水工建筑物2011年考试试题01、简述水利工程的特点。

答：1.工作条件复杂 2.受自然条件制约，施工难度大 3.效益大，对环境影响大4）工程失事后果严重等02、常见的水工建筑物有哪几类？各自的功用是什么？答：1.挡水建筑物：用于拦截江河，形成水库或雍高水位，如各种坝和水闸；以及为坑御洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。

2.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、渠道等，以保证坝和其他建筑物的安全。

水利枢纽中的泄水建筑物可以与坝体结合在一起，如各种溢流坝、坝身泄水孔；也可以设在坝体以外，如各式岸边溢洪道和泄水隧洞等。

3.输水建筑物：为满足灌溉、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、引水涵管、渠道、渡槽等。

4.取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。

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，以及防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。

6.专门建筑物：为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物，如专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉沙池、冲沙闸；专为过坝用的船闸、升船机、鱼道、过木道等。

03、水利枢纽和水工建筑物为什么要分等分级？分等分级的依据及结果是什么？答：答：——从社会经济全局的利益出发，高度重视工程安全，将之与经济性合地理统一考虑。

1）——根据工程规模，效益和在国民经济中的重要性分为五等2）——根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分五等三级04、说出至少8个水工建筑物失事的原因。

答：1.地基渗漏或沿连接边墩渗漏2.地基丧失稳定性3.洪水漫顶及泄洪能力不足4.坝体集中渗漏5.浸蚀性水或穴居动物通道6.地震（包括水库蓄水诱发地震）7.温度裂缝及收缩缝裂8.水库蓄水或放空控制不当9.冻融作用10.运用不当11.波浪作用05、水工建筑物的承载能力极限状态有哪些表现形式？答：1.失去刚体平衡2. 超过材料强度而破坏或因过度的塑性变形而不适于继续承载3.结构或构件丧失弹性稳定4.结构转变为机动体系5.土石结构或地基、围岩产生渗流失稳等。

06、分项系数极限状态设计法中作用分项系数、材料性能分项系数的确定有何不同？答：作用分项系数——γF=Fd/Fk 其中Fd为作用的设计值，Fk为标准值材料性能分项系数——γf=fk/fd 其中为fd材料性能的设计值，fk 为材料性能的标准值07、重力坝的结构特点和工作特点是什么?结构特点——岩击上的重力坝的基本剖面呈三角形，上游面通常是垂直的或稍倾向上游的三角形断面，主要依靠坝体自重，在坝体和地基的接触面上产生抗滑力来抵抗库水推力保持稳定工作特点——优点（1）结构作用明确，应力计算和稳定计算比较简单安全可靠（2）对地形地质条件适应性强，坝体作用于地基面上的压应力不高，所以对地质条件的要求也比较低，低坝基甚至可以修建在土基上。

3）枢纽泄洪容易解决，便于枢纽布置（4）便于施工导流5）施工方便，便于机械化施工缺点（1）剖面尺寸大，材料用量多2）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥（3）扬压力答，对稳定不利（4）混凝土体积大，温度要求较高08、为什么说重力坝的材料强度不能充分发挥？答：它是实体的，只是用石块等材料的重量性质增加自重和稳定性，混凝土等材料的强度并没有充分发挥出来。

09、要使重力坝安全工作，必须保证哪些主要条件？提高重力坝稳定性的工程措施有哪些？将坝的迎水面做成倾斜或折坡行，利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定；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；利用地形地质特点，在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙，用以增加抗力提高稳定性；采用有效的防渗排水或抽水措施，降低扬压力；利用预加应力提高抗滑稳定性10、重力坝的主要荷载有哪些？答：重力坝承受的荷载与主要作用有：①自重（包括固定设备重）；②静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤波浪压力；泥沙压力；⑦冰压力；⑧土压力；⑨温度作用；风作用；地震作用等11、扬压力的特性如何？为什么说对重力坝的稳定总是不利的？特性——包括上浮力和渗流压力。

上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力；渗流压力是在上下游水位差作用下，水流通过基岩节理，裂隙而产生的向上的静水压力。

为何对坝的稳定不利——扬压力抵消了部分坝体的重量，对坝体的稳定不利，减少了上游对坝踵的压应力。

对坝的应力不利。

12、设置灌浆帷幕和排水幕为什么能降低坝底扬压力？答：设置其可以防止坝基渗漏，降低渗透水对坝基的扬压力，保证坝基的渗透稳定，所以可以降低扬压力13、什么是荷载组合？设计重力坝时须考虑哪些组合情况？答：@荷载组合可以分为基本组合和特殊组合。

基本组合——属于设计情况或正常情况，由同时出现的基本荷载组成。

正常蓄水位情况，设计洪水位情况，冰冻情况特殊组合——属于校核情况或非常情况，由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。

校核洪水位情况，地震情况@@设计时，应该从两类组合中选择几种最不利的，起控制作用的组合情况进行计算。

14、重力坝失稳破坏型式是什么？岩基上的重力坝应该校核哪些断面的抗滑稳定性？两种类型：一种是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，包括沿坝与基岩接触面的滑动以及沿坝基岩体内连续软弱结构面产生的深层滑动；另一种是在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起倾倒滑移破坏15、重力坝稳定分析有哪几种方法？它们的主要区别在哪里？你认为那一种更合理？专34页模型试验法、材料力学法、特性理论的解析法、特性理论的差分法、弹性理论的有限单元法16、从哪些方面可以推导出提高重力坝稳定性的措施？常见的措施有哪些？答：措施：（1）利用水重（2）将坝基开挖成倾向上游的斜面（3）在坝踵下设齿墙（4）抽水措施（5）加固地基（6）利用预应力17、重力坝应力分析的目的是什么？目前应力分析有哪些方法？答：目的——为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求，同时也为研究，解决设计和施工中的某些问题。

