电大水工建筑物专科必备考试资料.doc

考试小抄电大水工建筑物期末重点考试小抄(最新打印版) 第一章 水利事业与水工建筑物1.我国水能资源 理论蕴藏量：6.76 亿 kW；技术可开发量：4.93 亿 kW；经济可开发量：3.78 亿 kW。我国水能资源居世界首位，但水资源人均则仅约相当于全球平均数的 1/4。2. 我国水资源的特点时间上：年内、年际分布不均。空间上：南丰北欠。长江以南人口 54%，水资源 82%；长江以北人口 43.2%，水资源 14.4%；3.防洪利用修建水库拦蓄洪水、挖河筑堤宣泄洪水等办法，来防止洪水灾害，保障人民生活及工农业生产的正常进行。防洪工程的基本措施：上拦：治本，蓄洪筑堤；下排：治标，疏通河道，提高行洪能力。两岸分、滞：设蓄滞洪区分洪减流。着重关注水土保持。建立洪水预报、预警系统和洪水保险制度。4.校核洪水位以下的全部库容称总库容。设计蓄水位与死水位间的库容即兴利库容(调节库容、有效库容) 。正常运用情况下允许水库消落到最低的水位称为死水位，该水位以下的库容即死库容。5.水力发电的基本原理在天然河流上修建水工建筑物，集中水头，然后将水流输送到水轮机中，使：水能水轮机的旋转机械能 驱动发电机将机械能转化为电能输电线路用户。优点：能源再生性；运行管理人员较少，主要是远程调控；运行灵活；节约煤炭、石油、天然气及人力资源；可兼顾防洪、航运及灌溉等综合效益。污染小。缺点：所处地理位置给建设及输电带来困难；工程量大，工期长；造成水库淹没，对自然生态环境有不利影响。库区：淹没、滑坡坍岸、水库淤积、生态变化、水温变化、水质变化、气象变化、诱发地震、卫生条件恶化。水库下游：水清引起河道冲刷、原河道水量变化、河道水温、水质变化。6.我国水利工程建设概况一、我国水利事业的发展 世界之最高的面板堆石坝：水布垭，高 233m。最高碾压混凝土坝：龙滩，高 216.5m。在建的最高双曲拱坝：锦屏一级，高 305m。世界上在建的最大的水电站：三峡水电站。二、我国古代防洪、水利、水能开发利用(1)春秋时期：黄河大堤，长 1600km。(2) 公元前 485 年1293 年：纵贯我国南北的京杭大运河，长 1794km，为世界最长。(3)公元前 256前 251 年：四川都江堰水利工程，利用鱼嘴分洪、飞沙堰泄洪排沙、宝瓶口引水，是世界上现存最长的无坝引水工程，至今仍在使用。三、我国水电事业的发展趋势 已规划的最大水电站：雅鲁藏布江上的墨脱县的墨脱水电站，若采用 40km 的引水隧洞，装机容量可达 4000 万 kW。我国大陆地区第一座水电站是昆明的石龙坝水电站，装机 480KW， 1910 年 7 月开工，1912 年 4 月发电。经过不断扩建，至 1949 年，全厂总装机容量为 2920 kW。 7.河川水力资源的开发方式即讨论在水利枢纽中如何集中水头落差。基本开发方式有：坝式开发（适用于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段） 、引水式开发（适用于地形地质等条件不允许筑坝，河段坡降较陡、流量小，建造较短的引水道既能获得所期望水头的山区性河段） 、混合式开发（适用于上游有良好坝址，而紧邻水库下游河道突然变陡或河流有较大转弯的情况） 、抽水蓄能式开发（一般建有上水库和下水库的有压引水建筑物。装设具有抽水及发电两种功能的机组。 ） 、潮汐式开发、梯级开发、潮汐电站是利用涨潮和退潮时所形成的水头发电的电站，分为单库单向（退潮时发电） 、单库双向和双库连续（一高一低两个水库，单向发电）三种潮汐水电站。 梯级开发如在一条河流下游建一个高坝大库，库区淹没损失太大或经济技术水平有限，故可修多个较低的坝形成一系列的较小的水库。8.水利枢纽和水工建筑物的等级划分1、分等分级原因：使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性适当统一起来。 2、方法：按规范规定，先按工程的规模、效益及在国民经济中的重要性，将水利枢纽分等，而后再对各组成建筑物按其所属枢纽等别、建筑物作用及重要性进行分级。我国水利枢纽的分等分级，按原水利电力部颁发的水利水电枢纽工程等级划分及设计标准规定进行，如书表 1-2、表 1-3、表 1-4 所示。3、不同级别水工建筑物设计基准期(即保质期) 不同。如级挡水建筑物 100 年；其它永久建筑物 50 年等。具体设计方法上的区别体现在：(1)抗御洪水能力：如建筑物的设计洪水标准、坝（闸）顶安全超高等。 (2)稳定性及控制强度：如建筑物的抗滑稳定、强度安全系数，砼材料的变形及裂缝的控制要求等。(3)建筑材料的选用：如不同级别的水工建筑物中选用材料的品种、质量、标号及耐久性等。9、水工建筑物的分类(一)按用途考试小抄1、一般水工建筑物 当一种型式水工建筑物在不同场合或在同一场合，可以服务于几个水利事业部门时，这种水工建筑物称为一般水工建筑物。即通用型的，包括：(1)挡水建筑物：拦截水流，形成水库或者壅高水位。如坝、堤防及施工围堰等。 (2)泄水建筑物：用以宣泄水库或渠道中多余的水量。如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔，设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。(3)输水建筑物：从水库或河道向下输送灌溉、发电或工业用水。如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等。(4)取水建筑物：系输水建筑物的首部建筑，用来从水库或河道去睡，满足灌溉、发电，给水的用水要求。如深式进水口、进水塔和各种进水闸等。 (5)整治建筑物：用以调整和改善河道的水流条件，防止水流和波浪对河床、岸坡的冲刷。如丁顺坝、潜坝、导流堤、防波堤、护岸等。2、专门水工建筑物 专门为某一水利事业服务的建筑物。(1)水力发电建筑物：如水电站厂房、前池、调压井等。引水建筑物：进水口、沉沙池、压力前池、调压室、压力管道、尾水道等。发电厂房及附属建筑物：厂房、变电站、开关站等。(2)水运建筑物：如船闸、升船机、过木道等。(3)农田水利建筑物：如专为农田灌溉用的量水设备、沉沙池、渠系建筑物等。(4)给水、排水建筑物：如专门的进水闸、抽水站、滤水设备等。