山东水利学院《水工建筑物》期末考试试题库

第一章 绪论自测题

一、填空题

1．我国人均水资源约为世界水资源的 。 2．河道常用的防洪体系为 。

3．水利工程按所承担的任务可分为 、 、 、 、 。 4．水工建筑物按用途可分为 、 、 、 、 、 。 5．水工建筑物按使用时间可分为 、 。 二、名词解释

1．水利工程 2．水利枢纽 3．水工建筑物 三、判断题

1．我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。（ ） 2．我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面。（ ） 3．水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短。（ ）

四、简答题

1．我国水资源分布的特点是什么？

2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？ 3．水工建筑物的特点？

4．水工建筑物按用途分为哪几类？

5．说明分等、分级的意义、对象、依据？

第一章 绪论答案 一、填空题

1． 1/4 。

2． “拦下排，两岸分滞”

3．河道整治与防洪工程 、 农田水利工程 、水力发电工程 、 供水和排水工程、 航运工程 4．落差；流量

5． 挡水建筑物；泄水建筑物；输水建筑物；取水建筑物；整治建筑物；专门建筑物 6．永久性建筑物；临时性建筑物 二、名词解释 1．水利工程

指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。 2．水利枢纽

由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。 3．水工建筑物

为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支

1

配水流，满足国民经济的需要。 三、判断题

1．我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。 （ × ） 2．我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面。 （ √ ） 3．水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短。 （ × ） 四、简答题

1．我国水资源分布的特点是什么？

我国水资源由于地理位置和地形等原因有以下几个特点：

①我国水资源总量丰富，但人均稀少：总量世界排行第六，人均占有量是世界人均占有量的1/4。水能资源总量位居世界第一。

②水资源在时间、空间上分布不合理：大部分地区都有汛期和非汛期之分，汛期雨量大且集中。在空间上南部东南部很大，北部西北部极少。 ③与人口、耕地布局不相适应：

2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？ ①河道整治与防洪工程 ②农田水利工程 ③水利发电工程 ④供水和排水工程 ⑤航运工程

3．水工建筑物的特点？

①工作条件复杂：水压力浪压力冰压力地震动水压力渗流高速水流等对建筑物的稳定安全和耐久性影响较大。

②施工条件复杂：施工需要导流，进度紧，工期长，施工技术复杂，受气候影响大，排水施工难度大，交通运输困难等

③对国民经济影响巨大：水利工程不但可以防洪、灌溉、发电、航运同时还可绿化环境，改良土壤，发展旅游等。但处理不好会有反面作用，一旦失事将会给下游人民的生命财产和国家建设带来灾难性的损失，甚至是灭顶之灾。

4．水工建筑物按用途分为哪几类？ ①挡水建筑物 ②泄水建筑物 ③输水建筑物 ④取水建筑物 ⑤整治建筑物 ⑥专门建筑物

5．说明分等、分级的意义、对象、依据？ 分等分级的意义（或目的）：为贯彻执行国家经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。 对象：分等对象是水利水电枢纽工程，分级的对象是水工建筑物。

依据：分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中的最重性进行分级。具体见我国的《水电水电工程等级划分及洪水标准》中的表格规定。

6．工程管理的主要内容是什么？ ①控制运用 ②检查和观测 ③养护和维修 ④改建和扩建 ⑤防汛抢险

2

第二章 重力坝自测题

一、填空题

1. 重力坝是指 。其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设 ，将坝体分成若干个坝段，每一个坝段相当于固接于地基上的 。

2. 重力坝按坝高可分为 、 、 三类。按泄水条件可分为 、 。按坝体结构形式可分为 、 、 和 。

3. 重力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的 ，控制坝体剖面尺寸的主要指标是 、 ，重力坝的基本剖面是 形。

4. 非溢流坝的坝顶或防浪墙顶必须高出库水位，其高出库水位的高度为：△h=hl+hz+hc,其中hl表示 ，hz表示 ，hc表示 。

5. 表示地震对建筑物的影响程度。 越大，表示对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。 6. 按承载能力极限状态设计时，应考虑 和 两种作用效应组合。 7. 按正常使用极限状态设计时，应考虑 和 两种作用效应组合。

8. 溢流坝既是 ，又是 。因此，坝体剖面设计时除满足稳定和强度要求外，还要满足 的要求，同时要考虑下游的消能问题。

9. 溢流坝的溢流面由顶部的 、中间的 、底部的 组成。

10. 单宽流量的大小是溢流坝设计中一个很重要的控制指标。如果单宽流量越大，对 不利，但对 有利。

11. 溢流坝段的横缝有两种布置方式。其中，横缝布置在 时，相邻坝段产生的不均匀沉陷不影响闸门启闭，但闸墩厚度 。另一种形式，横缝布置在 ，闸墩比较薄，但受地基不均匀沉陷的影响大。

12. 闸墩的断面形状应使 ，减小水头损失，墩头的形状常用 、 、 等。 13. 工作闸门常在 中启闭，检修闸门在 中启闭，事故闸门常在 中快速关闭，在 中开启。

14. 通气孔的上端进口不允许设在 内，自由通气孔的上端进口应高于 。

15. 重力坝坝体排水措施是：靠近上游坝面设置 ，其上下端与坝顶和廊道直通。坝基排水措施是 。

16. 坝体分缝的目的是： ，满足施工的要求。常见的缝有： 、 和施工缝。 17. 重力坝内的廊道的作用是 、 和观测、交通。廊道常分为： 和 。

3

18. 排水孔幕布置在 的下游，通常在防渗帷幕灌浆后施工。 二、单项选择题

1、 溢流坝属于( )。

A、挡水建筑物和泄水建筑物 B、 次要建筑物 C、挡水建筑物 D、 泄水建筑物 2、下列重力坝是按坝体的结构形式进行分类的有( )。 A、混凝土重力坝 B、浆砌石重力坝 C、实体重力坝 D、溢流重力坝 3、下面关于坝体应力的几种说法正确的是（ ）。

A、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应小于坝基容许压应力。 B、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应大于坝基容许压应力。 C、坝体内绝对不允许出现拉应力 D、以上说法都不对。

4、重力坝的坝体廊道的主要作用是( )。 A、检查和排水 B、灌浆和排水 C、排水 D、交通

6、采用以下( )措施主要用来降低重力坝坝基的扬压力。 A、开挖与清理 B、固结灌浆 C、帷幕灌浆 D、混凝土齿墙 7、重力坝的基本剖面为( )。

A、梯形 B、三角形 C、矩形 D、正方形 8、重力坝地基处理时，顺水流方向的开挖面不宜( )。

A、成台阶状 B、成锯齿状 C、向下游倾斜 D、向上游倾斜 9、高度超过( )的坝属于高坝。

A、50 m B、60m C、70 m D、100m

4

三、名词解释

1．扬压力 2．渗透压力 3．浮托力

4．荷载作用的基本组合 5．荷载作用的偶然组合 四、判断题

1．检修闸门和事故闸门都只能在静水中关闭和开启。（ ） 2．官厅公式只适合于计算峡谷水库的波浪三要素。（ ） 3．对于基本烈度为6度及其以下地区不考虑地震荷载。（ ） 4．坝内水平截面上的剪应力τ呈三次抛物线分布。（ ） 5．挑流消能适用于基岩较坚固、水头较高的情况。（ ）

6．固结灌浆是深层高压水泥灌浆，其主要目的是为了降低坝体的渗透压力。（7．地震烈度大，对建筑物的破坏小，抗震设计要求低。（ ） 8.设计洪水情况属于荷载的偶然组合。（ ）

9.按定型设计水头确定的溢流面顶部曲线，当通过校核洪水位时不能出现负压。（五、简答题

1．简述重力坝的特点。 2．重力坝如何进行分类？

3．提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？ 4．用材料力学法计算重力坝应力的主要假定是什么？ 5．简述重力坝坝体和坝基应力控制标准。

