坝
开敞式溢洪道的型式有： 、 。
正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道
运用极限状态设计方法设计重力坝时，抗滑稳定应采用 设计，坝踵的无拉应力应采用 设计。
承载能力极限状态、正常使用极限状态
水工隧洞灌浆一般有 和 两种。
固结灌浆、回填灌浆
水工隧洞进水口的型式有 、 、 、 。
岸式、岸塔式、竖井式、斜坡式
水闸常见的堰型有 和 。
宽顶堰、低实用堰
水闸闸室的稳定性的三个判断标准是__________、___________、_________。
沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于允许值，闸室基底压力最大值与最小值之比值不大于允许值，闸室平均基底压力不大于地基的允许承载力
隧洞衬砌的类型： 、 、 。

平整衬砌、单层衬砌、组合衬砌
土坝的渗透变形有重要形式有： 、 、 、 。
管涌、流土、接触冲刷、接触流失
土石坝的排水型式中， 不能减少浸润线。
贴坡排水
土石坝渗流分析的重要任务是： 、 、 。

拟定坝体浸润线及下游出逸点的位置，为坝体稳定计算提供依据；
求出坝体和坝基局部地区的渗透坡降，验算该处是否会发生渗透破坏；
计算坝体和坝基的渗流量，以便估算水库的渗漏损失
无压隧洞的工作闸门通常位于隧洞的 ，有压隧洞的工作闸门通常位于隧洞的 。
进口、出口
扬压力涉及上下游水位差引起的 和下游水位引起的浮托力。
渗透压力
由于横缝设的位置不同，水闸闸室底板的类型分为 和 。
整体式底板、分离式底板
重力坝的基本剖面是指坝体自重、静水压力和扬压力三项重要荷载作用下，满足稳定和强度规定，并使工程量最小的 形剖面。
三角形

