《水工建筑物》复习材料

水工建筑物复习材料

3、水力发电的基本原理是什么？河川水力资源的开发方式有哪几种？各自适用于何种场合？P13

在地球引力(重力）作用下,河水不断向下游流动而具有的能量---水能。通常情况下，水能有三种存在形式,即位能，动能，压能.它们不仅可以相互转换，而且可以通过一定的设备（如水轮机）转换成机械能，并进一步（通过发电机)转换成电能.水力发电就是利用天然水流的水能来生产电能的.

P15开发方式：1、抬水式（坝式）开发；在河流中拦河筑坝，使原河段中分散的落差在坝址处集中起来，坝高常受坝址处的地形地质条件,库区地形地质及浸没淹没条件，国民经济发展的需要以及开发技术条件等因素的控制。适用于河道坡降较缓,流量较大，有筑坝建库条件的河段。

2、引水式开发；不需修建高坝，故不会造成淹没损失，这适用于地形地质等条件不允许筑坝,河段坡降较陡、流量小,建造较短的引水道即能获得所期望水头的山区性河段。

3、混合式开发;既利用大坝抬高水位又利用引水建筑物集中水头，水电站的水头由两种工程措施共同取得的开发方式称为混合式开发。混合式开发因建有水库，可调节径流，兼有坝式开发和引水式开发的双重优点，但必须具备合适的条件,如河段前部有筑坝建库的条件，后部坡降大（如有急滩或大河弯)。

4、抽水蓄能；它不是为了开发水能资源向系统提供电能,而是以水体为储能介质，起调节负荷作用。需要建有高低两个水库和连接两个水库的有压引水建筑物。

9、什么是水工建筑物?与其他建筑物相比,水工建筑物有些什么特点？

水工建筑物：为了防洪、发电、灌溉、航运等要求，通常需要修建不同类型的建筑物，以控制水位、调节水量、兴利除害，这些建筑物统称为水工建筑物。

特点：(1）工作条件的复杂性；(2）施工建造的艰巨性；(3）设计选型的独特性；(4)工程效益的显著性;（5)环境影响的多面性；（6)失事后果的严重性

10、水工建筑物有哪几类？各自功能是什么？

按其作用可分为：挡水、泄水、输水、取水、整治建筑物和专门性建筑物。按其使用寿命长短可分为：永久性和临时性两种.永久性建筑物按其重要性又可分为主要建筑物和次要建筑物。

（1)、挡水建筑物:用以拦截江河,雍高水位或形成水库，如各种类型的坝和水闸；以及为抗御洪水或挡潮,沿江河海岸修建的堤防、海塘等。

(2)、泄水建筑物：用以宣泄水库或渠道中的多余水量,以保证工程安全，如各种溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞、泄水闸等。

(3)、输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要从上游向下游输水用的建筑物，如:输水隧洞、涵管、渠道、渡槽等。

(4）、取水建筑物:是输水建筑物的首部建筑，用来从水库或河道取水，满足灌溉、发电和给水等要求.如：引水隧洞的进水口、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。

(5）、整治建筑物：用以调整和改善河道水流条件，防止水流和波浪对河床及河岸的冲刷破坏。如:丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。

（6）、专门建筑物：专门为发电、航运、过鱼及过木等单一目标而设置的建筑物。如:水电站厂房、船闸、升船机、鱼道、过木道等。

11、水利枢纽及水工建筑物为什么要分等分级？分等分级的依据是什么?

划分的目的、依据和方法：

水利枢纽和水工建筑物必须确保安全可靠，但又要经济合理。为使两者适当地统一起来，将水利枢纽及其组成建筑物按所承担的任务、效益、规模大小及其重要性划分成不同等级,以便根据不同的等级依次确定不同的设计、施工和运用标准。

第二章P99

1、重力坝的工作原理和工作特点是什么?为什么说重力坝的材料强度不能充分发挥？

工作原理：

（1）依靠坝体自重在坝基面上产生的摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定要求；（2)、利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。

工作特点:

1.材料抗冲能力强，施工期可用坝体缺口或底孔导流；

2.结构简单，施工技术易掌握，便于机械化施工；

3。对地形地质条件适应性好，几乎任何形状的河谷均可修建;

4.坝体与地基接触面大，受扬压力的影响也大;

5.材料强度不能充分发挥；

6.坝体体积大，水泥用量多,混凝土凝固时水化热高，散热条件差，施工期应有严格的温度控制和散热措施。

2、重力坝的主要荷载有哪些？其计算方法如何？为什么说扬压力对重力坝的稳定、应力总是不利的？ 重力坝的主要荷载：坝体自重、 上下游水压力、 扬压力、 浪压力、泥沙压力、 地震力、 冰压力等

（1)坝体自重：建筑物（坝体）及附属永久设备的重量。是维持重力坝稳定的主要荷载，由坝的体积和材料重度计算确定.较大孔洞应扣除，永久固定设备的重量应计入。

（2）坝面水压力：包括静水压力、动水压力、浪压力。静水压力（static water pressure)——按水力学原理计算，沿坝面积分，可分解成水平和垂直两部分。

（3）扬压力：包括：渗透压力（U 2)和浮托力（U 1)两部分.渗透压力从上游向下游逐渐消减，其变化呈抛物线分布。扬压力对坝体稳定不利。有防渗排水措施的情况: 河床坝段:α=0.25

岸坡坝段:α=0.35;2.坝体内部扬压力 α3 = 0。25

（4）浪压力：波浪要素：波高2h l 、波长2L l 、波浪中心线超出静水面高度h 0。深水波—-当坝前水深大于半波长时，波浪运动不受库底的影响。浅水波—-当坝前水深小于半波长而大于临界水深时，波浪运动受库底的影响，临界水深近似取为(3—5）倍半浪高:详细见书P42

（5） 泥沙压力：确定泥沙压力时,先要规定一个淤积年限 (可取为50~100年），由此确定淤沙深度。按土压力公式计算:

(6)地震荷载 （PP .46)

包括:地震惯性力:水平和垂直地震惯性力；地震动水压力;动土压力

（7）温度荷载：坝体温度变化引起的热胀冷缩受到约束所产生的荷载，包括水温、气温变化等。（8)冰压力

第二小问见书P52

4、重力坝失稳破坏过程怎样？稳定验算有哪些公式？它们主要区别在哪里？提高重力坝稳定性的工程措施有哪些？

重力坝失稳破坏的类型：

(a) 坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动,包括沿基岩接触面的滑动以及沿坝基岩体内连续软弱结构面产生的深层滑动；

（b ）在荷载作用下,上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起倾倒滑移破坏。公式见书P52

工程措施: 1。利用水重：当抗剪强度参数较小时，将坝的上游面做成倾向上游，利用水重来提高坝的抗滑稳定性。

★ 但上游面的坡度不宜过缓，否则上游坝面容易产生拉应力，对强度不利。n 一般控制在0。1～0。2之间。

2.采用有利的开挖轮廓线 将坝踵高程降低，使坝基面倾向上游,但这将增加开挖量和混凝土浇筑量.

3。设置齿墙 增加抗滑力。

4。抽排水措施 当下游水位较高，坝体承受的浮托力较大时,可在坝基面增设排水系统，定时抽水以减)2

45(tan 2122n n n n h P ϕγ-︒=