试题库--水工建筑物

试题库--水工建筑物内容摘要：

能快速下降，为了保持坝坡稳定，因此上游坝坡常比下游坝坡平缓。 5．渗流分析的任务是什么。 有哪些方法。 常用的理论方法是什么。 它的基本假定是什么。 任务：①确定坝体侵润线和下游渗流出逸点的位置，为设计计算提供依据。 ②确定坝体与坝基的渗流量，以便估计设备尺寸。 ③确定坝 坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降，用以判断该处渗透稳定性④确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算孔隙水压力，用来进行上游坝坡稳定分析。 方法： 解析法（流体力学法，水利学法） 手绘流网法 实验法 数值法 其中，常用的理论方法是水力学法，其基本假定为达西定律和杜平假设，建立各段运动方程式，根据水流连续性再求解渗透流速，渗透流量和侵润线等。 6． 什么叫流网。 它由哪些线构成。 绘制流网的基本原则是什么。 土石坝渗流域的边界各是什么线。 在稳定渗流的层流中，水质点的运动轨迹（流线）和各条流线上侧压管水头 相同点的连线（等水位线或等势线）组成的网状图形叫流网。 流网由流线、等势线和侵润线构成。 绘制流网的基本原则： 流线和等势线均是圆滑的曲线。 流线和等势线是互相正交的。 流网的网格画成曲线正方形，即网格的中线互相正交且长度相等。 边界：上、下游水下边坡线均为等势线；初拟侵润线及坝体与不透水地基接触线均为流线。 下游坡出逸段即非等势线也非流线。 7．土石坝渗流变形有哪几类。 各自的特点是什么。 （ 1）管涌：渗流作用下，坝体、坝基中细小颗粒被逐步带走形成渗流通道现象。 常发生在坝下游坝或闸坝下游地基面渗流逸出处 ，无凝聚力的砂土，砾石砂土易发生临界坡降 —— 大颗粒 —— 破坏坡降。 （ 2）流土：成块土体被掀起浮动，主要发生在黏土及均匀非粘性土渗流出口处，破坏坡降。 14 （ 3）接触冲刷：渗流沿两不同土壤接触面流动，带走细颗粒，使临近接触面不同土层混合起来。 （ 4）接触流土和接触管涌：渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面。 坝基不同土层间渗流将一层细颗粒带至另一层粗颗粒（管涌）；一层为黏土，含水量大，凝聚力降低而成块移动，甚至形成剥蚀（接触流土） 8．防止渗流变形的措施有哪些。 常见的工程措施有：全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施 、反滤层或排渗减压井等。 9．重力坝与土石坝的稳定概念有什么不同。 影响土石坝稳定的因素有哪些。 重力坝：依靠重力维持稳定，失稳时，先在坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区，随后在坝址处岩基和胶结面出现局部剪切屈服，进而范围扩大向上游延伸，最后形成滑动通道，导致大坝的整体失稳。 土石坝：也是依靠重力维持稳定，由于是散粒体堆筑，坝坡稳定须采用肥大的剖面，坝体不可能产生水平滑动，其失稳主要是坝坡滑动或坝颇，坝基一起滑动。 影响因素：坝体滑坡猾裂面的形状，坝体结构，土料，地基的性质，坝的工作条件。 10．土石坝坝坡滑裂 面的形状有哪几种。 在什么情况下易产生何种滑裂面。 土石坝坝坡滑裂面的形状有三种：曲线滑裂面、直线或折线滑裂面、复合滑裂面。 （ 1）曲线滑裂面：当滑裂面通过粘性土部位时，产生上缓下陡曲面，计算中常用圆弧代替。 （ 2）直线或折线滑裂面：当滑裂面通过无粘性土时，可产生直线或折线形，面坡干燥或全部浸入水中时呈直线形，坝坡部分浸入水中时呈折线形。 （ 3）复合滑裂面：当滑裂面通过性质不同的几种土料时，可产生由直线和曲线组成的复合形状滑裂面。 11．怎样确定滑弧的最小稳定安全系数。 利用 方捷耶夫及费兰钮斯法结合应用 ，可认为最危险的滑弧圆心在扇形面积中线附近，可按下面步骤计算出最小稳定安全系数 minK。 （ 1）在 eg 线上选取 1 、 2 、 3 ﹍﹍为圆心，分别作通过点的滑弧并计算各自的安全系数 k，按比例将k 值标在相应的圆心上，连成曲线找出相应最小 k 的圆心 4。 （ 2）通过 eg 线上 k 最小的点 4 ，作 eg 的垂线，在线上选 5 等为圆心，同样分别过点作滑弧，找出最小的安全系数，按比例将标在点的上方。 （ 3）根据坝基土质情况，在坝坡或坝址外再选，同上述方法求出最小安全系数等，分别按比例标在点的上方，连接标注诸短线的端点，即可找出相应于计算情况的坝坡稳 定安全系数，一般要计算 15 个滑弧才能求出 min 12．土石料的填筑标准是什么。 在土料设计中何种土料主要控制何种指标。 土石料的填筑标准：对于粘性土，其指标是设计干重度及相应的含水量；对于非粘性土，其指标是相对密度；对于堆石料，其指标是孔隙率。 15 13．土石坝为什么要设防渗体。 防渗体有哪些形式。 土石坝挡水后，在坝体内会形成由上游的渗流，这会使水库损失水量，还引起管涌、流图等渗透变形，对坝颇稳定不利，必须在设计时采取防渗措施以减少渗漏，保证坝体渗透稳定性，故要设防渗体。 防渗体的形式： 黏土心墙 黏土斜墙 非土料防渗体 14．土坝排水设备的作用是什么。 常用的坝体排水有哪些形式 ? 土石坝排水设备的作用是：可以降低伸入坝体内的水，有计划地排出坝外，以达到降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止渗透变形，增加坝坡的稳定性，防止冻涨破坏的目的。 常用的坝体排水形式： ； ； ； ； 15．土石坝为什么要设置反滤层。 设置反滤层应遵循什么原则。 通常应在哪些部位设置反滤层。 土石坝设置反滤层，其目的是为了提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌。 在任何渗流流入排 水设施处一般都要设置反滤层。 设置反滤层要遵循的原则是： 间，较小的一层颗粒不得穿过较粗一层的孔隙 ，而且应该具有足够的透水性，以保证排水畅通 、稳定，其工作性能和效果应不随时间的推移和环境的改变而遭受破坏。 16．为什么要进行地基处理。 进行土石坝地基处理可控制渗流，使地基以至坝身不产生渗透变形，并把渗流流量控制在允许的范围内 匀沉降，以限制坝体裂缝的发生。 、岸坡及其它建筑物连接时应注意什么问题。 土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的接触面都是防渗的薄弱部位，在连接时，必须妥善处理，使其结合紧密，避免产生集中渗流；保证坝体与河床及岸坡结合面的质量，不使其形成影响坝坡稳定的软弱层面；并不致因岸坡形状或坡度不当引起坝体不均匀沉降而产生裂缝。 六、计算题 ，坝体下游设有棱体排水，坝体土料的渗透系数 k =1 108 m/s，坝体断面见下图，试计算坝体的渗流量。 16 壤土 1:1:1:2单位:米1:解：①求 L’，要求 L’，先求 L ：上游坝 m 采用平均坝坡： m )( 11 11 mHmmHL   )( 39。 mLL   )()318()(2222120mLHHLh  )/(])(18[101)(23822820221smhHHLKq 3．某均质土坝建在不透水地基上，坝高 Hd=37m,上游坝坡为 1： 3，下游坝坡为 1： ，坝体土料渗透系数 K=5 108m/s,其它尺寸如图所示，已知浸润线在下游坝坡上的逸出高度为 ，求单位坝长的渗流量及浸润线方程。 17 解： )(312 1111 mHmmHL   )( )(43)3237(39。 mLL  )/( )(321052 )( 3722820221 smL aHHKq     xxKqHy 0 2 4221  第五章 水闸自测题 一、填空题 1. 水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有 挡水 和 泄水 的作用，用以 调节水位 、 控制流量 ，以满足水利事业的各种要求。 2. 水闸按所承担的任务分为 节制 闸、 进水 闸、 分洪 闸、 挡水 闸和 挡潮 闸。 3. 水闸由 上游联接 段 闸室段 段和 下游联接 段组成。 4. 水闸下游易出现的不利流态有 波状水跃 和 折冲水流。 5. 消能设计的控制条件一般是上游水位高， 挖深 部分 开启和单宽流量 大。 6. 底流消能设施有 底流消能 式、 消力槛 式、 综合 式三种形式。 7. 水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用 铺盖；板桩；齿墙 等防渗措施，在低水位侧设置 排水 设施。 8. 闸基渗流计算的方法有 流网 法、 改进阻力系数 法和 直线比例 法。 勃莱 法和 莱因 法。 18 、下游端一般设有齿墙，因为有利于 抗滑稳定 ，并 可延长渗径。 平顺 、 侧向收缩 小和 过流能力 大的要求。 为安装启闭机和便于工作人员操作 ，交通桥的作用是 供人畜通行。 