20xx年電大水工建筑物期末重點考試小抄(最新打印版)-電大水工建筑物專科必備考試資料(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 應：①永久作用，②可變作用，③偶然作用。作用效應組合：①基本組合，②施工、檢修組合，③特殊組合。 答：設計安全儲備的表達形式有單一安全系數法和分項系數極限狀態設計法兩類。極限狀態是指當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態，結構就不能滿足設計規定的某種功能要求，那這一特定狀態就叫該功能的極限狀態。極限狀態設計的類型有：⑴承載能力極限狀態當出現①剛體失去平衡,②材料強度不足而破壞,③結構失穩,④結構轉變為機動體系,⑤結構體產生滲透失穩等現象時，表明結構已超過承載能力極限狀態，已不安全。⑵正常使用極限狀態當出現①影響結構正常使用或外觀變形,②不良振動,③局部損害等現象時，表明結構已超過正常使用極限狀態，不能正常使用。 答：結構功能函數Z=RS中的Z表示結構功能，R表示結構抗力，S表示作用效應。Z0表示結構抗力小于作用效應，已不安全。 答：可靠指標為結構功能函數的平均值與其均方差的比值，它可表征結構的可靠度大小。可靠指標越大越可靠。 答：主要包含：①抗震計算；②抗震工程措施。第三章 重力壩的工作特點是什么？基本剖面是何形狀？一般采用什么材料？ 簡述重力壩的優缺點。 重力壩的設計內容包括哪幾個部分？ 簡述重力壩失穩破壞的機理？ 掌握單滑面的抗剪強度和抗剪斷公式。 簡述深層抗滑穩定的計算方法類型。 岸坡壩段與河床壩段相比，抗滑穩定有何特點？ 簡述提高壩體抗滑穩定的工程措施。 簡述重力壩應力分析的方法，掌握重力壩水平截面邊緣應力的計算公式，邊緣主應力面于何處？為何邊緣應力是首先需計算的應力？ 除主要荷載以外，對壩體應力的影響還有哪些因素？ 簡述壩體溫度變化的階段？何為水熱化溫升和溫度回降值？ 施工期溫度引起的應力主要有哪兩類？ 簡述溫度裂縫的類型和溫度控制的措施。 重力壩最小剖面如何確定？常用剖面形態有哪幾類？壩頂高程如何確定？ 重力壩極限狀態設計分哪兩類？其驗算的主要內容是什么？ 掌握重力壩在水壓力,水重,揚壓力,自重荷載下的邊緣應力和抗滑穩定驗算。 簡述重力壩易出現地震震害的位置和抗震措施。 簡述溢流重力壩的工作特點和類型。 簡述溢流重力壩的基本要求。 溢流重力壩孔口設計的影響因素有哪些？簡述孔口形式類型及其特點。 溢流重力壩通常設計成等同的奇數孔，為什么？ 為什么說單寬流量是溢流重力壩設計中很主要的控制性指標？ 簡述孔口尺寸設計應考慮的因素。掌握兩種孔口形式過流量的計算公式。 為何閘墩上游端需做成圓弧形或流線型？溢流壩設置邊墻的作用是什么？ 簡述空化和空蝕的概念，流速大于多少時就可能發生空蝕？什么是引起溢流面發生空蝕的主要原因？空化數大于初生空化數時會發生空蝕現象嗎？ 摻氣雖然可減少空蝕，但也存在什么不利之處？ 水流脈動對溢流壩有什么害處？ 溢流面體形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲線？ 消能工的原理是什么?能量轉換的途徑有哪些?輔助消能工主要有哪幾種? 詳述泄水重力壩消能工的主要形式和原理？ 簡述底流消能的特點及其與下游水流的銜接形式、形成消力池的主要措施。 護坦的主要作用是什么？穩定驗算主要驗算其什么內容？ 挑流消能工的主要設計內容有哪些？ 折沖水流是如何形成的？ 簡述壩身泄水孔的作用和特點及其分類。 壩身泄水孔進口通常用什么曲線？為何需設平壓管和通氣孔？ 重力壩地基處理的作用是什么？它主要包括哪些內容？ 壩基固結灌漿和帷幕灌漿的目的是什么？灌漿一般布置何處？ 壩基排水主要采用什么措施？其目的是什么？ 陡、緩傾角順流方向斷層通常采用什么措施處理？橫流方向斷層又如何？ 壩基軟弱夾層有何害處？一般采用什么方法處理？ 水工混凝土一般應滿足哪些性能的要求？其材料組成有哪幾種？ 混凝土重力壩為何要分區？分縫的類型和目的是什么？ 重力壩為何需設廊道系統？ 何為碾壓混凝土重力壩？與常態混凝土相比它有何優點？ 簡述漿砌石重力壩的優缺點，其防滲設施有哪些？ 漿砌石重力壩主要有哪些材料？ 何為寬縫重力壩？并簡述其優缺點? 何為空腹重力壩？