重力坝的扬压力一般由两部分组成，由下游水位引起的 和上
下游水位差引起的 。
浮托力、渗透压力

重力坝在水压力及其它荷载作用下必须满足 规定、
规定。
稳定、强度

四、判断题
判断题
答案
薄拱坝的应力分析中，扬压力可以忽略不计。

√
当土石坝地基的透水层较浅（<15m）时，混凝土防渗墙是较经济合理的地基解决方法。
×
当重力坝上游面n>0情况下，当垂直正应力σyu大于0时，主应力不会为拉应力。
×
等效线性温差是温度荷载的重要部分，对拱圈内力和悬臂梁力矩有很大影响。
×
渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、沟谷等的架空输水建筑物。
√
对于空腹式渡槽，当荷载为近似均匀分布时，一般采用二次抛物线线作为拱轴线。
√
对于跨度较大的实腹式渡槽主拱圈，一般采用悬链线作为拱轴线。
×
对于跨度较小的拱式渡槽，一般采用悬链线作为拱轴线。
×
对于一定的河谷，拱中心角愈大，拱圈厚度愈小。
×
反滤层可以起到过渡层的作用，过渡层不能起到反滤层的作用。
√
反滤层可以起到过渡层的作用，过渡层也可以起到反滤层的作用。
×
反滤层通常由2~4层不同粒径的砂石料组成，层面大体与渗流方向正交，粒径顺水流方向由细到粗。
√
分离式水闸底板合用于土质较好的砂土及沙壤土地基。
√
拱坝的封拱温度是拟定温升和温降的基准温度，一般在高于年平均气温时进行封拱灌浆。
×
拱坝的横缝和纵缝均为临时缝。
√
拱坝平面布置时，拱轴线两端的切线方向与两岸可运用基岩等高线之间的夹角越大越利于稳定。
√
拱坝温降对坝体应力不利。
√
拱冠梁法假定水平径向荷载和铅直荷载都由拱圈和拱梁承担。
×
合理的拱圈形式应当是压力线接近拱轴线，使拱截面内的压应力分布趋于均匀。
√
弧形闸门和直升式平板闸门相比，灵活性好，闸墩长度较小。
×
检修闸门规定能在静水中启闭。
×
进水闸能承受双向水头。
×
开敞式侧槽溢洪道的泄槽轴线与过堰水流方向垂直。
√
开敞式正槽溢洪道的泄槽轴线与过堰水流方向垂直。
×
事故闸门一般在动水中关闭，在静水中启动。
√
顺坝是一种纵向整治建筑物。
√
隧洞的固结灌浆是为了填充衬砌与围岩之间的空隙，保证两者紧密结合。
×
土石坝不同土料的填筑标准不同，非粘性土料运用相对密度控制，粘性土料采用压实度和最优含水量控制。
√
土石坝的渗流和水闸类似，都属于有压渗流。
×
土石坝的贴坡排水能减少浸润线，保证渗水不被冻结。
×
土石坝上游铺盖不能完全截断渗流，只能增长渗流的渗透途径。
√
围岩的弹性抗力对衬砌来说是不利的荷载。
×
无坝取水枢纽能调节水位和流量。
×
无压隧洞衬砌上的控制性荷载重要是内水压力。
×
无压隧洞的工作闸门通常位于出口，有压隧洞的工作闸门通常位于进口。
×
橡胶坝合用于高水头、大跨度的闸坝工程。
×
橡胶坝只能挡水，不能泄水。
×
胸墙式水闸能减少闸门高度，合用于上游水位变化较大的情况。
√
一般来说土石坝上游面边坡比下游面边坡陡。
×
一般来说土石坝上游面边坡比下游面边坡缓。
√
溢洪道的泄槽中的水流必须保持急流状态。
√
用简化毕肖普法计算土石坝坝坡稳定考虑了土条之间的作用力。
√
用瑞典圆弧法计算土石坝坝坡稳定考虑了土条之间的作用力。
×
由于横向环流的作用，凹岸常引起冲刷，形成水深流急的深槽；而凸岸泥沙不断淤积，形成水浅流缓的浅滩。
√
由于横向环流的作用，凸岸常引起冲刷，形成水深流急的深槽；而凹岸泥沙不断淤积，形成水浅流缓的浅滩。
×
有坝取水工程能调节河道水位和大流量。
√
有压隧洞和无压隧洞的围岩的弹性抗力系数相同。
×
在水闸底板结构计算中，倒置梁法认为地基反力在垂直水流方向是均匀分布，顺水流方向为直线分布。
√
在水闸底板结构计算中，倒置梁法认为地基反力在垂直水流方向是直线分布，顺水流方向为均匀分布。
×
在隧洞的同一段中，必须避免有压流和无压流交替出现的工作状态。
√
重力坝采用材料力学法计算应力时，不考虑地基变形对坝体应力的影响。
√
重力坝的应力计算中，以坝踵不出现压应力作为正常使用极限状态进行分析。
×
重力坝的有压深孔需要设渐变段保证水流有较好的流态。
√
重力坝的纵缝为永久缝，横缝为临时缝。
×
重力坝剖面材料的分区是为了满足温控和施工的规定。
×
重力坝上游坡比下游坡陡。
√
重力坝施工期和运营期的最大拉应力都出现在坝踵，应采用正常使用极限状态进行分析。
×
重力坝运用期坝基面在各种荷载组合下，坝体上游面在计入扬压力时不允许出现拉应力。
×

五、简述题
简述题
答案
采用哪些工程措施能提高重力坝抗滑稳定性？

１） 运用水重：将坝的上游面做成倾向上游，运用坝面上的水重来提高坝的抗滑稳定性；２） 采用有利的开挖轮廓线：３） 设立齿墙：以增长抗滑稳定；４） 防渗排水措施：以减少坝底扬压力.５） 加固地基：以增长基岩的整体性和强度.
对于粘性土地基和非粘性土地基而言，水闸地下轮廓线分别应当如何布置？

粘土地基的水闸地下轮廓线的布置： 由于粘土地基摩擦力小，承载力小，布置应以减少闸室渗透压力，以提高闸室稳定性为主。可布置铺盖，排水适当往前伸。
砂土地基的水闸地下轮廓线的布置：砂土地基抗剪系数大，渗透系数大，布置应以增长渗径，减小渗透变形为主，可设铺盖、板桩。
反滤层的作用是什么？
滤土排水，防止建筑物在渗流逸出出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。对下游具有承压水的土层，还起到压重作用。
分项系数极限状态设计法有哪几种极限状态？分别用于什么情况？以重力坝的计算为例说明。

