(最新)水工建筑物复习题(全面、打印版)

(最新)水工建筑物复习题(全面、打印版)内容摘要：

一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求，那这一特定状态就叫该功能的极限状态。 极限状态设计的类型 有：⑴承载能力极限状态 当出现 ①刚体失去平衡 ,②材料强度不足而破坏 ,③结构失稳 ,④结构转变为机动体系 ,⑤结构体产生渗透失稳等现象时，表明结构已超过承载能力极限状态，已不安全。 ⑵正常使用极限状态 当出现①影响结构正常使用或外观变形 ,②不良振动 ,③局部 损害等现象时，表明结构已超过正常使用极限状态，不能正常使用。 答：结构功能函数 Z=RS中的 Z表示结构功能， R 表示结构抗力， S表示作用效应。 Z0 表示结构抗力小于作用效应，已不安全。 答：可靠指标为结构功能函数的平均值与其均方差的比值，它可表征结构的可靠度大小。 可靠指标越大越可靠。 答：主要包含：①抗震计算；②抗震工程措施。 答重力坝的工作特点：①主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求；②依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力。 基本剖面：三角形。 材料：混凝土和 浆砌石。 答 优点 ：①安全可靠；②对地形、地质条件的适应性强；③枢纽泄洪问题容易解决；④便于施工导流；⑤施工方便；⑥结构作用明确。 缺点 ：①耗材多；②材料强度未充分发挥；③坝底扬压力大；④施工温度控制严格。 答 主要包括①剖面设计②稳定分析③应力分析④构造设计⑤地基处理⑥泄洪设计⑦监测设计。 答重力坝失稳破坏的机理：坝踵胶结面出现微裂松弛区→坝址胶结面出现局部剪切屈服→屈服范围向上游延伸→形成整体滑动失稳。 深层抗滑稳定计算方法类型分为：⑴分区计算法，含①剩余推力法；②被动抗力法；③ 等安全系数法⑵整体计算法。 答 岸坡坝段坝基是倾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑动的双重趋势，稳定性不如河床坝段。 答提高坝体抗滑稳定的工程措施主要有： ①利用水重：将上游面做成倾斜以利用水重。 ②利用有利的开挖轮廓线③设置齿墙：齿墙阻断软弱面，改变滑动面位置，增加抗滑力④抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。 ⑤加固地基：帷幕灌浆以减少坝基渗透能力，固结灌浆以增加坝基强度和整体性，断层处理以减少坝基软弱结构面。 ⑥横缝灌浆：将局部或全部横缝灌浆，增加坝体的整体稳定性。 ⑦预加应力措施 重力坝 应力分析的方法主要有：⑴模型试验法；⑵材料力学法；⑶弹性理论的解析法；⑷弹性理论的差分法；⑸弹性理论的有限元法。 边缘最小主应力为坝面，最大主应力为垂直于坝面的剖面。 因最大最小应力均出现在坝面，所以需首先校核边缘应力。 除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有如下影响：⑴地基变形模量对坝体应力的影响⑵坝体混凝土分区对坝体应力的影响⑶纵缝对坝体应力的影响⑷分期施工对坝体应力的影响⑸温度变化及施工过程对坝体应力的影响 答坝体温度变化主要有温度上升期、降温期和稳定期三个阶段。 水热化温升是指最高温度与入仓 温度之差；温度回降值是指最高温度与年均气温之差。 答⑴地基约束引起的应力⑵内外温差引起的应力 答温度裂缝的类型主要有：①贯穿性裂缝：含横向贯穿性裂缝、纵向贯穿性裂缝、水平向贯穿性裂缝。 ②表面裂缝 温度控制的措施主要有：①降低砼的入仓温度 Tj②降低砼的水热化温升Tr③加强砼表面的养护 重力坝最小剖面确定：根据自重、上游静水压力 (库水位与坝顶平 ,通常是校核洪水位 )和扬压力三项主荷载作用下，满足稳定和强度要求的工程量最小的三角形。 常用剖面形态：①上游面铅直；②上游面上直下斜；③上游面 斜向上游。 坝顶高程取设计洪水位＋相应坝顶超高与校核洪水位＋相应坝顶超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心线距静水面高度和安全加高三部分。 答 重力坝极限状态设计包含①承载能力极限状态；②正常使用极限状态。 其中承载能力极限状态需验算坝基面或深层抗滑稳定和坝趾抗压强度，正常使用极限状态需验算坝踵不出现拉应力。 答 重力坝易出现地震震害的位置：①坝顶和断面突变处易出现裂缝；②原有裂缝易扩展延伸；③孔口及廊道附近易开裂；④接缝止水易破坏。 重力坝抗震措施：①作好地基处理，加强接触面 的结合；②加强施工质量控制和养护 ,防止出现早期裂缝；③重量、变形、刚度、几何等突变部位设缝；④增加坝顶强度、刚度以及布筋；⑤孔口、廊道附近布筋；⑥坝后设置检修桥。 答 工作特点：将规划库容不能容纳的洪水经由坝顶泄向下游，以满足防洪和大坝安全要求。 类型：①开敞溢流式；②大孔口溢流式 答①足够的孔口尺寸 ,良好的孔形 ,较高的流量系数；②水流平顺 , 不产生负压和振动 , 避免发生空蚀；③保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷；④下泄水流不产生折冲水流等 ,不影响其他建筑正常运行；⑤有灵活控制下泄水 流的设备。 答 影响因素主要有①洪水设计标准；②下游防洪要求；③库水位壅高限制；④洪水预报的准确度；⑤泄水方式；⑥地形、地质条件。 