第二章 水工建筑物设计综述 一、填空
1.一般水工建筑物按用途可分为挡水、泄水、输水、取水和整治五大类。 2.水力发电的两个基本要素是水头 、落差 。
3.水工建筑物按使用时间可分为永久性水工建筑物、临时性水工建筑物。 4.按目的和采用的工程措施可分为：防洪、农田水利、水力发电、航运、城市给水排水、水产养殖和水利环境保护七大相关部门。 5.我国水资源总量为2.8万亿m3，在世界各国中居第6位。
6.我国目前最主要的四大水问题分别是防洪标准低、水资源紧缺、水能资源开发利用程度不高和水污染。
7.根据规范，将水利水电枢纽工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性划分为五等。
8.根据规范，将永久性水工建筑物根据其所属工程等别和其在工程中的作用重要性划分为五级；将临时性水工建筑物划分为三级。 二、名词解释
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：为了综合利用水资源以满足不同水利部门的需要，常在河流适当断面集中修建多种不同类型与功能的水工建筑物，这些由若干水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。3、水工建筑物：用来直接实现各种水利目标进行控制和分配水流而修建的工程建筑物。 三、论述题
1、水利枢纽及水工建筑物为什么要分等分级？分等分级的依据是什么？ 答：水利枢纽和水工建筑物必须确保安全可靠，但要避免过分安全造成的浪费，因此为了为了使工程的安全性与经济性合理地统一起来，并将水利枢纽及其组成建筑物按其所承担的任务，效益，规模大小及其重要性划分成不同的等级，以便不同的等级依次确定不同的设计，施工和运用的标准，
使得所设计的工程建筑物既能保证安全又可节省投资，这种划分等级区别对待的方法可以实现安全性与经济性最终统一协调。
分等分级的依据：水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等；水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
2、水利工程的特点是什么？
答：水利工程与一般土建工程相比，除了工程量大、投资多、工期长之外，还具有以下几个方面的特点：1：工作条件复杂；2：受自然条件制约，施工建造的艰巨性；3：设计选型独特性；4：工程效益的显著性；5：环境影响的多面性；6：失事后果的严重性 第三章 岩基上的重力坝
1.重力坝是指 用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设横缝，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悬臂梁。
2.坝高是指坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面之间的高度。
3.重力坝按坝高可分为中坝 、 高坝 、 低坝 三类；按泄水条件可分为 溢流重力坝、 非溢流重力坝 ；按坝体结构型式可分为实体重力坝，宽缝重力坝，空腹重力坝，预应力重力坝和装配式重力坝。
4.重力坝承受的主要荷载是自重、静水压力、扬压力这三项荷载，控制坝体剖面尺寸的主要指标是稳定、强度，重力坝的基本剖面是三角形。 5.波浪压力与波浪要素和坝前水深有关。波高、波长和壅高称为波浪三要素。
6.温度回降值ΔT=Tmax-Td，是重力坝温度控制的重要指标。温度控制措施：①降低混凝土的浇筑温度②减少混凝土水化热温升③加强对混凝土表面的养护和保护。
7.裂缝分为：贯穿性裂缝和表面裂缝。
8.挑流消能一般适用于基岩较坚固的中、高水头各类泄水建筑物。挑射角度一般为20°～25°，若挑射角度加大，挑射距增大，且冲刷坑加深。 9.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表示累计频率为1%时的波浪高度，hz表示 波浪中心线高于静水位的高度，hc表示安全加高。 10.按承载能力极限状态设计时，应考虑荷载基本组合和偶然组合 两种作用效应组合。
