水工建筑物复习题

一、名词解释 二、判断题 三、填空题 四、单选题 五、多选题 六、简答题 七、计算题

第一章

绪 论

1. 了解我国水利资源及分布状况，水利水电工程的现状与发展。

目的： 2. 掌握水利枢纽的概念及组成，水工建筑物的分类和特点。水利工程分

等和水工建筑物分级，以及分等分级的意义。

1. 水利资源及分布状况，水利水电工程的现状与发展。

重点： 2. 水利枢纽的概念和组成，水工建筑物的分类和特点，水利工程分等和

水工建筑物分级。

1. 水利水电工程的现状与发展。

难点：

2. 水利工程分等和水工建筑物分级。

章节学习容：

1. 我国水利资源，水利事业及其在国民经济中的作用，水利工程的发展。

2. 水利枢纽的概念和组成

3. 水工建筑物的分类和特点。

4. 水利工程分等和水工建筑物分级，以及分等分级的意义。

学习要点

1. 水利枢纽的概念和组成

2. 水工建筑物的分类和特点。

3. 水利工程分等和水工建筑物分级。

一、名词解释

资源 生产资料和生活资料的天然来源 水资源 水的天然来源

水利工程 对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到兴利除害目而修建的工程。 水利枢纽 不同类型水工建筑物组成的综合体

水工建筑物 在河流适宜地段修建的用来控制和调配水流的建筑物

二、判断题 三、填空题

1.水利水电工程包括水利水电工程包括防洪治河、水力发电、 农田水利 、给水排水、航运等工程。 2. 水利枢纽是由若干个不同类型的 水工建筑物 组成的综合体，用以控制和利用水流。

3. 一般性水工建筑物可分为挡水建筑物，泄水建筑物 取水建筑物 ，输水建筑物，河道整治建筑物； 4. 水利水电工程的等别是根据水库总库容、 防洪 、治涝、灌溉、供水、发电等指标分为五等 5. 水利工程的特点有 工作条件复杂 、施工难度大、对环境影响大、失事后果严重。

6. 解决水工问题的方法有理论分析； 实验研究（模型实验） 、原型观测、工程经验（经验类比）

四、单选题

1. 水利水电工程包括（ ）等工程

A 防洪治河、水力发电、农田水利、给水排水、航运 B 防洪治河、农田水利、给水排水、节水灌溉、航运 C 防洪治河、水力发电、农田水利、泄洪隧洞、航运 D 防洪治河、水力发电、农田水利、泄洪隧洞、航运 2. 水利枢纽 ( )

A 就是水工建筑物，用以控制和利用水流；

B 是由若干个不同类型的水工建筑物组成的综合体，用以控制和利用水流 C 就是水库，用以控制和利用水流 D 包括大坝和水电站，用以控制和利用水流 3. 一般性水工建筑物可分为（ ）

A 挡水建筑物，蓄水建筑物，取水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物 B 挡水建筑物，拦水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物； C 挡水建筑物，泄水建筑物，取水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物； D 挡水建筑物，泄水建筑物，用水建筑物，输水建筑物，河道整治水建筑物 4. 水利水电工程的等别是根据（ ）等指标分为五等 A 水库总库容、治河、治涝、灌溉、供水、发电 B 水库总库容、防洪、治涝、泄洪、供水、发电 C 水库总库容、防洪、治涝、治河、供水、发电 D 水库总库容、防洪、治涝、灌溉、供水、发电

五、多选题 六、简答题

1． 水利工程按承担的任务可分为：防洪治河工程、水力发电工程、农田水利工程、给水排水工程、航运工程、环境水利工程等。

2. 水利工程按对水的作用可分为：

蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化工程、污水处理工程等。

3． 什么是水利枢纽，水利枢纽有哪些类型？

水利枢纽：由若干个不同类型的水工建筑物组成的综合体，用以控制和利用水流。水利枢纽按对水的作用分蓄水枢纽和取水枢纽（分有坝取水枢纽和无坝取水枢纽）；按地貌形态分山区（丘陵区）水利

枢纽、平原地区水利枢纽和潮汐河口段、滨海区水利枢纽；按作用水头分高、中、低水头水利枢纽。

4. 水利工程的特点有

工作条件复杂；施工难度大；对环境影响大；失事后果严重。 5. 解决水工问题的方法有

理论分析；实验研究（模型实验）；原型观测；工程经验（经验类比） 6． 水工建筑物的工作条件（工作环境）应包括哪些容？

①河流的水文现象是随机的、使得洪水的预报、推测的困难。

②水荷载（静水压力、浪压力、渗透力）的作用、高速水流的冲刷，对水工建筑物的稳定性、强度、耐久性影响较大。

③地形地质条件复杂，地质构造运动形成了各种地质界面，目前的勘探测试手段不足，对地基的分析依赖于经验的判断。

④施工难度大：施工导流影响整个施工工期、地基开挖工程量大、地基处理复杂、水下施工困难。 7． 如何对水工建筑物分类？

水工建筑物可分为：

①一般性（通用性）建筑物：

拦、蓄、挡——坝、水闸、堤防

泄——溢洪道、坝身泄水孔、泄洪隧洞

取——进水闸、电站引水系统（坝身引水、管道引水）、引水隧洞 输——渠道、隧洞、涵洞、管道

河道整治——护岸工程、导流堤、丁坝

②专门性建筑物：电站厂房、船闸、鱼道、筏道等。

8．为什么要对水利水电枢纽工程分等和对水工建筑物分级，分等分级的原则、方法是什么，分等分级有哪些作用？

水利水电枢纽工程的分等就是根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性，如水库的总库容、防洪（下游城镇、工业区的重要性；保护农田的面积）、灌溉面积、治涝、供水（供给城镇及矿区的重要性）、发电（装机容量）分为五等。

水利水电枢纽工程分级就是为了将水利水电工程中的水工建筑物（永久性建筑物和临时性建筑物），根据所属枢纽工程的等别及在工程中的作用和重要性，划分为五级。

水利枢纽工程分等和水工建筑物分级的意义：规地划分工程等别和水工建筑物级别，并使建筑物的设计基准期、安全性、可靠性及抗御灾害能力等方面与建筑物的级别（反应其在所属枢纽工程中的作用和重要性）相称，如洪水标准、强度与稳定计算的安全系数、建筑材料的品质等，使工程达到既安全又经济的目的。

七、计算题

第二章 水工建筑物作用、作用效应、作用效应分析、设计综述

1.掌握水工结构的作用的定义与分类 。

2.掌握水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用等的分析计

目的： 算方法。

3.掌握作用效应组合的原则，能应用设计规进行水工结构作用效应组合。 4.了解水工建筑物上作用效应分析方法

1.水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用的分析计算方法。

重点：

2.不同的水工建筑物上作用效应分析方法的特点。

1.水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用的分析计算方法。

难点：

2.不同的水工建筑物上作用效应分析方法的特点。

章节学习容：

1.作用的定义与分类

2.水工建筑物的自重作用

3.水工建筑物的温度作用

4.水工建筑物的渗流作用

5.水工建筑物的流体作用

6.水工建筑物的地震作用

7.作用效应组合

8.物理模拟方法的特点。

9数学模拟方法的特点。

10.监测数学模型方法的特点。

学习要点：

1. 水工建筑物的自重作用、温度作用、渗流作用、 流体作用、 地震作用的分析计算方法。

2．各种水工建筑物上作用效应分析方法的特点及应用情况。

一、名词解释

作用 外界环境对水工建筑物的影响。 作用效应 建筑物对外界作用的响应。 扬压力 包括浮托力和渗流压力。

浮托力 由低水位产生的作用计算截面上的静水压力。

渗流压力 是由上游作用水头或上下游水位差产生的作用于计算截面底部的静水压力。 渗流动水压力 由渗流产生的作用于透水介质上的体积力。

永久作用 作用的量值、方向、位置与时间无关，或其变幅相对于均值很小可忽略。 可变作用 作用的量值、方向、位置随时间发生变化 ，其变幅相对于均值较大不能忽略。 偶然作用 出现的概率小，作用的时间短，量值比较大的作用。

开发型设计 在无样板设计方案及设计原理的条件下创造出的合理的新型设计。 更新型设计 总体上采用常规的型式和设计原理，改进局部的建筑物设计原理的设计。 适配性设计 采用常规的型式和设计原理，完成的常规设计。 永久性建筑物 工程运行期间使用的建筑物。

主要建筑物 失事后将造成灾害或严重影响工程效益的建筑物。

次要建筑物 失事后将不致造成灾害或对工程效益影响不大且易于修复的建筑物。

临时性建筑物 工程施工期间使用的建筑物。 设计基准期 研究工程对策的参考年限。

极限状态 结构或其一部分超过某一特定状态而丧失某种功能时，称此特定状态为该功能的极限状态。 可靠度 结构在设计基准期在给定条件下完成预定功能的概率。 失效概率 结构不能完成预定功能的概率。

基本烈度 一定区域，一般场地条件，50年可能遭遇的较大地震，其超越概率在10%左右的烈度。 设计烈度 结构抗震设计时选用的烈度值。在基本烈度基础上结合场地条件及结构特性选值。 孔隙水压力 介质孔隙中的水压力，因液体表面力作用，略小于孔隙气压力。 孔隙气压力 介质孔隙中的气体（即气泡）压力，略大于孔隙水压力。

孔隙压力 介质孔隙中的孔隙压力，由孔隙水压力和孔隙气压力组成，其值介于二者之间。 固结 超静水压力那部分孔隙水压力逐渐减小至静水压力，介质孔隙减小密度增加的过程。 标准 衡量各种事物的客观准则，判别合格与否的准则（依据），具有法规性。一般略高于平均水平。 有效应力 土粒骨架之间接触应力对计算截面的平均值，是土粒骨架所承担的应力，但远小于土粒骨架

之间的接触应力。

总应力 有效应力与孔隙水对土粒作用力的平均值（即孔隙水对计算截面作用力的平均值，略小于孔

隙水压力，计算时近似取用孔隙水压力值）两者之和即土粒所承担的应力，称为总应力

二、判断题

1．不同地区（如平原、山区、潮汐河口段、滨海区）水利枢纽同级别水工建筑物洪水标准相同 （ F ） 2．设计烈度等于基本烈度 （ F ） 3．扬压力不是体积力 （ T ） 4. 扬压力是面积力 （ T ） 5. 孔隙水压力就是孔隙压力 （ F ）

6. 孔隙水压力是介质孔隙中的水压力，因液体表面力作用，略小于孔隙气压力。 （ T ） 7．孔隙水压力是介质孔隙中的水压力，因气体的作用，略小于孔隙气压力。（ F ）

8．孔隙气压力是介质孔隙中气体（即气泡）压力，因液体表面力影响，略大于孔隙水压力。（ T ） 9．孔隙压力是由介质孔隙中的孔隙水压力和孔隙气压力组成，其值介于二者之间。（ T ）

10. 固结是超静水压力那部分孔隙水压力逐渐减小至静水压力，介质孔隙减小密度增加的过程。（ T ） 11. 饱和土孔隙水对土粒作用力的平均值（即孔隙水对计算截面作用力的平均值）略小于孔隙水压力。

（ T ）

12．饱和土孔隙水对土粒作用力的平均值近似取用孔隙水压力值。 （ T ） 13. 有效应力是土粒骨架之间接触应力对计算截面的平均值，是土粒骨架所承担的应力。（ T ） 14. 有效应力是指土粒骨架之间接触应力对计算截面的平均值， （ T ） 15．有效应力远大于土粒骨架之间的接触应力。 （ F ）

16．有效应力是土粒骨架之间接触应力。 （ F ） 17. 饱和土孔隙水作用于土粒骨架的面积远大于土粒的接触面积。 （ T ）

三、填空题

1.水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

2. 水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级和三级。

3.在建筑物设计标准中安全储备的表达形式有单一安全系数法、分项系数极限状态法和概率极限状态法。

4.工程抗震设防等级根据建筑物等级和场地基本烈度分为甲乙丙丁四级。 5.地震作用效应计算方法有静力法拟静力法动力法

6. 动力法有地质力学法、动床试验法和数值解法，数值解法有直接积分法和振型分解法。 7.结构的极限状态有承载能力极限状态、正常使用极限状态、疲劳极限状态 8.中国的标准分为国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。

9.保障人体健康、人身财产安全的标准和法律、行政法规规定执行的标准是强制性标准，其他标准是推荐性标准。

四、单选题

综合测试：

1. 结构上的间接作用是指使结构产生外加变形或约束变形的原因 ：

A. 如地震及外荷载等 B. 如地震及温升作用等 C. 如地震及温度作用等 D. 如地震及温降作用等 2.温度应力是指

A．当结构的温度有所改变时，因温度改变产生的变形受到约束，在结构产生的相应应力 B．当结构的温度有所改变时，结构由于热胀或冷缩变形而产生的相应应力 C．当结构的温度有所改变时，其变形受到外部约束限制，在结构产生的相应应力。

D．当结构的温度有所改变时，其变形受到部各个部分之间的相互约束，在结构产生的相应应力 3. 温变荷载对拱坝应力影响是

A. 温降时对坝体应力有利，温升时对坝肩稳定不利 B. 温降时对坝体应力不利，温升时对坝肩稳定不利 C. 温降时对坝体应力不利，温升时对坝肩稳定有利 D. 温降时对坝体应力有利，温升时对坝肩稳定有利 。 4. 对非饱和土体上施加荷重时

A. 土粒骨架所承担的应力称为垂直正应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力。两者之和称为总应力 ； B. 土粒骨架所承担的应力称为土体应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力。两者之和称为总应力 ； C.土粒骨架所承担的应力称为有效应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力 ； D.土粒骨架所承担的应力称为主应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力 。 5. 根据波浪运动受库底的影响程度分为深水波、浅水波和破碎波:

A. 当 H 1 > 时，称为深水波； H k < H 1 < 时，称为浅水波； H 1 < H k 时，称为破碎波 ； B. 当 H 1 > 时，称为破碎波； H k < H 1 < 时，称为浅水波； H 1 < H k 时，称为深水波 ； C. 当 H 1 > 时，称为浅水波； H k < H 1 < 时，称为深水波； H 1 < H k 时，称为破碎波 D. 当 H 1 > 时，称为深水波； H k < H 1 < 时，称为破碎波； H 1 < H k 时，称为浅水波 。 6. 算沿建筑物高度作用于质点 i 的水平向地震惯性力

A.对不同的水工建筑物，有不同的计算公式形式，各系数的取值也不同 B.对不同的水工建筑物，有统一的计算公式形式，但各系数的含义不同 C.对不同的水工建筑物，有不同的计算公式形式

D.对不同的水工建筑物，有统一的计算公式形式，但动态分布系数 的取值不同 7. 在结构设计中,所谓作用效应组合是指

A.结构上一两种同时出现的作用分别产生的作用效应的随机叠加 B.结构上几种不可能同时出现的作用分别产生的作用效应的随机叠加 C.结构上几种可能同时出现的作用分别产生的作用效应的随机叠加 D.结构上几种可能同时出现的作用的随机叠加 8. 渗透水压力是渗流场由水流的外力转化为作用于

A. 土体上的力 B.土体的体积力 C. 土体的表面力 D. 土体上点压力 9.在计算土石材料的自重时，一般应根据其所在位置与浸润线和水位的关系，采用不同的容重 A.浸润线之上采用土体的自然容重，浸润线之下采用土体的饱和容重 B.浸润线之上采用土体的干容重，浸润线之下采用土体的浮容重

C.浸润线之上采用土体的干容重，浸润线之下采用土体的饱和容重 D.浸润线之上采用土体的自然容重，浸润线之下采用土体的浮容重。 10.水工建筑物上的作用主要有

A.自重作用、温度作用、渗流作用、流体作用、地震作用 B.自重作用、温升作用、渗流作用、流体作用、地震作用 C.自重作用、温度作用、渗流作用、波浪作用、地震作用 D.自重作用、温度作用、渗压作用、流体作用、地震作用

五、多选题

六、简答题

1. 什么叫作用？什么是直接作用？什么是间接作用？

使结构产生力和变形的各种原因总称为结构上的作用。结构上的作用可分为直接作用和间接作用。直接作用是指直接施加在结构上的集中力或分布力，也可称为“荷载”；间接作用则是指使结构产生外加变形或约束变形的原因，如地震、温度作用等。

2. 作用的分类有哪些？

作用分类有：

(1) 按随时间的变异分类可分为永久作用、可变作用和偶然作用。

(2) 按随空间位置的变异分类可分为固定作用和可动作用。

(3) 按引起结构的反应分类可分为静态作用和动态作用。

(4) 按属于安全系数设计法的规分类可分为基本荷载和特殊荷载。

3. 一般如何考虑拱坝的自重作用对坝体应力的影响？

若坝体混凝土全部浇筑完成后进行收缩缝灌浆，则假定全部自重均由悬臂梁承受，自重变位已经完成，不参加拱梁分载法中的变位调整。但对具有垂直向弯曲的双曲拱坝，往往需要限制独立浇筑块的高度以保持坝块的稳定，浇筑到该高程并冷却后先行封拱，再继续向上浇。此种情况下灌浆前的混凝土自重由悬臂梁单独承受，封拱以后浇筑的混凝土自重将在封拱高程下部的梁和拱之间进行分配。