(5)过鱼建筑物：如鱼道、举鱼机等。农田水利建筑物：如专为农田灌溉用沉沙池、冲沙闸等。 水运建筑物：如船闸、升船机、鱼道、过木道等。(二) 按使用期1、永久性水工建筑物：工程运用期间长期使用的建筑物。主要建筑物：失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益。次要建筑物：失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的建筑物。2、临时性水工建筑物工程施工期间使用的建筑物。根据用途，竣工后临时建筑物可转化为永久建筑物。第二章 岩基上的重力坝1.坝轴线定义：代表坝平面位置的一根横断河谷的线，拱坝及重力坝一般用坝顶上游面在水平面上的投影线，土坝一般用坝顶中心线。坝高：坝基（一般不包括局部深槽）的最低面至坝顶的高度。坝长：坝顶两端之间沿坝轴线的长度（对拱坝而言，有弧长及弦长两种说法）2.重力坝的类型：按坝体的高度：高坝：H70m；中坝：30mH70m；低坝：H4.5 ，可修重力坝或拱形重力坝。说明：L/H河谷深窄水平拱圈跨度较短，受力大部分传给两岸坝体较薄。目前建设的拱坝中，上述比例界限已被突破。如：奥地利的希勒格尔斯双曲拱坝，坝高 130m，L/H=5.5，T/H=0.25；我国四川丰都县联合薄拱坝，L/H 达 14.25，T/H=0.25。优良的地形条件应该是河谷断面是 V 形，L/H 较小，两岸对称无突变。拱坝封拱温度及封拱时机的选择一、拱坝运行期温度荷载运行期坝体温度封拱温度。二、封拱温度：即拱坝灌浆封拱时的温度。封拱温度一般为年平均气温或略低。考试小抄(1)温升：外界温度高于封拱温度。对坝肩稳定不利，对应力有利；(2)温降：外界温度低于封拱温度。对坝肩稳定有利，对应力不利。拱坝接缝灌浆时机的选择：拱坝分块浇筑并充分冷却后，待坝体温度冷却至恒温或低于稳定温度 2-3后，满足封拱温度条件，缝张开度0.5mm，缝两侧砼龄期4 个月，在水库蓄水之前进行。拱坝的泄水方式1、坝顶溢流(1)自由跌落式：适用比较薄的双曲拱坝或小型拱坝。要求基岩良好，单宽流量较小，因水舌在坝坝脚附近，须设防护设施，堰顶可设或不设闸门。(2)鼻坎挑流式：应用比较广泛。为了使泄水跌落远离坝脚，常在溢流堰顶曲线末端以反弧段连接成为挑流鼻坎。2、坝面溢流：适用单宽流量较大的重力拱坝。3、坝肩滑雪道式泄流：适用于泄流量大、较薄的拱坝。4、坝身孔口泄流：一般为压力流，流量大，挑距远。薄拱坝孔口多用矩形断面，重力拱坝孔口多采用圆形断面。支墩坝 是由一系列支墩和挡水面板组成。挡水面板支承在支墩上，库水压力通过挡水面板和支墩传给地基，支墩依靠自重维持稳定。支墩坝的类型(1)按溢流方式：可分为非溢流和溢流两种。(2)按挡水面板的结构：可分为连拱坝、平板坝和大头坝三种，如图 3-31。 第四章土石坝土石坝工作特点 1、稳定方面。抗剪强度低。(失稳形式主要是坝坡滑动或连同部分地基一起滑动。)2、渗流方面。(渗流会使水库： 损失水库水量；产生渗透压力，引起管涌、流土等渗透变形流土：在渗流作用下，土体从坝身或坝基表面被掀起浮动的现象称为流土。) 3、冲刷方面 4、沉降方面 5、其他方面：如冰的冻胀、地震作用等。优缺点1、土石坝的优点 (1)可以就地取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少运输量，降低造价，比其他坝型经济。 (2)适应不同的地形、地质、气候条件。 (3)施工技术简单，工序少，便于组织机械化快速施工。 (4)结构简单，工作可靠，便于管理、维修和加高、扩建。2、土石坝的缺点(1) 需在河岸上另设溢洪道或其它泄水建筑物。(2)施工导流不如混凝土坝方便。(3)粘性土料的填筑受气候条件影响较大。(4)坝体断面大，体积大，工程量也较大。管涌：在一定渗流作用下，土体中的细颗粒沿骨架颗粒所形成的孔隙管道移动或被渗流带走的现象称为管涌，发生于无粘性土中（沙砾料） 。土石坝的防渗体分类 匀质土坝、心墙坝、斜墙坝、斜心墙坝、多种土质坝。设置防渗设施的目的：减少通过坝体和坝基的渗流量。降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性。降低渗透坡降，防止渗透变形。土坝的防渗措施：包括坝体、坝基及坝身与坝基、岸坡及其它连接建筑物连接处的防渗。坝体的防渗体：主要是心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。土石坝基本设计步骤土石坝排水体类型、特点土石坝坝身排水方式，各自使用条件1. 贴坡排水(表层排水) 一般适用于中小型工程且下游无水的均质坝和浸润线较低的心墙、斜墙坝。2. 堆石棱体排水但需要的块石较多，造价较高，且与坝体施上有干扰，检修较困难。多用在较高的坝和石料比较丰富的地区。3. 坝体内排水一般适用于下游无水、坝体和坝基土壤的透水性较小的情况4. 综合排水为发挥各种排水型式的优点，在实际工程中常根据具体情况采用几种排水型式组合在一起的综合排水沙砾地基主要问题地基透水性大。 地基处理目的：减少地基的渗流量并保证地基和坝体的抗渗稳定。 处理方法：上防(上游防渗)下排( 下游排水减压) 。土石坝与混凝土建筑物的连接插入式定义：从砼坝与土石坝的连接部位开始，砼坝的断面逐渐缩小，最后成为砼心墙插入土坝心墙考试小抄内。特点：结构简单，也较经济，所以在高、中、低坝均采用较多。侧墙式土石坝与溢流坝、溢洪道，水闸或船闸连接时，一般采用侧墙式连接型式。侧墙式包括重力墩式和翼墙式等。翼墙式连接是把连接处的混凝土边墩或边墙向上、下游延伸做成圆弧形或八字形翼墙，第五章 水闸水闸按任务类型基本分类(1)进水闸 (2)节制闸）(3)冲沙闸（4) 分洪闸(5)排水闸 (6)挡潮闸 (7)排冰闸(8)船闸（专门建筑物） 。二、水闸的组成部分以开敞式水闸为例进行讲述。(一) 上游连接段1、功用：引导水流平顺、均匀地进入闸室，同时起防冲、防渗、挡土作用。2、组成：上游防冲槽、铺盖、护底、上游两岸护坡和翼墙等组成。等。(二) 闸室段1、功用：是水闸的主体部分，起挡水和调节水流作用。2、结构：闸室可通常为砼或钢筋砼结构。小型水闸有些部分可采用浆砌石。