11.按正常使用极限状态设计时，应考虑荷载长期组合 和短期组合两种作用效应组合。
12.溢流坝既是挡水建筑物 ，又是 泄水建筑物 。因此，坝体剖面设计时除满足稳定和强度要求外，还要满足泄水的要求，同时要考虑下游的消能问题。
13.溢流坝的溢流面曲线由顶部的曲线段、中间的直线段、底部的反弧段组成。
14.不设闸门时，溢流坝的坝顶高程等于水库的设计洪 水位。 12.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 消能防冲不利，但对枢纽布置有利。 13.闸墩的断面形状应使水流平顺，减小水头损失，墩头的形状用半圆形、 三角形、 流线型等。
14.重力坝的泄水孔按其作用分为泄洪孔；冲沙孔；发电孔；导流孔；灌溉孔和放水孔。按水流的流态可分为 无压泄水孔、有压泄水孔。 15.重力坝的坝体防渗是采用 一层具有防渗、抗冻、抗侵蚀的砼作为坝体防渗设施。
16.工作闸门常在动水 中启闭，检修闸门在静水中启闭，事故闸门常在 动水中快速关闭，在静水 中开启。
17.通气孔的上端进口不允许设在闸门启闭室内，自由通气孔的上端进口应高于 上游最高水位 。
18.重力坝坝体排水措施是：靠近上游坝面设置排水管幕，其上下端与坝顶和廊道直通。坝基排水措施是 在灌浆帷幕后设排水孔幕。
19.坝体分缝的目的是： 防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂 ，满足施工的要求。常见的缝有：横缝、纵缝和施工缝。
20.重力坝内的廊道的作用是灌浆、 检查和排水 和观测、交通。廊道常分为：坝基灌浆廊道和 检查及坝体排水廊道。
21.坝基开挖时，应将 缓倾角软弱夹层 挖除，直至新鲜坚固的基岩面。顺水流方向应开挖成略向上游倾斜的锯齿状，垂直于水流方向应开挖成台阶状。
22.按裂缝产生的原因，可分为沉陷缝；干缩缝；温度缝、应力缝和施工缝。 23.混凝土坝的渗漏处理的原则是上堵下排。
24.支墩坝按其结构型式可分为 大头坝、连拱坝、平板坝三种。 二、名词解释
1、扬压力 ：渗流压力与浮托力之和2、渗透压力：在上下游水位差作用下，库水通过坝基或坝体向下游渗透而产生的向上的静水压力。3、浮托力：由下游水深引起的淹没坝体而产生的上浮力。4、固结灌浆：在重力坝工程中采用浅孔低压灌注水泥浆的方法对坝基进行处理加固5、帷幕灌浆：指在坝基靠近上游侧布置一排或几排深钻孔，利用高压灌注水泥浆，充填基岩内的裂隙，孔隙等渗水通道，形成一道相对密实的阻水帷幕。5、
空蚀：若空泡溃灭发生在靠近过水坝面，局部冲击力大于材料的内聚力，可使坝面遭到破坏。
6、支墩坝：指由一系列支墩和挡水面板组成，支墩沿坝轴线排列，前面设挡水面板。 四、简答题
1.简述重力坝的特点。答：优点：1、工作安全，运行可靠；2、对地形、地质条件适应3、泄洪方便，导流容易4、施工方便，维护5、受力明确，结构简单。缺点：1坝体剖面尺寸大，材料用量多2材料的强度不能够得到充分发挥3坝底扬压力大，对坝体稳定不利4砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力。
2.提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？1） 利用水重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（7）预加应力措施。
3.溢流重力坝的泄水方式有哪些？各有什么特点？如何选择？答：泄水方式：坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。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。
