水工建筑物复习资料

水工建筑物复习资料1.水工建筑物在修好以后在正常的使用过程中都会出现哪些问题？①力学问题 A.整体稳定问题 B.强度问题②空蚀现象消能冲刷③?H→渗流现象→上防下排④气候（温度）→热胀冷缩⑤地震影响2.地球上的水资源和我们国家的水资源如何？地球上的水总体积约有13.86亿立方千米，其中绝大部分分布在海洋，淡水资源很少，仅占地球藏水总量的2.53%，大部分淡水又贮藏在冰川和高山顶上的冰冠中，可供人类使用的淡水资源仅占地球总水量的0.26%。

我国是一个干旱缺水严重的国家。

我国的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。

地球：①总量庞大，但可利用量小②时空分布不均匀③污染严重。

我国现状：人均占有量小，分布不均面临的问题：①洪涝灾害②水资源短缺③水土流失，水污染④浪费严重3.什么是水利事业？对水力资源的开发和防止水灾。

也通称为"水利"。

即"水利工程"、"水利建设"4.水利工程的定义和类型对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而兴建的各项工程，总称为水利工程。

按照水利工程对水的作用可分为：蓄水工程、取水工程、排水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水处理等工程。

5.什么是水工建筑物，包含哪些类型？为了满足防洪要求，获得供水、灌溉、发电等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物。

类型：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物、专门建筑物。

6.什么是水利枢纽？水利枢纽是为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物的综合体。

水利枢纽常以其形成的水库或主体工程--坝、水电站的名称来命名，如三峡大坝;也有直接称水利枢纽的，如葛洲坝水利枢纽。

7.水利工程的特点有哪些？①工作条件复杂②受自然条件限制，施工难度大③效益大，对环境影响也大④失事后果严重8.水利工程发展前景①规模越来越大②高坝向高土石坝方向发展③碾压混凝土筑坝技术（水泥用量小，施工工期短）④泄水建筑物的泄水能力不断加大⑤振动碾压堆石施工技术⑥混凝土防渗墙，高压水泥灌浆应用于深层地基防渗处理⑦护坡，预应力锚索加固山体9.水利工程技术工作包括那些，内容是？(1)勘测。

为水利建设事业勘查、测量、收集有关的水文、气象、地质、地理、经济及社会信息。

(2)规划。

根据社会经济系统的现实、发展规律及自然环境，确定除水害兴水利的部署。

(3)工程设计。

根据掌握的有关资料，利用科学技术，针对社会与经济领域的具体需求，设计水利工程(水利枢纽及水工建筑物)。

(4)工程施工。

结合当地条件和自然环境，组织人力、物力，保质按时地完成建设任务。

(5)工程管理。

为实现各项兴利除害目标，利用科学技术，对已建成的水利工程进行调度、运行以及对工程设施的安全监测、维护及修理、经营等工作。

(6)科技开发。

密切追踪科学技术的最高成就，针对水利工程建设中存在的问题，创造和研究新理论、新材料、新工艺、新型结构等，以提高水利工程的科学技术水平。

10.水利工程设计的特点以及设计类型特点：①个性突出②工程规模一般较大，风险也大③重视规程、规范的指导作用④在施工过程中，不可能以避让的方式摆脱外界的影响。

类型：①开发型设计②更新型设计③适配型设计11.水利工程设计工作阶段包括那些?1、收集资知及信息;2、明确工程总体规划及共对枢纽和建筑物的功能些求;3.提出方案;4.筛选可行的比较方案;5.对方案进行分析、比较、评价，选定设计方案;6.对建筑物进行优化定型及设计细部构造:7.初定建筑物的旅施工方案;8、对方案进行评价及验证。

12.水利工程和水工建筑物的级别如何划分水利工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

水利工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。

水工建筑物：所属工程、建筑物作用、安全系数13.重力坝的工作原理和特点重力坝：是用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。

重力坝的原理：1、依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；2、依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。

重力坝的优点：1、结构作用明确，设计方法简便，安全可靠；2、对地形、地质条件适应性强；3、枢纽泄洪问题容易解决；4、便于施工导流；5、施工方便。

重力坝的缺点：1、坝体剖面尺寸大，材料用量多；2、坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；3、坝体与地基接触面积大，坝底杨压力大，对稳定不利；4、坝体体积大。

15.重力坝有哪些类型根据坝高?30m 低坝30—70m 中坝70m 高坝根据材料浆砌石重力坝混凝土重力坝根据溢流溢流重力坝非溢流重力坝根据结构实体重力坝空腹重力坝16.作用在重力坝上的荷载有哪些，如何计算重力坝承受的荷载与作用主要有：自重、静水压力、扬压力、动水压力、波浪压力、泥沙压力、冰压力、土压力、温度作用、风作用、地震作用等。

计算方法见课本34—43页16.重力坝稳定分析的目的，原理，公式目的：核算坝体沿坝基面或坝基内部缓倾角软弱结构面抗滑稳定的安全度。

课本44—50页17.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18.重力坝应力强度分析计算目的，计算方法，计算内容应力分析的目的：是检验大坝在施工期间和运用期是否满足强度要求,同时也是为研究、解决设计和施工中的某些问题。

方法：模型实验法材料力学法弹性理论解析法弹性理论的差分法弹性理论的有限元法见课本56—70页19.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。

温度控制的目的：一是防止由于混凝土温升过高、内外温差过大及气温骤降产生各种温度裂缝；二是为做好接缝灌浆，满足结构受力要求，提高施工工效，简化施工程序提供依据。

温度控制措施：1）降低混凝土的浇筑温度；2）减少混凝土水化热温升；3）加强对混凝土表面的养护和保护。

20.重力坝的剖面设计原则：安全经济便于施工重力力坝最小剖面确定：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。

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。

21.泄水重力坝泄水方式有：坝顶溢流和坝身泄水孔泄水溢流重力坝的类型：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。

溢流重力坝的基本要求：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。

孔口尺寸设计时应考虑一下因素：泄洪要求、枢纽布置、下游水流条件。

22.空化和空蚀的概念：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：由溢流重力坝下泄的水流，当流速超过7~8m/s时，空气从自由表面进入水体，产生掺气现象。

掺气水流主要分为自掺气和强迫掺气两类。

设计要求：1、有较高的流量系数，泄流能力大；2、水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏；3、体型简单、造价低、便于施工等。

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。

底流消能的优缺点：优点：具有流态稳定、效能效果好；对地质条件和尾水变幅适应性强以及水流雾化很小。

缺点：护坦较长，土石方开挖量和混凝土方量较大，工程造价高。

挑流消能的优缺点：优点：通过鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床的位置、范围和流量分布，对尾水变幅适应性强，结构简单，施工、维修方便，工程量小。

缺点：下游冲刷较严重，堆积物较多，尾水波动与雾化都较大。

面流消能的优点：不需要做护坦。

缺点：影响电站的运行和下游航运，易冲刷两岸。

肖力戽消能的优点：不需做护坦。

缺点同面流消能。

坝身泄水孔的作用：1、宣泄部分洪水；2、预泄库水，增大水库的调蓄能力；3、放空水库以便检修；4、排放泥沙，减少水库淤积；5、随时向下游放水，满足航运或灌溉等要求；6、施工导流。

坝身泄水孔的形式：有压泄水孔和无压泄水孔和双层泄水孔。

进口曲线应满足的要求：1、减小局部水头损失，提高泄水能力；2、控制负压，防止空蚀。

地基处理的主要任务：防渗；提高基岩的强度和整体性。

地基处理包括的内容：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坝基开挖与清理的目的：是使坝体坐落在稳定、坚固的地基上。