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水工建筑物 考试试卷

2020-10-03 来源:独旅网
《水工建筑物》期中考试试卷

函授站_________ 学号__________ 姓名___________ 成绩_______

一、 是非题(每题2分,共20分) 1.

重力坝的坝顶高程由设计洪水位加上相应的安全超高来决定。 ( ) 2. 温度变化对重力坝的位移和应力均有较大影响,容易引起坝体裂缝,所以重力坝

应力分析中必须考虑温度作用。 ( )

3. 4. 5. 6.

地基刚度与坝体不宜相差太大,否则均会出现程度不同的应力集中现象。 ( ) 宽缝重力坝离上游面较远的局部范围可以出现拉应力。 ( ) 拱坝和重力坝一样,也需设置能适应地基不均匀沉陷的永久性横缝。 ( ) 。 ( )

二、 选择题(每题1分,共10分)

1. 按功能分,水工建筑物中的顺坝属于_________。

A.挡水建筑物; B.泄水建筑物; C.整治建筑物; D.专门建筑物。 2. 用材料力学法分析重力坝应力时,坝体水平截面上的剪应力呈_______分布。

A.线性; B.二次抛物线; C.三次抛物线; D.双曲线。 3. 建筑物对外界作用的响应称为__ ___。

A.应变 B.荷载 C.反力 D. 作用效应 4. 重力坝的可靠度计算中,是以__ ___作为正常使用极限状态。

A.坝趾不出现压应力 B.坝踵不出现压应力 C.坝趾不出现拉应力 D.坝踵不出现拉应力

5. 以A点表示拱端,O点代表拱冠,压为正,拉为负,则在均布径向荷载作用下固

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端等厚拱的应力分布为:_____。

A.下>A上>A下>上 B.A下>下>上>A上 C.

A下>上>下>A上 D.不能确定

6. 对薄拱坝而言,___ ____可以忽略不计。

A.静水压力 B.浪压力 C.2扬压力 D.温度荷载 7. 温度荷载对拱坝的影响表现为:_____。

A.温降对应力不利,对稳定有利; B. 温升对应力不利,对稳定有利; C.温降对应力有利,对稳定有利; D.不能确定 8. 不能降低浸润线的排水设备型式是________。

A.贴坡排水; B.褥垫排水; C.棱体排水; D.综合式排水。

三、 填空题(每空0.5分,共15分)

1. 建筑物承受的作用,按其随时间的变异可分为_永久荷载__:_可变荷载______、____________和_______偶然荷载______。

2. 结构设计状态可分为为:_____正常使用________、__承载能力___________、______概率极限_______。

3. 重力坝的基本剖面是指坝体在__________、__________和__________三项主要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的_____________剖面。

4. 重力坝坝体温度变化过程可分为__________、________和__________三个阶段。 5. 拱坝所承受的水平荷载一部分通过________的作用传到两岸,另一部分通过_________的作用传到坝底基岩。

6. 从拱坝结构形式上看,拱坝可以分为_____________和_____________。 7. _______、________和________。

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四、 问答题(共55分)

1. 重力坝应力分析材料力学方法的基本假定是什么?(5分)

2. 溢流坝常用的消能方式有那些?试分析连续式挑流鼻坎的挑角、鼻坎高程和反弧半径对挑流效果的影响?(10分)

3. 土石坝在设计、施工和运行中必须满足哪些要求?(10分)

4. 反滤层的作用是什么?均质坝、心墙坝、斜墙坝在哪些部位需设置反滤层?(10分)

5. 如何布置正槽溢洪道?(10分)

一、 水库的作用

天然情况下的河流来水在各年间及一年内都有较大的变化,它与人们在用水之间

在时间和水量分配上往往存在着矛盾,解决这一矛盾的主要措施是兴建水库。

在河流上修建水库来控制和重新分配天然水量,包括兴利调节和防洪调节。当汛

期来水量多时,可将多余的水量蓄存在水库里,到枯水期缺水时水库供出水量,以补充来水量的不足。对径流的重新分配,不仅是在时间上分配,也包括空间上的分配,如南水北调。这就是径流调节。