6．溢流坝常用的消能方式有哪几种？消能机理、使用条件如何？ 7．重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？ 8．坝内廊道有哪些？各有什么作用？

5

） ）

9．重力坝对地基有哪些要求？ 10．重力坝地基处理的措施有哪些？ 11．固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？ 12．简述重力坝坝基的防渗与排水措施。 六、计算题

1．某混凝土重力坝的剖面如图所示。分别绘图并计算有排水孔、无排水孔的情况下坝底面的扬压力。（α=0.3）

2．已知某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为50m，相应下游水位为15m，坝顶高程为60m，上游坝坡为1：0.2，下游坝坡为1：0.7，坝顶宽度为5m，在距上游坝面7m处设有排水孔幕。混凝土的容重采用γc =24kN/m3，水的容重采用γw =10kN/m3，渗透压力强度折减系数α=0.3。（浪压力忽略不计）

(1)计算荷载大小；

(2)画出荷载分布图，标出荷载作用的位置。

(3)已知接触面的抗剪断参数f′=0.9、C′=700kPa，判别是否满足抗滑稳定要求。

3．已知混凝土的强度等级为C10，基岩的允许压应力为5000kPa，其它条件同上题，试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求？

第二章 重力坝答案 一、填空题

1. 主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来维持稳定的挡水建筑物； 横缝 ；悬臂梁 ；

6

2. 坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面 3. 低坝（坝高＜30m）、中坝（30m ＜ 坝高＜70m）、高坝（70m＜坝高）。溢流重力坝；非溢流重力坝；实体重力坝；宽缝重力坝；空腹重力坝；大头坝等 4. 静水压力；稳定；强度要求；三角；

5. 基岩较坚固的中高溢流坝；挑射距离；冲坑

6. 波浪高度； 波浪中心线高出静水位的高度； 安全超高。 7. 地震烈度；烈度

8. 荷载的基本组合；偶然组合 9. 荷载的长期组合；短期组合 10. 挡水建筑物；泄水建筑物；泄水 11. 曲线段； 直线段； 反弧段 12. 正常蓄

13. 消能防冲；枢纽布置

14. 闸墩中间；较大；溢流孔跨中

15. 水流平顺；半圆形；三角形；流线形

16. 泄洪孔；冲沙孔；发电孔；导流孔；有压泄水孔；无压泄水孔 17. 出口；进口；深孔的进口；进口。

18. 一层具有防渗、抗冻、抗侵蚀的砼作为坝体防渗设施 。 19. 动水；静水； 动水；静水 20. 闸门启闭室；上游最高水位 21. 缩小

22. 排水管幕；在灌浆帷幕后设排水孔幕 。

23. 防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂 ；横缝 、纵缝 24. 满足灌浆；检查、排水；坝基灌浆廊道；检查和坝体排水廊道

25. 卵石覆盖层、风化破碎的岩层 ； 略向上游倾斜 ；足够宽度的台阶状 。 26. 靠近上游坝脚；不透水层

27. 防渗帷幕；沉陷缝；干缩缝；温度缝 28. 上堵下排 二、单项选择题

1、A 2、C 3、A 4、B 5、D 6、C 7、B 8、C 9、C 10、A 11、B 三、名词解释 1．扬压力

扬压力是渗透压力和浮托力的总称。，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成。 2．渗透压力

渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。 3．浮托力

是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。 四、判断题

1．╳ 2．√ 3．╳ 4．╳ 5．√ 6．╳ 7．╳ 8. ╳ 9. √ 10. √ 五、简答题

1．简述重力坝的特点。

7

答：优点：1、工作安全，运行可靠； 2、对地形、地质条件适应性强 3、泄洪方便，导流容易 4、施工方便，维护简单 5、受力明确，结构简单

缺点：坝体剖面尺寸大，材料用量多 材料的强度不能够得到充分发挥 坝底扬压力大，对坝体稳定不利

砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力 2．重力坝如何进行分类？

答：重力坝的分类方法很多，主要有以下几种： 按高度分类按泄水条件分类； 按筑坝材料分类； 按坝体结构形式分类； 按施工方法分类

3．简述重力坝的设计过程。 答：①资料分析

②非溢流坝剖面尺寸拟定 ③荷载及其组合计算 ④抗滑稳定计算

⑤坝址抗压强度及地基应力计算 ⑥坝体上下游面拉应力计算

⑦若上述④⑤⑥有一项不满足，应重新拟定坝体剖面尺寸，并重新进行计算。 4．提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？ 答：①利用水重来增加坝体自重： ②采用有利的开挖轮廓线： ③设置齿墙： ④抽水措施： ⑤加固地基： ⑥横缝灌浆： 预应力措施：

5．用材料力学法计算重力坝应力的主要假定是什么？

答：①、假定坝体混凝土为均质连续各向同性的弹性体材料

②、视坝段为固接于坝基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。

③、假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道等孔洞对坝体应力的影响。

6．用微分体的平衡条件推导坝体下游边缘应力分量σxd、τd（分别计算有、无扬压力两种情况）。 答：1）无扬压力情况：取下游坝面的微分体，根据平衡条件

?Fy?0

?ddy??yddx?pddx?0

dx?dsSin?d

dx?m?tg?ddy

8

?d?(?yd?pd)dx?(?yd?pd)mdy得：

同样由

?Fx?0pddy?(?xddy??ddx?0?xd?pd??d?m

2）有扬压力情况：取下游坝面的微分体，根据平衡条件

?Fy?0

?ddy??yddx?pddx?puddx?0

?d?(?yd?puddy?pd)dx?(?yd?puddy?pd)mdy

同样由

?Fx?0得

?xd?(pd?pud)??d?m

0??y?[?y]7．简述重力坝坝体和坝基应力控制标准。 答：坝基应力控制标准：①运用期：

②施工期：下游坝面允许有不大于0.1MPa的拉应力，地基容许压应力取标准试块极限抗压强度的1/25～1/5，视坝体而定

坝体应力控制标准：①运用期：计入扬压力时

0??y?[?y],不计入扬压力时：②施工期：坝体内主压应力

不得大于混凝土的容许压应力，下游可以有不大于0.2Mpa的主拉应力。 8．溢流重力坝的泄水方式有哪些？各有什么特点？如何选择？ 答：溢坝重力坝泄水方式有①、坝顶开敞溢流式、②、孔口溢流式

开敞溢流式泄方式有设闸门和不设闸门之分，两者都具有结构简单，超泄能力大的特点。不设闸门时，又可自动泄洪，管理方便，适用于洪水流量小，淹没损失不大的中小型水库。

孔口溢流式泄水方式有固定胸墙和活动胸墙之分，胸墙可以挡水，又可减少闸门高度，降低堰顶高程，孔口溢流式可以根据洪水预报提前放水，腾出较大的防洪库容，提高水库的调洪能力。 9．有压泄水孔和无压泄水孔的闸门如何布置？

答：①有压泄水孔的工作闸门布置在出口处，孔内始终保持满水有压状态，检修闸门或事故闸门布置在有压泄水孔的进口处

②无压泄水孔的工作闸门布置在深孔的进口，使闸门后泄水道内始终保持无压明流，检修闸门布置在进口压力短管部分。

10．通气孔、平压管的作用各是什么？

答：通气孔是向检修门和工作门之间的泄水孔道内充气和排气的通道

平压管是埋在坝体内部，平衡检修闸门两侧水压以减少启门力的输水管道。 11．重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？

答：重力坝设缝的目的是为了避免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引坝体开裂。常见的缝有、横缝、纵缝、施工缝等。

12．坝内廊道有哪些？各有什么作用？

答：坝内廊道主要有：1、坝基灌浆廊道；2、检查和坝体排水廊道

坝基灌浆廊道主要作用是为保证灌浆质量高灌浆压力。检查排水廊道是为了检查、观测和坝体排水方便。 13．重力坝对地基有哪些要求？

答：①、重力坝地基应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力

9

②、应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降

③、应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗渗水作用下的岩体变质恶化。 14．重力坝地基处理的措施有哪些？ 答：①坝基的开挖与清理 ②坝基的加固处理 固结灌浆