3、组成：底板、闸墩、边墩、闸门、胸墙 、工作桥 、交通桥 、启闭机(13)(三)下游连接段1、功用：引导水流均匀扩散，消能、防冲及安全排出流经闸基和两岸的渗流。2、组成：消力池、海漫、下游防冲槽、下游翼墙、两岸护坡等。第六章 岸边溢洪道溢洪道的适用条件：拦河坝为土石坝。在薄拱坝或轻型支墩坝的水库枢纽中，当 Q 较大，H 较高时。河谷狭窄，布置溢洪道和坝后电站有矛盾，而河岸又有适于修建溢洪道的条件时。有垭口地形。利用施工导流洞改建。 正槽溢洪道是以面向水库上游的宽顶堰或实用堰作溢流控制堰的坝外表孔溢洪道。正槽溢洪道由引水渠（使水流平顺地进入控制段，改善堰身及泄槽的流态。 ） 、控制段（控制水库水位和下泄流量的关键部位，故而又称控制堰。 ） 、泄水槽（泄槽段布置在溢流堰后，与出口消能段相接，将下泄洪水由水库上游水位高程降到下游水位高程。泄槽底纵坡常取较陡，故又称陡槽。 ） 、消能段及尾水渠组成（将经过消能后的水流，比较平稳地泄入原河道。 ） 。其中控制段、泄槽、消能段为主体。第六章 水工隧洞进水口建筑物一、无压进水口二、有压进水口(深孔式进水口建筑 )1、竖井式进水口。适用：地质条件良好，岸坡岩体完整、稳定、坚固，坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况。2、塔式进水口。可分为封闭式和框架式两类。适用：土石坝，或进口处山岩地质条件较差，岸坡又比较平缓，不宜开凿竖井的情况。3、岸塔式(岸墙式)。适用：地质条件较好，岸坡较陡，进口处岩石坚固，不易挖井，可开挖成近于直立的陡壁。4、斜坡式。适用：岸坡地形地质条件适合的中小型工程或仅安装检修闸门的进水口，要求较为完整的岩坡。5、组合式进水口6、坝式进水口：它位于混凝土坝或河床式电站厂房的上游坝体内，成为统一整体。适用：砼重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。三、进水口附属构造水工隧洞进口段包括：进水喇叭口、闸门室、通气孔、平压管、渐变段等几部分。1、闸门前、后渐变段(同重力坝坝身泄水孔 )2、通气孔3、平压管(充水阀)当隧洞进口设两道闸门时，常采用。作用：开启闸门(检修闸门) 前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便在静水中开启闸门，从而减小闸门起门力。位置：其可以布置在工作闸门上，但更常用的是设置连通闸门上下游侧的旁通管，在管中设充水阀，充水阀可以设置在廊道内。考试小抄4、拦污栅：防止有害污物及漂浮物进入进水口，影响过水能力。水工隧洞的洞身段断面型式1、有压隧洞的断面型式一般采用圆形，在围岩较好，内水压力不大时，为了施工方便，也可采用无压隧洞常用的断面形式(城门洞形、马蹄形等) 。2、无压隧洞的断面形式(1)圆拱直墙形( 城门洞形)：适用于地质条件较好，垂直山岩压力较大而无侧向山岩压力，或侧向山岩压力很小的情况。(2)马蹄形或蛋形：适用于山岩压力较大(岩石比较软弱破碎) ，垂直山岩压力和侧向山岩压力均较大的情况。(3)圆形：适用于地质（围岩条件）较差，且地下水压力较大，掘进机施工情况。水工隧洞的适用条件： 1.山坡起伏地区的引水段 2.采用明渠挖方下经济或可能采用地质灾害威胁时。3.土石坝无条件采用其他导流及泄洪建筑物 4.地下厂房。喷锚支护是利用锚杆和喷混凝土进行围岩加固的总称。两者可单独使用，也可联合使用，还可附加钢筋网。喷锚支护的基本类型1)锚杆支护( 节理发育的围岩常采用)2)喷混凝土支护 3)喷混凝土+锚杆支护 4)喷混凝土+锚杆+钢筋网支护地下埋管施工过程：开挖岩洞（清理石渣、支护） 、安装钢管、回填混凝土、回填灌浆（之后 14 天后进行） 、固结灌浆（接缝灌浆于固结灌浆 14 天后进行）降低施工缝、降低钢筋厚度。通航建筑物：船闸（利用闸室中水位的升降将船舶浮运过坝，通航能力大，安全可靠）升船机（利用水力或者机械力垂直或斜面方向升降承船箱）压力管道按照布置方式分为：明管、地下埋管、坝体压力管道。地下埋管施工要点：开挖岩洞、清理石渣、喷锚支护安装钢管回填混凝土各种灌浆（回填、结固、接缝）压力管道供水方式各自条件 1、单元供水：一管一机。结构简单、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管，但造价高。适用：单机流量大、长度短的地下埋管或明管；砼坝内管道和明管道。2、联合供水：一根主管，向多台机组供水。造价低，但结构复杂、灵活性差。适用：水头高、流量小、引水道长的地下埋管和明管。3、分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。优缺点介于单元供水及联合供水之间。 适用：管道较长，机组台数多，需要限制管径过大的地下埋管和明管。第九章 渠首 以灌溉渠首工程为例，可分为无坝渠首、有坝渠首、水库渠首及提水渠首等四种类型，而通常所说的灌溉渠首工程为无坝渠首和有坝渠首。第十章 水电站建筑物1、冲击式水轮机：转轮在大气压下工作。类型(范围 )：可分为水斗式（高水斗电站） 、斜击式（ 20m300m）和双击式斜击式水轮机 由喷嘴出来射流，是沿着与转轮平面成某一角度(约为 22.5)的方向冲击转轮。双击式水轮机 由喷嘴出来的射流首先从转轮外缘冲击叶片，接着水流又自内缘再一次冲击叶片。水斗式水轮机 组成：喷管、折流板、转轮、机壳、尾水槽等。水流过程：高压水流喷管转轮(或拆流板) 机壳、引水板 尾水槽。混流式水流过程：水流蜗壳座环导叶转轮尾水管下游。2、反击式水轮（1.从十几米到六七百米。2.适用于低水头 3.适用水头较宽广、高达 200m。 ）转轮完全浸泡在水中。蜗壳：使水流产生圆周运动，形成环流，根据作用水头不同可选用混凝土和金属蜗壳两种。当 Hmax40m，蜗壳用钢筋砼浇筑，简称砼蜗壳，断面为梯形。目前 Hmax 可达 80m。蜗壳进口断面：蜗壳进口垂直水流方向，且延长线通过机组轴心的断面。尾水管：引导水流进入下游河道，并回收部分动能和压能。 3、可逆式水轮机根据旋转方向的不同，可兼作水泵与水轮机使用，故又称水泵水轮机。适用于抽水蓄能电站及潮汐电站。水电站厂房组成部分厂区枢纽：主厂房、副厂房、主变压器场、开关站、厂区交通、引水道、尾水道。主厂房平面：主机房（房、间） 、安装房（装机场） 。