质土，应采用 供人畜通行 地基处理方法。 二、单项选择题 1. （宽顶堰型 ）闸孔形式结构简单、施工方便，但自由泄流时流量系数较小，易产生波状水跃。 2. 验算水闸的过流能力时，计算的过流能力与设计流量的差值不得超过（ B、177。 5% 3. 底流消能是在水闸下游产生（ B、淹没 ）水跃来进行消能的。 4. 混凝土铺盖与底板连接处设（ C、柏油油毛毡 ）止水效果较好。 5. 对于密实的地基或岩基，采用（ D、分离式 ）底板较合适。 6. 在动水中关闭静水中 开启的闸门是（ C、事故闸门 7. 适用于弧形闸门侧止水的是（ B、 L 型 8. 水闸翼墙的高度为 6~10m，用（ C、悬臂式 ）形式的挡土墙较合适。 三 名词解释 1 涵洞式水闸 闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称封闭式水闸。 常用于穿堤取水或排水的水闸，洞内水流可以是有压的或者是无压的。 2. 节制闸 枯水期用于拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求，洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。 3. 折冲水流 水流过闸后不能均匀扩散 ，将使主流集中，蜿蜒驼行，左冲右撞，形成折冲水流。 4. 地下轮廓线 水流在上下游水位差作用下，经地基向下游渗透，并从护坦的排水孔等处排出，上游铺盖，板桩及水闸底版等不透水部分与地基的接触处。 5. 不平衡剪力 由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的，而地基反力是连续变化的，所以，作用在单宽板条上及墩条上的力是不平衡的，即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力 及 ，并由 及 的差值来维持板条及墩条上的力的平衡，差值 称为不平衡剪力。 6. 圆弧式翼墙 从边墩开始，向上、下游用圆 弧形的铅直翼墙与河岸连接。 四、判断题 1. 闸孔孔数少于 8 孔时，应采用奇数孔，利于对称开启闸门，改善下游水流条件。 （ T ） 19 2. 勃莱法认为渗流在水平方向流动和垂直方向流动，消能效果是不一样的，后者是前者的三倍。 （ F ） 3. 铺盖的厚度是根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定的。 （ T ） 4. 铺盖具有较好的防渗效果，所以越长越好。 （ F ） 5. 水闸的侧向绕渗为有压渗流，不必考虑侧向防渗措施。 （ F ） 6. 闸底板的长度只与地基情况有关，与水头无 关。 （ F ） 7. 水闸进行荷载计算时，计算单元为沿水闸轴线方向取单位长度一米，计算各种荷载值的大小 （ T ） 五、简答题 1. 水闸有哪些工作特点。 （ 1）稳定方向：水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。 （ 2）渗流方向：应妥善进行防渗设计。 （ 3）效能防冲方面：必须采取有效的效能防冲措施，以防止河道产生有害的冲刷。 （ 4）沉降方面：采取必需的地基处理等措施，以减小过大的地基沉降和不均匀沉降。 2. 闸底板的高程如何确定。 ：闸底板应置于较为坚实的土层上并应尽量利用天然地基，在地基强度 能够满足要求的条件下，底板高程定的高些闸室宽度大两岸联接建筑物相对较低，对于小型水闸，由于两岸联接建筑在整个工程所占比重较大，因而 ]适当降低板高程常常是有利的。 4. 海漫的作用是什么。 对海漫有哪些要求。 海曼的作用：以使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。 对海曼的要求：①表面有一定的粗糙度，以利进一步消除余能。 ②具有一定的透水性，以使渗水自由排除降低扬压力 ③具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形 5. 水闸闸孔有哪些型式。 使用的情况如何。 6. 对于粘 性土地基和砂性土地基地下轮廓的布置有何不同。 优点：弧形与平面比较，主要优点是启门力小，可以封闭相当大面积的孔口，无影响水流态的门槽，闸敦厚度较薄，机架桥的高度较低，埋件小。 缺点：需要的闸墩较长，不能提出孔口以外进行检修 维护，也不能在孔口之间互换，总水压力集。