4. 什么是温度应力？

当结构的温度有所改变时，它的每一部分都将由于温度的升高或降低而发生膨胀或收缩。如果这种热胀或冷缩变形受到结构外在约束或部各个部分之间的相互约束的限制而不能自由进行时，结构将产生相应的应力，这部分应力即是所谓的变温应力，通常又称温度应力。

5. 温变荷载如何影响拱坝的变位？

荷载组合：将具有合理的同时出现机率的荷载进行最不利组合，作为建筑物的设计荷载。

温降时：拱坝的轴线缩短，向下游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相同；轴力的方向与水压力产生的方向相反 ------对坝体应力不利。

温升时：拱坝的轴线伸长，向上游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相反，轴力的方向与水压力产生的方向相同 ------ 对坝肩稳定不利。

6.什么是孔隙水压力？什么是固结过程？

透水介质孔隙中的水压力，其值在荷载初始作用时最大，随荷载历时的延长而减小，最终为静水压力，在饱和土体上施加荷重时，开始将全部或部分为水所承担，从而形成超孔隙水压力，有时也就简称孔隙水压力。在孔隙水因受压而逐渐排除时，所加的荷重才逐渐转移到土粒骨架上，这一过程称为固结过程。

7. 什么是有效应力？什么是总应力？

在对非饱和土体上施加荷重时，土粒骨架所承担的应力称为有效应力，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力。

8. 何为波浪的三要素？如何计算？

波浪的三要素是指波浪的波长 L l ；波浪的高度 h l ； 波浪中心线壅高 h 0 。 在土石坝和水闸设计中，引入了与波高相对应的平均波周期Ｔ要素．

由于影响波浪的因素很多，目前主要用半经验公式来确定波高和波长。有官厅水库公式，该公式为《 混凝土重力坝设计规 》（ SDJ21-1978 ）推荐，适用于山区峡谷水库，吹程 1 ～ 13km ，风速 4 ～ 16m/s 的深水波的波浪要素计算 。有试验站公式，该公式为《碾压式土石坝设计规》 （ SL274-2001 ） 和《水闸设计规》（ SL265-2001 ）推荐，适用于浅水波和破碎波的 波浪要素计算 。

9. 泄水建筑物中的水流流速 V>16~18m/s 时会出现什么现象？

泄水建筑物中的水流流速增加到一定的程度时 (V>16~18m/s) ，随之出现一些高速水流如所特有的问题，如高佛氏数、大雷诺数、紊动强烈、对边界变化非常敏感，很容易产生冲击波、掺气、空穴及脉动等现象。

10. 什么是体消能 ？什么是体外消能

泄水建筑物的消能方式分为体消能和体外消能。体消能是在建筑物表面或部产生水流紊动消能，如阶梯式消能工、宽尾墩消能工等辅助消能工。体外消能是在泄水建筑物的下游某一指定地方通过一定方式消刹水能，常用的有底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。

11. 如何计算作用在水工建筑物上的地震惯性力？

一般情况下 , 水工建筑物抗震设计只考虑水平向地震作用。水工建筑物抗震设计计算中采用拟静力法时 , 沿建筑物高度作用于质点 i 的水平向地震惯性力代表值可统一用下式计算：

该式中 α i 为质点的动态分布系数。对不同的建筑物 , 或在建筑物不同高度处，有不同的取值规定。

12. 什么是荷载组合？如何进行荷载组合？

将可能作用在建筑物上的所有荷载按其出现的时间是否相同（或相遇概率大小）进行分组，这种分组的方法即为荷载组合；

按照实际情况，考虑不同的荷载组合，按其出现的几率，给予不同的安全系数。即将各组荷载分别作用在所设计的建筑物上，研究建筑物的稳定、强度、裂缝、振动等，并给予相应的安全系数。

七、计算题

第三章 重 力 坝

1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国外发展概况和趋势。 2. 掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。

3. 理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。

4. 掌握重力坝应力分析的目的和容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响围和程度。

5. 理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流

目的：

重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。

6. 了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。

7. 了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。

1. 混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。 2. 重力坝的荷载及其计算方法。 3. 重力坝的稳定分析方法。

4. 重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。

重点：

5. 非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。 6. 重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。 7. 固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。

1. 混凝土重力坝的设计要求和类型。 2. 扬压力的计算，重力坝的荷载组合。

3. 重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。

难点： 4. 坝体边缘应力的计算。

5. 拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。 6. 重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。 7. 固结灌浆、帷幕灌浆。

章节学习容：

1. 混凝土坝的类型，国外发展概况和趋势。

2. 重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。

3. 重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。

4. 重力坝的稳定分析。稳定的概念及影响因素，稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。

5. 重力坝应力分析的目的和容。应力分析方法综述，材料力学法及其应力控制标准，影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响围和程度。

6. 拟定重力坝剖面的基本原理，重力坝的基本剖面及实用剖面，剖面优化的概念。

7. 泄水重力坝的剖面及布置，泄水重力坝的工作特点及泄水方式（坝顶溢流式，大孔口溢流式，深式泄水孔）；溢流重力坝的剖面设计；泄水孔的布置；设计洪水标准的确定；单宽流量的选择；堰顶高程，溢流前缘长度；孔口尺寸及其位置的确定；溢流坝段结构简介；泄水重力坝的下游消能；四种泄水消能方式的特点，运用条件。

8. 重力坝对材料的要求，材料的种类特性及使用条件及坝体断面混凝土标号的分区。

9. 重力坝的细部构造。坝缝（横缝、纵缝、水平施工缝）、止水；坝身排水、廊道的布置及构造等。

10. 重力坝的地基处理。重力坝对地基的要求；坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计；坝基软弱破碎带的处理。

学习要点：

1. 重力坝的工作原理和特点 2. 重力坝的荷载及组合 3. 重力坝的稳定分析

4. 用材料力学法进行重力坝的应力分析 5. 重力坝的剖面设计

6. 重力坝的构造要求及坝体材料

7. 重力坝对地基的要求及地基处理 1. 结合重力坝的工作条件，分析其优缺点

重 力 坝

一 、名词解释

重力坝 定型设计水头 空蚀 空化 脉动压力

二 、判断题

1. 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，以达到除水害兴水利目的而修建的

工程

2. 水利水电工程的等级只是按其在国民经济中的重要性划分的 3. 在重力坝自重计算中廊道等的影响也应计入 4. 重力坝挡水坝段上作用有动水压力

5. 重力坝在各种荷载组合情况下的抗滑稳定安全系数都是相同的 6. 用公式 KsfW 进行抗滑稳定分析时高坝的安全储备比低坝小 P7. 在我国中型工程的中低坝可按抗剪强度公式KsfW进行抗滑稳定分析 P8. 用材料力学法进行重力坝应力分析时，水平截面上的垂直正压力y是用偏心受压公式计算的 9. 用材料力学法进行重力坝应力分析时水平截面上的垂直正应力y简化为线性分布的 10. 用材料力学法进行重力坝应力分析时水平截面上的水平正压力x近似为线性分布的 11. 用材料力学法进行重力坝应力分析时水平截面上的剪应力线性分布的 12. 当计算截面上的扬压力为一直线分布时，则它在该截面上各点只产生拉应力。 13. 某一计算截面上的扬压力为折线分布时它在该截面上各点不产生剪应力 14. 坝体材料弹性模量与基岩弹性模量的比值大小对坝体的应力状态无影响 15. 重力坝坝体混凝土标号分区对坝体应力有影响 16. 当重力坝上游坝面为垂直时其纵缝对坝体应力无影响 17. 重力坝分期施工对坝体应力有影响 18. 温度变化及施工过程对坝体应力有影响

19. 重力坝的实用剖面是在基本剖面的基础上考虑使用需要确定的

20. 因为作用于重力坝上游面的水压力呈三角形分布，所以重力坝的基本剖面是三角形的 21. 泄水重力坝的稳定分析方法和应力分析方法与挡水坝段相同 22. 重力坝的横缝是为了阻止地基不均匀沉降而设置的 23. 对于混凝土重力坝坝体混凝土进行标号分区是为了施工方便 24. 碾压式混凝土重力坝一般不设纵缝,设横缝.

25. 碾压式混凝土重力坝的剖面设计，水力设计，稳定分析，应力分析与常态混凝土重力坝相同。

三 、填空题

1. 水利工程按承担任务可分为：防洪工程 灌排工程 水力发电工程 供水排涝工程 航道及港口工程

环境水利工程等

2. 水利工程按对水的作用可分为：蓄水工程 排水工程 取水工程 输水工程 提水工程 水质净化

工程 污水处理工程

3. 水工建筑物按其作用可分为：当水建筑物 泄水建筑物 取水建筑物 输水建筑物 河道整治建筑

物 专门建筑物 等

4. 水利工程共分 五 等，水工建筑物共分 5 级

5. 建筑物的作用效应分析方法有：物理模型 数学模型 经验类比

6. 物理模型的分析方法有：水力学模型试验、水工模型结构试验、复杂地基模拟试验、地震反应试验

等。

7. 数学模型的分析方法有：解析法 差分法 有限元法。

8. 重力坝设计的主要容有：剖面设计、稳定分析、应力分析、构造设计、地基处理、溢流坝和泄水孔

的孔口设计、安全监测设计等。

9. 作用于重力坝的主要荷载有：自重、静水压力和动水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、地

震荷载、温度作用等。

10. 扬压力是由上、下游水位差产生的渗流水压力和由下游水深产生的浮托力两部分组成，扬压力对坝

体的稳定、应力均不利。

11. 重力坝按其结构形式分类可分为：实体重力坝，宽缝重力坝，空腹重力坝。

12. 用概率极限状态设计时，对重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度验算。 13. 作用于重力坝的主要荷载有：自重、静水压力、动水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、地

震荷载、温度作用等。

14. 重力坝的荷载基本组合分为：正常蓄水位情况、设计洪水位、冰冻情况。 15. 重力坝荷载特殊组合分为：校核洪水位情况、地震情况。 16. 重力坝的荷载分为：基本荷载，特殊荷载。

17. 重力坝沿坝基面抗滑稳定分析的公式有：抗剪强度公式和抗剪断强度公式。

18. 重力坝双斜面深层抗滑稳定分析的方法有：剩余推力法，被动抗力法，等安全系数法。

19. 提高重力坝抗滑稳定的安全措施有：利用水重，采用有利的开挖轮廓线，设置齿墙，抽水措施，加

固地基，横缝灌浆，预应力锚固。

20. 重力坝应力分析的目的是：检验大坝在运用期是否满足强度要求，为混凝土标号分区和某些部位的

配筋等提供依据。

21. 重力坝的应力状态与坝体轮廓尺寸，静力荷载，地基性质，施工过程，温度变化，地震特性等因素

有关。

22. 重力坝应力分析的过程是：荷载计算和荷载组合，选择适当的方法进行应力计算，检验坝体各部位

的应力是否满足强度要求。

23. 重力坝常用的应力分析方法有：模型试验法，材料力学法，弹性理论的解析法，差分法，有限元法。 24. 材料力学法的基本假定是：坝体混凝土为均质、连续各向同性，坝段视为固结于地基上的悬臂梁，

水平截面上的垂直正应力为线性分布。

25. 重力坝剖面设计的原则是：满足稳定和强度要求，工程量小，运用方便，便于施工。

26. 泄水重力坝的泄水方式有：坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。 27. 坝顶溢流的孔口形式有：开敞溢流式和大孔口溢流式。

28. 重力坝溢流面由：顶部曲线、中间直线段和反弧段三部分组成。

29. 重力坝应力分析的过程是：荷载计算和荷载组合，选择适当的方法进行应力计算，检验坝体各部位

的应力是否满足强度要求。

30. 溢流坝顶部曲线常见的形式有：WES曲线和射流曲线。

31. 溢流重力坝常用的消能方式有：底流消能，挑流消能，面流消能，戽流消能。 32. 坝身泄水孔的作用有：预泄库水，放空水库，排放泥沙，向下游放水，施工导流。 33. 坝身流水孔按水流条件可分为：有压泄水孔和无压泄水孔两种形式。

34. 坝身泄水孔由：进口曲线段，闸门井段，渐变段，孔身段，出口消能段组成。 35. 重力坝地基处理的主要任务是：防渗，提高基岩的强度，提高基岩的整体性。 36. 重力坝分缝的类型有：横缝，纵缝，水平施工缝。

37. 重力坝永久横缝的作用是：减小温度应力，适应地基不均匀变形，满足施工要求。 38. 重力坝纵缝的作用是：适应混凝土的浇筑能力，减小施工期的温度应力。 39. 重力坝纵缝的种类型有：铅直纵缝，斜缝，错缝。

40. 廊道的作用是为了满足：灌浆，排水，观测，检查，交通等要求。

41. 我国水资源的特点是：总量丰富，人均较少，水能资源丰富，但开发程度较低，水资源空间分配不

均匀，时间分配也很不均匀。

42. 所谓水利工程是指对自然界的地表水和地下水控制和调配，以达到除水害，兴水利目的而修建的工

程。

43. 组成水库枢纽的三大件是：挡水建筑物，泄水建筑物和引水建筑物。 44. 重力坝主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足坝体稳定要求。 45. 水工闸门按工作条件分工作闸门，事故闸门，检修闸门。

四 、单选题

1．水利工程按其承担的任务可分为：( )

A．排水工程 B.取水工程 C.提水工程 D. 防洪工程 2.水工建筑物按其对水的作用可分为( )

A.取水工程 B.供水排涝工程 C.航道及港口工程 D.环境水利工程

3.采用概率极限状态设计时,重力坝的抗滑稳定计算用( B )进行计算和验算。

A. 正常使用极限状态 B.承载能力极限状态 C.剪摩状态 D.剪断状态

4.计算重力坝的抗滑稳定安全系数和应力时,当上游为正常蓄水位、下游为相应尾水位加地震时属于（ B ）

A．基本组合 B.特殊组合 C.不考虑 D.不存在

5.碾压式混凝土重力坝是用( C )含量比较低的超干硬性混凝土经碾压而成的混凝土重力坝. A. 混凝土 B.水 C.水泥 D.砂粒料 6非溢流重力坝剖面设计的基本要求是：

（A）满足抗滑稳定条件、下游坝趾不出现拉应力的经济剖面； （B）满足抗滑稳定条件、上游坝踵不出现拉应力的经济剖面； （C）满足抗滑稳定条件、上游坝踵出现压应力的经济剖面； （D）满足抗滑稳定条件、下游坝趾有较小的拉应力的经济剖面

7、扬压力即为：

（A）渗透压力； （B）浮压力； （C）渗透压力和浮压力之和; （D）渗透压力减去浮压力 8. 基本荷载是：

（A）出现机会较多的荷载； （B）出现机会较少的荷载；

（C）出现机会较多的荷载和出现机会较少的荷载之和； （D）基本荷载和一种或几种特殊荷载

9. 摩擦公式认为：

（A）坝体与坝基为胶结状态； （B）坝体与坝基为接触状态； （c）坝体与坝基为咬合状态； 10．材料力学法假定

（A）水平截面上的垂直正应力呈曲线分布； （B）水平截面上的垂直正应力呈均匀分布； （C）水平截面上的垂直正应力呈不均匀分布； D）水平截面上的垂直正应力呈直线分布。

11. 应力的控制标准是：

A上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）大于零； B上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）小于零； C上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）等于零； D上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）不为零。

12、横缝的设置是：

（A）通过于坝轴线，将坝体分成若干坝段； B）平行于坝轴线，将坝体分成若干坝段； （C）沿着于坝轴线，将坝体分成若干坝段； （D）垂直于坝轴线，将坝体分成若干坝段。 13、设计规规定采用抗剪断强度公式时，在基本荷载作用下滑动面上的抗滑安全系数为： （A） =3.0； （B） =2.5； （C） =1.1； （D） =2.3。 14、坝体排水作用是：

（A）减少水流对坝体的危害； （B）减少雨水对坝体的危害； C）减少废水对坝体的危害 D）减少渗水对坝体的危害。

15、固结灌浆是在：

A）坝基较大围，钻孔进行浅层低压灌浆，用于坝整体加固地基； B）坝基较大围，钻孔进行深层低压灌浆，用于坝整体加固地基； C）坝基较大围，钻孔进行深层高压灌浆，用于坝整体加固地基； D）坝基局部围，钻孔进行浅层低压灌浆，用于坝整体加固地基。 16.( B )适应地基变形能力强.