ZZ440 -LH - 430：表示轴流转浆式水轮机，型号 440，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径 430cm。2CJ30W 120/(210)：表示一根轴上有两个转轮的水斗式水轮机，转轮型号为 30，卧轴，转轮直径为 120cm，每个转轮上有两个喷嘴，射流直径为 10cm。考试小抄水工建筑物复习题 1.1 何为水利工程？何为水工建筑物？ 1.2 水利工程按承担的任务和对水的作用是如何分类的？ 1.3 水工建筑物主要按什么分类？并简述其分类1.1 答：水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。如拦河坝，电站，污水处理，港口码头，航道整治等工程。水工建筑物：用来控制和调配江河湖海等水流而修建的建筑物。1.2 答： 按工程承担的任务分为：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、综合利用水利工程按工程对水的作用分为：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1.3 答：主要是按对水的作用分类。主要分为：挡水建筑物：坝、闸和堤防等泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等输水建筑物：输水洞、引水管、渠道、渡槽取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤等。第二章 2.1 绘制水利工程建设系统，并指出其中的关键环节。 2.2 水利枢纽分等的依据是什么？共分为几等？ 2.3 水工建筑物分级的依据是什么？共分为几级？ 2.4 水工建筑物承受的主要荷载有哪些？并掌握自重、静水压力、扬压力的计算方法。 2.5 简述水工建筑物作用效应的分析方法。 2.6 水工建筑物工作状况有哪三种？作用效应有哪三种？效应组合有哪三种？ 2.7 建筑物设计安全储备的表达形式有哪两类？并详述极限状态设计的概念和类型？ 2.8 正确理解结构功能函数 Z=R-S 的意义，Z70m 。按施工方法分碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝；定向爆破堆石坝按土料配置和防渗体材料分，将碾压土石坝分为均质坝：稳定和防渗均采用一种土料土质心墙坝：由不透水土料中央防渗体和透水土料坝壳组成土质斜墙坝：由不透水土料防渗体和下游透水土料支撑体组成多种土质坝：由多种土料组成人工材料心墙坝：以沥青砼、砼等为心墙的坝人工材料面板坝：由沥青砼、砼、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝5.4 答中低均质坝：平均坡度 1:3；土质心墙坝：下游 1:1.51:2.5，上游 1:1.71:2.7（坝壳堆石）下游 1:21:3，上游 1:2.51:3.5（坝壳土料）人工材料面板坝：上游 1:1.41:1.7,下游 1:1.31:1.6(可随堆料优劣适当变化)人工材料心墙坝：可参照人工材料面板坝选用5.5 答分析的主要内容：确定浸润线的位置；计算渗流流速和比降；确定渗流流量。分析的目的：依据渗流力确定稳定的坝体型式和尺寸；作为坝体防渗布置和土料布置的依据；确定渗流量以估计水流损失和确定排水系统的容量。5.6 答主要有以下特性：均为无压流，有浸润线存在；大多为稳定渗流，偶有非稳定渗流；土质坝体渗透通常遵循达西定律；砾石、卵石有一定偏差；均质土坝渗透系数各向同性，非均质坝需考虑各向异性；宽谷河段土石坝渗流场接近二维，峡谷河段则为三维渗流场；5.7 答中的 H 为水头，kx 为 x 方向的渗透系数，ky 为 y 方向的渗透系数。5.8 答等势线与流线相互正交；流网各个网格的长宽比保持为常数；上、下游坝坡面为等势线，其差为总水头；坝下不透水层为一流线；浸润线均为一流线，且水头等于其位置水头；下游坝面逸出段与浸润线一样，水位为其位置水头；考试小抄两种土层交界面流线夹角关系为 。5.9 答渗透变形主要有四类：管涌：坝体和坝基的土体颗粒被渗流带走的现象。内部管涌的颗粒移动只发生在坝体内部，外部管涌可将土粒带出坝外，管涌仅发生在无粘性土。流土：渗流作用下，粘土和均匀无粘性土被浮动的现象。常见于渗流在坝下游逸出。接触冲刷：在粗、细土粒交界面上，细颗粒被渗流冲动的现象。剥离：粘性土与粗粒土接触面上，渗流使粗颗粒脱离整体结构的现象。多发生在粘性土与反滤层的交界面上。化学管涌：土体中的盐类被渗流水溶解而带走的现象。5.10 答渗透变形的危害主要表现为：导致坝体沉降、坝坡塌陷或形成集中的渗流通道等，危及大坝安全。防渗结构：控制渗流，减小逸出坡降和渗流量，为第一道防线；过渡区：实现防渗体与坝壳体可靠连接，防止刚度突变和渗流变形；反滤层：实现坝体、坝基与排水的良好连接,滤土排水,防止管涌和流土；排水孔：进一步降低地下水位，减小渗流力，排水为第二道防线。5.11 答管涌的防护标准：取决于颗粒组成和渗流坡降流土的防护标准：取决于粗、细层的粒径组合5.12 答5.13 答施工期；稳定渗流期；库水位降落期；5.14 答分析方法有瑞典圆弧法和简化的毕肖普法两种。简化的毕肖普法的安全系数需在瑞典圆弧法安全系数的基础上提高 510。5.15 答固结：坝在施工和蓄水过程中荷载和应力不断发生变化，土体中的孔隙水压力和骨架应力也不断发生变化，当超过稳定渗流的孔隙水压力逐步消散，外载压力相应传到土骨架上使之发生压缩变形直到稳定，这一过程称为固结。5.16 答常用固结理论：太沙基和比奥饱和土固结理论。常用计算方法：增量有限元法。可分析的内容：坝体塑流区、拉应力区的范围；裂缝发生的可能性部位；防渗体出现水力劈列的可能性及部位；防护工程措施后的效果。5.17 答土石坝填筑料的一般要求：具有与使用目的相适应的工程性质：防渗料具有足够的防渗性能，坝壳料具有较高的强度，反滤、过渡料等具有良好排水性能土石料的工程性质在长时期内保持稳定：不风化，不浸蚀等具有良好的压实性能：防渗体可降到最优含水量，无影响压实的超径材料，压实后承载力高，施工机械可正常运行。坝壳料的基本要求：保持坝体的稳定，故需要较高的强度；坝体水位下的筑料需良好的排水性能；如砂、砾石、卵石、漂石、碎石等。