4.溢流坝常用的消能方式有哪几种？各自的消能机理、适用条件是什么？ 答：底流消能：机理：通过水跃，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多余动能；适用条件：多用于中低水头。挑流消能：机理：利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床，与下游水流相衔接；适用条件：适用于基岩比较坚固的中高水头各类泄水建筑物，是应用非常广泛的一种消能方式。面流消能：机理：利用鼻坎将主流挑至水面，在主流下面形成反向漩滚，使主流河床隔开，主流在水面逐渐扩散而消能，反向漩滚也消除一部分能量；适用条件：适用于下游尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅不大，或有排冰，漂木要求的情况。消力戽消能：挑流鼻坎潜设在水下，形不成自由水舌，水流在戽内产生漩滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面戽内的漩滚可以消耗大量能量，因高速水股在表面，也减轻了对河床的冲刷；适用条件：适用于尾水较深且变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸抗冲能力较强的情况 5.通气孔、平压管的作用各是什么？
答：通气孔作用：补气和排气；平压管的作用：减小检修闸门的启门力。 6.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。
7.重力坝地基处理的措施有哪些？ 答：（1）坝基的开挖和清理；（2）坝基的固结灌浆；（3）帷幕灌浆；（4）坝基排水；（5）断层破碎带、软弱夹层和溶洞的处理 8.固结灌浆和帷幕灌浆的目的分别是什么？
答：固结灌浆目的：提高基岩的整体性和弹性模量，减少基岩受力后的变形，提高基岩的抗压、抗剪强度；降低地基的渗透性，减少渗漏量；帷幕灌浆旁的固结灌浆还可以提高帷幕灌浆的灌浆压力。帷幕灌浆目的：降低坝底渗流压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量
9.重力坝应力分析的目的是什么？目前应力分析主要有哪几种方法？材料力学法的基本假定是什么？
答：应力分析目的：为了检验大坝在施工期与运行期是否满足强度要求，同时也是为研究，解决设计和施工中的某些问题。应力分析的方法：模型实验法，材料力学法，弹性理论的解析法，弹性理论的差分法，弹性理论的有限元法。 材料力学法的基本假定：（1）坝体混凝土为均质，连续，各项同性的弹性材料；（2）视坝段为固接于地基上的悬臂梁，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，不考虑廊道等对坝体应力的影响。
10.碾压混凝土重力坝有什么特点？ 答：（1）工艺程序简单，可快速施工，缩短工期，提前发挥工程效益；（2）胶凝材料用量少；（3）由于水泥用量少，结合薄层大仓面浇筑，坝体内部混凝土的水化热温升可大大降低，从而简化了温控措施（4）不设纵缝，节省了模板与接缝灌浆等费用，有的甚至整体浇筑，不设横缝（5）可使用大型通用施工机械设备，提高混凝土运输与填筑的功效（6）降低工程造价
11.平面闸门和弧形闸门的主要优、缺点是什么？
答：平面闸门：优点：结构简单，闸墩受力条件好，各孔口可共用一个活动式启门机；缺点是：启门力较大，闸墩较厚，设有门槽，水流条件差。弧形闸门：优点：启门力较小，闸墩较薄，无门槽，水流平顺；缺点：闸墩较长，且受力条件较差
12 溢流坝段的横缝有什么布置方式？
答：①缝设在闸墩中间，启闭安全可靠，当个坝段产生不均匀沉降时，不致影响闸门启闭，工作可靠，缺点是闸门厚度较大，整个坝段加长，造价上升；②：缝设在溢流孔跨中，闸墩成为整体墩，闸墩受力好，且闸墩可做的很薄，整个坝段变短，造价下降，可使大跨度弧形闸门支胶结构得到加强，但易受地基不均匀沉降的影响，要求地基非常坚硬完整。 13.重力坝的坝身和坝基排水的目的是什么？如何布置？
答：坝基排水：（目的）降低坝底面的扬压力。（布置）在防渗帷幕后设排水孔幕。
坝身排水：（目的）减少渗水对坝体的不利影响。（布置）在靠近坝体上游面设置排水管幕。