A.重力坝 B.土石坝 C.面板堆石坝 D.拱坝 17.工作闸门用来控制泄流,要求在( A)启闭 A.动水中 B.静水中 C.动水中关闭,静水中开启. 18.帷幕灌浆的目的是( D )

A.提高地基整体强度 B.提高坝体强度 C.降低坝体渗流压力 D.降低地基渗流压力

五 、多选题

1. 水工建筑物按其承担的任务可分为：

A防洪工程 B灌排工程 C 水力发电工程 D 蓄水工程 2. 水工建筑物按其对水的作用可分为

A 蓄水工程 B 排水工程 C 输水工程 D 水质净化工程 3. 重力坝的设计容包括A BCD E

A 剖面设计 B 稳定设计 C应力分析 D构造设计 E 地基处理4. 作用于重力坝的荷载主要有A C D

枢纽布置 F A 自重 B 人群荷载 C 静水荷载 D 扬压力 5. 重力坝沿坝基面的抗滑稳定分析公式有A B

A 抗剪强度公式 B 抗剪断公式 C 库仑公式 6. 重力坝双斜面深层抗滑稳定计算的方法有：A B C

A剩余推力法 B 被动抗力法 C 等安全系数法 D 圆弧法

7． 重力坝设置永久横缝是由于C D

A 施工速度快 B 坝体应力小 C 适应温变化 D 适应地基不均匀沉降 8． 重力坝抗滑稳定分析的目的是为了验算坝体沿（A C）抗滑稳定的安全性能 A 坝基面 B 坝体的层面 C 地基深层软弱结构面 D 坝体下游坡面

六、简答题

1. 结合重力坝的工作条件，分析其优缺点

①重力坝坝体材料抗冲性能好，泄洪和施工导流问题容易解决；

②断面形状简单，结构作用明确，施工方便，安全可靠；

③适合于在各种气候条件下修建，但在冬季，当温度低于 -3℃ ，混凝土中水会结冰，需采用加热、保温、防冻措施等；夏季当温度高于 30℃ ，需采用低热水泥、低温水、加冰屑、预冷骨料，掺外加剂延长初凝时间；

④对地基的要求比拱坝低，但比土石坝高，独立的坝段适应变形能力好；

⑤有丰富的建设，设计经验 工作可靠，使用年限长；施工放样、扩建，维护简单。

⑥坝体工程较大，材料的强度不能充分发挥；

⑦水泥用量大，施工时，水化热不易消散，易产生温度裂缝，需设置温度伸缩缝，采取温度控制措施；

⑧受扬压力影响大，扬压力抵消了部分坝体的重量，对坝体的稳定不利，需采取防渗排水措施。

2. 重力坝设计必须包括哪些主要容？

重力坝的设计容有：

①剖面设计 参照已建类似工程，拟定剖面尺寸。

②稳定计算 验算坝体沿建基面或地基中软弱结构面的稳定安全度。

③应力计算 使应力条件满足设计要求，保证大坝和坝基有足够的强度。

④溢流重力坝和泄水孔的孔口尺寸的设计 孔口尺寸的设计，包括泄水建筑物体型、堰顶或泄水孔进口的高程、溢流重力坝前沿的宽度和泄水孔口的宽度。

⑤构造设计 根据施工和运行要求，确定坝体的细部构造，如廊道系统、排水系统等。

⑥地基处理 根据地质条件，进行地基的防渗、排水、断层等地质结构面的处理。

⑦观测设计 包括坝体部和外部的观测设计。

3. 为什么扬压力对重力坝的应力及稳定均不利？在上下游水位差的作用下，水渗入坝体的孔隙，形成孔隙水压力。所取截面上向上的孔隙水压力为扬压力。扬压力抵消了部分坝体的重量，对坝体的稳定不利，减少了上游坝踵的压应力，对坝的应力不利。

4. 画图表示岩基上混凝土实体重力坝设置了封闭的灌浆帷幕、排水孔幕的布置和抽排水设施时的扬压力图形。

5. 为什么要进行荷载组合？什么是基本荷载和基本荷载组合，什么是特殊荷载和特殊荷载组合？

荷载组合：将具有合理的同时出现机率的荷载进行最不利组合，作为建筑物上的设计荷载。 基本荷载：

①坝体及其上永久性设备重；

②正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力（选择一种控制情况）； ③相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力； ④泥砂压力；

⑤相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力； ⑥冰压力； ⑦土压力；

⑧相应于设计洪水位时的动水压力； ⑨其他出现机会较多的荷载。

特殊荷载：

①校核洪水位时的静水压力； ②相应于校核洪水位时的扬压力； ③相应于校核洪水位时的浪压力； ④相应于校核洪水位时的动水压力； ⑤地震荷载；

⑥其他出现机会较少的荷载。 ·基本组合：由基本荷载组合。

·特殊组合：由基本荷载和一种或几种特殊荷载组合。

7. 重力坝抗滑稳定计算公式有哪几种？试比较各公式的基本理论、优缺点和适用条件。 8. 摩擦公式和抗剪断强度公式

9. 摩擦公式：认为坝体与坝基为接触状态，公式形式简单，但没有考虑坝体与坝基的咬合，胶

结作用，与实际情况出入较大。

抗剪断强度公式：认为坝体与坝基为胶结状态，计入了坝基面的全部抗滑潜力，较接近实际作用情况。

两种计算公式均为《混凝土重力坝设计规》推荐的计算公式，其安全系数只是一个抗滑稳定的安全指标，并不能反映坝体真实的安全程度。

7. 提高重力坝抗滑稳定性有哪些措施？

提高坝体抗滑稳定性的措施

①利用水重，将坝体上游面做成倾斜，利用水重增加向下的垂直力。

②坝基面向上游倾斜，对抗滑稳定有利。

③在坝基面设置防渗排水设施，减少扬压力。

④坝踵深齿墙，当软弱夹层埋藏较浅时，将坝踵附近出露的软弱夹层开挖齿槽切断，并回填混凝土处理，施工简单，工程量不大，有利于坝基防渗。

⑤混凝土洞塞，当软弱夹层埋藏较深时，厚度大且倾角较平缓 ，全部挖出工程量大，可在软弱夹层中放置数排混凝土洞塞，增加软弱夹层的抗剪能力。

⑥坝趾深齿墙，在坝趾下游修建深齿墙，增加尾岩抗力体高度，增加尾岩抗力，适用于在坝基开挖过程中出，发现了原来没有预见到的夹层时采用。

⑦钢筋混凝土抗滑桩，在坝基软弱夹层的下游坝趾、抗力体部位，布置钢筋混凝土抗滑桩，深入到滑动面以下完整岩体中，利用桩体承受推力或剪力增加尾岩抗力。

⑧预应力锚索。

8. 重力坝应力分析的目的是什么？ 重力坝应力分析目的是：

检验坝体在运用期和施工期是否满足强度方面的要求；

确定坝体砼标置分区以及为配置钢筋提供依据。

9. 重力坝应力分析的材料力学有哪几条基本假定？

基本假定

①坝体材料为均质、连续、各向同性的弹性材料。

②坝段为固结于地基上的悬臂梁，各坝段独立工作，横缝不传力。

③地基的变形对坝体的应力没有影响。

④水平截面上的垂直正应力呈直线分布（平面假定）。

10. 用材料力学法计算重力坝应力，其强度标准是什么？

应力的控制标准：

上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）大于零。

下游坝基面垂直正应力（计入或不计入扬压力）小于地基允许承载力。

上游坝面主应力（计入扬压力）大于零。

下游坝面主应力（计入或不计入扬压力）小于混凝土的允许压力。

11. 重力坝为什么要分缝？需要分哪些缝？

在水工建筑物中，为适应施工期和运行期的温度变化、地基不均匀沉降、施工时混凝土的浇筑能力及散热要求以及结构布置要求等设置的接缝构造。

缝的类型按作用可分为温度缝（又称伸缩缝）、沉陷缝和施工缝，按使用期限可分为永久缝和临时缝。温度缝和沉陷缝多为永久缝，施工缝多为临时缝。

12. 纵缝有哪几种？各有什么优缺点？

缝的形式：

①错缝：浇筑块尺寸小，适用于低坝。

②纵缝：缝面需要设置键槽 ，避免坝块之间的错动。

③斜缝：沿主应力轨迹布置，可以减小坝块之间的错动。

④通仓浇筑：浇筑能力大，温度应力大，是发展方向，整体性好。

13. 廊道有哪些作用？如何确定各种用途廊道的形式、尺寸和位置？布置廊道系统的原则是什么？

廊道系统的作用：用于基础灌浆、排水、观测、检查、交通

基础灌浆廊道用于防渗帷幕及排水幕的施工。

其他用于设置排水、观测、检查设施，形成坝交通。

廊道布置离上游坝面距离：坝前水深的（0.05～0.1）倍，在基岩面以上应有 1.5 倍廊道宽度的距离，沿坝高每隔 15m～20m 高程设置一层。

廊道的断面形式：城门洞型。

14. 坝身排水孔的作用是什么？距上游坝面的距离、孔距如何确定？

坝体排水作用：减少渗水对坝体的危害

坝体排水之间的间距：沿坝轴线方向， 2～3m 布置一根排水管。

坝体排水离上游坝面距离：（0.05-0.1）坝前水深，以防止渗水溶滤作用。

坝体排水的材料：采用多孔砼管，在坝体浇筑时预埋在坝体

15. 重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？这些要求与天然地基的条件之间有哪些矛盾？

重力坝对地基的要求：具有一定的承载能力，不发生显著的变形，具有一定的抗渗能力。

天然地基经过长期的地质作用，一般都有风化、节理、裂隙等缺陷以及断层、软弱夹层等结构面。重力坝的地基处理的任务：提高地基的强度、稳定性和抗渗能力。

16. 试述重力坝固结灌浆的目的、设计容、原则和方法。

固结灌浆：在坝基受力较大围，钻孔进行浅层低压灌浆，用坝整体加固地基，其目的：

①改善地基的强度、整体性、提高基岩的不透水性；

②坝实在溶洞、断层中充当的砼与基岩间的裂隙；

③有利于提高帷幕灌浆的压力。

设计要求：

固结灌浆布置围：坝趾、坝基的较大围；

钻孔布置：梅花形、方格形；

孔距：排距 3m、2m—4m；

孔深：5—15m；

灌浆压力；以不掀动基岩为限。

17. 试述重力坝防渗帷幕灌浆的目的、设计容、原则和方法。

帷幕灌浆是在坝踵附近钻孔，进行深层高压灌浆，充填地基中的裂隙和渗水通道，形成一道连续的砼地下墙。

帷幕灌浆作用是减少坝底渗透压力；降低坝底渗流坡降，防止发生机械或化学管涌；减少渗流量。 设计要求： ①帷幕的深度

·帷幕应伸入相对不透水层3—5m。

·当相对不透水层较深时，采用悬挂式帷幕深度（0.3～0.7）坝高。 ②帷幕的厚度满足抗渗要求。 ③灌浆材料：水泥浆和化学灌浆。

④钻孔方向：垂直向下或倾角在 10 °坝，以穿过更多的裂隙。 ⑤帷幕应伸入两岸坝肩基岩的一定围。

1． 水利工程的等级是怎样确定的？水工建筑物的级别是怎样确定的？ 2． 在重力坝抗滑稳定分析中，f值的物理意义是什么？是如何确定的？

摩擦系数，通过试验确定

3． 浪压力的分布规律是什么？怎样简化的？静水面处的浪压力强度是怎样确定的？ 静水位以下为双曲正割函数分布，简化为线性分布，按相似性推求。 4． 库前淤积高程是怎样确定的？泥沙的γ、φ有什么特点？

按水库达到新的冲淤平衡状态的条件，通过数学模型计算及物理模型试验并比照类似工程经验推定之。泥沙的γ、φ均为时间的函数，在一定围有随时间增大之趋势。 5． 降低渗透压力及浮托力的工程措施是什么？

帷幕防渗，排水减压，水泵抽排。

6． 什么是渗流压力，浮托力及扬压力有什么特点？

渗流压力是由上游作用水头或上下游水位差产生的作用于计算截面底部的静水压力，入渗点压力水头值最大，等于作用水头或上下游水位差，逸出点压力水头值最小，等于零；浮托力是由下游水深产生的作用于计算截面底部的静水压力，其压力水头值等于计算点的下游水深；扬压力等于渗流压力与浮托力的代数和。

7． 地震惯性力的方向是怎样的？设计中是怎么考虑的？

地震惯性力的方向与地震加速度的方向相反，考虑最不利的方向组合。

8． 重力坝抗滑稳定分析常用的两公式名称是什么？各参数的物理意义是什么？怎样应用？

摩擦公式 Ｋs =ｆ·∑W/∑P，Ｋs安全系数，ｆ摩擦系数，∑W铅直作用力，∑P水平作用; 抗剪断公式 Ｋs=(ｆ·∑W＋Ｃ·A)/∑P，ｆ摩擦系数,Ｃ抗剪断凝聚力，∑W铅直作用力，∑P水平作用力，A底面面积； 摩擦公式 Ｋs =ｆ·∑W/∑P可用于中型工程的中低坝，抗剪断公式 Ｋ

/s

/

/

/

/

/

=(ｆ·∑W＋Ｃ·A)/∑P，可用于大中小型工程的高中低坝。

//

9． 重力坝沿坝基面失稳的机理是什么？

首先在坝踵处基岩胶结面出现微裂松弛区，随后在坝趾处基岩和胶结面出现局部区域的剪切屈服，进而屈服围逐渐增大并向上游延伸，形成滑动通道，导致坝的整体失稳。 10． 提高重力坝抗滑稳定性措施有哪些？

利用水重，采用有利的开挖轮廓线，设置齿墙，抽水措施，加固地基，横缝灌浆，预加应力措施等。

11． 重力坝应力分析的目的，容，方法，材料力学法的基本假定？上游坝面及地基表面为斜面时怎样

计算？

12． 重力坝应力分析的待定参数是怎样确定的？

利用边界条件及差分确定。

13． 怎样依据稳定分析及应力分析的结果判断拟定的剖面尺寸的合理性？ 抗滑稳定安全系数KS值略大于于允许值，应力值略小于允许值。 14． 溢流坝定型设计水头Hd的含义是什么？与流量系数m有什么关系？ 确定溢流堰顶部曲线时所选用的水头值；

Hd选用较小值时，堰比较瘦，可获得较大的ｍ值；反之则相反。

15． 重力坝常见的消能方式有哪几种？怎样选择的？

挑流消能，底流消能，面流消能，戽流消能等；高坝采用挑流消能，低坝采用底流消能，水位变化小的采用面流消能，尾水较深的采用戽流消能。 16． 断层破碎带，软弱夹层和溶洞是怎样处理的？

开挖回填，封堵。

17． 固结灌浆及帷幕灌浆的作用是什么？灌浆围及灌浆时间是怎样确定的？

增加整体性，增加承载能力，增加抗渗能力。灌入相对不透水层3~5m,水库蓄水前灌浆应结束。 18． 重力坝对材料有什么要求？材料标号分区的原则是什么？

应有足够的强度及耐久性；分区的数量要少，各区最小的尺寸不宜小于2m,相邻区域的强度等级相差不得超过两级。

19． 重力坝的横缝，纵缝，水平施工缝是怎样处理的？ 横缝设止水，纵缝封缝灌浆，水平施工缝凿毛铺砂浆。 20． 坝廊道的作用及布置原则是什么？

用于灌浆、观测、交通、通风、排水等；分层布置，相互连通，一洞多用，少设为宜。

七、计算题

拱 坝

1. 了解拱坝的发展概况和我国拱坝的建设成就，拱坝的特点，拱坝对地形地质条件的要求，拱坝的

目的：

分类。

2. 掌握拱坝的最优中心角及拱厚的拟定方法；拱冠梁断面形式及尺寸的初拟；坝体轮廓布置的原则

和拱坝的平面布置要求。

3. 理解拱坝的荷载特点，荷载组合。了解拱坝的应力分析方法，地基变形对拱坝应力的影响。掌握

拱梁法的基本原理，纯拱法和拱冠梁法计算方法；地基变形计算方法，拱坝的应力控制标准。

重点： 难点：

4. 掌握拱坝的坝身泄水方式及泄水建筑物在布置上的特点。

1. 拱坝的特点，拱坝对地形地质条件的要求。

2. 拱坝的最优中心角的确定，拱冠梁断面形式及尺寸的拟定，拱坝的平面布置。 3. 拱坝的荷载，纯拱法计算方法，拱梁法的基本原理和拱冠梁法计算方法。 4. 拱坝的坝身泄水方式及泄水建筑物在布置上的特点。

1. 拱坝的适用条件，拱坝的分类。 2. 拱坝的平面布置。

3. 拱冠梁法的基本原理和计算方法。 4. 拱坝的坝身泄水方式。

章节学习容：

1. 拱坝的发展概况和我国拱坝的建设半径定中心、定中心角成就。

2. 拱坝对地形地质条件的要求。拱坝的最优中心角及拱厚的拟定。拱坝的类型及布置；（定、变半径变中心及双曲率拱坝的特点）。

3. 拱坝坝体轮廓布置。拱圈形式选择；圆弧拱圈中心角的拟定及影响因素；拱冠梁断面形式及尺寸的初拟；坝体轮廓布置的原则和要求；拱端的布置原则。坝面倒悬的成因及其。处理