5.18 答防渗性；抗剪强度；压缩性；抗渗稳定性；含水量；颗粒级配；膨胀量和体缩值；可溶盐、有机质含量。5.19 答“任意料区” 布置在干燥和贴近心墙区，其外包围排水过渡区。质量差、粒度小的放内侧；质量高、粒度大放外侧。5.20 答质地致密坚硬；具有高度抗水性和抗风化能力。5.21 答考试小抄排水的作用：控制和引导渗流；降低浸润线；加速孔隙水压力消散；保护下游坝坡免遭冻胀破坏。反滤层的作用：防护渗流出口；防止坝体和坝基发生管涌、流土等渗透变形。5.22 答棱体排水(滤水坝址)：设置在坝趾的堆石棱体。优点是可降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护坝脚不受淘刷，增加坝体稳定；缺点是石料用量大，费用高，与坝体施工有干扰，检修困难。贴坡排水(表面排水)：堆石或砌石直接铺放在下游坝坡表面。优点是结构简单，用料少，施工方便，易于检修；缺点是不能降低浸润线，易冰冻而失效。常用于下游无水的中小型均质坝和浸润线较低的中坝。坝内排水：排水体设置在坝体内部。又分褥垫排水、网状排水、竖直排水体和水平排水层。优点是下游无水时可降低浸润线，加速软基固结；缺点是不均匀沉陷适用性差，易断裂，难以检修。综合式排水：由棱体排水、贴坡排水、坝内排水等两种或两种以上的排水措施组合而成。具有以上各项排水的优点。5.23 答反滤层分类：型反滤：位于被保护土的下方，渗流自上而下，需承受自重和渗透压力。型反滤：位于被保护土的上方，渗流自下而上，自重与渗透压力相反。反滤层一般铺设 13 层级配均匀且耐风化的砂、砾、卵石或碎石，每层粒径随渗流方向而增大。5.24 答纵缝：因坝壳与心墙、或多种土质坝固结速度的差异形成拉应力而裂缝横缝：因岸坡陡峻或岸坡突变而致内缝：因坝基与坝体的不均匀沉降而致5.25 答砂砾石地基处理的主要问题是：渗流控制。主要措施：垂直防渗设施；上游水平防渗铺盖；下游排水设施垂直防渗设施的目的在于完全阻断透水层；防渗铺盖的目的在于延长渗径，减小渗流比降到容许范围；下游排水设施的目的在于防排结合，控制渗流，降低浸润线。5.26 答主要有插入式和翼墙式两种型式。插入式连接是从砼坝与土石坝的连接部位开始，砼坝的断面逐渐减小，最后成刚性插入土石坝的心墙内，适用于低坝。翼墙式连接是在结合部作成砼挡墙并向上下游延伸成翼墙，适用于与船闸、砼溢流坝等建筑物的连接。5.27 答堆石坝以堆石体作为支撑，以土、砼、沥青砼等作为防渗体的一种坝型。目前主要钢筋混凝土面板堆石坝，简称面板坝。5.28 答面板坝的堆石体分为垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区等四个区。防渗体系由面板、址板、灌浆帷幕、周边缝、接缝止水等构成。2.1 重力坝的工作特点是什么？基本剖面是何形状？一般采用什么材料？答：重力坝的工作特点：主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求；依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力。基本剖面：三角形。 材料：混凝土和浆砌石。2.2 简述重力坝的优缺点。答：优点：安全可靠；对地形、地质条件的适应性强；枢纽泄洪问题容易解决；便于施工导流；施工方便；结构作用明确。缺点：耗材多；材料强度未充分发挥；坝底扬压力大；施工温度控制严格。2.3 重力坝的设计内容包括哪几个部分？答： 主要包括剖面设计稳定分析应力分析构造设计地基处理泄洪设计监测设计。2.4 简述重力坝失稳破坏的机理？答：重力坝失稳破坏的机理：坝踵胶结面出现微裂松弛区坝址胶结面出现局部剪切屈服屈服范围向上游延伸形成整体滑动失稳。2.5 掌握单滑面的抗剪强度和抗剪断公式。2.6 简述深层抗滑稳定的计算方法类型。答： 深层抗滑稳定计算方法类型分为：分区计算法，含剩余推力法；被动抗力法；等安全系数法整体计算法。2.7 岸坡坝段与河床坝段相比，抗滑稳定有何特点？答：岸坡坝段坝基是倾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑动的双重趋势，稳定性不如河床坝段。2.8 简述提高坝体抗滑稳定的工程措施。答：提高坝体抗滑稳定的工程措施主要有：考试小抄利用水重：将上游面做成倾斜以利用水重。利用有利的开挖轮廓线设置齿墙：齿墙阻断软弱面，改变滑动面位置，增加抗滑力抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。加固地基：帷幕灌浆以减少坝基渗透能力，固结灌浆以增加坝基强度和整体性，断层处理以减少坝基软弱结构面。横缝灌浆：将局部或全部横缝灌浆，增加坝体的整体稳定性。预加应力措施。2.9 简述重力坝应力分析的方法，掌握重力坝水平截面边缘应力的计算公式，边缘主应力面于何处？为何边缘应力是首先需计算的应力？答：重力坝应力分析的方法主要有：模型试验法；材料力学法；弹性理论的解析法；弹性理论的差分法；弹性理论的有限元法。边缘最小主应力为坝面，最大主应力为垂直于坝面的剖面。因最大最小应力均出现在坝面，所以需首先校核边缘应力。2.10 除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有哪些因素？答：除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有如下影响：地基变形模量对坝体应力的影响坝体混凝土分区对坝体应力的影响纵缝对坝体应力的影响分期施工对坝体应力的影响温度变化及施工过程对坝体应力的影响。2.11 简述坝体温度变化的阶段？何为水热化温升和温度回降值？答：坝体温度变化主要有温度上升期、降温期和稳定期三个阶段。水热化温升是指最高温度与入仓温度之差；温度回降值是指最高温度与年均气温之差。2.12 施工期温度引起的应力主要有哪两类？答地基约束引起的应力内外温差引起的应力。2.13 简述温度裂缝的类型和温度控制的措施。答：温度裂缝的类型主要有：贯穿性裂缝：含横向贯穿性裂缝、纵向贯穿性裂缝、水平向贯穿性裂缝。表面裂缝 温度控制的措施主要有：降低砼的入仓温度 Tj降低砼的水热化温升 Tr加强砼表面的养护。