最新水工建筑物考试复习资料

09水利专业《水工建筑物》复习资料考试题型一．单项选择题（每题1分，20-30分）二．填空题（每空1分，10分）三．判断改错题（每题2分，10分）四．简答题（每题6分，36分）五．计算题（14分）第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。

3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类：（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。

*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点（了解）（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点)（1）水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等（2）水工建筑物的分级永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…分级依据：工程等别、作用、重要性级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。

临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。

3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)（1）承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：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；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。

①影响结构正常使用或外观变形②对运行人员、设备、仪表等有不良影响的振动③对结构外形、耐久性以及防渗结构抗渗能力有不良影响的局部损坏等5.结构功能函数的含义(重点)当Z=0时，结构处于极限状态6.安全系数法、分项系数极限状态设计法的含义（1）单一安全系数法（水工规范） 表达式：安全系数K 考虑的因素：结构的安全等级；工作状况和作用效应组合；结构和地基的受力特点和计算方法:模拟准确度；材料抗力、作用的实验、勘测方法和取值规则。

不足之处：是定性的标准，没有定量的意义；不同建筑物不可比较；同一结构的不同破坏状况之间不可比较。

（2）分项系数极限状态设计法理论基础：基于概率原理的结构可靠度分析理论失效概率：不能完成预定功能的概率，pf =P[g(.)<0]可靠度：能完成预定功能的概率，ps =1-pf分项系数：考虑不同因素变异性来源的系数，将每种因素的影响在不同的工程结构上统一考虑，取划一的分项系数。

①结构重要性系数：②作用分项系数： ③材料性能分项系数：④设计状况(工作状况)系数：⑤结构系数γ d ：反映极限状态方程与结构实有性能的贴近程度，作用效应与抗力计算的不定性等。

第三章 岩基上的重力坝1.重力坝的分类(重点)按结构形式分类：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝按是否溢流分类：溢流重力坝、非溢流重力坝按筑坝材料分类：混凝土重力坝、浆砌石重力坝按施工方法：浇筑（常态砼）、碾压（碾压砼）按坝高分类：高坝（大于70m ）、中坝（30-70m ）、低坝（低于30m ）2.重力坝的工作原理与优缺点(重点)工作原理：主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力。

R R S K K S ≤≥或0 1.1 1.0 0.9 γI ⎧⎪=II ⎨⎪III ⎩级结构安全级别级结构安全级别级结构安全级别F d k F F γ=f k d f f γ=()()()1.0 0.95 0.85 φ⎧⎪=⎨⎪⎩持久状况短暂状况偶然状况重力坝的优点：（1）对地形、地质条件的适应性强。

（2）枢纽泄洪问题容易解决。

（3）便于施工导流（4）安全可靠（5）施工方便（6）结构作用明确（7）可采用块石筑坝重力坝的缺点：（1）剖面尺寸大，材料用量多。

因为稳定靠重力。

（2）中低型重力坝的应力较低，混凝土材料的强度不能充分发挥。

（3）坝体与地基的接触面大，扬压力大，对稳定不利。

（4）坝体体积大，温度应力严重，需采取温控措施。

3.作用与荷载的概念(重点)作用：指外界环境对水工建筑物的影响。

荷载：在结构分析时，如果开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，此作用（外力）称为荷载。

作用的分类：①永久作用：如自重，土压力②可变作用：如水荷载、温度作用③偶然作用：如地震作用、校核洪水重力坝的荷载组成：①自重：包括固定设备②水压力：包括动水和静水压力③扬压力④浪压力⑤泥沙压力⑥冰压力⑦土压力⑧地震作用⑨温度作用⑩风作用4.各种荷载的计算方法(重点)（结合教材参考）（一）自重：根据大坝的体积和材料容重计算，坝内较大的孔洞体积应扣除，坝上的永久固定设备重量应计入 （二）静水压力 ？（三）动水压力：根据动量方程可得（四）扬压力：上浮力+渗流压力减小扬压力的措施：设帷幕、设排水（五）波浪压力：波浪三要素（波高，波长，壅高），官厅水库公式（峡谷水库）（六）土压力及泥沙压力 土压力：主动、被动、静止土压力 泥沙压力（七）冰压力和冰冻作用：静冰压力、动冰压力、冰冻作用（八）温度作用温度应力：混凝土温度变化会产生膨胀或收缩，当变形受到约束时，产生温度应力。