14.为什么重力坝要分缝分块？缝有哪几种类型？横缝如何处理？止水如何布置？纵缝有哪些布置方式？
答：目的：为了减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求。 类型：横缝，纵缝，水平施工缝。永久性横缝设置止水片。纵缝的布置方式：铅直纵缝，斜缝，错缝。 第四章 拱坝习题 一、填空题
1.拱坝是一空间壳体结构，其坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的拱形和一系列竖向拱冠剖面的曲线形所组成，坝体结构既有拱作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。
2.拱坝所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩，拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用，并不完全依靠坝体重量来维持稳定。这样就可以将拱坝设计得较薄。
3.拱结构是一种推力结构，在外荷作用下内力主要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度。
4.拱坝坝身不设永久伸缩缝，其周边通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变形对坝体应力的影响较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。
5.拱坝理想的地形应是左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。
6.坝址处河谷形状特征常用河谷的宽度L及最大坝高H两个指标来表示。 7.拱坝的厚薄程度，常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值，即厚高比来区分。
8.拱坝理想的地质条件是；基岩岩性单一、完整稳定、强度较大、刚度大、透水性小和耐风化等。
9.拱坝按拱坝的曲率分单曲拱坝、双曲拱坝。
11.静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过拱梁分载法来确定拱系和梁系上的荷载分配。
12.混凝土拱坝在施工时常分段浇筑，最后进行灌浆封拱，形成整体。 13.温降时拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向相同，但轴力方向相反。
14.当坝体温度高于封拱温度时，称温升，拱圈将伸长并向上游变位，由此产生的弯矩、剪力和位移的方向与库水压力所产生的方向相反，但轴力方向则相同。
15.拱坝坝身的泄水方式有：自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式及坝身泄水式等。
16.水流过坝后具有向心集中现象，水舌入水处单位面积能量大，造成集中冲刷，因此消能防冲设计要防止发生危害性的河床集中冲刷。 17.在防渗帷幕下游侧应设置排水孔幕，以减小坝底扬压力。 二、名词解释
1、拱冠梁：贯穿各层水平拱圈顶点的悬臂。 2、双曲拱坝：水平和竖向向都有曲率的拱坝。单曲拱坝：只有水平向曲率，而各悬挂梁的上游面呈铅直的拱坝。
3、拱冠梁法：是一种简化了的拱梁分载法。它是以拱冠处的一根悬臂梁为代表，与若干水平拱作为计算单元进行荷载分配，然后计算拱冠梁及各个拱圈的应力，计算工作量比多拱梁分载法节省很多。
4、封拱温度：拱坝系分块浇筑，当混凝土充分冷却后，拱坝温度降至相对稳定温度后，再灌浆封拱，形成整体，封拱时的坝体温度称为封拱温度。 5、温度荷载 ：指封拱以后坝体温度随上、下游气温及上游水位变化而发生周期性变化，坝体会发生一个相对于封拱温度的改变值，该改变值称为温度荷载。 四、简答题
1.拱坝对地形和地质条件的要求有哪些？
答：左右岸对称；岸坡平顺突变；在平面上向下游收缩的峡谷段，坝端下游侧要有足够的岩体支承。 2、拱坝的特点有哪些