断层破碎带、软弱夹层的处理措施：设置砼塞 ③坝基的防渗与排水 帷幕灌浆 设排水孔

15．固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？

答：固结灌浆可提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。

帷幕灌浆可降低渗透水压力，减少渗流量，防止坝基产生机械或化学管涌。 16．简述重力坝坝基的防渗与排水措施。

答：为了降低渗透水压力，减少渗流量，可在重力坝的坝踵附近采用帷幕灌浆进行防渗。帷幕灌浆是在坝踵附沿坝轴线方向，打一排深孔，用高压水泥浆或水泥粘土浆进行灌浆，从而形成一道阻止水渗透的屏障。 排水措施：在防渗帷幕后设一道主排水孔，在坝体的下游设置辅助排水孔将坝基透过防渗帷幕的渗水集中起来，抽排到坝体外，从而降代坝基底面的扬压力、 17．混凝土重力坝在运用过程中，表现出的问题有哪些？

答：混凝土重力坝在运用过程中有失稳、风化、磨损、剥蚀、裂缝、渗漏等问题 18．混凝土重力坝的裂缝按其成因可分为哪几种？常用的处理方法有哪些？ 答：裂缝按其成因可分为：沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝、施工缝 处理方法：表层涂抹、喷浆修补、表层粘补、凿槽嵌补和灌浆处理。 19．渗漏的危害是什么？如何处理渗漏？

答：渗漏的危害主要表现在：渗漏将增加坝体、坝基扬压力而影响大坝的稳定性，由于渗水的侵蚀作用，使混凝土强度降低，缩短大坝寿命，严重的渗漏不但造成水量损失，影响水库蓄水，而且会导致大坝变形或破坏。

渗漏处理的原则是“上堵下排”，对坝体渗漏处理采用迎水面封堵。当迎水面有困难且渗漏裂缝不影响正常运用时，也可在漏水出口处处理，对于裂缝漏水，还可以用内部灌浆的方法处理。对于坝基（或接触）渗漏的处理：加深加厚帷幕，接触灌浆处理，固结灌浆处理，改善排水条件。 六、计算题 1．某混凝土重力坝的剖面如图所示。分别绘图并计算有排水孔、无排水孔的情况下坝底面的扬压力。（α=0.3） 5 U117 U2 解：取坝长为1m 1522U2) 无排水孔时：U1??H2T?1?9.81?5?16.9?828.95(KN5U2?

117?1??9.81?10?16.9?1?828.95(KN)??H?T22

10

0.01:0.7UU13U4

扬压力标准值：U?U1?U2?828.95?828.95?1657.90(KN) 有排水孔时：U1??H2T?1?9.81?5?16.9?828.95(KN)

U2???H?7?1?9.81?0.3?10?7?1?206.01(KN)

11U3???H?9.9?1??9.81?0.3?10?9.9?1?145.68(KN)22 11U3??(?H???H)?7?1??9.81?10?0.7?7?1?240.35(KN)22

U?U1?U2?U3?U4?828.95?206.01?145.68?240.35?1420.99(KN)

2．已知某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为50m，相应下游水位为15m，坝顶高程为60m，上游坝坡为1：0.2，下游坝坡为1：0.7，坝顶宽度为5m，在距上游坝面7m处设有排水孔幕。混凝土的容重采用γc =24kN/m3，水的容重采用γw =10kN/m3，渗透压力强度折减系数α=0.3。（浪压力忽略不计） (1)计算荷载大小；

(2)画出荷载分布图，标出荷载作用的位置。

(3)已知接触面的抗剪断参数f′=0.9、C′=700kPa，抗滑稳定安全系数允许值[Ks]=3.0，试用抗剪强度公式求Ks并判别是否满足抗滑稳定要求。

解：（1）建基面顺水流向总长度：

T?(30?10)?0.2?5?(55?10)?0.7?40.5(m)

11

40.5?7?13.25(m)排水孔距坝底中心O点的距离：2 1W1??c??4?(30?10)?960(KN)2①自重：分为三块：

220.25??4?17.58(m)3距O点：

W2??c?5?(60?10)?6000(KN)

距O点：20.25?4?2.5?13.75(m)

1W3??c??((55?10)?0.7)?(55?10)?17010(KN)2 120.25?4?5??(55?10)?0.7?0.75(m)3距O点：

②水重：

W4??w?4?(50?30)?800(KN)

距O点： 20.25?2?18.75(m)

1W5??w??((30?10)?0.2)?(30?10)?400(KN)2 120.25??4?18.92(m)3距O点：

③水平水压力：

1P??w?(50?10)2?8000(KN)2上游：

1?(50?10)?13.33(m)3距O点高： 1P??w?(15?10)2?125(KN)2下游： 1?(15?10)?1.67(m)3距O点高：

④扬压力：

U1??H2T?1?10?5?40.5?2025(KN)距O点0（m）

U2???H?7?1?10?0.3?35?7?1?735(KN)

距O点：20.25-3.5＝16.75（m）

12

11U3???H?(40.5?7)?1??10?0.3?35?33.5?1?1758.75(KN)22 120.25?7??(55?10)?0.7?2.75(m)3距O点：

U4?11?(?H???H)?7?1??10?35?0.7?7?1?857.5(KN)22

120.25??7?17.92(m)3距O点：

U?U1?U2?U3?U4?2025?735?1758.75?857.5?5376.25(KN)

Ks?（3）

f'??W?c'?A?P?0.9?(23970?1200?5376.25)?700?40.5?1?5.868000?125

3．已知混凝土的强度等级为C10，基岩的允许压应力为5000kPa，其它条件同上题，试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求？

解：坝趾处的压应力在计入扬压力时为

W6?M???(?)(1?mBB22)

式中：

?W?23970?1200?5376.25?19793.75(KN)

?M?960?17.58?6000?13.75?17010?0.75?自重??800?18.75?400?18.92?水重??125?1.67?8000?13.33?水平水压力??112134.3?22568?106431.25?32514.21 ??4243.16(KN?m)?2025?0?735?16.75?1758.75?2.75?857.5?17.92?扬压力?

??(19793.756?4243.162?)?(1?0.7)?751.33(KPa)?5000KPa240.540.5

地基承载力满足要求；对砼C10抗压强度标准值为10Mpa＝10000Kpa

砼抗压强度远远大于砼内压应力，因此砼强度也能满足要求。

4．某一混凝土重力坝的剖面如图所示，其坝基面向上游倾斜，倾角为θ，坝与坝基面的抗剪断参数为f′、C′，设作用于坝基面的扬压力为U。请按抗剪断强度公式推求抗滑稳定安全系数。

解：当滑动面为水平时

13

抗滑力f'(?(W?U)?C'AKs?＝滑动力?P

当滑动面倾向上游并与岩基呈θ角时，可将P、W两力分解成沿滑动面方向的分力，和垂直滑动面上分力，则：

Ks?f(?Wcos??U??Psin?)?c'A?Pcos???Wsin?

