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1、水工建筑物知识点整理最新好资料推荐-如有侵权请联系网站删除名词解释:名词解释:aijaij:J号单位荷载对i点的径向线变位。安全储备安全储备:(R-S)0其中:R-结构抗力;S-作用效应。不平衡剪力不平衡剪力:脱离体两侧的剪力的差值。侧槽式溢洪道侧槽式溢洪道:侧槽式溢洪道是岸边溢洪道的一种型式,溢流堰设在泄槽一侧,沿等高线布置,水流从溢流堰泄入与轴线大致平行的侧槽后,流向作90转弯,再经泄槽或隧洞流入下游。弹性抗力弹性抗力:当衬砌承受荷载向围岩方向变形时将受到围岩的抵抗,把这个抵抗力称为弹性抗力。弹性抗力弹性抗力:当衬砌受到某些主动力的作用而向围岩方向变位时,会受到围岩的限制而产生反作用力。是
2、一种被动力,能协助衬砌分担外荷载,是有利的。低水头水工建筑物低水头水工建筑物:一般指水头不超过30m的水工建筑物,主要有水闸、低坝、橡胶坝、船闸等,多数建在软基上,也有建在岩基上的。地下轮廓线地下轮廓线:水闸闸基不透水的铺盖,板桩及底板等与地基的接触线,即闸基渗流的第一根流线,称为水闸的地下轮廊线。反滤层反滤层:反滤层一般由13层级配均匀,耐风化的砂、砾、卵石或碎石构成,每层粒径随渗流方向而增大。反滤的作用是滤土排水,防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗透变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。防渗长度防渗长度:把不透水的铺盖、板桩和底板与地基的接触线,是闸基渗流的第一根流线,称为地下
3、轮廓线,其长度称为防渗长度。拱冠梁拱冠梁:贯穿各层拱圈顶点的悬臂梁。拱效应拱效应:在心墙坝中,非粘性土坝壳沉降速度快,较早达到稳定,而粘土心墙由于固结速度慢,还在继续沉降,坝壳通过与心墙接触面上的摩擦力作用阻止心墙沉降,这就是坝壳对心墙的拱效应。拱效应使心墙中的铅直应力减小,甚至由压变拉,从而使心墙产生水平裂缝。固结灌浆固结灌浆:采用浅孔低压灌注水泥浆对坝基加固处理的办法。管涌管涌:坝体和坝基土体中部分颗粒被渗流水带走的现象,是土坝渗流变形的一种形式。海漫海漫:是水闸紧接护坦之后,还要继续采取的防冲加固措施,其作用是进一步消减水流的剩余能量,保护护坦和减小对其下游河床的冲刷。回填灌浆回填灌浆:
4、是为了充填围岩与衬砌之间的空隙,使之紧密结合,共同工作,改善传力条件和减少渗漏。回填灌浆的范围一般在顶拱中心角90120以内。基底压力基底压力:作用在闸室上的各种荷载,通过底板传给地基,在地基表面产生的压力节制闸节制闸:横跨河流或渠道修建以控制闸前水位与过闸流量的水闸。浸润线浸润线:渗流在土坝坝体内的自由水面与垂直坝轴线剖面的交线。可靠度可靠度:结构在规定的时间内,在规定的条件下完成预定功能的概率。空化空化:水流在曲面上行进,由于离心力的作用,或水流受不平整表面的影响,在贴近边界处产生负压,当水体中的压强小至饱和蒸汽压强时,便产生空化。空蚀空蚀:当空化水流运动到压力较高处,由于汽泡溃灭,伴随着
5、声响和巨大的冲击作用,当这种作用力超过结构表面材料颗料的内聚力时,便产生剥离状的破坏,这种破坏现象称为空蚀。宽缝重力坝宽缝重力坝:为了充分利用混凝土的抗压强度,将实体重力坝横缝的中下部拓宽成具有空腔的重力坝。流土流土:在渗流作用下,粘性土及均匀无粘性土被掀起浮动的现象。流土常见于渗流从坝下游逸出处。平压管平压管:隧洞构造中,为减小检修门的启门力而设置在隧洞壁内的绕过检修门槽的通水管道。渗透变形渗透变形:土石坝及地基在渗流过程中,由于物理和化学作用导致土体颗粒流失,造成土壤局部破坏的现象。输水建筑物输水建筑物: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、涵洞、渠道、渡槽等。双