答：拱坝的特点：①具有双向传递荷载的作用；②坝体设计单簿；③整体性好；④抗震性能好；⑤适应温度变化能力差；⑥坝身可泄洪；⑦设计施工难度大。
3、为什么左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用？ 答：因为V形河谷靠近顶部虽然跨度较大但水压强度小，因而厚度可较薄，在靠近底部水压强度最大，但拱跨短，因而厚度仍可较薄，这样整个坝体都可做得较薄，拱内力主要是轴力，弯矩较小，因此可利用砼的抗压能力大的特性将巨大的水平水压力通过较薄的水平拱圈传给两岸山体 4.拱坝坝身泄流方式有哪几种？各自的优缺点是什么？
答：①.自由跌落式；优点：结构简单，施工方便，整个泄水结构造价低；缺点：跌落下游时，下游落水点冲刷坑离坝脚比较近，很容易影响坝身安全。
②.鼻坎挑流；优点：促使水流在空中扩散，增加与空气的摩擦，减小单位面积的入水量；缺点：在构造和施工上都比较复杂，又容易受空蚀破坏。 ③．滑雪道式；优点：挑流坎一般都比堰顶低很多，落差较大，因而挑距较远；缺点：滑雪道各部分的形状、尺寸必须适应水流条件，否则容易发生空蚀破坏。 ④.坝身泄水孔式；优点：孔内是压力流，比坝顶溢流流速大，挑射距离远。 5.拱坝周边缝的作用（特点）有哪些？
答：①改变坝体与坝基直接连接的边界条件，当河谷形状不规则或坝缝存在地质缺陷时，仍可设置经济合理的体型；
②有利于深入比较拱坝体形，当周边缝的位置拟定后，如果实际的坝基开挖深度与预计的略有差别时，只要调整垫座高度，不必修改拱坝体型③改善坝体上游面的应力状态，减小甚至消除上游面的竖向拉应力，由于周边缝多为连续光滑的曲面，可以使坝体与垫座间的应力分布段均匀并可利用垫座增大与坝基岩的接触面积，从而调整和改善地基的压应力；④减小坝体传至垫座的弯矩从而减小垫座与坝基间产生拉应力的不利影响，避免垫座与坝基防渗帷幕的受拉而受到破坏；⑤可以提前浇筑垫座混凝土，以覆盖和保护基岩应变并进行坝基的灌浆。⑥由于周边缝存在，坝体即使开裂，只能延伸到缝边就会停止。若垫座开裂，也不致影响到坝体。 6、简述温度变化对拱坝内力及坝肩稳定的影响。
答：当坝体温度低于封拱温度称温降，拱圈将缩短并向下游变位，由此产生弯矩，剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向相同，对坝体应力不利。当坝体温度高于封拱温度时称温升，将使拱端推力加大，对坝肩稳定不利。 第五章 土石坝习题 一、填空题
1.土石坝按施工方法可分为 干填碾压式土石坝 、水力充填式土石坝、水中填土坝和 定向爆破土石坝等形式。
2.土石坝按防渗体的位置分为心墙坝 、 斜心墙式 、斜墙坝。 3.土石坝的剖面拟定是指坝顶高程 、坝坡和坝顶宽度 的拟定。
4.在土石坝的坝顶高程计算中，超高值Y= R+e+A（写出公式）。公式中各字母代表的含义是：R为波浪在坝坡上的设计爬高、e为风浪引起的坝前壅高、 A为安全加高。
5.碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m设置马道，宽度不小于1.5～2.0m，一般设在坡度变化处。
6.当有可靠防浪墙时，心墙顶部高程应高于上游设计洪水位30m -60m，否则，心墙顶部高程应不低于校核洪水位。
7.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浸润线其下的土料承受着 渗透动水压力，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定不利。
8土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降 称临界水力比降；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称容许水力比降
9.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 护坡。