第四章 土石坝自测题

一、填空题

1．土石坝按施工方法可分为 、 、和 等形式。 2．土坝按防渗体的位置分为 、 、 、 。

3．土石坝的剖面拟定是指 、 、和 的拟定。 4．在土石坝的坝顶高程计算中，超高值Y= （写出公式）。公式中各字母代表的含义

是： 、 、 。

5.碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m设置 ，宽度不小于1.5～2.0m，一般设在 。

6.当有可靠防浪墙时，心墙顶部高程应高于 ，且不低于 。 7.由于填筑土石坝坝体的材料为 ，抗剪强度低，下游坝坡平缓，坝体体积和重量都较大，所以不会产生 。

8.土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。坝体内渗流的水面线叫做 。其下的土料承受着 ，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定 。

9. 土石坝可能滑动面的形式有 、 和复合滑裂面。

13. 土石坝的上游面，为防止波浪淘刷、冰层和漂浮物的损害、顺坝水流的冲刷等对坝坡的危害，必须设置 。

14. 土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施，铅直方向的有 、板桩、 和帷幕灌浆。

15. 砂砾石地基一般强度较大，压缩变形也较小，因而对建筑在砂砾石地基上土石坝的地基处理主要是解决 。

16. 土石坝与混凝土坝、溢洪道、船闸、涵管等混凝土建筑物的连接，必须防止接触面的 ，防止因 而产生的裂缝，以及因水流对上下游坝坡和坝脚的冲刷而造成的危害。

14

18. 土石坝的渗漏处理时，要遵循“ ”的原则，即在坝的上游坝体和坝基 、阻截渗水，在坝的下游面设 排出渗水。 二、单项选择题

1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（ ）。 A、 高于设计洪水位

B、 高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、 高于校核洪水位

D、 高于校核洪水位加一定安全超高

2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（ ）。 A、 上游坝坡比下游坝坡陡 B、 上游坝坡比下游坝坡缓

C、 粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为0.25或0.5 D、 斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放缓些 3.反滤层的结构应是（ ）。

A、层次排列应尽量与渗流的方向水平 B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加

C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤 D、不允许被保护土壤的细小颗粒（小于0.1mm的砂土）被带走

4.砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排”,属于上防的措施有（ ）。

A、 铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩 B、 止水设备 C、 排水棱体 D、 坝体防渗墙

5．粘性土不会发生（ ）。

A、管涌 B、流土 C、管涌或流土 D、不确定

15

6．下列关于反滤层的说法不正确的是（ ）。

A、 反滤层是由2～3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排水 B、 反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。 C、 相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙 D、 各层内的颗粒不能发生移动

7．土石坝上、下游坝面如设变坡，则相邻坝面坡率差值一般应在（ ）范围内。

A、0.35—0.45 B、0.15—0.25 C、0.25—0.50 D、0.50—0.75 8．一般坝顶不允许溢流的坝型为（ ）。

A、拱坝 B、浆砌石坝 C、土石坝 D、混凝土重力坝 9．不能够降低土坝坝体浸润线的排水设备有（ ）。

A、堆石棱体排水 B、褥垫式排水 C、贴坡式排水 D、管式排水 10.粘性土的填筑标准是（ ）。

A、最优含水率 B、孔隙率

C、相对密度 D、设计干重度及相应的含水率 13．当滑裂面通过无粘性土，坝坡部分浸入水中时为（ ）形滑裂面。

A、折线 B、直线 C、曲线 D、复合

三、名词解释

1．土石坝 2．流土 3．管涌 4．流网 5.反滤层

16

6．浸润线 7．褥垫排水 8．粘性土截水槽 四、判断题

1． 上游坝坡长期处于水下饱和状态，水库水位也可能快速下降，为了保持坝坡稳定，上游坝坡常比下游坝坡为缓。（ ）

2．土石坝的坝坡特征为，上部坡缓，下部坡陡。（ ） 3．心墙坝的上、下游坝坡均比斜墙坝的缓。（ ）

4．有限深透水地基上的心墙坝,一般都做有截水槽以拦截透水地基渗流。心墙土料的渗透系数常比坝壳土料的小得多,故可近似地认为上游坝壳中无水头损失,心墙前的水位仍为水库的水位。（ ）

5．在渗流作用下，坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道的现象称为流土。（ ） 6．粘性土的颗粒之间存在有凝聚力（或称粘结力），渗流难以把其中的颗粒带走，一般不易发生流土。（ ）

7．反滤层一般是由2-3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的。层次排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层减小。（ ）

8．土石坝失稳形式主要是坝坡滑动或坝坡与坝基一起滑动。（ ） 9．滑裂面通过无粘性土时，滑裂面的形状可能是曲线。（ ）

10、用瑞典圆弧法计算土石坝坝坡稳定问题，没有考虑土条间的相互作用力，计算出的抗滑稳定安全系数偏小。（ ）

11．简化毕肖普法计算土石坝坝坡稳定时，近似考虑了土条间相互作用力的影响。（ ） 12．流土这种渗透变形主要发生在粘性土体的渗流出口处。（ ）

14．孔隙水压力在土体滑动时能产生摩擦力，增大粘性土体的抗剪强度。（ ）

15．心墙坝、斜墙坝作防渗设施的土料应具有足够的防渗性与坝壳材料的渗透系数之比最好不大于1／100。（ ）

16．非粘性土料是填筑坝体或坝壳的主要材料之一，对它的填筑密度也应有严格的要求。压密程度一般用填土的干重度γd来表示。（ ）

17．斜墙与下游坝体之间，应根据需要设置过渡层。（ ）

17

18．排水设施应具有充分的排水能力，不至被泥沙堵塞，以保证在任何情况下都能自由地排出全部渗水。（ ） 五、简答题

1．土石坝的特点是什么？试与重力坝作比较？ 2．土石坝的主要类型有哪些？各有什么优缺点？

3．确定土石坝坝顶高程和重力坝坝顶高程的不同点是什么？

4．土石坝的上、下游坝坡通常采用值的范围如何？为什么上游坝坡比下游坝坡平缓？ 5．渗流分析的任务是什么？有哪些方法？常用的理论方法是什么？它的基本假定是什么？ 6．什么叫流网？它由哪些线构成？绘制流网的基本原则是什么？土石坝渗流域的边界各是什么线？ 7．土石坝渗流变形有哪几类？各自的特点是什么？ 8．防止渗流变形的措施有哪些？

9．重力坝与土石坝的稳定概念有什么不同？影响土石坝稳定的因素有哪些？ 10．土石坝坝坡滑裂面的形状有哪几种？在什么情况下易产生何种滑裂面？ 11．怎样确定滑弧的最小稳定安全系数？

12．土石料的填筑标准是什么？在土料设计中何种土料主要控制何种指标？ 13．土石坝为什么要设防渗体？防渗体有哪些形式？ 14．土坝排水设备的作用是什么？常用的坝体排水有哪些形式？

15．土石坝为什么要设置反滤层？设置反滤层应遵循什么原则？通常应在哪些部位设置反滤层？ 16．为什么要进行地基处理？

17.土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物连接时应注意什么问题？ 六、计算题

1.某均质土坝修建在不透水地基上，坝体下游设有棱体排水，坝体土料的渗透系数k =1×10 m/s，坝体断面见下图，试计算坝体的渗流量。

-8

18

4.018.010.05.721:.520.01:21.55.03.01:21.5壤土0.051.:1单位:米 2．某均质土坝建在不透水地基上，坝高Hd=37m,上游坝坡为1：3，下游坝坡为1：2.5，坝体土料渗

-8

透系数K=5×10m/s,其它尺寸如图所示，已知浸润线在下游坝坡上的逸出高度为1.5m，求单位坝长的渗流量及浸润线方程。

第四章 土石坝答案

一、填空题

1．碾压式土石坝；水力充填坝；定向爆破堆石坝

2．均质坝；粘土心墙坝；粘土斜心墙坝；粘土斜墙坝。 3．；坝顶高程；宽度；坝坡；基本剖面

4． Y= R+e+A ； R:波浪在坝坡上的最大爬高 、 e:最大风雍水面高度；A安全加高。 5.马道；坡度变化处

6.高出设计洪水位0.3－0.6m且不低于校核洪水位；校核水位。 7.松散体；水平整体滑动 。

8.浸润线； 渗透动水压力；不利 。 9. 曲线滑裂面；直线或折线滑裂面 10. 开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法 11. 临界坡降；破坏坡降 。