6、曲拱坝双曲拱坝:不仅在水平截面呈弓形,而且在铅直截面也呈弓形的拱坝。水工建筑物水工建筑物:为满足防洪、发电、灌溉、供水等方面的效益需要在河流适宜河段修建的用来控制和支配水流的不同类型建筑物。水工隧洞水工隧洞:在地基内开挖而成,四周被围岩包围起来的水工建筑物。水利工程水利工程:指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配,以达到兴利除害的目的而修建的工程。水利枢纽水利枢纽:由几个作用不同的水工建筑物所组成的综合体称为水利枢纽。水闸水闸:是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物,主要依靠闸门控制水流,具有挡水和泄(引)水的双重功能,在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。水闸水闸:是一种
7、利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物,多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。通气孔通气孔:当隧洞工作闸门布置在进口,提闸泄水时,门后的空气被水带走,形成负压,需在工作闸门后设通气孔补气。(当平压管在向两道闸门间充水时,需在检修门后设通气孔排气。围岩压力围岩压力:也称山岩压力,是隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护或衬砌上的压力。帷幕灌浆帷幕灌浆:目的是降低坝底渗透压力,防止坝基内产生机械或化学管涌,减少坝基渗透流量,防渗帷幕布置在靠近上游坝面坝轴线附近,灌浆孔一般设12排。温度荷载温度荷载:坝体温度的改变值。泄水建筑物泄水建筑物:用以宣泄设计确定的库容
8、所不能容纳的洪水或为人防、检修而放空水库,以保证坝和其他建筑物的安全的水工建筑物,如溢流坝、坝身泄水孔、溢洪道、泄水隧洞等。扬压力扬压力:重力坝在下游水深作用下产生浮托力,在上下游水位差作用下,产生渗透水压力,渗透水压力及浮托力精品好资料-如有侵权请联系网站删除最新好资料推荐-如有侵权请联系网站删除之和称为扬压力。液化液化:饱和细砂在地震等动力荷载作用下,土壤颗粒有重新排列振密的趋势,使空隙水受压,引起空隙水压力暂时上升。由于在地震的短暂时间内空隙水来不及排出,上升的空隙水压力来不及消散,使土的有效压力减小,抗剪强度降低。最终达到土了土粒间有效应力趋近于零,出现流动状态,这种现象称为液化。闸墩
9、闸墩:闸墩将溢流段分隔为若干个孔口,并承受闸门传来的水压力,同时也是坝顶桥梁的支承。整体式闸底板整体式闸底板:当闸墩与底板砌筑或浇筑成整体时,即为整体式底板,底扳是闸室的基础,起着传递荷载、防冲、防渗的作用。正槽溢洪道正槽溢洪道:泄水轴线与溢流堰轴线正交,过堰水流方向与泄槽轴线方向一致的一种河岸溢洪道型式。重力坝的基本剖面重力坝的基本剖面:指在主要荷载作用下满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三角形剖面。一般为上游坝面近于铅直的三角形。作用(荷载)作用(荷载):对结构产生效应的各种原因的总称。作用效应作用效应:结构对外界作用的响应,即结构受到作用后产生的内力、变形和震动等。绪论绪论1 1、常见的
10、水利枢纽、常见的水利枢纽:蓄水枢纽。(2)取水枢纽(3)泵站枢纽(4)渠系建筑物2 2、水工建筑物按功能分、水工建筑物按功能分: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 6 专门建筑物3 3、水工建筑物的特点、水工建筑物的特点 1 工作条件的复杂性 2 设计选型的独特性 3 施工建造的艰巨性 4 失事后果的严重性4、水利枢纽对环境的影响水利枢纽对环境的影响:1)自然环境:a 水文、水温、水质和泥沙,b 局部地区气候,c 环境地质(诱发地震,库岸稳定)和土壤环境,d 陆生生物和水生生物;2)社会环境:a 库区淹没和工程占地引起的人口迁移及工程施工,b 人民生活