极限状态设计法的两种极限状态：
1）承载能力极限状态表达式
•重力坝抗滑稳定分析
•坝趾抗压强度验算
2）正常使用极限状态表达式
•坝踵无拉应力分析
•限制裂缝宽度计算
拱坝的温升和温降对拱圈的应力有什么影响（作图表达）？

1）温降
拱冠上游面受压，下游面受拉；拱端上游面受拉，下游面受压 (相应力不利)
2）温升
拱冠上游面受拉，下游面受压；拱端上游面受压，下游面受拉 (对稳定不利)

河道取水枢纽有哪几种重要类型，各有什么特点？

1）无坝取水
　　当河道枯水期的水位和流量都能满足灌溉或城市供水的规定期，可在岸边选择适宜的地点，设立取水建筑物，自流引水或提水供水，这种取水称为无坝取水。
无坝取水工程特点：简朴，但由于没有调节河流水位和流量的能力，完全依靠河流水位高于渠道的进口高程而自流引水，因此引水流量受河流水位变化的影响很大。
2）有坝取水
　　当河流流量能满足灌溉用水规定，只是河水位低于灌区需要的高程，可在适当的地点，修建壅水坝或拦河节制闸，抬高水位以满足各用水部门的需要。这种取水方式称为有坝取水。
有坝取水工程特点：能调节河道水位，但不能调节大流量。壅水坝或拦河闸的高程应当依据灌区引入流量时所规定的水位而定。
横向环流是如何产生的，对河道有什么样的影响？

天然河段大部分是弯曲的。弯道水流受到离心力作用，使凹岸水面壅高，凸岸水面减少，从而形成横向比降。在两侧水压力和离心力合力的作用下，表层水流由凸岸流向凹岸，底层水流则由凹岸流向凸岸，从而形成横向环流。这种横向环流与纵向水流结合在一起，使水流呈螺旋形前进。
由于横向环流的作用，凹岸流速较大的主流由上向下，常引起冲刷，形成水深流急的深槽；而凸岸水流由下而上，在重力作用下，水流携带的泥沙不断淤积，形成水浅流缓的浅滩。
简述拱梁分载法的基本原理，并分析其假设和纯拱法有什么不同？
拱梁分载法认为拱、梁各分担一部分荷载，拱圈用纯拱法计算，拱梁用悬臂梁假定计算，运用拱梁交点处变位协调求解拱和梁分担的荷载。
拱梁分载法考虑了拱圈之间的荷载传递，也就是考虑了梁的作用。而纯拱法只考虑了拱圈受力，而没有考虑梁的受力。
简述河谷形状对拱坝的结构型式有什么影响？

河谷形状对拱坝的影响重要表现在以下两方面：
1）宽高比：坝顶高程处河谷宽度与最大坝高的比
一般情况下，宽高比越小，拱坝厚高比越小
2）河谷断面形状
U形河谷：靠近底部拱的作用显著减少，大部分荷载由梁的作用来承担，故厚度较大，适宜建单曲拱坝
V形河谷：最适于发挥拱的作用，靠近底部水压强度最大，但拱跨短，底拱厚度较薄，适宜建双曲拱坝。
简述喷锚支护的原理。

喷锚支护是配合新奥法发展起来的一种新的围岩支护方法，它的重要思想是认为围岩也是一种承载结构，采用较柔性的支护，如喷混凝土、打锚杆、挂钢筋网以及几种组合式支护。喷锚支护能充足运用提高围岩自身承载能力，改善围岩应力状况。
简述土石坝渗透破坏的类型及其特点。
土壤在渗透水流作用下也许产生渗透变形。破坏性的渗透变形可以导致水工建筑物失事。渗透变形重要有以下几种形式：管涌、流土、接触冲刷及接触流失
坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象称为管涌。
在渗流作用下，主体从坝身或坝基表面被掀起浮动的现象称为流土。流土现象重要发生在粘性土及较均匀的非粘性主体的渗流出口处。
当渗流沿着两种颗粒不同的土层交界面流动时，在交界面处的土壤颗粒被冲动而使两种颗粒不同的土层混合起来的现象称为接触冲刷。
当渗流垂直于两相邻土层的交界面，如粘土心墙（或斜墙）与坝体砂砾料之间、坝体或坝基与排水设备之间以及坝体内大小粒径土层之间，有也许出现由于粘性土的凝聚力减少，形成剥蚀区称为接触流失。
简述土石坝不同土料的应采用什么不同的填筑标准？为什么？