19

12. 饱和； 浮 13. 护坡

14. 粘性土截水墙；板桩；混凝土防渗墙 15. 渗流问题

16. 集中渗流；不均匀沉降

17. 开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法。 18. “ 上截下排”；防渗措施；排水和导渗设备 二、单项选择题

1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（ B ）。 A、高于设计洪水位

B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位

D、高于校核洪水位加一定安全超高

2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（ A ）。 A、上游坝坡比下游坝坡陡 B、上游坝坡比下游坝坡缓

C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为0.25或0.5 D、斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放缓些 3.反滤层的结构应是（ B ）。

A、层次排列应尽量与渗流的方向水平 B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加

C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤

D、不允许被保护土壤的细小颗粒（小于0.1mm的砂土）被带走

4.砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排”,属于上防的措施有（ A A、铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩 B、止水设备 C、排水棱体 D、坝体防渗墙

5．粘性土不会发生（ A ）。 A、管涌 B、流土 C、管涌或流土 D、不确定

6．下列关于反滤层的说法不正确的是（ B ）。

A、反滤层是由2～3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排水 B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。 C、相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙 D、各层内的颗粒不能发生移动

7．土石坝上、下游坝面如设变坡，则相邻坝面坡率差值一般应在（ C ）范围内。 A、0.35—0.45 B、0.15—0.25 C、0.25—0.50 D、0.50—0.75 8．一般坝顶不允许溢流的坝型为（ C ）。 A、拱坝 B、浆砌石坝 C、土石坝 D、混凝土重力坝

9．不能够降低土坝坝体浸润线的排水设备有（ C ）。 A、堆石棱体排水 B、褥垫式排水 C、贴坡式排水 D、管式排水 10.粘性土的填筑标准是（ D ）。

20

。）

4.018.010.0.:27521:.520.01:2.:151.55.03.01.5壤土0.011单位:米先求?L：上游坝m采用平均坝坡： 解：①求L’，要求L’，

m?10?2.75?1.5?10?2.5?2.720

?L??H1?m12.7H1??18?7.59(m)2m1?12?2.7?1

L'??L?2?2.7?4?15?2?2?1.5?7.59?5.4?4?30?3?43.99(m)

h0?L?2?(H1?H2)2?L??43.992?(18?3)2?43.99?2.49(m)q?

KH12?(H2?h0)22L?1?10?8??[182?(3?2.49)2]2?43.99?3.68?10?8(m3/s)

??2.绘计算简图说明怎样确定最危险滑弧圆心的位置。 （1）B.B方捷耶夫法 他认为最小安全系数的滑弧圆心在扇形bcdf范围内, 此扇形面积的两个边界为由坝坡中点a引出的两条线，一条为铅直线；另一条与坝坡线成85?角。另外两个边界是以a为圆心所做的两个圆弧，(2)费兰钮斯法：H为坝高，定出距坝顶为2H，距坝趾为4.5H的M1点；再从坝趾B1和坝顶A引出B1M2和AM2，它们分别与下游坡及坝顶成β1、β2角并相交于M2点，连接M1M2线，费兰钮斯认为最危险滑弧的圆心位于M1M2的延长线附近。

首先在eg线上选取O1、O2、O3??为圆心，分别作通过B1点的滑弧并计算各自的安全系数K，按比例将K值标在相应的圆心上，连成曲线找出相应最小K的圆心，例如O4点。

再通过eg线上K最小的点O4，作eg的垂线N-N，在N-N线上选O5、06??等为圆心，同样分别过B1点作滑弧，找出最小的安全系数，例如B1点对应K1 即是。一般认为K1值即为通过B1点的最小安全系数，按比例将K1标在B1点的上方。 然后根据坝基土质情况，在坝坡或坝趾外再选B2、B3??，同上述方法求出最小安全系数K2、K3??等，分别按比例标在B2、B3点的上方，连接标注K1、K2、K3诸短线的端点，即可找出相应于计算情况的坝

26

坡稳定安全系数Kmin。一般至少要计算18个滑弧才能求得Kmin。

3．某均质土坝建在不透水地基上，坝高Hd=37m,上游坝坡为1：3，下游坝坡为1：2.5，坝体土料渗透系数K=5×10-8m/s,其它尺寸如图所示，已知浸润线在下游坝坡上的逸出高度为1.5m，求单位坝长的渗流量及浸润线方程。

?L??H1?解：

m13H1??32?13.71(m)2m1?12?3?1

L'??L?(37?32)?3?4?(37?3?1.5)?2.5?13.71?15?4?83.75?116.46(m)

H12?(H2?a0)2322?(2?1.5)2?8q?K?5?10??2.17?10?7(m3/s)2L?2?116.46

y?H12?2qx?1024?4.34xK

第五章 水闸自测题

一、填空题

1. 水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有 和 的作用，用以 、 ，以满足水利事业的

各种要求。

2. 水闸按所承担的任务分为 闸、 闸、 闸、 闸和 闸。 3. 水闸由 段 段和 段组成。

4. 水闸下游易出现的不利流态有 和 。

5. 消能设计的控制条件一般是上游水位高，闸门 开启和单宽流量 。 6. 底流消能设施有 式、 式、 式三种形式。

27

7. 水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用 、 、 等防渗措施，在低水位侧设置 设施。

8. 闸基渗流计算的方法有 法、 法和 法。 10.直线比例法有 法和 法。

11.闸底板上、下游端一般设有齿墙，因为有利于 ，并 。 12.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流 、 小和 大的要求。 13.工作桥的作用是 ，交通桥的作用是 。

14.对于软弱粘性土和淤泥质土，应采用 地基处理方法。 二、单项选择题

1. （ ）闸孔形式结构简单、施工方便，但自由泄流时流量系数较小，易产生波状水跃。

A、驼峰堰型 B、曲线堰型 C、胸墙孔口型 D、宽顶堰型

2. 验算水闸的过流能力时，计算的过流能力与设计流量的差值不得超过（ ）。

A、±8% B、±5% C、±10% D、±3%

3. 底流消能是在水闸下游产生（ ）水跃来进行消能的。

A、临界 B、淹没 C、远驱 D、稳定

4. 混凝土铺盖与底板连接处设（ ）止水效果较好。

A、沥青麻袋 B、紫铜片 C、柏油油毛毡 D、塑料带

5. 对于密实的地基或岩基，采用（ ）底板较合适。

A、整体式 B、箱式 C、反拱式 D、分离式

6. 在动水中关闭静水中开启的闸门是（ ）。

28

A、工作闸门 B、检修闸门 C、事故闸门 D、平面闸门

7. 适用于弧形闸门侧止水的是（ ）。

A、P型 B、L型 C、刀型 D、♀型

8. 水闸翼墙的高度为6~10m，用（ ）形式的挡土墙较合适。

A、重力式 B、扶壁式 C、悬臂式 D、空箱式

三、名词解释

1. 涵洞式水闸 2. 节制闸 3. 折冲水流 4. 地下轮廓线 5. 不平衡剪力 6. 圆弧式翼墙

四、判断题

1. 闸孔孔数少于8孔时，应采用奇数孔，利于对称开启闸门，改善下游水流条件。（ ） 2. 勃莱法认为渗流在水平方向流动和垂直方向流动，消能效果是不一样的，后者是前者的三倍。（ ）

3. 铺盖的厚度是根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定的。（ ） 4. 铺盖具有较好的防渗效果，所以越长越好。（ ）