11、,c 景观,d 文物古迹。5、为什么对水工建筑物进行分级为什么对水工建筑物进行分级:水利工程建设中,如欲增加工程的安全性,而把标准定得很高,将会造成不必要的浪费。为了妥善解决上述安全性和经济性的矛盾,首先要对水利枢纽进行分等,对水工建筑物进行分级,等级越高者,在规划、设计、施工和管理等方面的要求越高。水利枢纽划分依据水利枢纽划分依据:按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。水工建筑物划分依据水工建筑物划分依据:等别,重要性,特殊情况下可升级或降级。第一章第一章 重力坝重力坝1 1、重力坝的工作原理:、重力坝的工作原理:依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定要求;利用坝
12、体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。重力坝的剖面特征:重力坝的剖面特征:1)剖面较大;2)一般为上游面接近于垂直的三角形剖面。2 2、重力坝与其他坝型相比具有的显著特点表现在:、重力坝与其他坝型相比具有的显著特点表现在:重力坝筑坝材料抗冲能力强重力坝结构简单对地形地质条件适应性较好,但对地基要求高于土石坝,要求地基有较高的承载能力;由于坝与坝基接触面积大,受扬压力作用亦较大,故需采取有效的防渗排水措施,降低扬压力,增强坝体稳定,改善应力状况;大坝坝体大,材料强度不能充分发挥,坝体应力一般不大,材料强度不能充分发挥,不同部位采用不同标号砼,以降低造价;坝体体
13、积大,水泥用量多,水化热高,易引起开裂,温度控制问题突出;3 3、重力坝的类型、重力坝的类型(1)按结构形式分类:1、实体重力坝 2、宽缝重力坝 3、空腹重力坝 4、预应力重力坝(2)按泄流条件分类:溢流、非溢流(3)按筑坝材料分类:混凝土、浆砌石(4)按施工方法分类:浇注混凝土、碾压混凝土。4 4、重力坝的组成、重力坝的组成:溢流坝段、非溢流坝段(挡水坝段)、连接边墩、导流墙、坝顶建筑物;布置原则:布置原则:坝轴线一般为直线,必要时可布置为折线或拱形曲线 各坝段协调一致 溢流坝段,厂房重迭布置5 5、作用:、作用:直接作用施加在结构上的集中力或分布力;间接作用使结构产生外加变形或约束变形的原
14、因,如地震、变温作用等。作用分类:作用分类:永久作用设计基准期内量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用;可变作用设计基准期内量值随时间变化的作用;偶然作用设计基准期内出现概率很小,一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。6 6、主要荷载:、主要荷载:自重静水压力扬压力淤沙压力浪压力冰压力土压力地震作用作用效应组合作用效应组合 1、正常蓄水位情况:123458 2、防洪高水位情况:1234578 3、冰冻情况:123468 4、施工期临时挡水情况:1238 1、校核洪水位情况:1234578 2、地震情况:12345897 7、应力分析方法、应力分析方法材料力学法:特点:材料力学
15、法是一种常用的基本计算方法,其优点是简单,应用范围广,适用于各种坝体外形和各种荷敦。弹性理论法:有限元、有限差分法等。模型实验法:电测法、光测法、地质力学模型实验法。8 8、应力分析的材料力学法基本假定:、应力分析的材料力学法基本假定:(1)坝体混凝土为均匀、连续、各向同性的弹性体;(2)各坝段均为固接于基岩上的悬臂梁,各坝段独立,横缝不传递力,不考虑基岩变形对坝体应力的影响;(3)坝体水平切面上的正应力按线性分布,不考虑廊道、孔洞对坝体应力分布的影响。9 9、安全储备的必要性:、安全储备的必要性:1、各种作用的随机性与变异性决定工程设计需一安全储备;2、材料性能、强度、结构尺寸等方面的不完全
