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1绪论1.水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而兴建的各项工程，总称为水利工程。2.水利枢纽：在水域的适当地点，为了一种或多种目的而集中布置若干个不同类型的水工建筑物，各自发挥不同作用并协调工作，构成一有机综合体，称为水利枢纽。3.水工建筑物按用途及其功能分类：水工建筑物按用途可分为多种用途的通用性建筑物和专门用途的专门性建筑物两大类（1）通用性建筑物按作用分类有：①挡水建筑物：用于拦截河流，形成水库或壅高水位。如各种坝、堤和海塘、水闸等。②泄水建筑物：用以宣泄水库（或渠道）在洪水期间或其他情况下的多余水量，以保证坝（或渠道）的安全。如各种溢流坝、溢洪道、泄水隧洞、分洪闸、泄水涵管等。③取水建筑物：用以从水库或河流放水、引水、提水的各种水工建筑物。是输水建筑物的首部，如进水闸、抽水站、各类深式取水口等。④输水建筑物：将水流输送到用水地点的各种水工建筑物。如河渠中的隧洞、涵洞、渡槽、倒虹吸管、管道等；⑤整治建筑物，为改善水流状态，防止水道冲淤破坏的各种水工建筑物。如丁坝、顺坝、导流堤、护岸、护底等。4.水利枢纽和水工建筑物规范标准:2341雪野水利枢纽工程,以防洪为主，兼有城市供水、灌溉、养殖和旅游开发等综合利用功能，。总库容2.21亿m3，兴利库容11400万立方米，死库容280万立方米。该枢纽的水工建筑物包括大坝（30.3m）、溢洪闸、输水洞、电站等组成。2泰安胜利水库枢纽工程，库容4600万立方米，该枢纽的水工建筑物包括大坝（27.1m）、溢洪道、放水洞、电站等组成。试确定该枢纽等别和各水工建筑物级别。第一章重力坝1.工作原理：①满足稳定——利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定。②满足强度——利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力。2.工作特点优点：(1)安全可靠。重力坝剖面尺寸大，应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强。据统计，重力坝在各种坝型中失事率是较低的。(2)对地形、地质条件适应性强。重力坝段类似于固结在地基的短悬臂梁，所以在任何形状的河谷都可以修建。因为坝基承担的压应力不高，所以对地基的要求也较低，当坝的高度不大时甚至可以修建在土基上。(3)枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的，还可以设置坝身泄水孔辅助泄洪，一5般不用另设河岸式泄水道，枢纽布置紧凑。(4)便于施工导流。在施工期间可以利用坝体导流，不需另设导流洞。(5)施工方便。大体积混凝土，可以采用现代机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简便。(6)结构作用明确。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，应力分析和稳定计算都比较简单。缺点：断面较大，带来一系列问题(1)坝体剖面尺寸大，水泥用量多，坝体应力普遍较低，材料强度不能充分发挥(2)施工期大体积混凝土的温度应力和收缩应力较大，对温度控制的要求较高；(3)坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利；3.重力坝的类型（1）坝体高度高（70m）、中（30-70m）、低坝（30m）（2）坝体筑坝材料混凝土重力坝和浆砌石重力坝（3）泄水条件有溢流重力坝和非溢流重力坝（4）坝体结构型式分类64.作用在重力坝上的重要荷载：8个自重、上下游坝面静水压力、溢流坝反弧段动水压力、扬压力、浪压力、泥沙压力、冰压力、地震荷载5.扬压力：重力坝挡水后，在水位差作用下，上游水将通过坝体的孔隙和坝基裂隙向下游渗透，渗透水对坝体和坝基产生渗透水压力（水力学中称为“渗透动水压力）6.扬压力：含坝基和坝体内扬压力7.