5. 水闸的侧向绕渗为有压渗流，不必考虑侧向防渗措施。（ ） 6. 闸底板的长度只与地基情况有关，与水头无关。（ ）

7. 水闸进行荷载计算时，计算单元为沿水闸轴线方向取单位长度一米，计算各种荷载值的大小 （ ）

29

五、简答题

1. 水闸有哪些工作特点？ 2. 闸底板的高程如何确定？

4. 海漫的作用是什么？对海漫有哪些要求？ 5. 水闸闸孔有哪些型式？使用的情况如何？

6. 对于粘性土地基和砂性土地基地下轮廓的布置有何不同？

7. 闸墩的墩顶高程如何确定？

8. 平面闸门与弧形闸门相比较各有何优缺点？

9. 当采用混凝土铺盖时，应如何计算作用水闸上的上游水平水压力？并绘图表示。

10. 当闸室的抗滑稳定安全系数及地基承载力方面不满足要求时，应采用哪些措施？ 11. 水闸连接建筑物的作用？翼墙的布置应注意哪些问题？

12. 如何确定水闸孔口的宽度和孔口高度？ 第五章 水闸答案 一、填空题

1. 挡水；泄水；调节水位；控制流量 2. 节制；进水；分洪；挡水；挡潮 3. 上游联接；闸室段；下游联接 4. 波状水跃；折冲水流

5. 部分 开启和单宽流量 大 。 6. 底流消能；挖深；消力槛；综合 7. 铺盖；板桩；齿墙； 排水

30

8. 流网；改进阻力系数；直线比例 9. 进出口；内部垂直；水平 10.勃莱；莱因

11.抗滑稳定；可延长渗径

12.平顺；侧向收缩；过流能力

13.为安装启闭机和便于工作人员操作；供人畜通行 14.换土垫层 二、单项选择题

1. （ D ）闸孔形式结构简单、施工方便，但自由泄流时流量系数较小，易产生波状水跃。 A、驼峰堰型 B、曲线堰型 C、胸墙孔口型 D、宽顶堰型

2．验算水闸的过流能力时，计算的过流能力与设计流量的差值不得超过（ B ）。 A、±8% B、±5% C、±10% D、±3%

3．底流消能是在水闸下游产生（ B ）水跃来进行消能的。 A、临界 B、淹没 C、远驱 D、稳定

4．混凝土铺盖与底板连接处设（ C ）止水效果较好。 A、沥青麻袋 B、紫铜片 C、柏油油毛毡 D、塑料带

5．对于密实的地基或岩基，采用（ D ）底板较合适。 A、整体式 B、箱式 C、反拱式 D、分离式

6．在动水中关闭静水中开启的闸门是（ C ）。 A、工作闸门 B、检修闸门 C、事故闸门 D、平面闸门

7．适用于弧形闸门侧止水的是（ B ）。 A、P型 B、L型 C、刀型 D、♀型

8．水闸翼墙的高度为6~10m，用（ C ）形式的挡土墙较合适。 A、重力式 B、扶壁式 C、悬臂式 D、空箱式 三、名词解释 1．涵洞式水闸

闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称封闭式水闸。常用于穿堤取水或排水的水闸，洞内水流可以是有压的或者是无压的。 2．节制闸

枯水期用于拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求，洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。 3．折冲水流

水流过闸后不能均匀扩散，将使主流集中，蜿蜒驼行，左冲右撞，形成折冲水流。 4．地下轮廓线

水流在上下游水位差作用下，经地基向下游渗透，并从护坦的排水孔等处排出，上游铺盖，板桩及水闸底版等不透水部分与地基的接触处。 5．弹性地基梁法

把底板和地基看作弹性体，底板变形和地基沉降协调一致，垂直水流方向地基反力不成均匀分布，据此计

31

算地基反力和底板内力，此法适用于相对密度

Dr?0.5的砂土地基和粘性土地基，考虑了地板变形和地

基沉降相协调，又计入边荷载的影响，比较合理。 6．倒置梁法

是假定地基反力沿闸室纵向呈直线分布，垂直水流方向均匀分布，它是把闸墩作为地板的支座，在地基反力和其它荷载作用下按倒置连续梁计算底板内力。缺点是没有考虑底板与地基变形协调条件。 7．不平衡剪力

由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的，而地基反力是连续变化的，所以，作用在单宽板条上及墩条上的力是不平衡的，即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力Q1及Q2，并由Q1及Q2的差值来维持板条及墩条上的力的平衡，差值?Q?Q1?Q2称为不平衡剪力。 8．圆弧式翼墙

从边墩开始，向上、下游用圆弧形的铅直翼墙与河岸连接。 9．波状水跃

由于水闸上下游水位差较小，出闸水流的拂汝德数较低（Fr?1~1.7)特别是在平地板底下，此时无强烈的水跃翻滚，水面波动，效能效果差，具有较大的冲刷能力，另外，水流处于急流状态，不易向两侧扩散，致使两侧产生回流，缩小河槽有效过水宽度，局部单宽流量增大，严重的冲刷下游河道。 10．抛石防冲槽

在海曼末端挖槽抛石，预留足够的是块，当水流冲刷河床形成冲坑时，预留在槽内的石块，沿斜坡陆续滚下，铺在冲坑的上游斜坡上，防止冲刷坑向上游扩展，保护海曼安全，其以上作用的防冲槽。 四、判断题

1. 闸孔孔数少于8孔时，应采用奇数孔，利于对称开启闸门，改善下游水流条件。（ √ ） 2. 勃莱法认为渗流在水平方向流动和垂直方向流动，消能效果是不一样的，后者是前者的三倍。（ × ） 3. 铺盖的厚度是根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定的。（ √ ） 4. 铺盖具有较好的防渗效果，所以越长越好。 （ × ）

5. 水闸的侧向绕渗为有压渗流，不必考虑侧向防渗措施。 （ × ） 6. 闸底板的长度只与地基情况有关，与水头无关。 （ × ）

7. 水闸进行荷载计算时，计算单元为沿水闸轴线方向取单位长度一米，计算各种荷载值的大小 。（ √）

8. 边荷载对底板内力的影响，只与地基性质有关，与施工程序无关。（ × ） 五、简答题

1．水闸有哪些工作特点？

答（1）稳定方向：水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。 （2）渗流方向：应妥善进行防渗设计。

（3）效能防冲方面：必须采取有效的效能防冲措施，以防止河道产生有害的冲刷。 （4）沉降方面：采取必需的地基处理等措施，以减小过大的地基沉降和不均匀沉降。 2．闸底板高程的确定对于大型水闸和小型水闸有何区别？为什么？

答：闸底板应置于较为坚实的土层上并应尽量利用天然地基，在地基强度能够满足要求的条件下，底板高程定的高些闸室宽度大两岸联接建筑物相对较低，对于小型水闸，由于两岸联接建筑在整个工程所占比重较大，因而]适当降低板高程常常是有利的。

3．底流消能在闸下产生的淹没水跃的淹没度为多少？能变大或变小吗？ 答：底流消能的作用是通过在闸下产生一定淹没度的水跃来保护水跃范围内的河床免遭冲刷，淹没度过小，水跃不稳定，表面旋滚前后摆动，淹没度过大，较高流速的水舌潜入底层，由于表面旋滚的剪切，掺混作用减弱，消能效果反而减小。

32

4．海漫的作用是什么？对海漫有哪些要求？

答：海曼的作用：以使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。 对海曼的要求：①表面有一定的粗糙度，以利进一步消除余能。 ②具有一定的透水性，以使渗水自由排除降低扬压力 ③具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形

5．采取哪些工程措施可以防止闸下产生波状水跃及折冲水流？

答：波状水跃的措施，对于平底板水闸可在消力池斜坡的顶部上游预留一段0.5~1.0m宽的平台，其上布置一道小槛，使水流越坎入池，使成底流式水跃，若水闸底板采用低实用土堰型。 6．对于粘性土地基和砂性土地基地下轮廓的布置有何不同？

答：对粘性土地基，布置轮廓线时，排水设施可前移到闸底板下，以降低板下的渗透压力，并有利于粘性土加速固结，以提前闸室稳定性，防渗常用水平铺盖而不用板桩。 7．闸墩的墩顶高程如何确定？