10.土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施，铅直方向的有 粘性土截水槽、板桩、混凝土防渗墙和帷幕灌浆。
11.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 渗流问题 。
12.土坝的裂缝处理常用的方法有 开挖回填、 灌浆处理、挖填灌浆等。 13.土石坝的渗漏处理时，要遵循“上防下排”的原则，即在坝的上游坝体和坝基采取 防渗措施、阻截渗水，在坝的下游面设排水和导渗排出渗水。 14.土石坝由于坝坡稳定的需要，其断面形状一般为梯形。土石坝通常由维持稳定的坝主体、控制渗流的防渗体、排水设备和护坡四大部分组成。 15.土石坝与混凝土建筑物相接时，常用的连结型式有插入式和翼墙式 两种。
16.土石坝坝基处理的目的：1渗流控制2稳定控制3变形控制 三、名词解释
1、流土 :指在向上渗流作用下，表层局部土体被顶起或粗细颗粒群发生浮动而流失的现象。
2、管涌：指在渗流作用下，土体中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而流失的现象。
3、反滤层：保护渗流出口，防止坝体和坝基发生管涌、流土等渗流变形的最直接、最有效的措施 4、接触渗漏：渗水从坝体与坝基或岸坡的接触面及坝体与刚性建筑物的接触面通过，在坝后相应部位逸出的现象。 5、浸润线：坝体与浸润面的交线 四、简答题
1.土石坝的特点是什么？试与重力坝、拱坝作比较？
答（1）可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量
（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
（3）施工方法选择范围广，施工工序简单，速度快，土石坝填筑的质量易得到保证
（4）结构简单，造价低廉，运行管理方便，工作可靠，便于维修扩建
（5）坝顶不能溢流，常在岸边开设专门用来泄洪的泄洪道或水工建筑物来泄洪
（6）施工导流不如混凝土坝方便，导流建筑物的工程造价高 （7）坝体断面庞大，土石料的填筑受气侯影响非常大 （8）受气候影响大，工期随时会增加，造价高
2.拱坝应力分析主要有哪几种方法？拱冠梁法分析拱坝应力的基本原理是什么？
①纯拱法。假定坝体由若干层独立的互不影响的水平拱圈叠合而成，每层拱圈可作为弹性固端拱进行计算。 ②拱梁分载法。将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，坝体承受的荷载一部分由拱系承担，一部分由梁系承担，拱和梁的荷载分配由拱系和梁系在各交点处变位一致的条件来确定。 ③拱冠梁法 计算原理：沿坝高选取5——7层等间距的高度为1米的水平拱圈，根据径向线位移一致的原则建立变形协调方程，联立这n个方程就求出各交点处的拱梁荷载分配大小，悬臂梁按静定结构计算，拱圈按纯拱法计算。
④有限元法⑤壳体理论计算方法⑥结构模型实验 3.土石坝渗流变形有哪几类？各自的特点是什么？
（1）管涌：渗流作用下，坝体、坝基中细小颗粒被逐步带走形成渗流通道现象。常发生在坝下游坝或闸坝下游地基面渗流逸出处，无凝聚力的砂土，砾石砂土易发生临界坡降——大颗粒——破坏坡降。（2）流土：成块土体被掀起浮动，主要发生在黏土及均匀非粘性土渗流出口处，破坏坡降。（3）接触冲刷：渗流沿两不同土壤接触面流动，带走细颗粒，使临近接触面不同土层混合起来。（4）接触流土和接触管涌：渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面。坝基不同土层间渗流将一层细颗粒带至另一层粗颗粒（管涌）；一层为黏土，含水量大，凝聚力降低而成块移动，甚至形成剥蚀（接触流土）
4.土石坝为什么要设防渗体？防渗体有哪些形式？
答：土石坝挡水后，在坝体内会形成由上游的渗流，这会使水库损失水量，还引起管涌、流图等渗透变形，对坝颇稳定不利，必须在设计时采取防渗措施以减少渗漏，保证坝体渗透稳定性，故要设防渗体。防渗体形式：土质防渗体：粘土心墙与粘土斜墙；沥青混凝土防渗体：可做成斜墙和心墙。 5.土石坝排水设备的作用是什么？常用的坝体排水有哪些型式？