4. 拱坝的荷载和设计标准。荷载特点、温度及地震荷载的计算；荷载组合。

5. 拱坝的应力分析。应力分析方法综述；拱梁法的基本原理和计算方法；地基变形对拱坝应力的影响。地基变形计算方法。

6. 拱坝的坝身泄水，泄水方式和特点、消能和防冲。

学习要点：

1. 拱坝的特点、适用条件及拱坝的分类

2. 拱坝的基本尺寸和拱冠梁剖面的确定

3. 拱坝的荷载及应力计算

4. 拱坝的泄洪

一、名词解释 二、判断题 三、填空题 四、单选题

1. 拱坝是：

（A）受力结构，坝体的应力状态以受压为主； （B）推力结构，坝体的应力状态以受压为主；

（C）拉力结构，坝体的应力状态以受压为主； （D）推力结构，坝体的应力状态以受拉为主。 2. 拱坝是高次超静定结构

（A）具有超载能力（D）推力结构，坝体的应力状态以受拉为主 （B）温度变化对坝体的应力的影响可以忽略；

（C）抗震性能较差； D）地基变形对坝体的应力的影响可以忽略。 3. 拱坝要求：

A）河谷断面的高宽比小 （B）河谷断面的宽高比大 （C）河谷断面的宽高比小 （D）河谷断面的宽高比大于5 4. 三心园拱的轴线是由三个不同圆心的园弧组成

（A）两侧弧段的半径比中间的小 （B）两侧弧段的曲率比中间的小 C）两侧弧段的弧长比中间的长 D）两侧弧段的半径比中间的大 5. 双曲率拱坝拱冠梁在（1/5～1/3）坝高处，向上游鼓出 A）可以平压力产生的压应力； B）可以平压力产生的拉应力

C）可以增加水压力产生的拉应力 D）可以维持水压力产生的拉应力 6. 最优半中心角的选择围是：

A）40°~55°之间选取 B）20°~60°之间选取； C）30°~55°之间选取； D）40°~65°之间选取。

7. 拱坝平面布置时，要求每层的拱轴线与基岩等高线的交角 A）α≥50； B）α≥40； （C）α≥30； D）α≥20。 8. 温降时拱坝的轴线缩短，拱坝向下游变位

（A）对坝体应力不利；（B）对坝体应力有利 C）对坝肩稳定有利；（D）对坝肩稳定不利 9. 拱冠梁法基本思路是将拱坝划分为5~7层拱圈，在拱冠处取一根竖直悬臂梁

（A）垂直荷载由拱承担，通过拱的变位影响拱；温度荷载由拱承担，通过拱的变位影响梁； B）垂直荷载由梁承担，通过梁的变位影响拱；温度荷载由拱承担，通过拱的变位影响梁 C）垂直荷载全部由梁承担，温度荷载全部由拱承担； D）垂直荷载全部由拱承担，温度荷载全部由梁承担 10. 纯拱法忽略了拱圈间的相互作用，全部荷载由拱承担

A）使计算应力小于实际应力 B）使计算应力等于实际应力 C）使计算应力和实际应力相近 D）使计算应力大于实际应力。

五、多选题 六、简答题

1. 简述拱坝的结构特点和工作特点。 拱坝的特点为：

① 在空间上，拱坝是一种三维壳体结构，属于高次超静定结构

高次超静定结构具有超载能力（当拱坝局部开裂，拱坝拱和梁的作用会自行调整，坝体的应力会重分配。国外拱坝的破坏试验表明，在坝肩稳定的条件下，混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的 5~11 倍）

温度变化和地基变形对坝体的应力的影响不能忽略 抗震性能好

②拱坝是推力结构，坝体的应力状态以受压为主

采用拱坝坝型，建筑材料的抗压强度可以充分发挥，混凝土的抗压强度约为抗拉强度的 10 倍。

拱坝承受的荷载主要通过拱的作用传至两岸，拱坝的稳定取决于两岸坝端岩体的的稳定；重力坝是依靠自己的重量维持自身的稳定。因此拱坝的体积可小，在坝高、坝址条件相同的情况下，拱坝的体积可为重力坝的 1/1.5～1/5 。

③拱坝可以看作是“拱”和“梁”的交织体，即坝体结构既有拱的作用，又有梁的作用，拱坝的荷载可由水平拱圈和垂直悬臂梁共同承担，水平拱圈将荷载传至两岸山体，垂直悬臂梁将荷载传至河床基岩。

④拱坝的泄洪问题容易解决。

② 在空间上，拱坝是一种三维壳体结构，属于高次超静定结构

③ 高次超静定结构具有超载能力（当拱坝局部开裂，拱坝拱和梁的作用会自行调整，

坝体的应力会重分配。国外拱坝的破坏试验表明，在坝肩稳定的条件下，混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的 5~11 倍）

温度变化和地基变形对坝体的应力的影响不能忽略

抗震性能好

②拱坝是推力结构，坝体的应力状态以受压为主

采用拱坝坝型，建筑材料的抗压强度可以充分发挥，混凝土的抗压强度约为抗拉强度的 10 倍。

拱坝承受的荷载主要通过拱的作用传至两岸，拱坝的稳定取决于两岸坝端岩体的的稳定；重力坝是依靠自己的重量维持自身的稳定。因此拱坝的体积可小，在坝高、坝址条件相同的情况下，拱坝的体积可为重力坝的 1/1.5～1/5 。

③拱坝可以看作是“拱”和“梁”的交织体，即坝体结构既有拱的作用，又有梁的作用，拱坝的荷载可由水平拱圈和垂直悬臂梁共同承担，水平拱圈将荷载传至两岸山体，垂直悬臂梁将荷载传至河床基岩。

④拱坝的泄洪问题容易解决。

④ 在空间上，拱坝是一种三维壳体结构，属于高次超静定结构

⑤ 高次超静定结构具有超载能力（当拱坝局部开裂，拱坝拱和梁的作用会自行调整，

坝体的应力会重分配。国外拱坝的破坏试验表明，在坝肩稳定的条件下，混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的 5~11 倍）

温度变化和地基变形对坝体的应力的影响不能忽略

抗震性能好

②拱坝是推力结构，坝体的应力状态以受压为主

采用拱坝坝型，建筑材料的抗压强度可以充分发挥，混凝土的抗压强度约为抗拉强度的 10 倍。

拱坝承受的荷载主要通过拱的作用传至两岸，拱坝的稳定取决于两岸坝端岩体的的稳定；重力坝是依靠自己的重量维持自身的稳定。因此拱坝的体积可小，在坝高、坝址条件相同的情况下，拱坝的体积可为重力坝的 1/1.5～1/5 。

③拱坝可以看作是“拱”和“梁”的交织体，即坝体结构既有拱的作用，又有梁的作用，拱坝的荷载可由水平拱圈和垂直悬臂梁共同承担，水平拱圈将荷载传至两岸山体，垂直悬臂梁将荷载传至河床基岩。

④拱坝的泄洪问题容易解决。

2. 拱坝对地形、地质条件有哪些要求？

地形条件决定拱坝的混凝土方量。兴建拱坝的地形条件应为：

①河谷的宽高比小，河谷狭窄，拱圈短而粗，刚度大，竖直梁长而细，刚度小，拱的作用大，坝体可薄。

②河谷的对称性好，避免产生附加扭转矩。

③河谷的断面形状为 V 形河谷， 底部拱的跨度小，拱的作用大，拱圈厚度可薄。

④河谷平面形状向下游呈漏斗状。

地质条件确定拱坝的稳定性，应为基岩完整均一 ， 地质构造简单，抗渗性能好。

3. 拱坝可分有哪些类型？

拱坝的分类

按拱圈厚度分类：可分为薄拱坝、中厚拱坝、重力拱坝。

按拱圈轴线形式分类：可分为园弧拱、二次曲线拱、三心园拱。

按拱圈间的几何关系分类：可分为定园心 、等外（）半径拱坝、园心单曲率拱坝、变园心双曲率拱坝。

按拱坝的体形分类：可分为园筒拱坝、单曲率拱坝、双曲率拱坝。

4. 什么叫拱圈的最优中心角？

满足坝体应力分布均匀、拱坝的体积较小、拱端稳定性好的拱圈中心角。 5. 在河谷高宽比相同时，河谷断面形状为 V 、 U 、 形时，拱坝布置有何不同？

U 形河谷 底部拱的跨度大，拱的作用小，梁承担的水压力大，拱圈厚度较大。

梯形河谷 介于两者之间。

6. 说明拱坝布置的原则、方法和步骤。

拱坝平面布置的任务是：

拟定拱冠梁剖面和拱圈的尺寸，通过平面布置，确定各高程拱圈的半径、中心角和厚度。

具体步骤：

①在坝址地形图上，确定基岩的可利用等高线及河谷对称中心线。

②拟定拱冠梁剖面，进行分层，确定各层拱圈的高程及厚度。

③布置顶层拱圈，要求拱轴线与基岩等高线的交角α≥ 30

④布置其他各层拱圈，检查拱轴线与基岩等高线的交角，要求α≥ 30

⑤坝面检查，拱冠梁处的圆心轨迹线平顺、光滑，坝面倒悬度 /H 〈 0.3 。

⑥应力稳定计算

7. 拱坝的应力分析方法有哪几种？其精度和适用条件各如何？

拱坝是一个变厚度、变曲率，边界条件十分复杂的壳体结构，目前的理论计算，需作必要的假定和简化。拱坝的应力计算方法有：

⑥ 纯拱法

⑦ 假定：坝体由若干层独立的水平拱圈迭和而成，将问题简化为结构力学的弹性拱的

计算问题。

与实际弹性拱相比：拱圈的厚度大，所承受的轴力、剪力大；拱圈轴力大，将引起较大的轴向变形；基岩变形显著，不能忽略。

纯拱法存在的问题是：忽略了拱圈间的相互作用，全部荷载由拱承担，使计算应力大于实际应力。

纯拱法的适用条件：狭窄河谷上的薄拱坝，拱的作用大。

②拱梁法

假定拱坝是由许多水平拱圈和竖直悬臂梁组成，拱坝的外荷载一部分由拱系承担，一部分由梁系承担，拱和梁各自承担荷载比例，按变形协调条件分配。一般将拱坝分为七拱十三梁、五拱九梁（梁站在拱端上）。拱冠梁（七拱一梁、五拱一梁）是拱梁法的简化计算方法。

拱冠梁的适用条件：大体对称、比较狭窄河谷上的拱坝；高坝的初步设计，中低坝的技术设计。

③有限单元法

有限单元法是更简便、有效、极有发展前途的方法。该法能模拟拱坝逐级加荷的施工过程，多种材料拱坝和复杂的边界条件，能求解空间问题。

8. 拱坝应力分析中为什么要计入地基变形？有哪些计算地基变形方法？

拱坝是超静定结构，地基变形对坝体的变形和应力的影响很大，所以应计入地基变形对拱坝应力的影响。目前国采用的是 1952 年由挪威 F. 伏格特提出的近似计算方法。由于作出了一些假定，该方法计算复杂且与实际情况有较大的出入。

9. 拱冠梁法和多拱梁法有何不同？精度如何？适用情况呢？

拱梁法是假定拱坝是由许多水平拱圈和竖直悬臂梁组成，拱坝的外荷载一部分由拱系承担，一部分由梁系承担，拱和梁各自承担荷载比例，按变形协调条件分配。一般将拱坝分为七拱十三梁、五拱九梁（梁站在拱端上）。拱冠梁（七拱一梁、五拱一梁）是拱梁法的简化计算方法，计算精度低于拱梁法，适用条件：大体对称、比较狭窄河谷上的拱坝。

10. 试写出拱冠梁法变位协调方程，并说明各符号的意义。 + = （ ） + ---- 荷载分配方程组

其中：

：单位均布荷载作用在第 i 层拱圈上，使之在拱冠处产生的径向变位 ------ 拱的变位系数

：第 i 层拱圈由于温度荷载作用，在拱冠处产生的径向变位

：梁的 i 点在竖直荷载作用下，产生的径向变位

： j 点作用着单位水平荷载 在 i 点产生的径向变位

11. 根据温降力与水平水压力力的关系，解释温降对应力不利，温升对应力有利的原因。

温降时：拱坝的轴线缩短，向下游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相同；轴力的方向与水压力产生的方向相反，对坝体应力不利。

温升时：拱坝的轴线伸长，向上游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相反，轴力的方向与水压力产生的方向相同，对坝肩稳定不利。

温降时：拱坝的轴线缩短，向下游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相同；轴力的方向与水压力产生的方向相反，对坝体应力不利。

温升时：拱坝的轴线伸长，向上游变位，由此产生的剪力、弯矩的方向与水压力产生的剪力、弯矩的方向相反，轴力的方向与水压力产生的方向相同，对坝肩稳定不利。

12. 拱坝有哪些泄水方式 ? 试述其特点和适用条件。

拱坝的泄洪方式有坝顶溢流式和坝身泄水孔。

坝顶溢流式有：

①自由跌落式，特点：适于基岩良好，泄流量不大的情况；结构简单，施工方便；水舌通气条件不好，不能挑流；易产生贴坡流。

②鼻坎挑流式，特点：曲线坝顶下接一反弧鼻坎，有利于减少溢流水流的振动，避免了低水头时的贴坡流；有利于挑流。

③滑雪道式，特点：落差大，挑距远，可达 60~ 100M ，结构复杂，工程量大，适于泄流量大，较薄的拱坝。

坝身泄水孔可以放空水库，提前预泄洪水。

综合测试：

七、计算题

土 石 坝

1. 了解土石坝的土石坝的类型、优缺点及工作条件，土石坝的设计要求。

目的：

我国土石坝的建设概况。

2. 掌握土石坝剖面的基本尺寸拟定原则及要求。掌握土石坝的构造，防

渗体的作用与构造；坝体排水设备及反滤层的作用与构造；护坡，坝顶、马道等尺寸的拟定及其构造。

3. 了解土石坝渗流分析的目的和要求，土石坝渗流方法；能应用水力学

法分析不透水地基上的均质坝、心墙坝、斜墙坝及有限深透水地基上的均质坝的渗流要素。掌握渗透变形的类型及防止措施。

4. 了解土石坝失稳破坏的类型。掌握圆弧滑动面法，折线滑动面法的稳

定分析方法，土壤抗剪强度指标的选择要求，稳定计算的控制标准，稳定分析的计算情况的确定。

5. 了解坝体各部分对材料的要求；土石料选择原则；风化料及其它土石

料的应用。掌握筑坝材料及土料设计方法，土石料填筑标准的确定。 6. 了解土石坝对地基的一般要求；砂砾石地基处理；细砂及淤泥层地基

处理；软粘土及黄土地基处理。

重点： 1. 土石坝的工作条件及土石坝的设计要求。

2. 土石坝剖面的基本尺寸拟定，土石坝的构造要求。

3. 应用水力学法进行不透水地基上的均质坝、心墙坝、斜墙坝及有限深

透水地基上的均质坝的渗流计算。

4. 掌握圆弧滑动面法，折线滑动面法的稳定分析方法。 5. 筑坝材料及土料设计方法，土石料填筑标准的确定。 6. 砂砾石地基处理，细砂及淤泥层地基处理。

难点： 1. 土石坝的类型及土石坝的设计要求。

2. 土石坝的防渗体、坝体排水设备及反滤层的构造要求。

3. 不透水地基上的均质坝、斜墙坝及有限深透水地基上的均质坝的渗流

计算。

4. 圆弧滑动面法，土壤抗剪强度指标的选择。 5. 粘性土料填筑标准的确定。

6. 砂砾石地基处理，垂直防渗设施和水平防渗设施的设计。

章节学习容：

1. 土石坝的工作条件及对土石坝的一般要求，土石坝的类型及优缺点，我国土石坝的建设概况。

2. 土石坝剖面的基本尺寸拟定。

3. 土坝的渗流。土坝渗流分析的目的，要求和方法综述；用水力学法分析不透水地基上的均质坝、有限深透水地基上的均质坝、心墙坝、斜墙坝，渗透变形的类型及防止措施。

4. 土坝坝坡的稳定。土坝失稳破坏的类型；土体自重、渗透动水压力、孔隙水压力对坝坡稳定的影响及其计算方法；土壤抗剪强度指标的选择；稳定计算的控制标准，稳定分析的计算情况，稳定计算方法的简述；圆弧滑动面法，折线滑动面法，复式滑动面法。

5. 筑坝材料及土料设计。坝体各部分对材料的要求；土石料选择；风化料及其它土石料的应用；土石料填筑标准的确定。

6. 土石坝的构造。防渗体（塑性及刚性心墙和斜墙）及铺盖等的作用与构造；坝体排水过渡层及反滤层；护坡，坝顶、马道等尺寸的拟定及其构造。

7. 土石坝的地基处理。土石坝对地基的一般要求；砂砾石地基处理；细砂及淤泥层地基处理；软粘土及黄土地基处理；土坝与坝基、岸坡的连接。

8. 坝型选择。土石坝坝型选择的原则；土石坝的发展方向。

学习要点：

1. 土石坝的特点及类型

2. 土石坝的剖面尺寸的拟定

3. 用水力学法进行土石坝的渗流分析

4. 土坝坝坡稳定分析

5. 土坝的材料设计准则

6. 土坝的土基处理

一、名词解释

拱效应 坝壳通过与心墙接触面摩擦力作用阻止心墙沉降的现象 水力劈裂 库水进入裂缝后使其开度增大的现象

流土 在渗流作用下，粘性土和均匀非粘性土体被浮起，发生在粘性土及均匀非粘性土中，发生即破坏。 管涌 土体中部分颗粒被渗流逐步带走，发生在无粘性砂土，砾石中。从发生到破坏，持续较长的时间。

