水工建筑：问答题

1、简述水工建筑物的特点？答：①工作条件复杂，水文资料不准确②设计选型的独特性③施工建造的建巨性④环境影响的多面性⑤失事后果的严重性。

2、什么要对水利枢纽和水工建筑物进行分等分级？分级的根据是什么？如何分级？答：为什么？由于工程规范不同、对国民经济和人民的影响程度也不同，过分地强调工程的安全，势必加在工程投资、造成不必要的经济损失，因此必须妥善解决工程安全和经济之间的矛盾，为使工程的安全和可靠性与其造价的经济合理恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。即首先按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的作用进行分等，然后再对各组成建筑物按其建筑物所属枢纽的等别，建筑物在枢纽中所起作用和重要性进行分级。

3、何为水利枢纽？何为水工建筑物？何为水利事业？答：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修各种不同类型的水工建筑物以用来控制和支配水流，这些建筑物称为水工建筑物。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。所谓水利工程，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。

4、水利枢纽由哪些建筑物组成？答：拦河坝、水

库、溢洪道(泄洪隧洞)、溢流坝、引水管道、

引水隧洞。

5、水工建筑物按其作用分为哪几种类型？为什

么？答：水工建筑物按其作用分六种类型。是

①挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅

高水位(坝、水闸、堤防、海塘)②泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰棱或为人

防，检修而放空水库等，以保证坝等安全③输

水建筑物(引水建筑物)：为灌溉、发电和供水

的需要，从上游向下游输水用的建筑物④取

(进)水)建筑物：是输水建筑物的首部建筑⑤整

治建筑物：用以改善河流的水流条件，调整水

流对河床及河岸的作用，马衣以及为防护水库

湖泊中的流浪和水流对岸坡的冲刷。(丁坡坝、顺坝、导游堤、护底、护岸)⑥专门建筑物：

为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑。

6、重力坝的工作原理。答：重力坝的工作原理是

在水压力及其他花载的作用下，主要依靠坝体

自身重量在滑动面上产生的抗滑力为抵消坝

前水压力，以满足稳定的要求；同时也依靠坝

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。7.重力坝的工作特点有哪些？答：①泄洪和施工导游比较容易解决。②安全可靠，结构简单，施工简单，施工技术比较容易掌握③对地形、地质条件适应性强，几乎任何形状的河谷断面均可修建重力坝④受扬压力影响较大⑤坝体积大，水泥用量多，温度控制要求严格。

8、作用于重力坝上的荷载有哪些？何为计算荷载的标准值？何为设计值？为什么要进行何载组合？答：作用于重力坝上的荷载有坝体自重、上下游坝面上的水压力、扬压力、浪压力或冰压力、泥沙压力以及地震荷载等。作用在重力坝上的各种荷载，除坝体自重外，都有一定的变化范围。例如当水位发生变化时，相应的水压力、扬压力亦随之变化。又如短期宣泄最大洪水时，就不一定同时发生强烈地震。再如当水库水面封冻，坝面受静压力作用时，波浪压力就不有存在。因此，在进行坝的设计时，应该把各种荷载根据他们同时出现的几率，合理的组合成不同的设计情况，然后进行安全核算，以妥善解决安全和经济的矛盾。

9、如何对作用重力坝上的荷载进行组合？答：作用在重力坝上的各种荷载，除坝体自重外，都有一定的变化范围。例在正常运行，放空水库、设计或校核洪水等情况，其上下游水位各不相同，当水位发生变化时，相应的水压力，扬压力也随之变化。又如在短期宣泄最大洪水时，就不一定同时发生强烈地震。再如当水库水面封冻，坝面受静压力作用时，波浪压力就不有存在。因此，在进行坝的设计时，应该把各种荷载根据它的同时他们同时出现的几率，合理组合成不同的设计情况，然后进行安全核算，以妥善解决安全和经济矛盾。

10、用材料力学法进行重力坝应力分析做了哪些基

本假设？答：①坝体混凝土为均质、连续、各

向同性的弹性材料②视坝段为固接于地基上

的悬壁梁，不考虑地基变形对坝体应力的影

响，并认为各项段独立工作，横缝不传力③假

定坝体水平截面上的正应力6y按直线分布，

不考虑廊道等对坝体应力的影响。

11、为什么要对坝体混凝土进行分区？答：混凝土

重力坝各部位的工作条件不同，对混凝土材料

性能指标的要求也不同。为了满足坝体各部位

的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安

全与经济统一起来，通常将坝体混凝土按不同

工作条件进行分区，选择不同的强度等级和性

能指标。

12、简述溢流重力坝的消能型式、消能原理及适用

条件。答：目前常用的消能型式有：底流式消

能、挑流式消能、面流消能及消力戽消能或联

合式消能(宽尾墩_挑流、宽尾墩_消力戽、宽

尾墩_消力池等)。其中大多数岩基上的高坝泄

水都采用挑流式消能，底流消能适用于中、低

坝或基岩较软弱的河道，消力戽适用于尾水较

深(通常大于跃后水深)，变幅较小，无航运要

求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况。

联合消能适用于泄量大，河床相对狭窄、下游

地质条件差的高、中坝或单一消能型式经济合

理性差的情况。联合消能应经水工模型试验验

站。

设计时应根据地形、地质、枢纽布置、水头、泄

量、运行条件、消能防冲要求、下游水深及其

变幅等条件进行技术经济比较，选择消能工的

型式。对于比较重要的工程，消能工的设计应

进行水工模型试验。

13、DL5108_1999重力坝设计规范要求抗滑稳定分

析需验算哪些作用组合？提高坝体抗滑稳定

性的工程措施有哪些？答：基本组合和特殊组

合。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设置齿墙④抽水措施，当下游水位较高，坝体承受的浮托力较大时考虑在基面设置排

