水工建筑物期末复习资料

第一章绪论

1、水利工程：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。

水利工程的根本任务是：除水害兴水利。

2、水工建筑物：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修建各种不同类型的水工建筑物，用来

控制和支配水流。这些建筑物统称为水工建筑物。

3、水利枢纽：集中建造的几种水工建筑物配合使用，形成一个有机的综合体，称为水利枢纽。

水利枢纽分为蓄水枢纽（水库）和取水枢纽。其中水库枢纽包括挡水、泄水、输水（或引水）三类建筑物，称为水库三大件。

4、水工建筑物的分类：

挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如拦河坝、拦河闸。

泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、隧洞。

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：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。

取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。

整治建筑物

专门建筑物

5、水工建筑物的特点：（1）工作条件的复杂性；（2）设计选型的独特性；

（3）施工建造的艰巨性；（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；

6、分等分级的目的：为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成

的建筑物要进行分等分级。

水利枢纽按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

水工建筑物按其所属枢纽工程的等别及其在工程中的作用和重要性分为五级。

第二章重力坝

1、重力坝的工作原理：在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定

的要求。其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。

2、重力坝的特点：

（1）泄洪和施工导流比较容易解决；（2）安全可靠，结构简单，施工技术比较容易解决；

（3）对地形、地质条件适应性强；（4）受扬压力影响较大；（5）温度控制要求严格。

3、提高坝体抗滑稳定性的工程措施

（1）利用水重。（2）将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力，提高稳定性。

（3）设置齿增。（4）抽水措施。（5）加固地基。（6）横缝溉浆。（7）预应力锚固措施。

5、分析方法：材料力学法基本假定(1) 坝体混凝土为均值、连续、各项同性的弹性材料。（2）视坝段

为固结于地基上的悬臂梁，不考虑地基对坝体应力的影响，幷认为各坝段独立工作，橫缝不传力。（3）假定坝体水平截面的正应力按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。

6、重力坝消能形式及适用条件：

挑流消能：适用于基岩比较坚固的高坝或中坝。

底流消能：适用于中、低坝或基岩较软弱的河道。

面流消能：适用于水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。

消力戽消能：适用于尾水较深且变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸抗冲能力比较强的情况。

7、泄水重力坝设计中有关高速水流的几个问题：空蚀、掺气、压力脉动、冲击波。

空蚀：空泡溃灭发生在靠近过水坝面，局部冲击力大于材料的内聚力时，可使坝面遭到破坏的现象。溢流面不平整是引起空蚀破坏的主要原因。

掺气：当流速超过7-8m/s时，空气从自由表面进去水体，产生掺气现象。

水流脉动：泄水建筑物中的水流属于高速紊动的水流，其基本特征是流速和压力随时间在不断变化，即所谓脉动。对建筑物的影响：增大作用在建筑物上的瞬时荷载；脉动压力变化有一定的周期性，可能引起建筑物振动，甚至共振；增加空蚀破坏的可能性。

冲击波：在高速水流边界天剑发生变化处，将产生冲击波。

8、坝体分缝的目的：由于地基不均匀沉降和温度变化、施工时期的温度应力以及施工浇筑能力等原因，

一般要对坝体进行分缝。按其作用可把缝分为沉降缝、伸缩缝、工作缝；按其位置分为横缝、纵缝及水平缝。

9、重力坝地基处理主要包含：坝基的开挖与清理、坝基的固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。

固结灌浆：在重力坝中采用浅孔低压灌注水泥浆的方法对地基进行加固处理，称为固结灌浆。

固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。

帷幕灌浆：目的是降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基和绕坝渗透流量。

10、泄水重力坝孔口形式：开敞溢流式、大孔口溢流式、深式泄水孔。

第三章拱坝

1、宽高比：河谷的形状常用坝顶高程处的河谷宽度L与最大坝高H的比值；厚高比：拱坝的厚度程度，

常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值。

2、拱坝的类型：单曲拱坝、双曲拱坝（在水平和铅直方向均有曲率的拱坝）。

3、拱坝中心角对应力、稳定的影响：中心角愈大，拱圈厚度愈小，材料强度可得到充分利用，对应力有

利。但对拱坝坝肩稳定不利70°-120°。

4、拱坝的布置原则：根据坝趾处地形、地质等自然条件以及枢纽综合利用要求统筹布置。在满足稳定和

建筑物运用要求条件下，通过调整拱坝的外形尺寸，使坝体材料的强度得到充分发挥，将拉应力控制在允许范围内，使坝体的总工程量最省。

5、温度荷载：对于拱坝，温度荷载上升为主要荷载。一般情况下，温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳

定不利。

6、拱坝应力分析方法有：圆筒法、纯拱法、拱梁分载法（包括拱梁法和拱冠梁法）、有限单元法和模型试

验法等。

圆筒法是将拱坝当作铅直圆筒的一部分。

纯拱法假定拱坝由一系列各自独立互不影响的水平拱圈叠全而成，每层拱圈简化为两端固结的平面拱，用结构力学方法求解拱的应力。

拱冠梁法基本原理：它按照拱冠部位的中央悬臂梁和若干水平拱在交点处径向变位一致的原则进行拱梁荷载分配。

7、拱坝坝身泄水方式：自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔式。

（1）自由跌落式：适用于基岩良好，泄量不大，坝体较薄的双曲拱坝或小型拱坝。

（2）鼻坎挑流式：适用于基岩良好，泄量大，坝体较薄的双曲拱坝或大中型拱坝。

（3）滑雪道式：适用于泄量大，坝体较薄拱坝。

第四章土石坝

1、土石坝的类型：按其施工方法分碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝和水中

填土坝。其中碾压式土石坝分为均质坝、分区坝（心墙坝、斜墙坝和斜心墙坝）、人工防渗材料坝。

2、土石坝的基本剖面为梯形，坝高越大，坝坡越缓；上游坡常比下游坡缓；对在同一水位侧坝坡，水下

部分也常比水上部分缓。

3、防渗体的作用是防渗，降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量。