趾板

二，判断题

1， 当筑坝材料相同时，土坝上游坝坡通常比下游坝坡陡。F 2， 水力学法可以确定所有的渗流要素。F 3， 流网法可以确定所有的渗流要素。T

4， 当水力学法和流网法不足以满足设计要求时应采用有限元法或电模拟法。T

5， 下游坝壳土料与防渗体土料的渗透系数之比愈大，则下游坝壳的浸润线愈低，防渗体的渗透坡降就

愈大。T

6， 反滤层中各层滤料的粒径沿渗流方向由粗到细。F 7， 土的抗剪强度指标￠，c可近似地视为一个常量。T 8， 土坝稳定分析的关键是获得可靠的抗剪强度指标。T 9， 均质土坝滑动面一般为折线。F 10， 11，

土石坝地基处理主要目的是减小坝基渗流量，并保证渗透稳定。F 土石坝与混凝土建筑物连接的型式有插入式和翼墙式。T

三、填空题

1、土石坝按施工方法的不同，可分为：碾压式土石坝，水力冲填坝，水中填土坝，定向爆破堆石坝，其中应用最广泛的是碾压式土石坝。

1， 土坝渗流分析的容包括确定浸润线的位置和确定渗流参数。

2， 渗流参数有渗流压力水头，渗流坡降，渗流流速，渗流流量，单位土体上的渗流动水压力。 3， 常用的渗流分析方法有水力学法和流网法

4， 土坝渗流变形的形式有：管涌，流土，接触冲刷，剥离，化学管涌。 5， 土的抗剪强度计算方法有：有效应力法和总应力法。

6， 土石坝稳定分析需要考虑的工况有：施工期，稳定渗流期，水库水位降落期。 7， 土石坝常见的滑动破坏型式有圆弧滑动面，折线滑动面，复合滑动面。

8， 正确选择防渗体和坝壳材料的干容重，才能达到减少不均沉降和拱效应 ，防止出现纵向和水平向

裂缝的目的。

9， 土石坝中土质防渗体有土质心墙，土质斜墙和土质斜心墙三种型式。 10， 11， 12， 13， 14，

土石坝中常见的排水体型式有棱体排水，贴坡排水，褥垫排水，组合式排水。 反滤层的作用是排水和滤土。

土的抗剪强度计算方法有：有效应力法和总应力法。

砂砾石地基处理时，所采用的防渗形式有粘性土截水槽，混凝土防渗墙，灌浆帷幕，防渗铺盖。 碾压式土坝主要由防渗体、坝壳、排水体组成。

四，单选题

1， 土坝坝体由于不均匀沉降而产生C A纵缝 B横缝 C纵缝和横缝

2， 由于拱效应使土质防渗心墙产生（ C ） A纵缝 B横缝 C水平裂缝

3，（B）主要发生在粘性土体渗流出口无保护的情况下。 A 管涌 B流土 C接触冲刷 D管涌和流土

4，工程中常用的均质土坝坝坡稳定分析方法是（ B ） A有限元法 B圆弧法 C直线滑动法 D任意曲线滑动法

1. 采用多种材料筑坝

（A）其材料的透水性可由上游向下游侧逐渐增小； （B）其材料的透水性可由上游向下游侧逐渐增大； （C）其材料的透水性可由下游向上游侧逐渐增大； （D）其材料的透水性可由上游向下游侧逐渐变化。

2. 上游坝坡长期处于饱和状态，同时受水库水位骤降的影响（A）

（A）上游坝坡应缓于下游坝坡； （B）上游坝坡应陡于下游坝坡； （C）下游坝坡应缓于上游坝坡； （D）上游坝坡应同于下游坝坡。 3. 通过坝体的渗透流量

（A）与坝身材料渗透系数无关，坝体的浸润线与坝身材料渗透系数无关；

（B）与坝身材料渗透系数有关，坝体的浸润线与坝身材料渗透系数有关； （C）与坝身材料渗透系数有关，坝体的浸润线与坝身材料渗透系数无关； （D）与坝身材料渗透系数无关。 4. 菅涌

（A）发生在粘性土中。从发生到破坏，持续较长的时间；

（B）发生在无粘性砂土，砾石中。从发生到破坏，持续较短的时间； （C）发生在无粘性砂土，砾石中。从发生即破坏；

（D）发生在无粘性砂土，砾石中。从发生到破坏，持续较长的时间。 5. 土石坝边坡稳定分析计算方法中

（A）瑞典圆弧法考虑了土条间相互作用力的影响； （B）瑞典圆弧法没有考虑了土条间相互作用力的影响； （C）毕肖普法没有考虑了土条间相互作用力的影响；

（D）瑞典圆弧法和毕肖普法都考虑了土条间相互作用力的影响。 6. 堆石棱体排水

（A）能降低坝体浸润线； （B）不能降低坝体浸润线； （C）对坝体浸润线不影响； （D）提高了坝体浸润线。

10. 砂砾石地基处理的主要要解决的问题是： 11.

（A）砂砾石地基透水性小； （B）砂砾石地基强度低； （C）砂砾石地基透水性大； （D）砂砾石地基的液化。

8. 反滤层作用是排水滤土

（A）每层粒径随渗流方向而减小； （B）每层粒径随渗流方向而增大； （C）每层粒径随渗流方向不变； （D）每层粒径随渗流方向透水性减小。 9. 防渗体的厚度由

（A）防渗体的允许渗透坡降和防渗体的上下游水头差之比确定； （B）防渗体的高度和防渗体的允许渗透坡降之比确定； （C）防渗体的上下游水头差和防渗体的允许渗透坡降之比确定； （D）防渗体的渗透系数和防渗体的允许渗透坡降之比确定。 10. 由达西定律可得杜平公式：

（A）； （B）； （C）； （D）。

五、多选题

1， 土石坝中常见的排水体型式有哪几种。ADEF

A棱体排水 B水泵排水 C排水孔 D综合式排水 E褥垫排水 F贴坡排水 2、土石坝设置护坡的目的是（ A B ）

A防止波浪淘刷 B避免水冲刷 C提高坝坡稳定性能 D适应变形的能力

3、 土石坝沥青混凝土心墙的优点是（CD）

A单价低 B抗渗性能低 C抗震性能强 D适应变形的能力强

4、 在混凝建筑物和土石坝的接触面上有可能发生（BC）渗流破坏。 A流土 B接触冲刷 C管涌 D接触流土

六、简答题

1， 反滤层的作用是什么，都在那些部位需要设置反滤层？ 排水滤土，保护土体，防止产生渗透变形 渗流逸出处，不同土料结合部。

2， 坝坡稳定分析的目的是什么？判断所选坝坡的合理性； 3， 坝坡常见的滑裂面形式有哪几种，都发生在哪种土料中？ 4， 常见的土坝防渗体的形式有哪几种，常见的材料有哪些？ 5， 垫层过渡层的主要作用是什么，都布置在什么位置？ 6， 坝体常见的排水体形式有哪些？作用是什么？怎样选用？

7， 在粘土料填筑标准确定过程中干容重d和上坝土料含水量的工程意义是什么？ 是施工质量控制指标。

1. 从防渗材料的种类、防渗位置以及施工方法等方面看，土石坝各有哪些类型？ 2.

根据施工方法分为碾压式土坝、水力冲填、水中倒土坝等。

碾压坝是用机械将土料分层碾压密实，是应用最广泛的施工方法。碾压式土坝又分为：

①均质坝 坝体基本由透水性小的土料填筑而成，不需设置专门的防渗设备。一般采用透水性较小的砂质粘土或壤土，也可以采用几种土料配置的混合料。

②分区坝 由土质防渗体和若干种透水性不同的土石料分区填筑而成。在坝体中央采用弱透水性士料，自中央向上下游侧的土石料透水性逐渐增大，称为心墙坝； 上游侧坝体采用弱透水性土料做成防渗斜墙，坝主体采用较透水的土料，其透水性可由上游向下游侧逐渐增大，称为斜墙坝。为了便于施工，改善坝体应力避免裂缝，近代修建的高土石坝多采用斜心墙土石坝。

2. 根据建筑材料性质及工作条件，分析土石坝应由哪些部分组成？各自作用是什么？

土石坝的组成有坝体：

①坝的主体；

②防渗体：控制坝体浸润线位置，保持坝体渗流稳定性。

③排水设施：安全地排出坝体的渗水，加速孔隙水压力的消散，防止下游坝坡的渗透破坏。

④护坡：防止波浪、气温、雨水等自然现象对坝坡的危害。

3. 土石坝剖面基本尺寸包括哪些容？它们各自的设计原则、方法是什么？

土石坝的剖面尺寸是根据坝高和坝等级、筑坝材料、坝型、坝基情况及施工、运行等条件，参照工程经验初步拟定坝顶高程、坝顶宽度和坝坡，然后通过渗流、稳定分析，最终确定的合理的剖面形状。

坝顶高程确定 设计洪水位 + 坝顶高程在设计洪水位以上的超高，或校核洪水位 + 坝顶高程在核洪水位以上的超高，两者中取大值。

坝项宽度的确定 根据运行、施工、构造、交通和防汛等方面的要求综合确定。我国《碾压式土石坝设计规》要求的坝顶最小宽度为 10~ 15 m 。

土石坝坝坡确定的原则：

①在满足稳定要求的前提下，应可能采用较陡的坝坡，以减少了工程量。

②上游坝坡长期处于饱和状态，同时受水库水位骤降的影响，上游坝坡应缓于下游坝坡；

③从坝体上部到下部，坝坡逐步防缓，以满足抗渗稳定和结构稳定性的要求。

④适当设置马道，用以拦截雨水、防止坝面冲刷。

4. 土石坝渗流分析的目的是什么？有哪些计算方法？各自有哪些优缺点？

渗流分析的目的在于：①对初选的坝的形式与剖面尺寸进行检验，为核算上下游坝坡稳定提供依据。②根据坝体部的渗流要素与渗流逸出坡降，检验土体的渗流稳定性，进行坝体防渗布置与土料配置，防止渗流逸出处发生管涌和流土。③计算通过坝体和河岸的渗流水量损失，并设计排水系统的容量和尺寸。

渗流分析的方法有：

①流体力学法：根据达西定律和稳定渗流的连续性条件方程求解，由于土石坝的边界条件复杂，不容易找出一个势函数 H=f(x ， y ， z ) ，与 H 共轭的渗函数 q= ψ (x ， ·y ， ·z ) 的解析式。

②水力学法：在流体力学基础上，做若干假定、简化，求解渗流区域的平均渗流要素。本章主要讨论渗流计算的水力学法。

③有限单元法：流体力学的数值解法，可以解决复杂边界条件及不稳定渗流问题。是深入研究渗流问题的必不可少的重要手段。

④手工绘制流网法：利用流网的性质（曲线正方形），绘制渗流区域的流网图，求解渗流区域的渗流要素。

⑤实验法：常用的有电模拟法、电网络等模拟试验法。

5. 渗流分析的水力学法有哪些基本假定？

水力学法的基本假定

①坝体的土料为均质，各向同性材料；

②渗流为缓变流（等势线和流线均缓慢变化），渗流场中任何铅直线上各点的流速和水头相等。

6. 两个均质坝除坝身材料渗透系数不同外其它均相同，则它们的浸润线相同而渗透流量不同，渗透系数大则渗流量大。为什么？

由达西定律可得杜平公式：

浸润线方程：

式中， H 1 、 H 2 ——分别为上下游水深， m ；

L ——渗流区的长度， m ；

K ——渗透系数， m ／ d 。

由上述公式可知通过坝体的渗透流量与坝身材料渗透系数有关，渗透系数大则渗流量大。坝体的浸润线与坝身材料渗透系数无关。

7. 解释下列名词：①管涌；②流土。

① 管涌

破坏形式：坝体和地基土体中的部分颗粒被渗流逐步带走。

特点：发生在无粘性砂土，砾石中。从发生到破坏，持续较长的时间。

② 流土

破坏形式：在渗流的作用下，粘性土和均匀的非粘性土体被浮起。

特点：发生在粘性土及均匀非粘性土中，发生即破坏。

8. 试述设计反滤层的原则、方法和步骤。

反滤层作用是排水滤土。反滤层由 1~3 层级配均匀、耐风化的砂、砾、软石或碎石构成，每层粒径随渗流方向而增大。

反滤层设计的原则：

①被保护土层不发生管涌等有害的渗透变形。

②透水性大于被保护土层，能通畅地排除渗透水流，同时不致被细颗粒淤塞而失效。

9. 土石坝坝坡稳定分析的目的是什么？

土石坝坝坡稳定分析是确定坝的设计剖面和评价坝体安全的主要依据，稳定分析的可靠程度对坝的经济性和安全性具有重要影响。

10. 圆弧滑裂面的基本原理

①假定不同的半径及圆心位置，画出一系列的假定圆弧滑裂面。

②对所假定的每一圆弧上的土体进行受力分析，求出坝体上的各力，对圆心的抗滑力矩和滑动力矩。圆弧面上的抗滑安全系数为滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比。

③比较一系列圆弧上的抗滑安全系数，最小的抗滑安全系数所对应的圆弧面为最危险滑弧，要求最小的抗滑安全系数满足设计规的要求。

11. 土石坝边坡稳定分析有哪几种计算情况？各计算情况应考虑哪些力？

对于凝聚性土类组成均质坝坡或非均质坝坡，坝坡的土体的稳定平衡状态遭到破坏发生滑坡时，滑裂面为圆柱面，稳定分析方法采用的是简单而实用的条分法，如瑞典圆弧法、毕肖普（ Bishop ）法，坝坡稳定安全系数用滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义。无粘性土坝坡或以心墙、斜墙为防渗体的砂砾石坝体，其坝坡的稳定分析，常采用楔体平衡理论（直线法或折线法）。

12. 试述用圆弧滑动法计算坝坡稳定有哪些方法。各种方法的精度和适用条件如何？

圆弧滑动法计算坝坡稳定的方法有瑞典圆弧法，该法假定土坡失稳破坏可简化为一平面应变问题，破坏滑动面为一圆弧形面，将面上作用力相对于圆心形成的阻滑力矩与滑动力矩的比值，定义为土坡的稳定安全系数。计算时将可能滑动面以上的土体划分成若干铅直土条，略去土条间相互作用力的影响简单条分法不满足每一土条力的平衡条件，一般使计算出的安全系数偏低，个别情况可达 60 ％。毕肖普法同样假定土坡失稳破坏可简化为一平面应变问题，破坏滑动面为一圆弧形面，但在计算时近似考虑了土条间相互作用力的影响，较瑞典圆弧法更为严格，采用毕肖普法算出的安全系数要比用瑞典圆弧法算出的大 10 ％左右。

13. 土石坝排水设备有哪些类型？各有什么作用？试说明它们的优缺点和适用条件？

排水设施的组成：由砾石、碎石、卵石做成的排水体和反滤层两部组成。

①贴坡排水

特点：简单、省料、易检修；保护下游坝坡不受尾水冲刷，防止下游坡坝渗透变形；不能降低浸润线。

贴坡排水的适用条件：浸润线较低的坝型。

②堆石棱体排水

特点：能降低坝体浸润线；对下游坝坡有防冲、支撑作用；用料多，施工干扰大。

堆石棱体排水的适用条件：高坝、石料多的地区。

③褥垫式排水

特点：降低坝体浸润线，有助于软粘土地基的固结排水；适应不均匀变形能力差，易断裂，检修困难，施工干扰大。

褥垫式排水的适用条件：下游无水。

④综合式排水

将几种不同形式的排水组合在一起成为综合式排水，以兼取各种形式的优点。如：当高水位持续时间不长时，采用贴坡排水与堆石棱体排水结合；褥垫式排水和堆石棱体排水结合等

14. 砂砾石地基处理主要解决什么问题？有哪些处理方法？其优缺点和适用条件是什么？

砂砾石地基处理的主要要解决的问题是砂砾石地基透水性大。处理方法就是采取防渗排水措施。

常用的防渗排水措施：

①垂直防渗设施：如粘土截水墙、混凝土防渗墙、帷幕灌桨等。

②上游水平防渗铺盖。

③下游排水措施：如水平排水层、排水沟、减压井、透水盖重等。

15. 细砂和粉砂的地基处理须要解决什么主要技术问题？从防止液化和渗透变形出发，应任何进行理措施？

七、计算题

水 闸

目的： 1. 了解水闸的工作特点；水闸的作用和类型；水闸的组成部分及其作用。

2. 了解闸址选择的原则。掌握闸孔型式，上下游水位的确定，单宽流量

的选择，闸底板高程的确定和孔口尺寸拟定的方法；能进行闸孔泄流能力的验算。

3. 了解闸下水流的一般连接方式；掌握消力池与辅助消能工布置，波状

水跃及折冲水流的防止措施，护坦、海漫、防冲槽的设置要求。 4. 了解闸下地基渗流的特点。掌握闸基防渗长度的确定，地下轮廓线设

计的方法。掌握直线比例法、改进阻力系数法的概念及计算方法。 5. 了解进行闸室的布置和构造设计的原则。掌握闸室结构型式，底板的

结构型式选择的要求；能进行闸门、启闭机、胸墙、工作桥、公路桥等结构的布置。

6. 理解闸室及地基稳定的概念。掌握闸室基底压力的计算和抗滑稳定计

算方法，地基处理措施。

7. 掌握闸墩结构计算；闸底板结构计算方法。

8. 了解两岸联接建筑物的作用；掌握水闸与河岸的联接方式及布置方

法。

重点： 1. 水闸的作用和类型；水闸的组成部分及其作用。

2. 闸孔型式，上下游水位的确定，单宽流量的选择，闸底板高程的确定

的方法。

3. 消力池与辅助消能工布置；波状水跃及折冲水流的防止措施；护坦、

海漫、防冲槽的设置。

4. 闸基防渗长度的确定；地下轮廓线设计；改进阻力系数法的概念及计

算方法。

5. 底板的结构型式、布置与构造要求；闸门、启闭机、胸墙、工作桥、

公路桥等结构的布置。

6. 闸室基地底力的计算和抗滑稳定计算；地基处理措施。 7. 闸墩结构计算；整体式闸底板结构计算。

8. 水闸与河岸的联接方式及布置方法，挡土墙的结构计算。

难点： 1. 水闸的工作特点，水闸的作用和类型。

2. 闸孔型式选择，闸底板高程的确定。

3. 辅助消能工的布置，波状水跃及折冲水流的防止措施。 4. 改进阻力系数法的概念及计算方法。 5. 底板的结构型式、布置与构造要求。 6. 闸室基地底力的计算，地基处理措施。 7. 整体式闸底板结构计算的弹性地基梁法。 8. 水闸与河岸的联接方式，挡土墙的结构计算。