水系统，定时抽水，以减少坝底扬压力。⑤加

固地基⑥横缝灌浆⑦预应力锚固措施。

13、拱圈的中心角大小对拱的应力有什么影响？

答：拱圈的中心角愈大，拱圈厚度T愈小，说

明中心角愈大，材料强度可得到充分利用，对

拱的应力有利。反之，拱圈中心角减小，半径

愈大，拱作用减弱，要求加大拱圈厚度。14、如何进行拱坝的布置？它有哪些步骤？答：由

于拱坝布置须反复修改，并作多方案的比较，帮目前已利用计算机进行设计。先由设计人员

根据地形、地质条件，初绘拱坝轮廓，由计算

机计算控制点坐标，再画出坝体透视图、展开

图，在展开图上画好二维网络后，计算机自动

形成三维网络，并用有限计算出应力。然后再

根据应力状态，修改坝体形状，重复几次至满

足要求为止。拱坝的可按以下步骤：①根据坝

址地形地质资料，绘出坝址新鲜基岩面等高线

图，综合考虑地形、地质、水文、施工及运用

条件选择适宜的拱坝坝型，并拟定出拱冠梁剖

面。②利用新鲜基岩等高线，综合考虑应力和

坝肩稳定两方面的要求，写出拱圈形式，试定

顶拱轴线的位置。③根据初拟的拱冠梁剖面尺

寸，选取5~10层拱圈，绘制各层拱圈平面图

④每层拱圈的两端与岩基的接触原则上应做

成全径拱座，使端推力接近垂直于拱座面，以

减小向下游滑动的剪力。⑤自对称中心线向两

岸切取若干垂直梁剖面，检查各剖面轮廓是否

连续光滑，倒悬度是否满足要求，基不满足要

求，应适当修改拱圈的半径、中心圈及圆心位

置，直至要求为止。⑥按上述初拟的坝体形状

和尺寸，进行坝体应力分析和坝肩稳定核算，如不满足要求，应重复上述步骤修改尺寸并布

置。⑦将拱坝沿拱的轴线展开，绘成高程图，显示基岩面的起伏变化，对突变处采取消平或

填塞措施。⑧计算坝体工程量，作为不同方案

比较的依据。

15.坝肩抗滑稳定分析的基本思路和方法是什么？改善拱座稳定的拱工程措施有哪些？答：坝肩稳定与地形地质构造等因素有关，一般可分为两种情况：1、存在明显的画裂面的滑动问题；

2、不具备滑动条件，但上游存在较大软弱破碎带或断层，受力后产生变形问题。方法有二类：一类是数值计算法，它包括刚体极限平衡法和有限元法；加一类是械型试验法，它包括线弹性结构应力模型试验和地质力学模型试验。

改善拱座稳定的措施：①加强地基处理，对不利的节理等进行有效的冲洗和固结灌浆，以提高其抗剪强度。②加强坝肩岩体的灌浆和排水措施，减少岩体的渗通压力。③将拱端向岸壁深挖嵌进，以扩大下游的抗滑岩体，也可避开不利的滑裂面。这种做法对增加拱座的稳定性较有效。④改进拱圈设计，如采用三心拱、抛物线等形式，使拱端推力尽可能趋向正交于岸坡。⑤如拱端基岩承载能力较差，可局部扩大拱端或设置推力墩。

16.拱坝坝身泄水的方式有哪些？各适用于何种场合？答：方式：①自由跌落式②鼻坎挑流式③滑雪道式④坝身泄水孔式。自由跌落式适用于基岩良好，泄水量不大，坝体较薄的妇曲拱坝或小型拱坝。鼻坎挑流式适用于我国流溪河双曲拱坝、泉水双曲拱坝，运用情况良好，坝体振动很小。滑雪道式适用于泄洪量大，坝体较薄的拱坝枢纽中坝身泄水孔式用于泄洪的深孔可辅助排沙及施工导游。

17、简述土石坝的工作条件。答：①渗流影响。由于土石料颗粒间存在孔隙，坝体挡水后，在上下游水位差作用下，库水会经过坝身，坝基和岸坡及其结合面向下游渗漏。②冲刷影响。降雨时，雨水自坡面流至坡脚，会对坝坡造成冲刷，甚至发生坍塌现象，雨水还可能渗入坝身内部，抬高坝体浸润线，对坝体稳定不利。③沉陷影响。沉陷量过大造成坝顶高程不足而影响大坝的正常工作，同时过大的不均匀沉陷会导致坝体开裂或使防渗体结构遭到破坏，造成坝内渗水通道而威胁大坝的安全。④其他影响。在严寒地区，当气温低于零度时库水结冰形成冰盖，对坝坡产生较大的冰压力，易破坏护坡结构；在夏季高温作用下，坝体土料也可能干裂