2.14 重力坝最小剖面如何确定？常用剖面形态有哪几类？坝顶高程如何确定？答：重力坝最小剖面确定：根据自重、上游静水压力(库水位与坝顶平,通常是校核洪水位)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。 常用剖面形态：上游面铅直；上游面上直下斜；上游面斜向上游。 坝顶高程取设计洪水位相应坝顶超高与校核洪水位相应坝顶超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心线距静水面高度和安全加高三部分。2.15 重力坝极限状态设计分哪两类？其验算的主要内容是什么？答：重力坝极限状态设计包含承载能力极限状态；正常使用极限状态。其中承载能力极限状态需验算坝基面或深层抗滑稳定和坝趾抗压强度，正常使用极限状态需验算坝踵不出现拉应力。2.16 掌握重力坝在水压力,水重,扬压力,自重荷载下的边缘应力和抗滑稳定验算。2.17 简述重力坝易出现地震震害的位置和抗震措施。答：重力坝易出现地震震害的位置：坝顶和断面突变处易出现裂缝；原有裂缝易扩展延伸；孔口及廊道附近易开裂；接缝止水易破坏。重力坝抗震措施：作好地基处理，加强接触面的结合；加强施工质量控制和养护,防止出现早期裂缝；重量、变形、刚度、几何等突变部位设缝；增加坝顶强度、刚度以及布筋；孔口、廊道附近布筋；坝后设置检修桥。2.18 简述溢流重力坝的工作特点和类型。答：工作特点：将规划库容不能容纳的洪水经由坝顶泄向下游，以满足防洪和大坝安全要求。 类型：开敞溢流式；大孔口溢流式2.19 简述溢流重力坝的基本要求。答：足够的孔口尺寸,良好的孔形,较高的流量系数；水流平顺, 不产生负压和振动, 避免发生空蚀；保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷；下泄水流不产生折冲水流等,不影响其他建筑正常运行；有灵活控制下泄水流的设备。2.20 溢流重力坝孔口设计的影响因素有哪些？简述孔口形式类型及其特点。答：影响因素主要有洪水设计标准；下游防洪要求；库水位壅高限制；洪水预报的准确度；泄水方式；地形、地质条件。孔口形式类型：开敞溢流式；大孔口溢流式 开敞溢流式的特点：坝体不设胸墙，出流常为堰流；孔口埋深浅，闸门水压力较小，孔口尺寸可以较大，泄流量较大，超泄能力强；可排泄冰凌和其他漂浮物；闸门于坝顶，易检修；应用较广泛。大孔口溢流式的特点：坝体上部设胸墙，出流常为孔口出流，但当水位低于胸墙时为堰流；堰顶较低，需设工作闸门和检修闸门；超泄能力常比开敞溢流式小。2.21 溢流重力坝通常设计成等同的奇数孔，为什么？答：采用相同闸孔诣在检修闸门、启闭设备等设施可共用，且泄流量相同可对称泄流。采用奇数孔目的在于闸门对称布置，可对称泄流以减轻消能负担，避免折冲水流等。2.22 为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很主要的控制性指标？答：因为单宽流量是确定溢流坝的净宽和堰顶高程的主要参数；单宽流量是影响消能工设计的关键因素；单宽流量是影响坝下冲刷的主要因素。2.23 简述孔口尺寸设计应考虑的因素。掌握两种孔口形式过流量的计算公式。答：孔口尺寸设计应考虑的主要因素：泄洪要求：泄流单宽流量是关键因素；闸门和起闭机械：闸门承载能力和起闭能力等；枢纽布置：枢纽中其他建筑的布置是否宽松；下游水流、地质条件：下游水的深度、岩石硬度等；下游消能工的性能：消能工消能效果等。2.24 为何闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设置边墙的作用是什么？答： 闸墩上游端需做成圆弧形或流线型是为了进口水流平顺、减少水流侧收缩，溢流坝设置边墙的作用是起闸墩和分隔作用。2.25 简述空化和空蚀的概念，流速大于多少时就可能发生空蚀？什么是引起溢流面发生空蚀的主要原因？空化数大于初生空化数时会发生空蚀现象吗？答：空化：当高速水流在某点的压力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。考试小抄空蚀：当空气泡进行高压区受压而溃灭,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，这种现象称为空蚀。流速大于 15m/s 时就可能发生空蚀。坝面不平整是引起溢流面发生空蚀的主要原因。空化数大于初生空化数时不会发生空蚀现象。2.26 掺气虽然可减少空蚀，但也存在什么不利之处？答：掺气虽然存在减少空蚀；射流掺气消耗大量能量而有利于消能工等益处。但也存在增加水深从而加大工程投资；形成雾化区等的不利之处。2.27 水流脉动对溢流坝有什么害处？答：增大建筑物的瞬时荷载；脉动周期性引起的振动可能对轻质建筑造成振动；增加空蚀破坏的可能性。2.28 溢流面体形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲线？答：溢流面体形由顶部曲线段、中间直线段、反弧段组成。上游第一段一般采用复合圆弧或椭圆曲线。2.29 消能工的原理是什么?能量转换的途径有哪些?辅助消能工主要有哪几种?答：能工的原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。能量转换的途径：水流内部的紊动、掺混、剪切和旋滚等；水股的扩散及水股间的碰撞；水流与固体间的剧烈摩擦和撞击；水流与气体间的摩擦和掺混。辅助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾槛等。2.30 详述泄水重力坝消能工的主要形式和原理？答：泄水重力坝消能工的主要形式：底流消能；挑流消能；面流消能；消力戽消能。底流消能的原理：通过水跃将急流转变为缓流而消能；主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道。主要靠急流沿固体边界摩擦而耗能，射流在空中与空气摩擦、掺气和扩散等耗能，射流落入尾水中淹没紊动扩散耗能。 面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。 消力戽消能的原理：急流进入潜在水下的戽内发生旋滚，经大量消能后由鼻坎挑向下游水面。