章节学习容：

1. 水闸的作用和类型；水闸的组成部分及其作用；水闸的工作特点。

2. 水闸的孔口尺寸和泄流能力。闸孔型式的选择；上下游水位的确定；单宽流量的选择；闸底板高程的确定；孔口尺寸的拟定；闸孔泄流能力的验算。

3. 水闸的消能防冲与防护。闸下水流的一般连接方式；消力池与辅助消能工布置；波状水跃及折冲水流的防止措施；护坦、海漫、防冲槽、翼墙和护坡。

4. 闸基防渗排水与渗流计算。闸下地基渗流的特点；闸基防渗长度的确定；地下轮廓线设计；改进阻力系数法的概念、防渗排水设备及其构造。

5. 闸室的布置和构造。闸室结构型式；底板的型式，布置与构造；闸门、启闭机、胸墙、工作桥、公路桥等布置；闸墩分缝及止水的型式与构造。水工建筑物闸门的种类和工作条件，启闭设施。

6. 闸室稳定计算。闸室及地基稳定的概念；闸室抗滑稳定计算；地基处理措施。

7. 闸室结构计算。闸墩结构计算；闸底板结构计算。

8. 闸与两岸的联接建筑物。两岸联接建筑物的作用；

与河岸的联接方式及布置；绕渗问题及其防渗布置。

学习要点：

1. 水闸的作用和类型；水闸的组成部分及其作用；水闸的工作特点

2. 闸址的选择和闸孔尺寸的确定

3. 水闸的消能防设计

4. 水闸的防渗设计

5. 闸室的布置与构造

6. 闸室的稳定计算

7. 闸墩的结构计算，闸底板的结构计算

8. 两岸连接建筑物设计

一名词解释

不平衡剪力 因水闸上部结构在顺水流方向有突变，而底板下地基反力分布呈连续分布所产生的剪力

差值

散流墩 位于消力池前端用于疏散水体防止产生折冲水流的墩型构件 波状水跃 由于水流佛氏数低，形成的不完全水跃，即为波状水跃

二判断题

1、 节制闸通常拦河或者在渠道上建造，用于拦洪、调节水位、控制下泄流量。T 2、 水闸是即挡水又泄水的水工建筑物T

3、 进水闸常建于河道或湖泊岸边，用来控制引水流量。T

4、 排水闸常建于江河沿岸，用来排除渍水，具有双向挡水双向过流的特点。T

5、 挡潮闸建于入海河口附近，具有双向挡水的特点。T

6、 胸墙式水闸一般用于上游水位变化较大，水闸净宽为低水位过闸流量所控制，在高水位时尚需用闸

门控制流量的水闸。T

7、 粘土覆盖的长度是越长越好。F

8、 水闸出流平台上小坎的作用是为了形成淹没式水跃。F 9、 水闸消力池前端的散流墩的主要作用是为了消能。F 10、 11、 12、

闸室稳定分析的计算单元是取相临缝之间的部分。T 需要进入承压水层的桩基础可采用灌注桩。F 当地基中出现承压水时不宜采用沉井基础。T

三、 填空题

1、 水闸按起承担的任务可分为 节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、冲沙闸。 2、 水闸按闸室的结构形式可分为 开敞式、胸墙式、涵洞式。 3、 平原地区水闸枢纽工程共分为五等，水工建筑物共分为五级 。 4、 水闸一般由上游连接段、下游连接段、闸室段三部分组成。

5、 水闸设计容包括闸址选择、确定空口形式和尺寸、防渗排水设计、消能防冲设计、稳定计算、地基

处理、两岸连接建筑物设计等。

6、 水闸设计需要的基本资料有河流规划、运用要求、地形地址、水文气象、地震烈度、建筑物材料、

施工几交通运输条件等。

7、 水闸常用的堰型有 宽顶堰 、 实用堰 。

8、 水闸渗流计算的目的在于求解渗流区的渗流压力、渗流坡降、渗流流速、渗流流量。 9、 水闸渗流计算的常用的方法有流网法、改进阻力系数法、电拟试验法、数值计算法等。 10、

水闸出流平台上小坎的作用是为了防止产生波状水跃，消力池前端散流墩的作用是防止产生折冲水流。

11、 12、

水闸天然地基最大沉降量不宜超过15cm，沉降差不一超过5cm。

闸基沉降量通常采用分层总和法计算，每层厚度不宜超过2m，附加应力用角点法计算，通常算至附加应力与自重应力之比为0.1-0.2深度处。

13、

土基上水闸常见的地基处理方法有预压加固法、换土垫层法、桩基础、沉井基础、振冲沙桩法、强夯法、旋喷法。

四、单选题

水闸是

（A）挡水建筑物； （B）泄水建筑物；

（C）即能挡水，又能泄水的水工建筑物； （D）输水建筑物。 2. 节制闸（拦河闸）：

（A）一般在洪水期，抬高上游水位，枯水期，下泄流量； （B）一般在洪水期，下泄流量，枯水期，抬高上游水位； （C）在洪水期和枯水期，都需要抬高上游水位； （D）在洪水期和枯水期，都下泄流量。 3. 排水闸的作用：

（A）排除涝积水，抵挡外河洪水； （C）排除涝积水和外河洪水； （D）抵挡涝积水和外河洪水。 4. 带胸墙水闸

（A）适于挡水位低于引水水位或排水水位的情况； （B）适于引水位高于挡水水位或排水水位的情况； （C）适于引水位高于引水水位或挡水水位的情况； （D）适于挡水位高于引水水位或排水水位的情况。 5. 底板高程确定的原则有：

（A）拦河闸、冲砂闸的底板高程可低于河底；

（B）进水闸底板高程在满足引水的条件下，可低些，用以挡砂； （C）排水闸的底板高程尽可能低些，用以排污； （D）小型水闸，在满足过流要求的前提下，可低些。 12. 底流消能工程作用使过闸水流

（A）在闸下游消力池产生一定淹没度的水跃； （B）在闸下游消力池产生淹没式水跃； （C）在闸下游消力池产生远离式水跃； （D）在闸下游消力池产生临界水跃。 7. 地下轮廓线是

（A）水闸闸底板和下游消力池等不透水部分和地基的接触线，即为防渗边界线； （B）水闸和地基的接触线，即为防渗边界线；

（C）水闸上游铺盖和闸底板等透水部分和地基的接触线，即为防渗边界线； （D）水闸上游铺盖和闸底板等不透水部分和地基的接触线，即为防渗边界线。 8. 分离式底板受力特点是：

（A）闸室的闸墩及上部结构重量由底板传至地基；

（B）闸室的闸墩及上部结构重量由闸墩底板传至地基；小底板仅承受自身重量及板上水重； （C）闸室的闸墩及上部结构重量由闸墩传至地基；小底板仅承受自身重量； （D）闸室的闸墩的结构重量由闸墩底板传至地基；小底板仅承受板上水重。 9. 整体式底板不平衡剪力产生是因为：

（A）闸底板在垂直水流方向，底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈连续分布； （B）闸底板在顺水流方向，底板上部结构呈连续分布，底板下地基反力分布有突变； （C）闸底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈直线分布；

（D）闸底板在顺水流方向，底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈连续分布。 10. 上游翼墙的功能是：

（A）挡土、消除水流能量，与铺盖共同承担防渗的作用； （B）挡土、平顺引导水流，与铺盖共同承担防渗的作用； （C）挡土、控制过闸水流，与铺盖共同承担防渗的作用； （D）挡土、平顺引导水流，与铺盖共同维持闸室稳定。

一共10道题，您答对0道题，得0分！

五、多选题

六、简答题

1、 拦河闸闸址选择有何要求？ 2、 进水闸闸址选择有何要求？

3、 水闸地下轮廓线上渗流进出口的渗流压力各是多少？中间部分是怎样变化的？ 4、 闸室稳定分析中三式适用情况是怎样的？

5、 弹性地基梁法顺水流流向地基反力分布是怎样的？垂直水流流向地基反力分布是怎样的？ 6、 边墩、岸墙、翼墙有何异同点？

2. 什么叫水闸？按水闸作用分有几类？按闸室结构形式如何分类？

水闸：即能挡水，又能泄水的水工建筑物。

按水闸的作用分类有

①进水闸（渠首闸）

②节制闸（拦河闸）

③排水闸

④分洪闸

⑤冲砂闸（排砂闸）

⑥挡潮闸

按水闸的结构形式分类

• 开敞式水闸

• 洞式水闸

2. 土基上的水闸由哪几部分组成？各起什么作用？

水闸的组成

上游连接段（铺盖及两岸翼墙）：用于平顺引导水流；

闸室（闸门、闸墩、底板、工作桥、公路桥）：用于控制过闸流量，控制上游水位；

下游连接段（护坦、海曼等消能设施）：用于消除过闸水流的能量。

3. 闸孔型式有哪几种？各自优缺点及适用条件是什么？

（1）开敞式不带胸墙闸孔

①可泄洪、排冰、过木或其他漂浮物等，用于分洪闸、拦河闸；

②过闸水流为堰流；

③位于河道、渠道的过水断面上。

（2）开敞式带胸墙闸孔

• 适于挡水位高于引水水位、排水水位，如进水闸、排水闸。

• 减少活动闸门的高度。

（3）涵洞式闸孔：适合于位于河渠、堤防之下的取水、排水水闸。

4. 为什么水闸通常采用底流水跃消能？怎样选择消力池的形式？

水闸在水流方面，泄流量多变，下游消能情况复杂，下游地基抗冲能力差，容易引起河床及两岸的淘刷。底流水跃消能工程，主要通过在闸下游产生一定淹没度的水跃，保护水跃围的河床免受水流的冲刷。

当尾水深度略小于或等于跃后水深，可采用消力坎式消力池。 当尾水深度小于跃后水深 1.0～ 1.5m ，可采用深挖式消力池。

当尾水深度小于跃后水深 1.5m 以上，可采用综合式消力池。

5. 水闸有哪些辅助消能工？它们各自的形式和作用是什么？

辅助消能工的作用为，加强扰动，增加消能效果，以减少池深、池长。

辅助消能工的形式有：

①在闸室下游接一水平段，并在其后设一道小坎，以防止波状水跃。 ②在消力池的前部或后部设消力墩，形成对水流的反力作用。

③尾坎在消力池末端设尾坎，调整出池流速分布。

6. 什么叫波状水跃？产生波状水跃的原因是什么？怎样防止波状水跃带来的危害？

在大流量泄流，而上下游水位落差小的情况下，由于水流佛氏数低，此时往往是形成不完全水跃，即为波状水跃。若发生波状水跃，则消能极不充分，应在闸底板平台末端，斜坡连接段的上游处设置小坎，小坎的断面形状一般为梯形，出闸水流遭遇小坎时，水流向上挑起后，跌落入消力池潜入水中，小坎能够有效的完成水面衔接，加大消能效果。

7. 海漫的作用是什么？对它有什么要求？如何选择材料和确定其尺寸？

海曼的作用为消除余能、调整流速、保护下游河床免受冲刷。

海曼的构造要求是，海曼应具有柔性，适应河床的变形；粗糙性，消除余能；透水性，渗水能自由排除。

海曼的材料常采用干砌石、浆砌石、混凝土板块、铅丝石笼。

海曼的长度 L ：

式中， ：河床土质系数，粉砂、细砂土质， =13～15 ；中砂、粗砂及砂壤土土质， =10～12 ；壤土土质， =8～9 ，粘土土质， =6～7 。

：消力池出口单宽流量。

H ：上下游水位差。

8. 闸基渗流有哪些危害性？

渗流对水闸的危害

①闸基下的渗透压力，降低了闸室的稳定性，两岸的绕渗，对两岸翼墙产生侧推力。

②渗流会加速地基可溶性物质的溶解，引起闸基和两岸土体的渗透破坏。

③渗流会引起水量的损失。

9. 什么叫地下轮廓线和闸基防渗长度？如何确定闸基防渗长度？

地下轮廓线即为水闸上游铺盖和闸底板等不透水部分和地基的接触线，也称为防渗边界线、渗径长度。

地下轮廓线布置原则是上防下排。

地下轮廓线长度： L=CH

C ：渗径系数 H ：上下游水位差。

10. 闸基渗流的计算目的是什么？有哪些计算方法？各自精度和适用条件如何？

闸基下的渗透压力计算的目的是验算闸室的稳定性。

直线比例法认为闸基下渗流沿地下轮廓线长度各点的渗透坡降相同，即各点的渗透水头的损失是均匀的。

改进阻力系数法由地下轮廓线上的角点、板桩的尖点的等水头线，将渗流区分为若干段，如进口段、水平段、垂直段、出口段，分别计算各段的水头损失为 ，各段中间的水头损失按直线变化，即可绘出闸基下的渗透压力分布图。

改进阻力系数法较直线比例法精度高。

11. 改进阻力系数法认为任一流段的水头损失为 ，此式怎样推导来的？

①由地下轮廓线上的角点、板桩的尖点的等水头线，将渗流区分为若干：进口段、水平段、垂直段、出口段。

②求解每个典型段的渗流阻力系数。

根据达西定律：任一段的单宽流量为：

：通过该渗流段的渗透水头损失；

：该渗流段的平均流线长度；

：该渗流段的阻力系数，只与该渗流段的几何形状有关。

③由水流的连续条件，流经各渗流段的单宽流量 相等，则任一流段的水头损失 为： ④总水头差应为各段水头损失的总和：

⑤各段水头损失：

12. 闸室是水闸的主体，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？

闸室由底板、闸墩、闸门、启闭机和工作桥、公路桥、胸墙组成。

底板作用：

• 作为闸室的基础，将闸室及上部结构重量传到地基上。

• 作为地下轮廓线的组成部分，降低通过地基的渗透水流的渗透压力水头。

闸墩作用为分隔闸孔，承受传递水压力，支承闸墩上部结构重量。

闸门的作用是控制过闸水流。

胸墙的作用是减小活动闸门的高度。

13. 试根据不同分类方法说明闸底板有哪些类型？

按水流条件分类：闸底板有有宽顶堰型、实用堰型。

按结构受力条件分类：有分离式闸底板、整体式闸底板和反拱式闸底板。

14. 胸墙有哪些形式？如何选择？

胸墙的结构形式有：

当胸墙的跨度小于 5.0m ，宜采用实心板式；

当胸墙的跨度大于 5.0m ，宜采用肋形结构，即板梁式结构。

15. 对水闸闸室必须进行哪些情况下的稳定验算？各计算情况应包括哪些荷载？

水闸闸室必须进行沿基础面或深层结构面的抗滑稳定验算和基底压力验算。

计算荷载有：①自重；②静水压力；③扬压力 = 浮托力 + 渗透压力；④浪压力；

⑤泥砂压力；⑥地震荷载

16. 抗滑稳定安全系数若不满足《规》的要求，有哪些改善稳定的措施？

提高闸室稳定性的措施

①当基底压力不均匀系数过大，可适当调整闸门、公路桥等上部结构的位置。

②当抗滑稳定系数偏小，可以将闸门下移，增加上游水重；加深底板上的齿墙； 增加上游铺盖的长度；将铺盖作为阻滑板：满足 式中， ：作用在铺盖上的垂直力。

17. 整体式平底板应力计算有倒置梁和弹性地基梁法，试述其适用情况。

弹性地基梁在计算闸底板力时，考虑了地基变形与底板基础变形的协调一致，底板下的地基反力呈曲线分布。弹性地基梁是水闸设计规推荐的计算公式。

倒置梁将闸室底板作为固支在闸墩上的梁来计算闸底板力，没有考虑地基变形与底板基础变形的协调一致，假定底板下的地基反力呈直线分布。适用于底板上分缝的双悬臂梁式结构。

18. 整体式底板不平衡剪力是怎样产生的？

闸底板在顺水流方向，底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈连续分布， 单宽板条上下的荷载不平衡，则板条两侧有不平衡剪力存在，以维持板条的平衡。