并簡述其優缺點? 何為支墩壩？并簡述其結構形式? 簡述大頭壩的頭部和支墩形式。 第三章重力壩的工作特點：①主要依靠壩體自重產生的抗滑力滿足穩定要求；②依靠壩體自重產生的壓應力來抵消水壓力產生的拉應力。基本剖面：三角形。材料：混凝土和漿砌石。優點：①安全可靠；②對地形、地質條件的適應性強；③樞紐泄洪問題容易解決；④便于施工導流；⑤施工方便；⑥結構作用明確。缺點：①耗材多；②材料強度未充分發揮；③壩底揚壓力大；④施工溫度控制嚴格。主要包括①剖面設計②穩定分析③應力分析④構造設計⑤地基處理⑥泄洪設計⑦監測設計。重力壩失穩破壞的機理：壩踵膠結面出現微裂松弛區→壩址膠結面出現局部剪切屈服→屈服范圍向上游延伸→形成整體滑動失穩。（見教材）深層抗滑穩定計算方法類型分為：⑴分區計算法，含①剩余推力法；②被動抗力法；③等安全系數法⑵整體計算法。岸坡壩段壩基是傾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑動的雙重趨勢，穩定性不如河床壩段。提高壩體抗滑穩定的工程措施主要有：①利用水重：將上游面做成傾斜以利用水重。②利用有利的開挖輪廓線③設置齒墻：齒墻阻斷軟弱面，改變滑動面位置，增加抗滑力④抽水措施：抽去壩底滲透水，減少浮托力。⑤加固地基：帷幕灌漿以減少壩基滲透能力，固結灌漿以增加壩基強度和整體性，斷層處理以減少壩基軟弱結構面。⑥橫縫灌漿：將局部或全部橫縫灌漿，增加壩體的整體穩定性。⑦預加應力措施重力壩應力分析的方法主要有：⑴模型試驗法；⑵材料力學法；⑶彈性理論的解析法；⑷彈性理論的差分法；⑸彈性理論的有限元法。邊緣最小主應力為壩面，最大主應力為垂直于壩面的剖面。因最大最小應力均出現在壩面，所以需首先校核邊緣應力。除主要荷載以外，對壩體應力的影響還有如下影響：⑴地基變形模量對壩體應力的影響⑵壩體混凝土分區對壩體應力的影響⑶縱縫對壩體應力的影響⑷分期施工對壩體應力的影響⑸溫度變化及施工過程對壩體應力的影響壩體溫度變化主要有溫度上升期、降溫期和穩定期三個階段。水熱化溫升是指最高溫度與入倉溫度之差；溫度回降值是指最高溫度與年均氣溫之差。⑴地基約束引起的應力⑵內外溫差引起的應力溫度裂縫的類型主要有：①貫穿性裂縫：含橫向貫穿性裂縫、縱向貫穿性裂縫、水平向貫穿性裂縫。②表面裂縫溫度控制的措施主要有：①降低砼的入倉溫度Tj②降低砼的水熱化溫升Tr③加強砼表面的養護重力壩最小剖面確定：根據自重、上游靜水壓力(庫水位與壩頂平,通常是校核洪水位)和揚壓力三項主荷載作用下，滿足穩定和強度要求的工程量最小的三角形。常用剖面形態：①上游面鉛直；②上游面上直下斜；③上游面斜向上游。壩頂高程取設計洪水位＋相應壩頂超高與校核洪水位＋相應壩頂超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心線距靜水面高度和安全加高三部分。重力壩極限狀態設計包含①承載能力極限狀態；②正常使用極限狀態。其中承載能力極限狀態需驗算壩基面或深層抗滑穩定和壩趾抗壓強度，正常使用極限狀態需驗算壩踵不出現拉應力。見作業重力壩易出現地震震害的位置：①壩頂和斷面突變處易出現裂縫；②原有裂縫易擴展延伸；③孔口及廊道附近易開裂；④接縫止水易破壞。重力壩抗震措施：①作好地基處理，加強接觸面的結合；②加強施工質量控制和養護,防止出現早期裂縫；③重量、變形、剛度、幾何等突變部位設縫；④增加壩頂強度、剛度以及布筋；⑤孔口、廊道附近布筋；⑥壩后設置檢修橋。工作特點：將規劃庫容不能容納的洪水經由壩頂泄向下游，以滿足防洪和大壩安全要求。類型：①開敞溢流式；②大孔口溢流式①足夠的孔口尺寸,良好的孔形,較高的流量系數；②水流平順, 不產生負壓和振動, 避免發生空蝕；③保證下游河床不產生危及大壩安全的局部沖刷；④下泄水流不產生折沖水流等,不影響其他建筑正常運行；⑤有靈活控制下泄水流的設備。影響因素主要有①洪水設計標準；②下游防洪要求；③庫水位壅高限制；④洪水預報的準確度；⑤泄水方式；⑥地形、地質條件。孔口形式類型：①開敞溢流式；②大孔口溢流式開敞溢流式的特點：①壩體不設胸墻，出流常為堰流；②孔口埋深淺，閘門水壓力較小，孔口尺寸可以較大，泄流量較大，超泄能力強；③可排泄冰凌和其他漂浮物；④閘門于壩頂，易檢修；⑤應用較廣泛。