渗透水压力的特点：①同一点上各向压强相等——各向同性②垂直于作用面——方向③其铅直分力称为扬压力8.坝基扬压力包括两部分①下游水深引起的浮托力；②由上下游水位差引起的渗透压力；即：坝基扬压力＝浮托力＋渗透压力9.一般情况下：设计烈度=基本烈度特殊情况下：设计烈度=基本烈度+1°（抗震设防类别为甲类）10.对于设计烈度6度以下时，地震荷载相对较小，设计中不考虑。对于7～9度时，应进行抗震设计，而大于9度时，应专门研究。11.重力坝的稳定分析（1）抗剪强度公式:坝体与坝基间看成是一个摩擦接触面，而不是胶结面。(a)当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系数为：7b)当接触面倾向上游时，并有β的夹角时，其抗滑稳定安全系数为：（2）抗剪断公式认为坝体与基岩胶结良好，直接采用接触面上的抗剪断参数f′、c′计算抗滑稳定安全系数，即：PUWfKs其中：W——接触面上的总重力P——接触面上的总水平力U——作用在接触面上的扬压力f——接触面间的摩擦系数PUWfKs其中：W——接触面上的总重力P——接触面上的总水平力U——作用在接触面上的扬压力f——接触面间的摩擦系数8f′——抗剪断摩擦系数c′——抗剪断凝聚力12.抗剪强度公式和抗剪断公式选用抗剪公式形式简单，f选择经验丰富，应用广，忽略了凝聚力，不合乎实际；抗剪断公式直接用接触面上的抗剪断参数f’、c’，物理概念明确，比较符合坝体的实际情况，逐渐采用较多。我国《SDJ21—78》补充规定中建议：当坝基内不存在可能导致深层活动的软弱面时，应按抗剪断强度公式计算；对中型工程中的中、低坝，也可按抗剪强度公式计算。13.抗滑稳定措施：（1）上游加斜坡，利用坝上水重（2）将坝基面开挖成倾上上游的斜面（3）横缝灌浆（4）抽水措施14.基本剖面：基本剖面是指坝体在自重、上游水压力和扬压力三个主要荷载作用下，满足稳定和应力要求并使其剖面最小的三角形剖面。形状：三角形剖面，顶点与水库最高水位齐平915.实用剖面：(1)图（a）上游面铅直，n=0适用条件：适于基面f、c值较大or坝内布置泄水孔情况，垂直面易于布置孔口进口设备缺点：重心偏于上游，空库or低水位时下游坝面易产生拉应力。(2)图(b)：工程中经常采用特点：上游坝面上部铅直而下部呈倾斜，既可利用部分水重来增加稳定性，又可保留铅直的上部便于管道进口布置设备和操作的优点。上游折坡的起坡点位置应结合应力控制条件和引水、泄水建筑物的进口高程来选定。一般在坝高的1/3～2/3的范围内。(3)图(c)：为上游面呈倾斜的基本三角形加坝顶而成适用于基岩面f、c值较低情况。倾斜的上游坝面可以增加坝体自重和利用一部分水重，以满足抗滑稳定的要求。修建在地震区的重力坝，可采用此种剖面。16.泄水重力坝:坝身设有溢流面、底孔、中孔等泄水措施的重力坝称为泄水重力坝。——既是泄水建筑物，又是挡水建筑物。17.泄水重力坝的下游消能形式:(1)挑流消能(2)底流消能(3)面流消能(4)消力戽消能坝身泄水孔－无压坝身泄水孔－有压10挑流消能方式应用最广，底流消能方式次之，而戽流和面流消能方式一般应用较少18.地基处理的目的1）保证坝基具有足够的强度。若不满足要求，可采取挖除、置换或灌浆措施。2）防止坝基渗漏。以减小渗流量，减小扬压力，防止砼渗透破坏。3）使坝基有足够的整体性、均匀性和刚度。以满足抗滑稳定的要求和减少不均匀沉降。4）使坝基有足够的耐久性。防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化。19.坝基处理的内容(措施)（一）开挖、清基（二）岩基的固结灌浆（三）岩基的帷幕灌浆（四）岩基排水（五）断层破碎带处理第三章土石坝1.土石坝：使用当地材料（土料、石料）采用一定的施工方法（抛填、碾压、水力）填筑的挡水坝2.土石坝的类型：（1）碾压式土石坝（2）水力冲填式坝（3）水中填土坝（4）定向爆破坝3.按材料在坝体内的配置和防渗体位置分：（1）均质土坝（2）心墙坝（3）斜墙坝（4）多种土质坝4.浸润线：土石坝横断面与浸润面的交线称为浸润线。5.常见的渗透变形的型式：管涌，流土，接触流失，接触冲刷。6.