粘性土压实限度的与含水量以及压实土料所花费的功能有着很大的关系，故采用最优含水量和压实度作为粘性土的填筑标准。
非粘性土的压实限度重要与粒径级配、压实功能有密切关系，故采用相对紧密度作为非粘性土的填筑标准。
什么是倒悬，倒悬对拱坝有什么影响？

双曲拱坝中，假如上层坝面突出于下层坝面，就形成了倒悬。上、下层的水平错动距离与垂直高差之比称为倒悬度。
倒悬的影响：增长施工困难；在封拱前容易导致下游坝趾因拉应力开裂。但封拱蓄水后由于倒悬的影响，重力产生的应力与水压力产生的应力相反，对坝体有利。所以拱坝可以有一定的倒悬，但倒悬度不能太大。
水工隧洞一般有哪几种灌浆型式？各有什么作用？

一般有回填灌浆和固结灌浆两种型式。
回填灌浆是为了填充衬砌与围岩之间的空隙，使之紧密结合，共同受力，以发挥围岩的弹性抗力作用，并减少渗漏。
固结灌浆的目的在于加固围岩，提高围岩的整体性，减少围岩压力，保证围岩的弹性抗力，减少渗漏。
水闸底流消能工的尾水深度不能满足规定期，可采用什么措施？
当水闸尾水深度不能满足规定期可采用：
　1. 减少护坦高程，成为挖深式消力池；
　2. 在护坦末端设消力槛，成为消力槛式消力池；
　3. 既减少护坦高程又修建消力槛等措施形成综合消力池。
水闸闸室的稳定性的三个判断标准是什么？

闸室的稳定性的判断指标是：
闸室在各种荷载作用下，
　　①沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于允许值
②闸室基底压力最大值与最小值之比值不大于允许值
　　③闸室平均基底压力不大于地基的允许承载力
隧洞线路选择原则是什么？

隧洞线路选择原则：
　　1. 隧洞的线路应避开不利的地质构造，围岩也许不稳定及地下水位高，渗水量丰富的地段，以减少作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。
　　2. 洞线上在平面上力求短直。
　　3. 隧洞应有一定的埋藏深度。
　　4. 隧洞的纵坡拟定，无压隧洞一般采用陡坡，有压隧洞一般坡度较缓。
　　5. 在长隧洞施工中，运用地形地质条件，布置一些施工支洞，有助于改善施工条件。
土石坝的剖面组成及各部分的作用是什么？

土石坝四部分组成，即坝壳、防渗体、排水设备和护坡。
坝壳的作用：是土石坝的主体，保持坝体稳定；
防渗体的作用：减少浸润线，减小渗透流量，防止渗透破坏；
排水设备的作用：控制引导渗流，减少浸润线，加速孔隙水压力消散，以增强坝的稳定，并保持下游坝坡免遭受冻胀破坏；
而护坡的作用则是防止波浪、冰层、温度变化、雨水和水流等对坝坡的破坏。
土石坝渗流分析的任务是什么？

(1)拟定渗流作用力，为核算坝体稳定性提供依据；(2)检查土体的渗流稳定性，拟定坝体和坝基中防渗体的尺寸和排水设施的型式和尺寸；(3)拟定通过坝和河岸的渗流水量损失，并设计排水系统的容量
土石坝有什么优缺陷？
土石坝是土坝与堆石坝的总称。土石坝历史悠久，在国内外广泛采用。其优点是：①就地取材；②结构简朴，便于维修和加高、扩建；③对地质条件规定较低，能适应地基变形；④施工技术较简朴，工序少，便于组织机械化快速施工；⑤有较丰富的修建经验。
其重要缺陷在于：①坝身不能溢流，需另设溢洪道；②施工导流不如混凝土坝方便；③粘性土料的填筑受气候条件的影响大等。
泄水重力坝有什么作用，一般有哪几种型式？

泄水重力坝的作用有：(1)泄洪保坝(2)输水(3)排沙(4)放空水库(5)施工导流。泄水重力坝有四种型式：(1)表孔溢流(坝顶溢流)、(2)大孔口溢流(胸墙式)、(3)深孔(中孔)、(4)底孔
用材料力学方法求重力坝应力的基本假定是什么?