兴利调节:为兴利以提高枯水径流的水量调节,称为兴利调节。

防洪调节:是利用水库拦蓄洪水,削减洪峰流量,以消除或减轻下游地区洪水灾害的调节,称为防洪调节。 二、水库特征水位和特征库容

反映水库工作状况的水位,称为特征水位。水库的特征水位及其相应库容有以下

三点:

(一)、死水位和死库容

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(二)、正常蓄水位和兴利库容 (三)、防洪特征水位和相应库容 (一)、死水位和死库容

水库在正常运作情况下,允许消落的最低水位称死水位。死水位以下的库容称为

死库容。死库容一般不允许随意动用,只有在干旱年份特殊需要时才能动用其中部分存水。 (二)、正常蓄水位和兴利库容

正常蓄水位是水库正常运作情况下,为满足设计兴利要求,水库必须蓄到的最高水位。正常蓄水位与死水位之间的深度,称为消落深度,其间的库容称为兴利库容(调节库容)。这个库容供灌溉、发电、给水等兴利部门调节径流之用。 (三)、防洪特征水位和相应库容

[1] 防洪限制水位为了满足防洪要求,水库在汛期洪水来临前必需腾出防洪库容

允许蓄水的上限水位,称为防洪限制水位。这个水位以上的库容供调节洪水之用。

只有汛期正在发生洪水时,为了调洪,水库水位才允许超过防洪限制水位。但洪

水开始消退,水库应尽快泄洪,使水位降回防洪限制水位,以便对付第二次洪水的来临。对于水库采用不设闸门的自由式溢洪道的中、小型水库来说,防洪库容与兴利库容无法结合使用,则防洪限制水位与正常蓄水位重合,并与溢洪道堰顶高程齐平。对于溢洪道上设有闸门的大、中型水库来说,为使库容充分发挥作用,防洪库容与兴利库容允许部分结合使用,防洪限制水位可定在正常蓄水位以下,这两个水位间的库容称为防洪和兴利共用库容(或称结合库容、重叠库容)。共用库容在汛期是防洪库容的一部分,在汛后又作为兴利库容的一部分。

[2] 防洪高水位和防洪库容 当遭遇下游防护对象设计标准的洪水时,水库为了

控制下泄流量而拦蓄洪水,这时在坝前达到的最高水位,称为防洪高水位。防洪限制水位至防洪高水位之间的库容,称为防洪库容。

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[3] 设计洪水位 当遭遇大坝设计标准的洪水时,水库在坝前达到的最高水位称

为设计洪水位。防洪限制水位至设计洪水位之间的库容,称为设计调洪库容。

[4] 校核洪水位和调洪库容 当遭遇大坝校核标准的洪水时,水库在坝前达到的

最高洪水位称为校核洪水位。防洪限制水位至校核洪水位之间的库容,称为校核调洪库容。校核洪水位以下的库容,称为水库的总库容。 §1-2水利枢纽与水工建筑物

一、 水工建筑物

是为了满足防洪要求,获得发电,灌溉,供水等方面的效益,需要在河流的适宜地

段修建不同类型的建筑物,用来控制和分配水流,这些建筑物称为水工建筑物。

一、 水利枢纽

由不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。水库枢纽三大件为:挡水建

筑物、泄水建筑物、输水建筑物。 (一)水工建筑物分类

水工建筑物按其作用可以分为以下几类:

1.挡水建筑物:用以拦截江河,形成水库或雍高水位,如各种坝和水闸;以及为抗

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:用以宣泄多余的水量、排放泥沙和冰凌或为人防、检修而放空水

库、渠道等,以保证坝和其它建筑物的安全。如溢洪道、泄洪闸、溢流坝等。

3.输水建筑物:为灌溉、发电和供水的需要从上游向下游输水用的建筑物,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:引水隧洞的进口段、灌溉

渠首和供水用的进水闸、扬水站等。

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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为