孔口形式类型：①开敞溢流式；②大孔口溢流式 开敞溢流式的特点：①坝体不设胸墙，出流常为堰流；②孔口埋深浅，闸门水压力较小，孔口尺寸可以较大，泄流量较大，超泄能力强；③可排泄冰凌和其他漂浮物；④闸门于坝顶，易检修；⑤应用较广泛。 大孔口溢流式的特点：①坝体上部设胸墙，出流常为孔口出流，但当水位低于胸墙时为堰流；②堰顶较低，需设工作闸门和检修闸门；③超泄能力常比开敞溢流式 小。 答 采用相同闸孔诣在检修闸门、启闭设备等设施可共用，且泄流量相同可对称泄流。 采用奇数孔目的在于闸门对称布置，可对称泄流以减轻消能负担，避免折冲水流等。 答 因为①单宽流量是确定溢流坝的净宽和堰顶高程的主要参数；②单宽流量是影响消能工设计的关键因素；③单宽流量是影响坝下冲刷的主要因素。 答 孔口尺寸设计应考虑的主要因素：①泄洪要求：泄流单宽流量是关键因素；②闸门和起闭机械：闸门承载能力和起闭能力等；③枢纽布置：枢纽中其他建筑的布置是否宽松；④下游水流、地质条件：下游水的深度、岩石 硬度等；⑤下游消能工的性能：消能工消能效果等。 答 闸墩上游端需做成圆弧形或流线型是为了进口水流平顺、减少水流侧收缩。 溢流坝设置边墙的作用是起闸墩和分隔作用。 空化：当高速水流在某点的压力低于饱和蒸汽压强时，水体中固有的小气核迅速膨胀而成小空泡，这种现象称为空化。 空蚀：当空气泡进行高压区受压而溃灭 ,因溃灭时间短暂 ,产生很高的局部冲击力，当坝面冲击力大于材料凝聚力时，坝面遭到破坏，这种现象称为空蚀。 流速大于 15m/s时就可能发生空蚀。 坝面不平整是引起溢流面发生空蚀的主要原因。 空化数大 于初生空化数时不会发生空蚀现象。 掺气虽然存在①减少空蚀；②射流掺气消耗大量能量而有利于消能工等益处。 但也存在①增加水深从而加大工程投资；②形成雾化区等的不利之处。 ①增大建筑物的瞬时荷载； ②脉动周期性引起的振动可能对轻质建筑造成振动； ③增加空蚀破坏的可能性。 溢流面体形由顶部曲线段、中间直线段、反弧段组成。 上游第一段一般采用复合圆弧或椭圆曲线。 消能工的原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。 能量转换的途径：①水流内部的紊动、掺混、剪切和旋滚等；②水股的扩散 及水股间的碰撞；③水流与固体间的剧烈摩擦和撞击；④水流与气体间的摩擦和掺混。 辅助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾槛等。 泄水重力坝消能工的主要形式：①底流消能；②挑流消能；③面流消能；④消力戽消能。 底流消能的原理：①通过水跃将急流转变为缓流而消能；②主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。 挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道。 主要靠急流沿固体边界摩擦而耗能，射流在空中与空气摩擦、掺气和扩散等耗能，射流落入尾水中淹没紊动扩散 耗能。 面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成 旋滚 而消能。 消力戽消能的原理：急流进入潜在水下的戽内发生旋滚，经大量消能后由鼻坎挑向下游水面。 底流消能的特点：①通过水跃将急流转变为缓流而消能；②主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能；③流态稳定，消能效果好；④对地质和尾水条件要求低，适应性强；⑤产生的雾化小；⑥方量大，投资高。 底流消能与下游水流有①临界水跃；②远驱水跃；③淹没水跃等三种衔接形式。 形成消力池的主要措施：①护坦尾修筑消力坎；②降低护坦高程；③ 降低护坦和修筑消力坎。 护坦的主要作用是防护河床免受高速水流的冲刷，稳定校核内容是满足抗浮稳定要求。 主要设计内容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半径、反弧挑角、挑距、冲刷坑深度 溢流坝仅占河床一部分，出口水流于主流两侧形成回流，如两侧回流强度、大小不一致时，易将主流压向一侧，形成折冲水流。 坝身泄水孔的作用：①预泄库水，增强调蓄能力；②放空检修；③排沙减淤；④调节下泄流量以满足通航、灌溉需要；⑤施工导流。 坝身泄水孔的特点：①孔口全部淹没，随时可放水；②孔内流速高，易发生负压、 空蚀、振动等；③检修困难；④闸门承压大，启闭力较大；⑤门体结构、止水、启闭设备复杂，造价高。 坝身泄水孔进口通常用长轴与孔轴平行的椭圆曲线。 设置平压管的目的：将平压管设置在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门提起前冲水平压，减小启门力。 设置通气孔的目的：进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，需于工作闸门后设通气管充气。 重力坝地基处理的作用：①防渗；②提高岩基的强度和整体性。 主要内容：①坝基的开挖和清理；②坝基的固结灌浆；③帷幕灌浆；④坝基排水；⑤断层、软弱夹层、溶洞等不 良地质的处理。 固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。 固结灌浆的布置位置：①应力较大的坝踵和坝趾；②裂隙发育和破碎带范围内。 帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力 ,防止坝基产生管涌 ,减少坝基渗流量。 帷幕灌浆的位置：坝轴线的上游面区域，自河床向河岸延伸。 坝基排水主要措施：于帷幕稍下游设置排水孔幕。 目的在于进一步降低扬压力。 缓倾角顺。