用材料力学方法求重力坝应力的基本假定如下：
1）坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料。
2）视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。
3）假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。
衡量水闸闸室稳定的指标有哪些？
土基上的闸室稳定计算应满足下列规定：
各种计算情况下，闸室平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；
闸室基底应力的最大值与最小值之比不大于规定的允许值；
沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于规定的允许值（不致沿地基面或深层滑动）。
与传统的闸坝相比，橡胶坝有什么特点？

答案：(1)造价低。
(2)节省三材。
(3)施工期短。橡胶坝袋是先在工厂生产，然后到现场安装，施工速度快，整个工程施工工艺简朴，工期一般为3～6个月，多数橡胶坝工程是当年施工当年受益。
(4)抗震性能好。
(5)不阻水，止水效果好。

六、计算题
计算题
某水库挡水建筑物为砂壤土填筑碾压的均质土坝，为III级建筑物。筑坝土料为砂壤土，坝基为粘土，渗透计算可按不透水地基考虑。
一、 计算资料
1、清基后地基高程100.0m，坝顶高程115.0m，顶宽8 m，上游正常蓄水位112.0m，下游无水，设堆石棱体排水，棱体排水顶部高程105.0m；
2、上、下游坝坡分别为1：3.0和1：2.5，其它尺寸见图示。
3、建筑材料各项指标如下：

湿容重
（KN/m3）
饱和容重（KN/m3）
浮容重
（KN/m3）
内磨擦角（°）
粘聚力（KN/m2）
渗透系数（m/s）
砂壤土
19
20.5
10.5
25
6
1×10-4
粘土

10.5
20
8
1×10-9
二、规定：
1、 计算单宽渗流量q；
2、计算设计情况下浸润线方程。

答案：
本题为下游有堆石棱体排水设施的均质土坝，粘土不透水地基，设计情况下上游设计水深H1=112.0-100=12m，下游水位与地基平,H2=0。
当下游无水时，浸润线可近似认为是以排水起点为焦点的抛物线（图1），设排水起点处浸润线的高度为h0

L’=（115-112）×3+8+（115-105）×2.5-（105-100）×1.5+ΔL=34.5+5.1=39.6m
单位坝长的渗流量： q=Kh0=1×10-4×1.78=1.78×10-4 m3/s
浸润线方程为：

下图为某水闸地下轮廓布置，AB为一钢筋砼铺盖，CD为垂直板桩，E为水平止水，地基渗径系数C=5，规定分别计算止水完好和止水失效时的防渗长度（斜线长度按水平投影计），并判断以上拟定的是否合理。

答案：
止水完好时，防渗长度L＝1.0+12+0.5+8+12+0.6＝34.1m
止水失效时，防渗长度L=0.5+8+12+0.6＝21.1m
上下游水头差ΔH=30.0-25.5＝4.5m， 则C·ΔH＝5×4.5＝22.5 m
而止水失效时，布置的防渗长度L<C·ΔH，所以这时不能满足渗流的规定，地下轮廓布置的不合理。

一坝高85m的Ⅱ级重力坝剖面尺寸如图所示。已知：混凝土的容重为24.0kN／m3，坝基混凝土的强度等级为C15，轴线抗压强度标准值为14.3Mpa。荷载只考虑自重、静水压力和扬压力。扬压力在排水孔幕处折减系数为0.25。
规定：验算重力坝坝趾的抗压强度。