方法——（1）模型试验法（2）材料力学法（3）弹性理论的解析方法（4）弹性理论的差分法（5）弹性理论的有限单元法18、重力坝应力分析材料力学方法的基本假定是什么？答：（1）坝体混凝土为均质，连续各项同性的弹性材料。

（2）取单宽坝体做完固结在地基上的悬臂梁计算且不受两侧坝体的影响。

（3）水平断面上的垂直正应力是直线分布19、你能推导出边缘应力的计算公式吗？为什么上游坝面越缓出现拉应力的可能性越大？55页20、应力分析中，考虑了扬压力（假定全截面直线变化）后，截面上的应力如何变化？21、都有哪些因素会影响重力坝的应力分布状态？如何影响？64页（似乎不正确）答：（1）地基变形模量对坝体应力的影响（2）坝体混凝土分区时对坝体应力的影响（3）纵缝对坝体应力的影响（n的变化）（4）分期施工对坝体应力的影响（5）温度变化及施工过程对坝体应力的影响22、用最简单的话语概括重力坝应力控制标准。

答：坝基面的正应力——@运用期：各种荷载组合下，坝基面的最大铅直正应力小于坝基容许压应力。

最小铅直正应力应该大于0.@@施工期：下游坝面的允许有不大于0.1Mpa的拉应力。

坝体应力——运用期作用力计入扬压力时要求正应力大于等于0，当作用力不计入扬压力时要求σ=0.25γh施工期——坝体主压应力不得大于混凝土容许压应力，在坝的下游面可以有不大于0.2Mpa的主拉应力。

23、纵缝和分期施工对坝体应力影响如何？答：纵缝——（1）上游面铅直时，纵缝对应力分布没有影响（2）上游面为正坡时n>0时，坝踵合成铅直正应力减小，甚至产生拉应力（3）上游面为倒坡n<0时坝踵铅直压应力增加，对坝体强度有利。

分期施工——考虑分期施工计算出的最终应力呈折线分布，在坝踵处产生了拉应力。

24、非溢流坝的基本剖面尺寸受哪些条件决定？实用剖面如何拟定？基本剖面——确定截面核心，根据抗滑稳定和强度要求可求得。

上游坝坡率n=0~0.2，常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；下游破率m=0.6~0.8；底宽约为坝高的0.7~0.9倍。

实用剖面——坝顶宽度=8%~10%坝高不得小于2~3米坝顶高程: 应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差h=h1% + hz+ hc防狼墙高程=设计洪水位+ h设防狼墙高程=校核洪水位+ h校25、重力坝坝顶高程是否总由校核洪水情况控制？重力坝的坝顶高程一定是由校核洪水位情况决定26、帷幕灌浆和固结灌浆在功用、灌浆孔布置、灌浆压力、灌入深度等施工方面的区别是什么？答：帷幕灌浆——降低坝底渗流压力，防止坝基内产生机械和化学管涌，减少坝基渗流量。

灌浆孔：上游附近，或廊道内施工、灌浆压力：、灌浆深度：深入相对隔水层3~5米固结灌浆——提高岩基的整体性和强度，降低地基的透水性。

灌浆孔：布置在应力较大的坝踵和坝址附近，以及节理裂隙发育和破碎带范围内。

灌浆孔和钻孔方向：与主裂隙正交。

灌浆压力：不扰动岩基的前提下尽量增大。

以抬不动地基岩石为原则，一般0.2-0.4Mpa 有混凝土盖重时其灌浆压力为0.4-0.7Mpa灌浆深度：5~8米27、断层破碎带的处理措施有哪些？答：对倾角较陡的走向近于河流流向的破碎带，采用开挖回填混凝土，做成混凝土塞。

对于走向近于河流流向的缓角断层破碎带，埋藏较浅的应挖除，埋藏较深的除应在顶面作混凝土塞外，还有考虑其深埋部分对坝体稳定的影响。

开挖斜井和平洞，形成混凝土斜塞和水平塞组成的刚性骨架。

28、坝身和坝基排水的目的是什么？如何布置？答：目的：进一步降低坝底面的渗透压力，降低扬压力、布置：设于防渗帷幕后，有时设有坝基面排水。

补充1：重力坝分缝的目的是什么？有哪几种类型？横缝——减少温度应力，适应地基不均匀变形，满足施工要求。

纵缝——适应混凝土浇筑能力和减小施工期温度应力。

（纵缝是临时缝）29、重力坝横缝和纵缝有哪些区别？横缝分永久和临时还有坝段与岩基面的连接纵缝只是临时缝，分为铅直纵缝，斜缝和错缝30、重力坝的各个部位对混凝土性能的要求有何不同？31、重力坝内设置的廊道系统有哪些功用？答：灌浆排水观测检查和交通等32、坝顶溢流式和大孔口溢流式各有什么特点？溢流重力坝是通过顶部宣泄洪水的重力坝。

溢流的方式有:①坝顶溢流，超泄能力较大，应用比较广泛。

②大孔口溢流，为满足预泄洪水的要求，将堰顶高程降低，加设胸墙，形成大孔口出流。

33、有闸门和无闸门的溢流坝各有哪些优缺点？34、泄流单宽流量的选择应考虑哪些因素？答：一个经济而又安全的单宽流量必须综合地质条件、下游河道水深、枢纽布置和消能工设计，通过技术经济比较后选定35、如何进行溢流坝剖面设计？答：溢流坝的基本剖面也呈三角形，上游可以做成铅直面，也可以成波折面。