答：闸墩的上游部分的顶面高程应满足以下两个要求：①水闸挡水，不应低于水闸正常蓄水位加波浪计算高度与相应安全超高值之和。

②泄洪时，不应低于设计或校核洪水位与相应安全超高值之和 8．平面闸门与弧形闸门相比较各有何优缺点？

答：优点：弧形与平面比较，主要优点是启门力小，可以封闭相当大面积的孔口，无影响水流态的门槽，闸敦厚度较薄，机架桥的高度较低，埋件小。

缺点：需要的闸墩较长，不能提出孔口以外进行检修维护，也不能在孔口之间互换，总水压力集中于支铰处，闸墩受力复杂。

9．当采用混凝土铺盖时，应如何计算作用水闸上的上游水平水压力？并绘图表示。 答：止水片以上仍按静水压 力计算，以下按梯形分布，d 点取该点的扬压力值，止水片 底面c点的水压力等于该点的 浮托力加e点处的渗透压力， 即认为c、e点间无渗透水头 损失。

10．的抗滑稳定安全系数不满足要求时，应采用哪些措施？ 答：①将闸门位置移向低水位一侧，或将水闸底板向高水位一侧加长 ②适当加大结构尺寸

③增加闸室地板的齿墙深度

④增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近

⑤利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板，但闸室自身抗滑稳定系数应小于1.0，阻滑板应满足限裂要求。 11．水闸联接建筑物的作用？翼墙的布置应注意哪些问题？ 答：作用：①挡住两侧填土，维持土坝及两岸的稳定

②闸泄水或引水时，上游翼墙用于引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，减小冲刷。 ③ 保持两岸或土坝边坡不受出闸水流的冲刷。

④ 控制通过闸身两侧的渗流，防止与其相连的岸坡或土坝产生渗透变形。 ⑤在软弱地基上设独立岸墙时，可以减少地基沉降对闸身的影响。 注意问题：①高程应分别高于上、下游最不利的运用水位。 ②翼墙分段长度应根据结构和地基条件确定，采15~20m。 ③在软弱地基或回填土上的翼墙分段长度可适当缩短。

33

第六章 河岸溢洪道自测题

一、填空题

1．河岸溢洪道的主要类型有 、 井式和虹吸式四种。

2．正槽溢洪道通常由 、 、 消能防冲设施、出水渠等部分组成。 3．侧槽溢洪道通常由 、 、 消能防冲设施、出水渠等部分组成。 4．非常溢洪道一般分为 、 爆破引溃式三种。 5．溢流堰的主要形式有 、 驼峰堰和折线形堰。 三、简答题

1．河岸溢洪道如何进行位置的选择？ 2．溢流堰有几种形式？各有什么特点？ 3．泄槽的水力特征是什么？ 4．泄槽衬砌应满足什么要求？ 5．如何选择河岸溢洪道的消能方式？

6．为什么要设置非常溢洪道？非常溢洪道有哪几种形式？

第六章 河岸溢洪道答案 一、填空题

1．河岸溢洪道的主要类型有 正槽式 、 侧槽式 井式和虹吸式四种。

2．正槽溢洪道通常由进水渠 、 控制段、 泄槽 消能防冲设施、出水渠等部分组成。 3．侧槽溢洪道通常由 控制段、 侧槽 、 泄槽 消能防冲设施、出水渠等部分组成。 4．非常溢洪道一般分为 漫流式 、 自溃式 爆破引溃式三种。 5．溢流堰的主要形式有 宽顶堰 、 实用堰 驼峰堰和折线形堰。 二、单项选择题 1． 关于实用溢流堰上游堰高P和定型设计水头Hd 的比值P/Hd与流量系数m的关系正确的是（ B ）。 A、高堰的流量系数m随P/Hd减小而降低； B、高堰的流量系数m接近一个常数；

C、低堰的流量系数m随P/Hd减小而升高； D、低堰的流量系数m接近一个常数；

2．对于正槽溢洪道的弯道泄槽，为了保持泄槽轴线的原底部高程及边墙高不变，以利施工，则应采用下列措施（ A ）。

A、外侧渠底抬高△h，内侧渠底降低△h B、外侧渠底降低△h，内侧渠底抬高△h C、外侧渠底抬高△h，内侧渠底抬高△h D、外侧渠底降低△h，内侧渠底降低△h

34

（△h为外墙水面与中心线水面高差）

3．陡坡泄槽i＞ik,当水深h0＜h＜hk，h0为正常水深，hk为临界水深，泄槽水面曲线为（ B ）。 A、a型壅水曲线 B、b型降水曲线 C、c型壅水曲线 D、均可发生

4．为了减少侧槽的开挖量，下列措施不对的有（ C ）。 A、 侧槽宜采用窄深工式，靠岸一侧边坡宜陡些

B、 允许始端侧槽内水面高出堰顶0.5H (H为堰上水头) C、 侧槽宜采用宽浅式

D、 b0/bl应小些，一般为0.5～1.0 （b0和bl为侧槽始端与末端底宽） 三、简答题

1．河岸溢洪道如何进行位置的选择？

应选择有利的地形条件，布置在垭口或岸边，尽量避免深挖而形成边坡。

（1）应布置在稳定的地基上，并考虑岩层及地质构造的性状，充分注意地质条件的变化

（2）溢洪道进出口的布置应使水流顺畅，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行，进出口不宜距土石坝太近，以免冲刷坝体

（3）从施工条件考虑，应便于出渣路线及堆渣场所的布置。 2．溢流堰有几种形式？各有什么特点？

1.溢流堰有四种形式：宽顶堰、实用堰、驼峰堰、折线形堰。

2.①宽顶堰：结构简单，施工方便，流量系数较低，荷载小，对承载力较差的土基适应能力较强

②实用堰：流量系数较宽顶堰大，溢流前缘较短，工程量相对较小，施工复杂。大中型水库，岸坡较陡时，多才用这种形式。

③驼峰堰：复合圆弧的溢流低堰，流量系数可达0.42以上，设计与施工简便，对地基要求低，适用于软弱地基。

④折线形堰：能够获得较长的溢流前缘。 3．泄槽的水力特征是什么？

泄槽的底坡常大于水流的临界坡。槽内水流处于急流状态，紊动剧烈，由急流产生的高速水流对边界条件的变化敏感。当边墙有转折时就会产生冲击波，并可能向下游移动；如槽壁不平整时，极易产生掺气、空蚀等问题。

4．泄槽衬砌应满足什么要求？

泄槽衬砌应满足：表面光滑平整，不至引起不利的负压和空蚀；分缝止水可靠，避免高速水流侵入底板以下，因脉动压力引起破坏；排水系统畅通，以减小作用于底板上的扬压力；材料能抵抗水流冲刷；在各种荷载作用下能保持稳定；适应温度变化和一定的抗冻融循环能力。 5．如何选择河岸溢洪道的消能方式？

河岸溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。

挑流消能一般适用于较好岩石地基的高中水头枢纽，挑坎结构形式一般有重力式、衬砌式。后者适用于坚硬完整岩基，在下游常做一段短护坦，以防止水流大时产生贴流而冲刷齿墙底脚。

底流消能可适用于各种地基，不适用于有排漂和排凌要求的情况。在河岸溢洪道中一般适用于土基或破碎软弱的岩基上。

6．正槽溢洪道的水力计算内容包括哪些内容？

（1）计算进水渠内流速，求库水位与下泄流量关系曲线，校核泄流能力，求渠内水面曲线，确定进水渠边高

（2）控制段：校核溢流堰过水能力

（3）过渡段水力计算①渐变槽式过渡段②缩窄陡槽型过渡段

泄槽水力计算：计算泄槽内水深和流速的沿程变化，进行水面线计算，以确定边墙高度，为边墙及衬砌的结构设计和下游消能计算提供依据。

35

7．为什么要设置非常溢洪道？非常溢洪道有哪几种形式？

在建筑物运行期间可能出现超过设计标准的洪水，由于这种洪水出现机会极少，泄流时间也不长，所以在枢纽中可以用结构简单的非常溢洪道来泄洪。

非常溢洪道的形式有漫流式、自溃式、爆破引溃式。

第七章 水工隧洞坝下涵管自测题

一、填空题

1. 水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、____式、岸塔式和____式。其中____受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。