公式

12

80

1:0.8

20

0

22

75

答案：荷载：
1） 自重：24×(12×85+0.5×(75-12)2/0.8)＝84015 KN
自重力矩：

2） 静水压力：0.5×9.8×(802-202)=29400KN
静水压力力矩： -9.8×803/6-9.8×203/6= -823200 KNm
3) 扬压力：
浮托力：9.8×20×75＝14700 KN
浮托力力矩：0
渗透压力：0.5×(0.25×9.8×60＋9.8×60)×22+0.5×0.25×9.8×60×53＝11980.5 KN
渗透压力力矩：
-1.2×22×0.25×9.8×60×（75-22）/2-1.2×0.5×22×（1-0.25）×9.8×60×（75/2-22/3）-1.2×0.5×53×0.25×9.8×60×（75/2－22-53/3）
=-102841.2-175606.2+10128.3= -268319.1 KNm
4）

坝趾强度校核：

对于安全级别为Ⅱ级的重力坝，在持久状况下，
γ0＝1.0 ψ＝1.0 γd1=1.8

运用承载能力极限状态基本组合表达式

故

满足坝趾抗压强度规定。

一坝高85m的Ⅱ级重力坝剖面尺寸如图所示。已知：混凝土的容重为24.0kN／m3，坝与基岩间的＝1.0、＝0.7MPa。荷载只考虑自重、静水压力和扬压力。扬压力在排水孔幕处折减系数为0.25。
规定：验算重力坝沿建基面的抗滑稳定性。

12

80

1:0.8

20

0

22

75

答案：1）自重：24×(12×85+0.5×(75-12)2/0.8)＝84015 KN
2）静水压力：0.5×9.8×(802-202)=29400KN
3) 扬压力：
浮托力：9.8×20×75＝14700 KN
渗透压力：0.5×(0.25×9.8×60＋9.8×60)×22+0.5×0.25×9.8×60×53＝11980.5 KN

抗滑稳定校核：

对于安全级别为Ⅱ级的重力坝，在持久状况下，
γ0＝1.0 ψ＝1.0 γd1=1.2
运用承载能力极限状态基本组合表达式

故

满足抗滑稳定规定。
一坝高85m的Ⅱ级重力坝剖面尺寸如图所示。已知：混凝土的容重为24.0kN／m3，坝与基岩间的＝1.0、＝0.7MPa。荷载只考虑自重、静水压力和扬压力。扬压力在排水孔幕处折减系数为0.25。
规定：验算重力坝坝踵应力是否满足规定

公式

12

80

1:0.7

0

22

60

答案：
荷载：
a) 自重：24×(12×85+0.5×(60-12)2/0.7)＝63977.1 KN
自重力矩：

2）静水压力：0.5×9.8×802=31360KN
静水压力力矩： -9.8×803/6= -836266.7 KNm
3) 扬压力：
浮托力：0
浮托力力矩：0
渗透压力：0.5×(0.25×9.8×80＋9.8×80)×22+0.5×0.25×9.8×80×38＝14504KN
渗透压力力矩：
-1.2×22×0.25×9.8×80×（60-22）/2-1.2×0.5×22×（1-0.25）×9.8×80×（60/2-22/3）-1.2×0.5×38×0.25×9.8×80×（60/2-22-48/3）
=-98313.6-175929.6+35750.4= -238492.8 KNm
4）

坝趾强度校核：

满足坝踵抗拉强度规定。

下图所示坝基倾向上游的重力坝，上游水深50m，下游水深5m，坝底宽度35m，设立了防渗帷幕和排水，排水孔距离坝踵8m，坝基面与水平夹角θ=15°，扬压力折减系数为0.25，，，混凝土容重。
1．绘出扬压力图形，并计算扬压力大小。
2．用承载能力极限状态核算坝基抗滑稳定性。
荷载分项系数
材料分项系数
其他系数
自重
1.0
摩擦系数
1.3
结构重要性系数2级
1.0
静水压力
1.0
凝聚力系数
3.0
设计状况系数
（持久）
1.0
渗透压力
1.2

稳定结构系数
1.2
浮托力
1.0

答案：
1．扬压力方向为垂直坝底面向上，注意扬压力折减点的位置
浮托力：9.8×5×35＝1715KN
渗透压力：0.5×（0.25×9.8×45＋9.8×45）×8+0.5×0.25×9.8×45×27＝1764 KN
2．
（1）自重：W1＝0.5×50×35×cos15°×24＝20284.4KN
（2）水重