温度作用效应：结构由于温度作用而产生的应力、位移、变形等。

（十）地震作用：地震惯性力5.荷载组合㈠荷载性质分类基本荷载：⑴自重(坝体及固定设备)⑵正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力⑶正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力⑷泥沙压力 ⑸正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力⑹冰压力⑺土压力⑻设计洪水位时的动水压力⑼其他出现机会较多的荷载212x P H γ=z P V γ=220sb s 3kN/mkN 14522::m /m s s sb s s s P h tg P h ϕγγϕ⎛⎫=- ⎪⎝⎭水平泥沙压力坝面单位宽度上的:淤沙的泥沙淤，浮积厚度，：淤沙的容重，内摩擦角特殊荷载：（1）校核洪水位时的静水压力（2）校核洪水位时的扬压力（3）校核洪水位时的浪压力 （4）校核洪水位时的动水压力（5）地震荷载（6）其他出现机会很少的荷载㈡荷载组合（表3-3）基本组合：正常或设计状况同时出现的基本荷载的组合特殊组合：校核或非常状况同时出现的基本荷载再加上 一种或几种特殊荷载的组合6.重力坝抗滑稳定分析的方法(重点)（1）沿建基面(重点掌握)、深层滑动、岸坡坝段（2）计算公式及其适用性×沿坝基面抗滑稳定分析抗剪强度公式和抗剪断公式（1）抗剪强度公式(只接触，不胶结)（2）抗剪断公式两种公式的适用性：（1）坝基内不存在软弱面时，采用抗剪断公式（2）对中型工程中的中、低坝，可按抗剪强度公式计算7.提高重力坝抗滑稳定性的工程措施(重点)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，固结灌浆，断层处理）⑥横缝灌浆⑦预加应力措施8.材料力学法中边缘应力的计算最大最小应力均出现在坝面，首先应校核边缘应力⑴竖向正应力(水平截面上的正应力) ⑵剪应力(上游、下游)⑶水平正应力(竖向截面上的正应力) (上游、下游) ⑷主应力(上游、下游)9.坝体强度校核⑴ 坝基面的铅直应力sy运用期：1）地震工况外,坝踵不许出现拉应力,坝趾小于允许压应力2）地震工况，应符合《水工建筑物抗震设计规范》施工期：坝趾允许有小于0.1MPa 的拉应力⑵坝体应力10.什么叫水化热温升？()∑∑'+-'='PAc U W f K s max max ::r j j T T T T T =-水化热温升：（最高温度，入仓温度）11.重力坝的温度裂缝有哪些？对大坝各有什么影响？（1）贯穿性裂缝：1）横向贯穿性裂缝：导致渗漏和渗透侵蚀性破坏(图)2）纵向贯穿性裂缝：损坏坝的整体性3）水平向贯穿性裂缝：降低坝的抗剪强度（2）表面裂缝12.重力坝剖面设计的基本理论（结合教材参考）剖面设计原则：①满足稳定和强度要求②工程量小③运用方便④便于施工（一）基本剖面：指坝体在自重、上游静水压力(库水位与坝顶平)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。

优缺点：基本剖面虽然经济、但不实用：尖顶不便于施工、运行管理、交通；未考虑超高;不便于布置闸门、拦污栅。

（二）实用剖面坝顶宽度取坝高的8％－10％，且b > 2m，b满足交通、运行管理、设备安全等要求。

13.重力坝极限状态设计的方法（看教材）14.溢流重力坝孔口尺寸设计方法溢流重力坝泄洪要求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。

孔口设计的步骤：（1）选定泄水方式（2）拟定泄水布置方案（3）初步确定孔口尺寸（4）按规定洪水设计标准进行调洪演算（5）求出各方案的防洪库容、设计和校核洪水位和下泄流量（6）估算淹没损失和枢纽造价（7）综合比较，选出最佳方案15.空化、空蚀、掺气的概念(重点)（1）空化：当高速水流在某点的压强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。

（2）空蚀：当空气泡进入高压区受压而溃灭,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。

（3）掺气：当下泄水流流速超过7～8m/s后，空气经水面被卷入水体，发生掺气现象。

1）自掺气：边界层水流发展到表面而掺气、水流射入空中扩散而掺气、水流射入水垫卷吸空气而掺气。

2）强迫掺气：因结构物的扰动、振动而掺气。

16.溢流重力坝消能工的型式、原理及其适用性(重点)消能原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。