答：排水设备的作用是：控制和引导渗流，降低浸润线，加速孔隙水压力消散，以增强坝的稳定，并保护下游坝坡免遭冻胀破坏；常用的坝体排水型式：棱体排水；贴坡排水；坝内排水；综合式排水。 6.防止渗流变形的常见工程措施有哪些？
答：（1）设置防渗体：阻拦渗流，延长渗径，减小渗流坡降（2）设置排水沟或减压井；（3）设置反滤层：最有效的工程措施，造价低，效率好（4）设置排水盖重：防止流土破坏发生，在盖重与被保护层面之间要设置反滤层。
7.沙砾料反滤层的作用是什么？反滤层和过渡层在工作性质方面有何相同点和区别？
答：反滤层的作用是滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌，流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处接触冲刷。对下游侧具有承压水的土层，还可起压重的作用。在土质防渗体与坝壳或坝基透水层之间，坝壳与坝基的透水部位均应尽量满足反虑原则。
过渡层主要是对其两侧土料得变形起到变形协调作用。
反虑层可以起到过度层的作用，而过度层却不一定能满足反虑的要求。 8面板堆石坝的工作特点有哪些？
（1）从结构稳定而言，由于水压力作用在整个面板上，面板后的整个堆石体都起到稳定作用 (2) 即使面板下部没有弱透水级配良好的垫层，因此此垫层可二次阻滞渗漏，防止坝体发生渗漏破坏（3）只要坝坡或坝体堆石体有足够的强度，上下游坡面可取很陡，一般为1:1.3~1:1.6均可，工程量最小（4）混凝土面板兼有上下游护坡的作用，因此不需另设上下游护坡设施（5）形成堆石体，其填筑施工不受混凝土防渗施工的干扰（互不干扰）（6）不受气候影响，可全年施工（7）混凝土面板设在坝体上游面，因此检修非常方便（8）混凝土防渗面板由于设在坝体上游面，因此会受到上游漂浮物的撞击。所以此坝型抗冲击力、抗冰冻力不如心墙堆石坝，因此需要考虑环境水对面板混凝土的侵蚀作用（9）面板对堆石体和坝基变形敏感，因此要求垫层与坝体主壁石区要进行很好的压实。
9.土石坝砂砾石坝基的防渗措施有哪些？各自适用于何种情况？
答：1）粘性土截水槽；适用条件：坝基砂砾石层不太厚时；（2）混凝土防渗墙；适用条件：深厚砂砾石地基；（3）灌浆帷幕；适用条件：可以处理较深的石层，可以处理局部不便于用其它防渗方法施工的地层；（4）防渗铺面：适用条件：坝基覆盖层较厚，缺乏采用垂直防渗设施的条件或其造价昂贵难以实现时；（5）下游排水减压设施;适用条件：对于石层结构的砂砾石地基，单纯采用水平防渗设施，常常不能有效地降低渗流压力，特别是当下游坝基有较不透水的土层覆盖时，在其下卧的砂砾石层中可能产生较大的扬压力，导致管涌，流土及下游沼泽化。 10土石坝坝体分区布置的原则是什么？ 答：将弱透水性的防渗体布置在坝的中央或坝的上游面，透水性较好的心墙坝会产生拱效应，写墙坝适应向下游变形的能力较差，所以多采用斜心墙。
11.面板堆石坝分区主要由哪几部分组成？每个组成部分的作用是什么？上游防渗面板区，垫层区，过渡区，主堆石区，次堆石区。上游防渗面板区：（1）防渗（2）起护坡作用。垫层区：（1）为面板提供均匀平整的支承，并实现从面板至过渡区和堆石区间的均衡过度，能适应坝体的变形而不出现裂缝（2）平整上游坡面，防止出应力集中现象（3）防渗作用。过渡区：粒径过度，过渡反滤；由垫层区向堆石区过渡，使变形协调。主堆石区：承受上游水库库水压力的主要支承体。次堆石区：辅助主堆石区保持稳定，为满足自身下游坝坡稳定。
12.土石坝的上下游坝面为什么要设置护坡？护坡的型式主要有哪些？ 答：设置护坡的原因（目的）：土石坝上游坡面要经受波浪淘刷、冰层和漂浮物的撞击等危害作用；下游坡面要遭受雨水、大风、尾水部位的风浪、冰层和水流的损害以及动物、冻胀干裂等破坏作用。 上游护坡型式：常用干砌石、浆砌石或堆石
下游护坡形式：干砌石，碎石或砾石护坡，草皮护坡。
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