16、确定性因素引起的不利性变异是又一原因;3、设计时所采用的理论(如方程表达式)也可能不尽准确等。1010、单一安全系数法、单一安全系数法:设计中引入一个根据经验确定的安全系数 K(其值一般大于 1),使得 SKR。特点:特点:1)优点:方法简单易行,工程界仍常采用 2)缺点:把原本属于不确定性因素的各种量值作为确定性量值计算,用笼统的安全系数来替代对各种不确定性因素的考虑,势必使得安全系数K 对于结构安全性的判断只具有定性意义。1111、作用效应函数、作用效应函数:S(*)=PR;抗滑稳定抗力函数抗滑稳定抗力函数:R(*)=fRwR+CRARPR坝基面上全部切向力之和;wR坝基面上所有法向作用之
17、和(计入扬压力);1212、稳定分析的主要目的:、稳定分析的主要目的:1、验算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度;2、解决设计与施工中的典型问题精品好资料-如有侵权请联系网站删除最新好资料推荐-如有侵权请联系网站删除1313、基岩上重力坝失稳的可能情况:、基岩上重力坝失稳的可能情况:坝体沿抗剪能力不足的薄弱面产生滑动 a)沿坝与基岩接触面的滑动;b)沿坝基岩体内连续软弱结构而产生的深层滑动 水平荷载作用下 a)上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝;b)下游坝踵以下岩体受压发生压碎引起倾斜滑移破坏。1414、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定计算、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定计算:分项系数极限
18、状态法;单一安全系数法:抗剪强度公式(摩擦公式)、抗剪断强度公式1515、提高抗滑稳定性的措施、提高抗滑稳定性的措施:1)将上游坝面做成倾斜面或折坡形,利用坝面上的水重增加抗滑力;2)将坝基面开挖成倾向上游的斜面,或降低坝踵,使坝基面倾斜向上游。当基岩较坚固时,宜开挖成锯齿状,使坝基面分段倾斜向上游。3)在坝踵或坝基处设置齿墙。4)采用有效的防渗排水或抽水减压措施,以降低扬压力,增大稳定性。5)加固地基。6)利用预加应力措施提高抗滑稳定性。1616、非溢流重力坝的剖面设计基本要求:、非溢流重力坝的剖面设计基本要求:满足稳定与强度;剖面最小(工程量最省);便于施工;满足运行要求。1717、基本剖
19、面如何修改成使用剖面:、基本剖面如何修改成使用剖面:1、由于施工及运用的要求,坝顶应有足够的宽度,一般取为最大坝高的8%10%,且不小于 3m。如有交通要求,应按交通要求决定。2、非溢流重力坝的坝顶高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶的高程高于波浪顶高程。1818、重力坝的泄水消能方式,特点及适用情况、重力坝的泄水消能方式,特点及适用情况:1)挑流消能:经济实用,施工方便,水力计算简单。水头较高,基岩比较坚固的高、中坝。选择合适的鼻坎型式、鼻坎高程、挑射角度和反弧半径,计算挑射半径和最大冲坑深度,并通过挑距和冲坑深度估计枢纽中建筑物是否安全。2)底流消能:工作可靠,消能效果好,下游流态也较平稳。适
20、用于各种高度的坝和各种河床地质情况,多用于中、低坝或地质条件差,河床抗冲能力低的情况。3)面流消能:对下游水位和下泄流量变幅的限制较严,下游水流在较长距离不够平稳,可能影响发电和航运。水头较小,尾水较深,水位变幅不大,以及河床和两岸有较高的抗冲能力的河道的中、低坝。4)戽流消能:下游水深较大。1919、混凝土重力坝的材料基本要求:、混凝土重力坝的材料基本要求:材料有足够强度外,还应满足抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗磨性,以及低热性等要求。2020、混凝土重力坝的材料分区、混凝土重力坝的材料分区:区(抗冻):上下游水位以上坝体外部表层混凝土;区(抗冻,抗裂):上下游水位变化区的坝体外部表层混凝土;