19. 水闸连接建筑物的作用是什么？

上游翼墙的功能是挡土、平顺引导水流，与铺盖共同承担防渗的作用。下游翼墙的功能是挡土、引导出闸水流沿翼墙均匀扩散。

20. 水闸两岸连接建筑物有哪些布置形式？各自特点是什么？

①反翼墙：水流条件和防渗效果好，工程量大。

②扭曲面翼墙：水流平顺，工程量小，但施工复杂。

③斜翼墙：工程量小，施工简单，水流条件差。

21. 上下游翼墙有哪些结构形式？

上下游翼墙结构形式有：

重力式：用于挡土高度为 5m ～ 6m 的情况；

悬臂式 : 用于 挡土高度为 6m ～ 8m 的情况；

扶壁式：用于挡土高度为 8m ～ 9m 的情况；

空箱式：用于挡土高度为 6m ～ 10m 的情况。

河 岸 溢 洪 道

目的： 1. 了解河岸泄水建筑物的功用、类型和运用条件。

2. 了解正槽溢洪道的组成、使用条件及选址原则。掌握进水段平面布置、

断面型式，控制段溢流堰的布置和断面设计，泄水槽的收缩段、扩散段、弯曲段的设计特点；出口消能方式的选择及尾水渠的布置要求。

重点： 1. 河岸泄水建筑物类型和运用条件。

2. 河岸泄水建筑物类型和运用条件。

1. 正槽溢洪道的进水段的作用、平面布置、断面型式；控制段溢流堰的

难点：

布置、泄水槽的布置、断面设计、收缩段、扩散段、弯曲段的设计特点。

2. 控制段溢流堰的布置，泄水槽的收缩段、扩散段、弯曲段的设计特点

章节学习容：

1. 河岸泄水建筑物的功用、类型和运用条件。

2. 正槽溢洪道。组成、优缺点、使用条件及选线原则；进水段的作用、平面布置、断面型式；控制段溢流堰的布置、布置和断面设计、收缩段、扩散段、弯曲段的设计特点；出口消能方式的选择及尾水渠。

学习要点：

1. 河岸式溢洪道的类型和运用条件

2. 正槽式溢洪道设计要点

一、名词解释

冲击波 波角

偏转角

二、判断题

三、填空题

1．泄水建筑物是用来泄放超过水库调蓄能力的洪水或是降低及至放空库水的水工建筑物，分为河床式

和河岸式两大类。

2．河岸式泄水建筑物可分为河岸溢洪道和泄水遂洞两大类，河岸溢洪道主要分为正槽式溢洪道、侧槽

式溢洪道、竖井式溢洪道、倒吸式溢洪道四大类。

3．河岸式泄水建筑物常见的有河床溢洪道（即泄洪闸、溢流坝）中孔底孔、放空孔、排砂孔等，灌溉

放水孔，发电放水孔等带边兼有泄水之功效。

4．泄水建筑物设计时，一般先选定泄洪方式，并拟定若干泄水布置方案、然后进行调洪演算及泄流计

算、估计淹没损失和项目造价、再通过技术经济比较选定最优方案。

5．河岸溢洪道的布置和形式选择，应在考虑地面条件、地质条件、水利条件、施工条件、运行管理条

件等的基础上、通过技术经济比较后确定。

6．正槽溢洪道是由进水渠（引水渠）控制段（常为控制）泄水槽、消能防冲设施，尾水渠（退水渠）

五部分组成，其作用是饶过挡水建筑物将库水平顺引入挡水建筑物下游的原河道。

7．控制段分为渠式和堰式两种，渠式控制段的水力特征是明渠非均匀流，其缺点是在同一溢流水深的

情况下，其单宽泄流能力比堰式控制段要小的多，且渠道的界面形状，粗糙率、底坡等的改变均会带来库水位的变化、应尽量避免采用此种形式。

8．溢流堰常见的型式有宽顶堰和实用堰两大类的堰型有WES堰、抛物线堰（带胸墙的情况）、驼峰堰等。 9．控制段的尺寸包括， 控制段顶部高程 （或堰顶高程）、垂直水流方向的宽度（即溢流段的宽度）、

胸墙的底高程等。

10．泄水槽底坡由缓变陡时用抛物线连接、由陡变缓时用反弧连接，当水流速较大时反弧半径常在（3-6）

H围选择（h为变陡处断面水深）

11．当水流速度较大是，因固体边界侧壁几何条件发生变化使水面产生波浪，这种波浪叫冲击波。 12．泄槽的平面布置是确定泄槽的轴线位置、包括转弯半径及中心角等。 13．泄槽的纵剖面设计是确定纵坡、抛物线方程及反弧半径。 14．泄槽横剖面的设计是确定过水断面的型式和尺寸。

15．泄槽的收缩段设计是确定 侧墙偏转角θ 、收缩段的长度L 、和 水深h 16．泄槽扩散段的设计是确定扩散角θ

17．泄槽弯道段的设计是确定 转弯半径、 中心角、 边墙水深 及 消除冲击波的方法（如渠底超高法、

复曲线法）

18．防止空蚀的主要措施有选择合理的体型、控制水流边界的不平整度、惨气减蚀等。

19．影响泄槽衬砌安全的主要荷载有扬压力和动水压力，对衬砌的主要要求是表面光滑平整、止水可靠、

排水面通畅。

20．壅水坝主要有混凝土坝，橡胶坝等。其中以WES坝的混凝土坝较为常见。其作用是抬高河道水位，

满足自流引水需要。可设闸门，也可不设闸门。

21．通航建筑物常见的形式有升船机和船闸两大类。其中船闸的运输量大，较为经济安全，应用广泛。 22．引水结构是指从河道取水的水利枢纽。分为有闸坝引水和无闸坝引水两大类。

23．弯道环流的主要特点：凹岸冲刷形成深槽，凸岸淤积形成浅滩。故引水口宜设在凹岸顶端的下游适

当位置处，以达到引水防沙的目的。

24．在河道直段侧面引水时，进口的侧面引水环流，导致底层推移质进入渠道，当引水比超过50%时，

河道的泥沙几乎全部进入渠道。

25．无坝引水结构主要由进水闸，冲沙闸，沉淀池以及河道整治建筑物等组成。按引水口的数目可分为

一道制和多道制两种，其引水比不宜超过50%。多泥沙河流的引水比不宜超过30%，其引水角约30%~60%。

26．有闸坝引水结构主要由壅水坝（拦河闸），进水闸以及防沙设施（如沉沙槽，冲沙闸，冲沙廊道，

拦沙坎，导沙坎，冲沙槽等），导水墙等组成。

27．多泥沙河流有闸坝引水枢纽的渠道布置形式有：泥沙槽式，人工弯道式，底部栏栅式，底部冲沙廊

道式，两岸引水式等渠道。

28．坝址及坝型选择主要考虑地质条件，地形条件，建筑物材料，施工条件，综合效益等。

29．枢纽布置的一般原则和要求是：①运行管理方便，干扰小。②经济合理，一物多用，废物再用。③

施工方便，工期短，干扰小。④环境影响小（如淹没，浸没，淤积，河床演变，水温，水质，生物和气候等。）

四、单选题

1. 河岸式溢洪道的类型有

（A）正槽式溢洪道、斜槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道； （B）正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、隧洞式溢洪道和虹吸式溢洪道； （C）正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道； （D）横槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道。 2. 封闭式溢洪道

（A）没有超泄能力；

（B）有超泄能力； （C）超泄能力大；

（D）随着水位增加，有超泄能力。 3. 宽顶堰型控制堰

（A）自由泄流围小，流量系数大； （B）自由泄流围小，流量系数小； （C）自由泄流围大，流量系数大； （D）自由泄流围大，流量系数小

4. 泄槽的平面布置宜直线布置，不宜转弯；若必须转弯

（A）转弯半径大于1倍的泄水槽底宽； （B）转弯半径大于5倍的泄水槽底宽； （C）转弯半径大于10倍的泄水槽底宽； （D）转弯半径小于泄水槽底宽。

5. 泄槽纵断面宜采用单一的底坡；若坡度由陡变缓

（A）变坡处应由反弧段连接； （B）变坡处应由抛物线连接； （C）变坡处应由直线连接； （D）变坡处应由折线连接。

五、多选题

5、正槽溢洪道的溢流堰可选用（ Ｂ、Ｃ ）。 A、薄壁堰。 B、宽顶堰。 C、实用堰。

六、简答题

3. 在哪些情况下需要修建河岸溢洪道？河岸溢洪道有哪几种型式？它们各自的特点和适

用条件是什么？

4. 当水利枢纽的坝型为土石坝；或坝型为重力坝，但河谷狭窄，布置河床式溢洪道有困难

时，可以修建河岸溢洪道。

河岸式溢洪道的类型有正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道。

正槽式溢洪道和侧槽式溢洪道为开敞式溢洪道，超泄能力大，工作可靠性大，适应性强。

井式溢洪道和虹吸式溢洪道为封闭式溢洪道，没有超泄能力，工作可靠性较差，但进口高程低，能预泄洪水。

2. 将溢洪道分为正常溢洪道（主、副溢洪道）和非常溢洪道的原因是什么？它们各宣泄什么标准的洪水？

①正常溢洪道：按设计、校核洪水标准修建的永久性泄水建筑物。

②非常溢洪道：根据最大可能洪水标准，采取的非常保坝措施，有漫溢式溢洪道，自溃式溢洪道。

3. 正槽式溢洪道由哪几部分组成？各自的作用是什么？

组成：引水渠、溢流堰（控制堰）、泄水槽、消能设施、尾水渠

引水渠的作用：将库水平顺引至溢流堰前。

溢流堰（控制堰）的作用：控制溢洪道的泄水能力。

泄水槽（陡坡段）的作用：将下泄洪水由水库的上游水位高程降至下游水位高程。

消能防冲段的作用：消除泄水槽下来的高速水流的能量。

尾水渠的作用：将溢洪道下泄的洪水平顺引至下游河道。

4. 正槽式溢洪道控制堰段主要有哪些堰型？

正槽式溢洪道控制堰段主要堰型有宽顶堰、实用堰、驼峰堰。

5. 试述正槽式溢洪道泄槽平面和纵剖面布置的原则和方法。

泄槽的平面布置宜直线布置，不宜转弯；若必须转弯，转弯半径大于 10 倍的泄水槽底宽；采取收缩段，可减少开挖量，收缩角应小，以避免产生冲击波。

泄槽纵断面：宜采用单一的底坡；若坡度由陡变缓，边坡处应由反弧段连接；若坡度由缓变陡，边坡处应由抛物线连接。

6、非常溢洪道的作用是什么？有哪几种形式？哪种形式更可靠？ 当出现超过设计标准的洪水时，利用它辅助泄洪，以保大坝安全。 漫流式、自溃式、爆破引溃式。 爆破引溃式。

七、计算题

水 工 遂 洞

目的： 1. 了解水工隧洞的作用和工作特点。

2. 泄水隧洞的组成及其作用；泄水隧洞的线路选择，进口建筑物的型式

选择；洞身断面型式及尺寸选择；出口建筑物及下游消能。

3. 掌握作用在隧洞衬砌上的荷载（包括山岩压力、围岩的弹性抗力、水

压力、外水压力、衬砌自重）的计算方法；隧洞的荷载组合。圆形有压隧洞衬砌力计算。

重点： 1. 水工隧洞的作用和工作特点。

2. 水工隧洞的总体布置。

3. 隧洞衬砌上的荷载的计算方法；隧洞的荷载组合。圆形有压隧洞衬砌

力计算。

难点： 1. 水工隧洞的工作特点。

2. 进口建筑物的型式选择；水工隧洞的衬砌型式、作用及类型。 3. 圆形有压隧洞衬砌力计算。

章节学习容：

1. 水工隧洞的类型和工作特点。

2. 泄水隧洞的组成及其作用；闸门在泄水隧洞中的布置。

3. 泄水隧洞的线路选择，从剖面布置及平面布置。

4. 进口建筑物的型式选择；洞身断面型式及尺寸选择；出口建筑物及下游消能。

5. 作用在隧洞衬砌上的荷载（包括山岩压力、围岩的弹性抗力、水压力、外水压力、衬砌自重）；荷载组合。

6. 水工隧洞的衬砌型式、作用及类型，圆形有压隧洞衬砌力计算。

学习要点：

1. 水工遂洞的类型及工作特点 2. 泄水遂洞的布置、类型和构造 3. 遂洞衬砌上的荷载及衬砌结构计算

一、名词解释

岩体初始应 力洞室开挖前岩体的应力。 围岩压力 因围岩变形或塌落作用在支护上的力。

弹性抗力 衬砌受力向围岩变形，围岩对衬砌呈现出的一种被动抗力

二、判断题

1、泄水隧洞的线路选择是确定一条隧洞长度最小的路线。 （ F ） 2、弹性抗力是主动力。 （ T） 3、隧洞围岩的弹性抗力与衬砌的刚度无关。 （ F ） 4、隧洞山岩压力的大小与岩体的质量无关。 （ F ） 5、围岩的弹性抗力与衬砌上作用的荷载无关。 （ F ） 6、隧洞固结灌浆与回填灌浆的作用相同。 （ F ） 7、外水压力的大小与地下水位无关。 （ F ） 8、地下水柱折减系数的取值与地下水活动状态有关。 （ T ） 9、对于高流速无压隧洞，应力求避免在平面上设置曲线段。 （ T ） 10、对于高流速无压隧洞，应力求避免在纵剖面上设置曲线段。 （ F ） 11、地下水活动状态与围岩裂隙发育程度有关。 （ T ） 12、围岩压力是被动力。 （ T ） 13、有压洞应避免出现有压无压交替流态。 （ T ） 14、高流速有压洞的转弯半径及转角宜通过试验确定。 （ T ） 15、对于有压洞而言，当考虑弹性抗力时，围岩厚度应不小于3倍洞径。（ T ） 16、有压洞纵坡取决于隧洞进出口高差。 （ T ） 17、有压洞全线在最不利条件下，洞顶水压力水头不小于2m。 （ T ） 18、一般情况下，隧洞进出口洞顶岩体厚度不宜小于1倍洞径。 （ T ）

19、无压洞检修闸门槽前的入口段长度可控制在（0.8～1.0）倍工作闸门处孔口高度围。（20、无压洞的断面尺寸是依据水面曲线确定的。 （ T ）

） T 三、填空题

1、水工隧洞由 进口段 、 洞身段 和 出口段 等组成。 1、有压洞出现有压无压交替流态，会引起 空蚀 和 振动 。 2、有压洞工作闸门常采用弧形闸门，位于隧洞的 压坡段 之后；检修门常采 用平面闸门，位于隧洞 进口喇叭段 之后。

3、水工隧洞进口段由进口喇叭口、闸门室、通气孔、 平压管段 和 渐变段 等组成。 4、低流速隧洞弯道转角宜 小于等于 60，曲率半径宜 大于等于 5倍洞径，两弯道之间的直线连接段宜 大于等于 5倍洞径。

5、对于较坚硬完整的岩体，无衬砌的有压洞顶部围岩厚度应 大于等于 1.0H，侧向围岩厚度应 大于等于 1.5H。

6、水工隧洞纵坡应满足运用、上下游衔接、 施工 、 检修 、等要求。

7、无压洞纵坡应 大于 ik，有压洞纵坡主要取决于 进出口高程 ，全线洞顶在最不利条件下保持不小于2m的压力水头。有压隧洞不宜采用平坡或反坡因其不利于检修排水。

1、水工隧洞进水口的形式有、 竖井式 、 塔式 、 岸塔式 和 斜坡式 四种。 2、隧洞出口常见的消能方式有 挑流 和 底流 。

3、无压洞龙抬头进口之后用 抛物线段 、 斜坡段 和反弧段连接。

4、泄洪洞与发电洞合一布置时，分岔角一般在 30～60 之间；发电洞在分岔段后的长度不宜 小于 自身洞径的10倍。

5、泄洪洞与发电洞合一布置时，为防止岔尖发生空蚀，当主洞泄洪时，出口面积收缩比宜 小于等于

○

00.85；支洞泄洪时，出口面积收缩比 小于等于 0.7。

四、单选题

1、有压隧洞常用的断面型式有（ B ）。

A、圆拱直墙形。 B、圆形。 C、马蹄形。 D、圆拱斜墙形。 2、隧洞的工作闸门在（ D ）。

A、静水中启闭。 B、动水中关闭，静水中开启。 C、静水中关闭，动水中开启。 D、动水中启闭。 3、水工隧洞回填灌浆的目的是（ C ）。

A、提高围岩的强度。 B、提高围岩的整体性。

C、将衬砌与围岩之间的空隙充填密实。 D、提高围岩的承载力。

4、当岩体破碎不考虑弹性抗力时，作用于衬砌的地基反力的分布规律近似为（ B ）。 A、正弦曲线。 B、余弦曲线。 C、正切曲线。 D、正割曲线。 1、平压管的作用是（ A ）。

A、保证检修闸门静水启闭。 B、排水。 C、排气。 D、补气。

2、弹性抗力是（ B ）。

A、主动力。 B、被动力。 3、围岩压力是（ A ）。

A、主动力。 B、被动力。

1. 有压遂洞的围岩厚度不应小于

（A）2倍的洞径或0.4倍的压力水头；

（B）3倍的洞径或0.4倍的压力水头；

（C）3倍的洞径或1倍的压力水头；

（D）3倍的洞径或3倍的压力水头。 2. 对于有压洞，通气孔作用在遂洞检修完毕后

（A）关闭工作门，向两闸门间充水时，向孔外排气； （B）关闭工作门，向隧洞充水时，向孔外排气； （C）关闭工作门，向两闸门间充水时，向孔进气； （D）关闭工作门，开启检修闸门时，向孔外排气。 3. 平压管的作用是：