土石坝的构造（内部）：防渗体，排水设施，反滤层，护坡，坝顶构造，各种连接措施。7.土坝的排水设备：坝体排水，坝坡排水，坝基排水。坝体排水：表面排水—贴坡排水，堆石棱体排水，坝内排水。坝坡排水：纵向排水沟，横向排水沟，岸坡排水沟。坝基排水：减压井，排水沟，砂井。8.排水设施主要作用：降低坝体浸润线，有利于下游坝坡稳定并防止土坝可能出现的渗透破11坏。9.贴坡排水：不能有效地降低浸润线，适用场合：中小型且下游无水的均质坝及防渗体浸润线较低的中等高度的土坝。堆石棱体排水：能降低浸润线，适用场合：较高的土坝及石料较多的地区。坝内排水：当下游无水时，能有效地降低浸润线，适用场合:下游无水或水位较低的情况.常用于水力冲填坝。10.反滤层作用：滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。对下游侧具有承压水的土层，还可起压重的作用。11.反滤层设计原则：a.一层的颗粒不能穿过下一层的孔隙，同一层内的颗粒不应移动；b.土料除0.1mm以下颗粒不应穿过反滤；c.反滤不应被堵塞。12.反滤层位置：按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定：土质防渗体（心墙、斜墙、铺盖、截水槽等）与坝壳或坝基透水层之间以及渗流逸出处都必须设置反滤层。13.土石坝的组成：均质坝，防渗体，坝壳，排水、护坡，反滤料及过渡层。14.均质坝土料：绝大多数采用粘性壤土。防渗体土料：一般可用粘性土。坝壳土料：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等）。排水、护坡土料：用新鲜岩石、卵石、碎石，不宜用风化料。反滤料及过渡层土料：应尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工碎石。15.土石料填筑标准的确定：土料填筑标准的确定是土石坝设计的重要内容，它直接影响到施工过程和造价的大小。对粘性土，主要是确定填筑干容重及含水量；对非粘性土，主要是确定孔隙比和相对密度。16.对粘性土，主要是确定填筑干容重及含水量；对非粘性土，主要是确定孔隙比和相对密度。17.渗流分析任务：（1）确定坝体浸润线和下游渗流出逸点的位置，为坝体稳定、应力与变形的计算和排水体的选择提供依据。（2）计算坝体与坝基的渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸。（3）计算坝体与坝基渗流逸出处的渗透坡降，以及不同土层之间的渗透坡降，以验算其渗12透稳定性。18.渗流分析方法：流体力学法，水力学方法，流网法。19.防止渗透变形的工程措施：1、设置水平或垂直防渗体，以延长渗径，减小渗透坡降和阻截渗流；2、设置减压设备和盖重；3、设置反滤层。20.选择1.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0.5D、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2.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3．粘性土不会发生（）。A、管涌B、流土C、管涌或流土D、不确定4．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5．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（）围内。A、0.35—0.45B、0.15—0.25C、0.25—0.50D、0.50—0.756．一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7．不能够降低土坝坝体浸润线的排水设备有（）。13A、堆石棱体排水B、褥垫式排水C、贴坡式排水D、管式排水8.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21.判断：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