2.31 简述底流消能的特点及其与下游水流的衔接形式、形成消力池的主要措施。答：底流消能的特点：通过水跃将急流转变为缓流而消能；主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能；流态稳定，消能效果好；对地质和尾水条件要求低，适应性强；产生的雾化小；方量大，投资高。 底流消能与下游水流有临界水跃；远驱水跃；淹没水跃等三种衔接形式。形成消力池的主要措施：护坦尾修筑消力坎；降低护坦高程；降低护坦和修筑消力坎。2.32 护坦的主要作用是什么？稳定验算主要验算其什么内容？答：护坦的主要作用是防护河床免受高速水流的冲刷，稳定校核内容是满足抗浮稳定要求。3.33 挑流消能工的主要设计内容有哪些？答：主要设计内容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半径、反弧挑角、挑距、冲刷坑深度。2.34 折冲水流是如何形成的？答：溢流坝仅占河床一部分，出口水流于主流两侧形成回流，如两侧回流强度、大小不一致时，易将主流压向一侧，形成折冲水流。2.35 简述坝身泄水孔的作用和特点及其分类。答：坝身泄水孔的作用：预泄库水，增强调蓄能力；放空检修；排沙减淤；调节下泄流量以满足通航、灌溉需要；施工导流。坝身泄水孔的特点：孔口全部淹没，随时可放水；孔内流速高，易发生负压、空蚀、振动等；检修困难；闸门承压大，启闭力较大；门体结构、止水、启闭设备复杂，造价高。2.36 坝身泄水孔进口通常用什么曲线？为何需设平压管和通气孔？答：坝身泄水孔进口通常用长轴与孔轴平行的椭圆曲线。设置平压管的目的：将平压管设置在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门提起前冲水平压，减小启门力。设置通气孔的目的：进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，需于工作闸门后设通气管充气。2.37 重力坝地基处理的作用是什么？它主要包括哪些内容？答：重力坝地基处理的作用：防渗；提高岩基的强度和整体性。主要内容：坝基的开挖和清理；坝基的固结灌浆；帷幕灌浆；坝基排水；断层、软弱夹层、溶洞等不良地质的处理。2.38 坝基固结灌浆和帷幕灌浆的目的是什么？灌浆一般布置何处？答：固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。固结灌浆的布置位置：应力较大的坝踵和坝趾；裂隙发育和破碎带范围内。帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力,防止坝基产生管涌,减少坝基渗流量。2.39 坝基排水主要采用什么措施？其目的是什么？答：基排水主要措施：于帷幕稍下游设置排水孔幕。目的在于进一步降低扬压力2.40 陡、缓倾角顺流方向断层通常采用什么措施处理？横流方向断层又如何？答：缓倾角顺流走向断层：浅者清除，深者形成顶赛、斜塞、水平塞骨架陡倾角顺流走向断层：顶部设砼塞缓倾角横流走向断层：选址应避免陡倾角横流走向断层：选址应避免，无法避免则加大砼塞。2.41 坝基软弱夹层有何害处？一般采用什么方法处理？答：弱夹层的影响：软弱夹层较薄，遇水易泥化、软化，使坝基抗剪强度降低，影响坝体抗滑稳定性。考试小抄处理方法：对于浅埋夹层采用明挖换基，即挖去夹层回填砼的方法；对于埋深较浅的深埋夹层可采用坝踵做砼深齿墙以切断夹层的方法；对于埋深较深的深埋夹层可采用于夹层做砼塞、坝趾后设深齿墙、坝趾下游岩体埋设预应力锚索等措施。2.42 水工混凝土一般应满足哪些性能的要求？其材料组成有哪几种？答：满足的性能：强度、抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、抗裂等性能。采用组成：水泥、掺合剂、外加剂、粗骨料、细骨料、水。2.43 混凝土重力坝为何要分区？分缝的类型和目的是什么？答：分区的目的：坝体各部位的工作条件不同，对砼各种性能要求各不同，为了节约和合理利用水泥，常将坝体砼分区，各区可采用不同标号的砼。分缝有以下类型：横缝，含永久性横缝和临时性横缝。分横缝的目的：横缝将坝体分成若干独立工作的坝段，可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。纵缝，含铅直纵缝、斜缝和错缝。设纵缝的目的：适应砼的浇筑能力；减少施工期的温度应力。水平施工缝。水平施工缝的目的：适应砼的浇筑能力；减少施工期的温度应力。2.44 重力坝为何需设廊道系统？答：为了满足灌浆、排水、观测、检查、交通等要求，需在坝体内布置各种不同作用的廊道，且相互连通，形成廊道系统。2.45 何为碾压混凝土重力坝？与常态混凝土相比它有何优点？答：碾压砼是采用自卸汽车或皮带输送机将超干硬性砼运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑坝新方法，是将土石坝施工的碾压技术应用到砼重力坝的一种筑坝方法。采用碾压砼修筑的重力坝称为碾压混凝土重力坝。碾压混凝土与常态混凝土相比的优点：工程程序简单，施工速度快；胶凝材料用量少；水热化温升大大降低，简化了温度控制程序；不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆的费用；可使用大型通用机械设备，提高砼的运输和浇筑工效；降低工程造价。2.46 简述浆砌石重力坝的优缺点，其防渗设施有哪些？答：浆砌石重力坝的优点：就地取材，节约水泥；水热化温升低，可不进行温度控制、不设纵缝、坝段长；节省模板，减少脚手架，模料用量少，减少了施工干扰；施工技术容易掌握,施工安排灵活,缺少施工机械时可人工砌筑。浆砌石重力坝的缺点：人工砌筑的质量易不均；石料的修整和砌筑难以机械化，需大量人力；砌体防渗性能差，需专设防渗设施；工期长。防渗设施主要有：砼防渗面板或防渗墙；水泥砂浆勾缝的浆砌石防渗层；钢丝网水泥喷浆护面2.47 浆砌石重力坝主要有哪些材料？答：浆砌石重力坝的材料主要有石料和胶结材料，其中石料有块石、粗料石、细料石等，胶结材料有水泥砂浆和小石子砂浆(细骨料砼)等。