（A）由水库向两闸门间充水，减少检修闸门的启门力；

（B）由水库向隧洞充水，减少检修闸门的启门力； （C）由两闸门间向水库排水，减少检修闸门的启门力； （D）由两闸门间向水库排气，减少检修闸门的启门力。 4. 压坡段的作用是：

（A）改善出口压力分布，以保证洞为明流状态； （B）改善出口压力分布，以保证洞为无压流状态； （C）改善出口压力分布，以保证洞为满流状态；

（D）改善出口压力分布，以保证洞为急流状态。

5. 弹性抗力，对衬砌表现为

（A）主动的作用； （B）被动的作用； （C）压力的作用； （D）拉力的作用。

6. 当地质条件较差，岩体软弱破碎，坚固系数时

（A）应有地基反力与相应的外荷载相平衡； （B）围岩不能产生与相应的外荷载相平衡的反力； （C）应有弹性抗力与相应的外荷载相平衡； （D）应有围岩自重与相应的外 7. 山岩压力，对衬砌表现为

（A）主动的作用。 （B）被动的作用。 （C）被动的作用。 （D）拉力的作用。 8. 有压遂洞的断面形式采用

（A）马蹄形断面较为有利。 （B）城门洞形断面较为有利。 （C）圆形断面较为有利。 （D）矩形断面较为有利。

五、多选题

1、隧洞出口常用的消能方式有（ B D ）。

A、面流消能。 B、底流消能。 C、洞消能。 D、挑流消能。 2、作用在隧洞衬砌上的外水压力与（ A C ）有关。

A、水库蓄水后的地下水位。 B、隧洞断面与尺寸。 C 、围岩地质情况。 D、隧洞施工方法。 3、通气孔的作用是（ A B）。

A、补气。 B、排气。 C、进人。 D、吊物。 4、弹性抗力与（ D B ）有关。

A、围岩的强度。 B 、围岩的稳定性。 C、围岩的厚度。 D、衬砌的刚度。 5、弹性特征因素A与（ B D C ）有关。

A、岩性。 B、衬砌材料的弹性模量。 C、衬砌材料的泊松比。 D、岩石的单位弹性抗力系数。

1、隧洞衬砌的类型有（ A B C ）。

A、平整衬砌。 B、单层衬砌。 C、组合衬砌。 2、隧洞灌浆分为（ A B D ）。

A、帷幕灌浆。 B、回填灌浆。 C、接缝灌浆。 D、固结灌浆。 4、围岩压力主要有（ A B ）。

A、垂直围岩压力。 B、侧向围岩压力。

C、纵向围岩压力。

六、简答题

1、衬砌上的作用力有哪些？ 2、弹性抗力系数是怎样确定的？

3、隧洞衬砌的作用是什么？在什么情况下可以采用不衬砌隧洞？

4、隧洞排水的目的是什么？有压隧洞在什么情况下设置排水？无压隧洞和有压隧洞如何排水？ 5、水工隧洞的工作闸门和检修闸门各有何工作特点？如何布置？ 6、在隧洞衬砌计算中，温度作用是怎样考虑的？

7、山岩压力与弹性抗力有何不同？山岩压力是如何计算的？ 8、隧洞灌浆的作用与类型是什么？

9、从功用上来分，常见的隧洞有哪几种？其作用如何？ 10、岩体初始应力是怎样确定的？

2. 水工隧洞有哪些用途？按水流状态划分有哪两类？泄水隧洞的工作特点是什么？

水工隧洞作用有：

①配合溢洪道泄放洪水，也可以作为主要的泄水建筑物。

②引水：发电、灌溉、供水。

③排放水库泥砂，延长水库寿命，有利于水电站正常运行。

④防空水库，以利建筑物检修。

⑤施工导流。

按水流状态，水工遂洞可分为：

有压洞：引水发电的遂洞一般为有压洞。

无压洞：泄洪、排放水库泥砂、施工导流等用途的遂洞一般为无压洞。

水工隧洞工作特点

①运用条件：在水下工作，工作可靠性差，检修困难、闸门承受的水压力较大。

②水流条件：多为深水进口，高速水流易在洞产生空蚀破坏，对体形设计要求高；单宽流量大，消能困难。

③结构方面：作为地下结构，开挖后破坏了原有的岩体平衡，引起应力重分布，使得洞需要临时性支护、永久性衬砌保证围岩的稳定性。

④施工方面：工期长、场地狭窄、施工工序多。施工进度往往影响整个工程工期。

⑤功能方面：运用灵活。

3. 选择水工隧洞洞线的原则和要求是什么？

布置及选线

遂洞路线选择是设计中的关键，它关系到遂洞的造价、施工的难易、工程进度、运行可靠性等方面的问题。遂洞选线的原则和要求为：

①遂洞路线应尽量避开不利的地质构造、围岩不稳定及地下水位较高的地段，以减小作用在遂洞衬砌上的围岩压力和外水压力。

②遂洞在平面上应力求短而直。若必须转弯时，转弯半径不宜小于 5 倍的洞径或洞宽，转角不宜大于 60 0 ，弯道两端的直线段也不宜小于 5 倍的洞径或洞宽。

③遂洞应有一定的埋深，有压遂洞的围岩厚度不应小于 3 倍的洞径或 0.4 倍的压力水头。

④遂洞的纵坡，应根据水力条件、运行要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合比较确定。

⑤对于长遂洞，应利用地形地质条件，布置一些施工支洞、竖井、以便增加施工作业面，改善施工条件。

4. 有压泄水洞对岩层覆盖厚度的要求是什么？

有压遂洞的围岩厚度不应小于 3 倍的洞径或 0.4 倍的压力水头。

5. 泄水洞进口建筑物由哪些部分组成？各部分的作用是什么？

①进口喇叭口段

作用：使水流平顺，减少水头损失，控制负压生产。体型应符合流线型。

②通气孔

作用：有压洞，关闭工作门，向两闸门间充水时，向孔外排气。

无压洞，向明流段充气。

③平压管

作用：由水库向两闸门间充水，减少检修闸门的启门力。

④拦污栅

作用，阻止较大的漂浮物进入遂洞。

⑤压坡段

作用：在泄水孔出口应受缩断面，改善出口压力分布，以保证洞为满流状态。压坡段顶部坡率一般采用 1 ： 4~1 ： 6 之间，其长度一般为 3m~ 6m。

6. 进口建筑物有哪些类型？

进口建筑物的类型有

竖井式，在进口附近的山体中开挖建成；

塔式，在山坡前的水库中建造封闭式混凝土塔；

岸塔式，沿岸坡建造封闭式混凝土塔。

7. 为什么有压洞一般采用圆形断面？而无压洞多采用城门形断面？

圆形遂洞断面的水流条件和受力条件较为有利，因此有压遂洞的断面形式一般采用圆形。无压遂洞的断面形式一般采用圆拱直墙形（城门洞形），以保证洞顶以上有一定的净空高度和承担洞顶以上围岩压力。

8. 洞身衬砌的作用是什么？衬砌材料和类型有哪些？

衬砌的作用为限制围岩变形，承受围岩压力等荷载，达到安全、稳定的目的。防止渗透等自然现象对围岩的破坏。平整围岩表面，减少糙率，增大输水流量。

衬砌的类型有

①平整衬砌 平整围岩表面，不承受作用力，只减少衬砌表面糙率；

②单层衬砌 由混凝土、钢筋混凝土或浆砌石做成，承受作用力，减少衬砌表面糙率；

③组合衬砌 层为钢板、钢筋网喷降，外层为混凝土、钢筋混凝土。

9. 什么叫山岩压力？有哪些计算方法？各适用什么条件？规规定采用什么计算方法？

将围岩视为具有一定凝聚力的松散介质，洞室开挖后顶部岩块失去平衡形成一个塌落拱，拱外岩石自行平衡。围岩压力为洞顶的自然平衡拱下松动岩块的重量。

计算方法有普氏法和经验估算法。《水工遂洞设计规》推荐的方法是经验估算法。

10. 何谓弹性抗力？弹性抗力系数的物理意义是什么？

七、计算题

过坝建筑物、闸门

一、名词解释 二、判断题 三、填空题

1、闸门橡皮止水常用型式有条型、 P 型、 L 型。

2、船闸一般由 闸室 、 闸首 、 输水系统 、 上下游引航道 等几部分组成。 3、船闸的基本尺度包括： 闸室有效长度度 、闸室有效宽度、闸槛水深及引航道的长度和宽度等。 4、船闸按级数可分为 单级 船闸、 多级 船闸。 5、船闸按线数可分为 单线 船闸、 多线 船闸。 6、渡槽一般由槽身、支撑结构、 进口段 和 出口段 等组成。 四、单选题

1、露顶弧形闸门的止水一般设置在闸门（ ）。 A、下游侧。 B、上游侧。 2、潜孔弧形闸门的侧止水应设置在闸门（ ）。

A、上游侧。 B、下游侧。 C 侧面 3、露顶闸门（ B ）。

A、设置顶止水。 B、不设置顶止水。 4、潜孔闸门（ ）。

A、设置顶止水。 B、不设置顶止水。 5、露顶平面闸门的止水一般设置在闸门（ ）。 A、下游侧。 B、上游侧。 6、潜孔平板闸门的侧止水应设置在闸门（ ）。

A、上游侧。 B、下游侧。 C 闸门槽 7、止水一般设置在（ ）

A、 门槽上 B、门叶和胸墙上

五、多选题

1、闸门主要由（ A B C ）组成。

A、主体活动部分。 B、埋固部分。 C、启闭设备。

2、闸门支承型式有（ ）

A轮式支承 B滑道支承 C 固定支承 3 、轮式支承分为（ ） A 定轮支承 D台车支承 4、定轮支承分为（ ）

A悬臂支承 B简支支承 C

六、简答题 七、计算题

轮座支承

过坝、渠系、河道整治建筑物一、 名词解释

引水角 引水比

二、判断题 三、填空题 四、单选题 五、多选题 六、简答题

七、计算题

水利枢纽布置

1. 了解水利枢纽设计的任务与容。水利枢纽的设计阶段，各阶段的设计

目的： 容，各阶段对设计资料的要求。枢纽布置的一般原则，水利枢纽中各类

水工建筑物对布置的要求与考虑因素。

1. 水利枢纽的设计阶段，水利枢纽中各类水工建筑物对布置的要求与考

重点：

虑因素。

难点： 1. 水利枢纽中各类水工建筑物对布置的要求与考虑因素

章节学习容：

1. 水利枢纽设计的任务与容

2. 水利枢纽的设计阶段

3. 水利枢纽工程的布置

学习要点：

1. 水利枢纽的设计阶段

2. 水利枢纽工程的布置

一、名词解释 二、判断题 三、填空题

四、单选题

1. 水利枢纽的设计阶段依次为

（A）可行性研究报告、项目建议书、初步设计、招标设计、施工图设计五个阶段。

（B）项目建议书、可行性研究报告、初步设计、招标设计、施工图设计五个阶段。

（C）项目建议书、初步设计、可行性研究报告、招标设计、施工图设计五个阶段。

（D）项目建议书、可行性研究报告、招标设计、初步设计、施工图设计五个阶段。 2. 初步设计是在

（A）项目建议书的基础上，根据必要而准确的设计资料所进行的最基本的设计阶段，同时也是项目建设前期工作的最后一个阶段。

（B）研究报告的基础上，根据必要而准确的设计资料所进行的最基本的设计阶段，同时也是项目建设前期工作的最后一个阶段。

（C）可行性研究报告的基础上，根据必要而准确的设计资料所进行的最基本的设计阶段，同时也是项目建设前期工作的最后一个阶段。

（D）可行性研究报告的基础上，根据必要而准确的设计资料所进行的最后的设计阶段。 3. 施工图设计是在

（A）初步设计和招标设计的基础上，绘制具体施工图的设计阶段。 （B）可行性研究报告的基础上，绘制具体施工图的设计阶段。 （C）初步设计和招标设计的基础上，所进行的最基本的设计阶段。 （D）项目建议书的基础上，绘制具体施工图的设计阶段。 4. 水利枢纽设计的任务与容包括

（A）河流开发规划，环境影响评价，水文与气象研究，工程地质研究，经济评价分析，施工可行性研究、研究报告的编写。

（B）河流开发规划，环境影响评价，水文与气象研究，工程地质研究，建筑材料研究，经济评价分析，管理运行条件研究、研究报告的编写。

（C）河流开发规划，水文与气象研究，当地国民经济状况研究、建筑材料研究，经济评价分析，研究报告的编写。

（D）河流开发规划，环境影响评价，水文与气象研究，工程地质研究，建筑材料研究，经济评价分析，研究报告的编写。

五、多选题 六、简答题

1. 水利枢纽设计的任务与容有哪些？

水利枢纽设计的任务与容包括河流开发规划，环境影响评价，水文与气象研究，工程地质研究，建筑材料研究，经济评价分析，研究报告的编写。

2. 水利枢纽的设计阶段有哪些？

水利工程勘察设计的全过程可分为项目建议书、可行性研究报告、初步设计、招标设计、施工图设计五个阶段。

3. 什么是项目建议书？

在江河流域（区域）综合利用规划或专业规划的基础上编制的要求建设某一项目的建议性设计文件，其主要作用是对一个拟进行建设的项目的初步说明，供国家选择并决定是否列入下一步工作。

4. 什么是可行性研究报告？

在项目建议书的基础上，对拟建工程项目进行全面技术经济分析论证的设计文件，其主要作用是通过对工程在近期建设的必要性、技术上的可行性和经济上的合理性的综合论证，为投资决策提供科学依据。

5. 什么是初步设计？

在可行性研究报告的基础上，根据必要而准确的设计资料所进行的最基本的设计阶段，同时也是项目建设前期工作的最后一个阶段。

6. 什么是招标设计？

随着招投标制在中国水利建设领域中的广泛推行， 1994 年水利部规定，对需进行施工招标且尚未开工的项目，均应在完成初步设计之后进行招标设计。

13. 施工图设计

14. 在初步设计和招标设计的基础上，绘制具体施工图的设计阶段。

水利水电枢纽工程的设计

目的： 1.了解水资源规划的容，流域规划和区域规划的关系。

2.了解水利水电枢纽工程规划设计研究的主要容。

重点： 了解水利水电枢纽工程规划设计研究的主要容。

环境影响评价、工程水文研究、工程地质研究、建筑材料研究 、经济评

难点：

价分析 及编制设计研究报告等项工作的主要容。

章节学习容：

1.水资源规划的容，流域规划和区域规划的关系，流域综合规划和流域专业规划的关系。

2.了解水利水电枢纽工程规划设计研究的主要容。

学习要点：

1.水资源规划的容，流域规划和区域规划的关系，流域综合规划和流域专业规划的关系。

2.环境影响评价、工程水文研究、工程地质研究、建筑材料研究 、经济评价分析 及编制设计研究报告等项工作的主要容。

一、名词解释 二、判断题 三、填空题 四、单选题 五、多选题 六、简答题 七、计算题

1.什么是水资源规划？

水资源规划分为流域规划和区域规划。流域规划包括流域综合规划和流域专业规划；区域规划分为区域综合规划和区域专业规划。

2. 什么是流域综合规划？

流域综合规划和区域综合规划体现该地区国民经济和社会发展的总要求，同时还必须与土地利用规划和环境保护规划相协调，兼顾各流域，各地区和各行业的需要和发展。

3. 什么是流域专业规划？

流域专业规划指流域或区域的水文测验规划、防洪规划、水电开发规划、治涝规划、灌溉规划、航运规划、竹木流放规划、渔业规划、水土保持规划、水资源保护规划、环境保护规划等。 4. 水利水电枢纽工程规划设计应进行哪些方面的研究？

水利水电枢纽工程规划设计应进行环境影响评价、工程水文研究、工程地质研究、建筑材料研究、经济评价分析等方面的研究，最后编制设计研究报告。

综合测试：

1. 水资源规划分为：

A）流域规划和区域规划；B）区域综合规划和区域专业规划 C）区域规划和区域专业规划； 2. 水利水电枢纽工程规划设计应进行以下几方面的研究：

A）水文信息研究 、工程地质研究、建筑材料研究 、经济评价分析、 设计研究报告编制等方面的研究 （B）环境影响评价、工程水文研究、水文地质研究、建筑材料研究 、经济评价分析 等方面的研究 C）环境影响评价、工程水文研究、工程地质研究、建筑材料研究 、经济评价分析 等方面的研究； D）环境影响评价、工程水文研究、工程地质研究、建筑材料研究 、财务评价分析 等方面的研究 3. 水库水量平衡计算主要包括

A）设计径流调节计算，设计洪水调节计算 B）水文预测预报，设计径流调节计算 C）设计径流计算，溃坝洪水分析；

D） 厂、坝区水位流量关系分析， 设计洪水调节计算

4. 建筑材料通常分为三大类：

A）第一类为天然土料，第二类为有机质材料，第三类为金属材料

B）第一类为矿物质材料，第二类为有机质材料，第三类为各种有色金属材料 C）第一类为矿物质材料、第二类为有机质材料、第三类为金属材料