本科-水利水电工程

北京电大开放教育本科

“水利水电工程”专业入学水平测试网上辅导材料一、复习参考书目：

书名《水工建筑物》

主编：孙明权

出版社：中央广播电视大学出版社

二、重点掌握的内容

第一章绪论

1、水利工程是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、水利枢纽是指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、对水利枢纽及水工建筑物进行分等分级的目的：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，所以要对水利枢纽及其组成的建筑物进行分等分级。

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 主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求；同是也依靠坝体自重在水平截面上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、 重力坝的类型

按其结构形式为：实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝。

3、 重力坝的荷载

主要包括自重、水压力、扬压力、泥砂压力、浪压力等。扬压力是由上、下游水位差产生的渗透水压力和下游水深产生的浮托力两部分组成。

4、基本烈度：是指该地区今后50年期限内，可能遭遇超越概率P 50为0.10的地震烈度。

5、重力坝抗滑稳定分析 目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全性能。 抗剪强度公式：

抗剪断强度公式：

6、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。

7、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∑P

∑P f ∑W K s = K s /= f /∑W+c /A

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。

8、坝体分缝

按其位置分为横缝、纵缝及水平工作缝。

横缝垂直于坝轴线，将坝体分为若干坝段。作用是减少温度应力，适应地基不均匀变形。

为了适应砼的浇筑能力和减少施工期的温度应力，常在平行坝轴线方向设纵缝，将一个坝段分为几个坝块，待坝体降到稳定温度后再进行接缝灌浆。

9、重力坝地基处理主要包含：防渗、提高基岩强度。

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。

帷幕灌浆的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、宽缝重力坝是将相邻坝段间的横缝部分地拓宽的重力坝。

碾压混凝土重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性砼经碾压而成的混凝土坝。

11、溢流坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物，除满足稳定和强度要求外，还需要满足泄流能力的要求。

第三章拱坝

1、拱坝的工作原理

它不像重力坝那样利用自重维持稳定，拱坝将外荷载大部分通过拱作用传至两岸岩体，主要依靠两岸岩体维持稳定，坝体自重对拱坝的稳定性影响不大。2、自重与扬压力等荷载降为次要荷载，而温度和地基变形将对拱应力产生较大影响。

3、拱坝的类型：薄拱坝、一般拱坝、厚拱坝（重力拱坝）、单曲拱坝、双曲拱坝。

4、封拱温度的高低对温度荷载的影响很大。封拱温度越低，建成后愈有利于降低坝体拉应力。

一般情况下，温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利。

5、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。

拱梁分载法把拱坝看成由一系列水平拱圈和铅直梁所组成，荷载由拱和梁共同承担，各承担多少荷载由拱梁交点处变位一致条件决定。荷载分配后，梁按静定结构计算应力，拱按纯拱法计算应力。

6、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。

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、当材料相同时，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。

4、排水体的作用是（1）降低坝体浸润线及孔隙压力、改变渗流方向，增加坝体稳定（2）防止渗流逸出处的渗透变形、保护坝坡和坝基；（3）防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起到保护下游坝坡的作用。

排水体类型：棱体排水、贴坡排水、褥垫排水和组合式排水。

5、渗流分析方法有流体力学法、水力学法、流网法、试验法和数值解法。

渗透变形的类型：管涌、流土、接触冲刷、接触流土等类型。

防渗透变形的工程措施：

（1）采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，以达到降低渗透坡降的目的。

（2）采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力。对