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、过坝需要而修建的建筑物,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;以及专为过坝用的船闸、升船机、鱼道、过木道等。 (二)、水利枢纽的分类

一个水利枢纽的功能可以是单 一的,如防洪、灌溉、发电、引水等,但大多数

是兼有几种功能的,称为综合利用水利枢纽。

水利枢纽按其所在地区的地貌形态分为:平原地区水利枢纽和山区(包括丘陵区)

水利枢纽。

按承受水头的大小分为高、中 、低水头水利枢纽。 (三)、水工建筑物的特点 1、工作条件的复杂性

水工建筑物工作条件的复杂性主要受水的作用,水的作用对水工建筑物的影响表

现在以下几个方面:

由于水的作用,产生巨大的水压力,对水工建筑物的稳定和强度产生不利影响, 由于水的作用,形成波浪,冲击岸边、建筑物,产生波浪压力,对水工建筑物的

稳定和强度产生不利影响,

由于水位差的存在,会导致建筑物以及地基内的渗流,产生渗透压力,对水工建

筑物的稳定和强度产生不利影响,渗流也可能引起建筑物及地基的渗透变形破坏,过大的渗漏量会造成水库严重的漏水。

由于水的作用,带来动水消能问题。由于水的作用,还会产生高速水流,高速水

流通过建筑物时,可能出现掺气、负压、气蚀、冲击波等现象。

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地震影响,水库建成后,易引起诱发性地震。 2、设计选型的独特性

地形、地质、水文、施工等条件对选定坝址、闸址、洞线、枢纽布置和水工建筑

物的形式等都有极为密切的关系。具体到每一个工程都有自身的特定条件,因而水利枢纽和水工建筑物都具有一定的个别性,因而水工建筑物设计选型总是只能按各自特征进行,一般不能采用定型设计。 3、施工建造的艰巨性

受自然条件制约,水工建筑物施工难度大。

首先,需要解决好施工导流,要求施工其间,在保证建筑物安全的前提下,让河

水顺利下泄,这是水利工程设计和施工中的一个重要课题。

其次,工程进度紧迫,截流、度汛需要枪时间、争进度,否则就要拖延工期。 第三,施工技术复杂。

第四,地下、水下工程多,施工难度大;

第五,交通运输比较困难,特别是高山峡谷地区更为突出。 第六,工程量大,工期长。 第七,水工建筑物对地基要求高。 第八,水工建筑物施工受气候影响大。 4、水工建筑物兴建影响甚大

水工建筑物的兴建对周围环境影响较大.水利工程, 水工建筑物建成后,形成水库,会使周围的气温会下降。 大型水库建成后,会引起滑坡等现象。

水工建筑物的兴建,特别是大型水利枢纽的兴建,对国民经济,改善人民生活具

有重要意义,对美化环境也将起到重要作用。

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A、水工建筑物投资巨大,对国民经济影响较大,如三峡工程。

B、一旦失事后果严重.作为蓄水工程主体的坝或江河的提防,一旦失事或决口,

将会给下游人民的生命财产和国家建设带来巨大的损失。如1993年8月27日晚青海省共和县恰卜恰河上游的沟后水库垮坝(混凝土面板堆石坝),损失惨重。 §1-3水利枢纽分等和水工建筑物分级

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000),将水利水电工程,

根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

水利水电工程中的水工建筑物,根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要

性划为五级。

(一)水利工程等级划分的原因

为了使效益、规模与安全投资结合起来,体现经济政策、技术措施相协调,使主

次分明,体现重点,区别对待,重要性与经济性相结合,因而需对水利工程划分等级。 (二)水利工程等级划分的依据

依据:《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000) 步骤:A、确定枢纽规模,即对水利枢纽划等 B、确定建筑物的重要性,即对水工建筑物划级 等级不同,建筑物设计要求不同,主要体现在以下几个方面: 1、标准不同,超高不一样。 2、安全系数不同。 3、材料要求不同。 4、运行要求不同。

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