2. 水工隧洞按水流状态可分为_____、_____两种形式，____更能适应地质条件较差的情况，但其_____复杂，所以应避免平面转弯。

4. 坝下涵管为了有效地防止集中渗流，在涵管1~2m的范围内用回填粘土做防渗层，这个防渗层称为 。

5. 无压隧洞多采用 断面。 6. 有压隧洞多采用 断面。

9. 水工隧洞按用途可分为 、 、排沙洞、放空洞、导流洞口等。 10. 坝下涵管的进口建筑物形式有 、 、 。

11. 为防止坝下涵管产生集中渗流，常将涵管的管壁外围局部加厚，称为 。 二、单项选择题

1．关于隧洞选线，不正确说法有（ ）。

A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。 B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。

C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。 D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。 2．工作闸门布置在（ ）的为有压隧洞。 A、进口 B、洞身 C、中部 D、出口

36

3.隧洞洞身的（ ）为不受力衬砌。 A、喷锚衬砌 B、预应力衬砌 C、平整衬砌 D、单层衬砌 4.有压隧洞的出口断面面积应（ ）洞身断面面积。 A、大于 B、等于 C、小于 D、无法确定 5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ ）。 A、加固围岩，提高围岩的整体性

B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密 C、保证围岩的弹性抗力 D、减小渗漏，减小外水压力 三、判断题

1．围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。（ ）

2．无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。（ ） 3．隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。（ ）

4．回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。（四、名词解释 1. 水工隧洞 2. 弹性抗力 3. 围岩压力 五．简答题

1. 水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？各适用于什么情况？ 2. 水工隧洞按用途如何分类？ 3. 什么叫隧洞的内水压力？

4. 水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？

37

） 5. 涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？

第七章 水工隧洞与坝下涵管答案 一、填空题

1. 塔式；斜坡；塔式

2. 有压隧洞；无压隧洞；无压隧洞；流态 3. 衬砌；围岩；传力；渗漏 4. 涵衣

5. 圆拱直墙形 6. 圆形

7. 进出口高程；水力计算 8. 出口；动水；静水 9. 泄洪洞；引水洞

10. 分级卧管式；塔式； 斜拉闸门式 11. 截水环

12. 挑流消能；底流消能；榨缝式挑流坎消能； 洞中突扩散消能 二、单项选择题

1. 关于隧洞选线，不正确说法有（ B ）。

A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。 B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。

C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。 D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。 2.工作闸门布置在（ D ）的为有压隧洞。

A、进口 B、洞身 C、中部 D、出口 3.隧洞洞身的（ C ）为不受力衬砌。 A、喷锚衬砌 B、预应力衬砌 C、平整衬砌 D、单层衬砌

4.有压隧洞的出口断面面积应（ C ）洞身断面面积。 A、大于 B、等于 C、小于 D、无法确定 5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ B ）。 A、加固围岩，提高围岩的整体性

B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密 C、保证围岩的弹性抗力

D、减小渗漏，减小外水压力 6.弹性抗力的分布范围为（ B ）（考虑洞身的对称性）。 A、0～π B、π/4～π C、π/2～π D、3π/4～π 三、判断题

1. 围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。 （×）

2. 无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。 （×）

3. 隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。 （√）

4. 回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。 （×）

5. 当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。 （×）

6. 在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制（×）

38

7. 当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。（√） 四、名词解释 1．有压隧洞

指洞内充满水，没有自由水面，断面形状一般为圆形的过水隧洞。 2．弹性抗力

当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，会受到围岩的抵抗，这个抵抗力称之为弹性抗力。 3．围岩压力

隧洞在岩体中开挖衬砌后，围岩的变形，滑移乃至坍塌趋势受到衬砌扼阻，此时围岩作用于衬砌的力称为围岩压力。

4．单位弹性抗力系数

隧洞开挖半径为100cm时的围岩抗力系数。 5．涵洞

在土石坝枢纽中，当由于两岸地质条件或其他原因不易开挖隧洞时，采用在土石坝下埋社涵管的方式。 五．简答题

1．水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？各适用于什么情况？ 答：竖井式：在隧洞进口附近岩体比较坚固完整。

塔式：岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岩进口建筑物 岸塔式：适于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。 斜坡式：适于较完整的岩坡。 2．水工隧洞按用途如何分类？

答：泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保证枢纽安全。 引水洞：引水发电，灌溉或洪水。

排沙洞：排放水库泥沙，延长水库使用年限。

放空洞：在必要的情况下，放空水库，用于人防或检修大坝。 导流洞：在水利枢纽的建设施工期用来施工导流。

3．什么叫隧洞的内水压力？分别写出圆形隧洞所受的均匀内水压力强度和非均匀内水压力强度计算公式并指出公式中字母的含义并画出分布图形。

答：内水压力——指作用在衬砌内壁上的水压力。 均匀：P1??h

3k?/mγ——水的重度，。

H——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头，m。 非均匀：

?2??ri(1?cos?)

ri——衬砌内径，m。

θ——计算点半径与洞顶半径的夹角。

4．水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？ 答：作用：①防止围岩变形，保证围岩的稳定。 ②承受围岩压力，内水压力和其他荷载 ③ 防止渗漏。

④保护围岩免受水流，空气，温度，干湿变化等冲蚀破坏作用。 ⑤平整围岩，减小表面粗糙，增大过流能力。

类型：1）平整衬砌；2）单层衬砌；3）喷锚衬砌；4）组合式衬砌；5）预应力衬砌。 5．有压隧洞内水压力如何计算？写出计算公式并指出其中字母的含义。

39

答： ???1??2??h??i(1?cos?)

2 ?1 ——均匀内水压力,kN/m。

?1 ?2——非均匀内水压力kN/m2。

?2 ?——水的重度,kN/m3。

? ?i——衬砌内半径,m。

h——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头,m。 6．坝下涵管与水工隧洞相比较各有什么特点？

答：坝下涵管属于深式泄水或放水建筑物，后者是地下建筑物。 前者结构简单，施工方便，工期较短，造价也低。

后者断面小，施工场地狭乍，工序多，干扰大，工期一般较长。 7．涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？

答：1）伸缩缝：为适应地基变形，管身伸缩及施工要求，防止管身在温度变化时产生横向裂缝。 2）管座：防止地基不均匀沉降而导致管身断裂

3）截水环：防止集中渗流，在外围设置，以改变水流方向，增加渗径，减小渗流。 4）涵衣：防止集中渗流。

8．为什么说涵管上的土压力计算与施工方式有关？

答：管身上土压力的大小主要与填土高度，填土性质等因素有关，另外，还与基础的形成以及管道的埋设方式有关。因此，土压力的计算与施工方式有关。 9．什么是隧洞的空蚀破坏，如何避免？

答：由于高速水流的作用和隧洞边界不平整而引起洞内产生负压，进而破坏隧洞，隧洞中产生空蚀现象，具有很大的破坏力，初期只是表层的轻度剥蚀，如处理不及时，继续发展，可能蚀穿洞壁，影响正常运用。 措施 ：改善水流的边界条件，选用抗空蚀材料，控制闸门开度通气减蚀，掺气减蚀，加强施工质量控制。

第八章 渠系建筑物自测题

一、填空题

1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类： 建筑物、 建筑物、落差建筑物、 建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。

6. 有坝取水枢纽，是指河道水量 、但水位 、不能满足 要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。

7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为30～50，引水角越小，水流条件越 、冲刷越 、渠首的布置也就越 。

8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由 、 和 等部分组成。

9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差 ，河道的岸坡 ，洪水流量 的情况。

40

0

0

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rc93.html