大孔口溢流式的特點：①壩體上部設胸墻，出流常為孔口出流，但當水位低于胸墻時為堰流；②堰頂較低，需設工作閘門和檢修閘門；③超泄能力常比開敞溢流式小。采用相同閘孔詣在檢修閘門、啟閉設備等設施可共用，且泄流量相同可對稱泄流。采用奇數孔目的在于閘門對稱布置，可對稱泄流以減輕消能負擔，避免折沖水流等。因為①單寬流量是確定溢流壩的凈寬和堰頂高程的主要參數；②單寬流量是影響消能工設計的關鍵因素；③單寬流量是影響壩下沖刷的主要因素。孔口尺寸設計應考慮的主要因素：①泄洪要求：泄流單寬流量是關鍵因素；②閘門和起閉機械：閘門承載能力和起閉能力等；③樞紐布置：樞紐中其他建筑的布置是否寬松；④下游水流、地質條件：下游水的深度、巖石硬度等；⑤下游消能工的性能：消能工消能效果等。兩種孔口形式過流量的計算公式見教材。閘墩上游端需做成圓弧形或流線型是為了進口水流平順、減少水流側收縮。溢流壩設置邊墻的作用是起閘墩和分隔作用。空化：當高速水流在某點的壓力低于飽和蒸汽壓強時，水體中固有的小氣核迅速膨脹而成小空泡，這種現象稱為空化。空蝕：當空氣泡進行高壓區受壓而潰滅,因潰滅時間短暫,產生很高的局部沖擊力，當壩面沖擊力大于材料凝聚力時，壩面遭到破壞，這種現象稱為空蝕。流速大于15m/s時就可能發生空蝕。壩面不平整是引起溢流面發生空蝕的主要原因。空化數大于初生空化數時不會發生空蝕現象。摻氣雖然存在①減少空蝕；②射流摻氣消耗大量能量而有利于消能工等益處。但也存在①增加水深從而加大工程投資；②形成霧化區等的不利之處。①增大建筑物的瞬時荷載；②脈動周期性引起的振動可能對輕質建筑造成振動；③增加空蝕破壞的可能性。溢流面體形由頂部曲線段、中間直線段、反弧段組成。上游第一段一般采用復合圓弧或橢圓曲線。消能工的原理：通過水躍等局部水力現象，將水流動能轉換為熱能。能量轉換的途徑：①水流內部的紊動、摻混、剪切和旋滾等；②水股的擴散及水股間的碰撞；③水流與固體間的劇烈摩擦和撞擊；④水流與氣體間的摩擦和摻混。輔助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾檻等。泄水重力壩消能工的主要形式：①底流消能；②挑流消能；③面流消能；④消力戽消能。底流消能的原理：①通過水躍將急流轉變為緩流而消能；②主要靠水躍產生的表面旋滾與底流間的強烈紊動、剪切和摻混消能。挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口處設置的挑流鼻坎，將急流挑向空中，再落入離建筑物較遠的下游河道。主要靠急流沿固體邊界摩擦而耗能，射流在空中與空氣摩擦、摻氣和擴散等耗能，射流落入尾水中淹沒紊動擴散耗能。面流消能的原理：利用鼻坎將急流挑至水面，在主流下面形成旋滾而消能。消力戽消能的原理：急流進入潛在水下的戽內發生旋滾，經大量消能后由鼻坎挑向下游水面。底流消能的特點：①通過水躍將急流轉變為緩流而消能；②主要靠水躍產生的表面旋滾與底流間的強烈紊動、剪切和摻混消能；③流態穩定，消能效果好；④對地質和尾水條件要求低，適應性強；⑤產生的霧化小；⑥方量大，投資高。底流消能與下游水流有①臨界水躍；②遠驅水躍；③淹沒水躍等三種銜接形式。形成消力池的主要措施：①護坦尾修筑消力坎；②降低護坦高程；③降低護坦和修筑消力坎。護坦的主要作用是防護河床免受高速水流的沖刷，穩定校核內容是滿足抗浮穩定要求。主要設計內容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半徑、反弧挑角、挑距、沖刷坑深度溢流壩僅占河床一部分，出口水流于主流兩側形成回流，如兩側回流強度、大小不一致時，易將主流壓向一側，形成折沖水流。壩身泄水孔的作用：①預泄庫水，增強調蓄能力；②放空檢修；③排沙減淤；④調節下泄流量以滿足通航、灌溉需要；⑤施工導流。壩身泄水孔的特點：①孔口全部淹沒，隨時可放水；②孔內流速高，易發生負壓、空蝕、振動等；③檢修困難；④閘門承壓大，啟閉力較大；⑤門體結構、止水、啟閉設備復雜，造價高。壩身泄水孔的分類： 壩身泄水孔進口通常用長軸與孔軸平行的橢圓曲線。設置平壓管的目的：將平壓管設置在檢修閘門和工作閘門之間，用以在檢修閘門提起前沖水平壓，減小啟門力。設置通氣孔的目的：進口工作閘門提起后，后面的空氣被水流帶走而形成負壓，需于工作閘門后設通氣管充氣。