为了充分利用砼的抗压强度，将实体重力坝横缝下部扩宽成为空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。2.48 何为宽缝重力坝？并简述其优缺点?答：宽缝重力坝的优点：渗透压力显著降低，作用面积也减小；坝体砼方量较实体坝少 1020；增加了坝体的侧向散热，加快了散热进程；便于观测、检查和维修。宽缝重力坝的缺点：立模较复杂，且模板用量增加；分期导流不便；在严寒地区，宽缝需采取保温措施。2.49 何为空腹重力坝？并简述其优缺点?答：空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝。空腹重力坝的优点：空腔坝基不设地板,可减少扬压力,砼用量减少 20左右；减少坝基开挖量；坝体前后腿嵌入岩体,增强稳定；前后腿应力分布均匀,坝踵压应力较大；便于砼散热；坝体施工可不设纵缝；便于检测和检修；空腔可布置电站厂房。空腹重力坝的缺点：施工复杂；钢筋用量大；如空腔内布置厂房,施工干扰大。2.50 何为支墩坝？并简述其结构形式?答：支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成的重力坝。支墩坝的结构形式：大头坝：支墩上游端两侧扩大,形成悬臂大头,大头间紧贴挡水。连拱坝：由一系列紧连的拱筒挡水,并与支墩连成整体。平板坝：由平面板简支在支墩上挡水。2.51 简述大头坝的头部和支墩形式。答：大头坝的支墩形式：开敞式单支墩；封闭式单支墩；开敞式双支墩；封闭式双支墩。单支墩大头坝的头部形式：平头式；圆弧式；折线式。双支墩大头坝的头部形式：一般采用折线式3.1 简述拱坝的特点，其要求的理想地形和理想地质是什么？答：拱坝的特点拱坝是固结于基岩的空间壳体结构；坝体结构具有拱和梁双重作用；坝体稳定主要依靠两岸拱座,其次依靠自重；拱为轴向受力,应力分布均匀,材料强度得到充分发挥；拱和梁具有自行调整应力分布的功能；坝肩岩体的稳定性是影响拱坝安全的主要因素；温度作用为一主要荷载；既可坝顶溢流，也可坝身孔口泄流；施工质量、材料强度、防渗等要求严格。理想地形：两岸对称，岸坡平顺无突变，逐渐收缩的峡谷段；坝体两侧具有足够的岩体支撑。理想地质：基岩比较均匀、坚固完整、强度足够；基岩能抵抗水的侵蚀、耐风化；岸坡稳定、没有大断裂。3.2 在 V 形和 U 形河谷修建拱坝有何差异？答：V 形河谷：最易发挥拱作用，底部水压力大，但拱跨短，拱较薄。U 形河谷：底部水压力大，但拱跨长，拱作用显著降低，拱较厚。3.3 拱圈厚度与中心角的关系是什么？答：中心角越大，拱圈厚度越薄。3.4 详述拱坝的形式？答：拱坝主要有单曲拱和双曲拱两种形式。考试小抄对于单曲拱：对于上下相差不大的矩形河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差不大,可用定圆心、定外弧半径、变内弧半径的以增加厚度的拱形。对于上宽下窄的河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差较大,可用定外弧圆心和半径、变内弧圆心和半径以增加厚度。上游面铅直，仅水平面曲线，称单曲拱。其特点是施工简便，上游面铅直有利于布置泄、排水设施的控制设备。对于双曲拱：对于 V 形河谷，如仍采用单曲拱会使底部中心角过小而加大拱厚,为使上下中心角差异不大，可将下部的内外弧半径逐渐减小；坝体在水平面和铅直面均成曲线，成双曲线。其特点是适应河谷广；梁具有拱的作用水压应力与自重应力相反；水压位移与梁位移趋势相反。3.5 温度荷载对拱坝有何影响？温升温降对坝体应力影响有何差异？答：压和温度变化引起的总变位中，温度变位占 1/31/2，温度作用为主要荷载之一。温降对坝体应力不利：温降时，轴线收缩，坝体下移，产生的弯矩和剪力与水压作用相同，与轴力相反。温升使拱端推力加大，对坝肩岩体稳定不利：温升时，轴线伸长，坝体上移，产生的弯矩和剪力与水压作用相反，与轴力相同。3.6 拱坝的合理体形应满足什么条件？坝体尺寸应包括哪些内容？答：拱坝的合理体形满足的条件：满足枢纽布置、运用和施工的要求；坝体材料强度得到充分发挥,不出现不利的应力状态；保证坝肩岩体稳定；工程量最省、造价最低。坝体尺寸包括的内容：拱圈的平面形式；各层拱圈轴线的半径和圆心角；拱冠梁上下游坝面的形式；拱冠梁各高程的厚度。3.7 双曲拱上游面曲线通常需要确定哪些参数？答：凸点位置：最凸向上游点距坝顶的高度；凸度：凸点与坝轴线间的水平距离与坝高的比值；最大倒悬度：凸点与上游坝底点之间的水平距离与垂直距离的比值。3.8 最合理拱圈形式应满足什么条件？现有拱圈有哪些形式？答：最合理的拱圈形式：压力线接近拱轴线，应为变曲率、变厚度和扁平的。现有拱圈形式圆拱；三心拱；双心拱；抛物线拱；椭圆拱；对数螺旋线拱3.9 拱与拱端面为何要尽量做成全径向接触？坝面倒悬会在什么期间在何面出现拉应力？答：拱端与拱座面应尽量做成全径向，使推力垂直拱端面。倒悬易使另侧出现拉应力。3.10 拱坝应力分析有哪些方法？简述拱梁分载法的原理。答：应力分析方法共有五种纯拱法；拱梁分载法；有限元法；壳体理论计算方法；结构模型试验。拱梁分载法的原理：将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，荷载由梁系和拱系分担，荷载分配由变位一致来确定；算法是首先将总荷载试分配到梁、拱，按各自的方法算各自的变位，如变位一致则分配正确，否则调整直到一致。3.11 纯拱法只计算几个内力？拱梁分载法需考虑几个内力？一般采用哪几向位移的调整？答：用纯拱法只能计算三个内力，而分载法需考虑 12 个内力，有些内力可忽略，主要有六个内力，拱圈三个，悬臂梁三个。拱梁分载法中六个变位不易调整，略去影响微小的和合并非独立的，一般只需调整三个主要变位来进行荷载分配，即径向变位、切向变位、扭转变位。3.12 拱坝破坏的主要形式有哪两种？答：坝肩岩体发生滑动破坏，为主要形式；坝肩岩体变形量过大，引起坝体的不利应力。3.13 拱坝稳定分析主要有哪些方法？简述刚体极限平衡法的假定条件和可能滑动面的形式和位置。答：拱坝稳定分析主要有刚体极限平衡法、有限元法、地质力学模型试验三种方法。刚体极限平衡法的假定条件：滑移体为刚体；仅考虑滑移体力的平衡,不考虑力矩平衡；忽略拱坝的内力重分布，受