21、区(抗渗,抗裂)和区(抗裂):分别为上下游最低水位以及下坝体,表层混凝土和坝体基础混凝土;区(低热):坝体内部混凝土,多采用低等级的热混凝土;区(抗冲耐磨):抗冲刷部位的混凝土。1 强度 2 抗渗 3 抗冻 4 抗冲刷 5 抗侵蚀 6 低热 7 最大水灰比I 区:1367(抗冻)II 区:123567(抗冻、抗裂)III 区:123567(抗渗、抗裂)IV 区:123567(抗裂)V 区:12367VI 区:1234567(抗冲耐磨)2121、重力坝分缝目的、重力坝分缝目的:防止在运行期间由于温度变化发生伸缩变形和地基不均匀沉降引起坝体裂缝,以及为了适应施工期混凝土的浇筑能力和温度控制等。22
22、22、缝的分类、缝的分类:1)永久缝:为了使坝体保持正常的结构状态。临时缝:为了施工需要设置,过后需要处理或灌浆,使各坝块或层间的混凝土结合成整体。2)按作用分:沉降缝,温度缝,施工缝。3)按位置缝:横缝(使各坝段独立工作,兼有沉降缝和温度缝的作用),纵缝(适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力),水平缝。2323、温度应力的成因、温度应力的成因:1、基础温差引起混凝土的应力和裂缝;2、坝块内外温差引起混凝土的应力和裂缝。2424、防裂措施、防裂措施 1)、加强温度控制;2)、提高抗裂强度;3)、保证施工质量;4)、合理分缝、分块等。2525、重力坝对地基的要求、重力坝对地基的要求:有足够
23、的承载能力、抗渗能力及稳定性。2626:坝基固结灌浆:坝基固结灌浆:方法:方法:用浅孔低压灌注水泥浆。目的:目的:1、提高基岩的整体性、弹性模量,减少荷载作用下的变形;2、提高抗压、抗剪强度;3、降低坝基渗透性、减少渗透量;4、在防渗帷幕旁边的固结灌浆可提高帷幕的灌浆压力等。2727:帷幕灌浆目的:帷幕灌浆目的:1、降低坝基渗透压力;2、减少渗流量;3、防止基岩内的软弱夹层、断层破碎带等抗水性能差的岩体发生渗透变形破坏。2828、帷幕灌浆深度如何确定、帷幕灌浆深度如何确定:根据水头大小、透水层深度和降低坝基渗透压力的要求来确定。当坝基下存在明显的相对隔水层时,防渗帷幕应伸入到该岩层内 35m;
24、当坝基下相对隔水层埋深较浅或分布无规律时,帷幕深度常在 0.30.7 倍坝高范围内选择。第二章第二章 拱坝拱坝1 1、传力特点:、传力特点:拱坝可以看作由拱、梁系统组成,上游面所受水压力(绝大部分)通过拱作用传至两岸岩壁,通过梁作用将部分(小部分)传至坝基。2 2、工作特点、工作特点:(1)拱坝是固接于基岩的空间壳体结构,在平面上呈凸向上游的拱形,其拱冠剖面呈竖直或向上游凸出的曲线形;(2)坝体结构既有拱作用又有梁作用,其所承受的水平荷载一部分通过拱的作用压向两岸,另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩;(3)坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用,并不全靠坝体自重来维持。3 3、拱坝的地形和地质
25、条件、拱坝的地形和地质条件:1)地形条件:是决定拱坝结构形式、工程布置及经济性的主要因素。理想的地形应是坝址河谷相对宽度较窄,两岸基岩面大致对称,岸坡平顺无突变,且坝两端下游有足够大的岩体支承,这样的地形可以充分发挥拱的作用。2)地质条件:要求岩基坚硬致密、质地均匀、有足够的强度、透水性小、能抗风化,也没有大的断层构造和软弱夹层。总体要求高于重力坝对坝基地质的要求,特别是坝头4 4、与重力坝相比拱坝的工作特点、与重力坝相比拱坝的工作特点:(1)拱坝是一种推力结构,在外荷载作用下,拱圈截面上主要承受轴向压应力,弯矩较小,有利于充分发挥坝体混凝土或浆砌石材料抗压强度,而重力坝以受弯曲为主的静定结构
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