水利水电工程建筑物.doc

课程作业与评价水利水电工程建筑物形成性考核册学生姓名学生学号分校班级中央广播电视大学编制课程作业与评价作业绪论一判断题所谓水利工程是指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修建的工程挡水建筑物的作用是拦截河流形成水库或雍高水位如各种材料和类型的坝和水闸以及为防御洪水或阻挡海潮沿江河海岸修建的堤防海塘等输水建筑物的作用是用以宣泄多余水量排放泥沙和冰凌或为人防检修而放空水库等以保证坝和其他建筑物的安全为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级二单项选择题用以拦截江河形成水库或壅高水位的建筑物称为挡水建筑物泄水建筑物整治建筑物输水建筑物用以宣泄多余水量排放泥沙和冰凌或为人防检修而放空水库等以保证坝和其他建筑物安全的建筑物称为挡水建筑物泄水建筑物整治建筑物输水建筑物为满足灌溉发电过坝需要而兴建的建筑物称为泄水建筑物输水建筑物整治建筑物专门建筑物姓名学号得分教师签名课程作业与评价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的建筑物称为挡水建筑物泄水建筑物整治建筑物输水建筑物三多项选择题水利工程的根本任务是防洪兴水利除水害灌溉发电水利水电枢纽工程按其为五等规模作用效益在国民经济中的重要性水利枢纽中的水工建筑物按其所属枢纽工程中的分为五级等别作用规模重要性组成水库枢纽的三大件包括等三类建筑物挡水建筑物泄水建筑物整治建筑物引水建筑物四填空题所谓水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配以达到目的而修建的工程我国的水资源在时间和空间上分布很不均匀可行性研究应对项目进行方案比较在技术上是否可行和经济上是否合理进行科学的分析和论证水利水电枢纽工程按其规模效益和在国民经济中的重要性分为五等五问答题课程作业与评价简述水工建筑物的特点答水利工程的水利水电工程建筑物与一般的工业与民用建筑物相比除了工程量大投资多工期较长之外好具有以下几个方面的特点工作条件的复杂性设计选型的独特性施工建造的艰巨性工程效益的显著性环境影响的多面性失事后的严重性何为水利枢纽何为水工建筑物答为了达到防洪灌溉发电供水等目的需要修建各种不同类型的建筑物用来控制和支配水流这些建筑物统称水工建筑物集中建造的几种水工建筑物配合使用形成一个有机的综合体称为水利枢纽水工建筑物按其作用分为哪几种类型答挡水建筑物泄水建筑物输水建筑物取引水建筑物整治建筑物专门建筑物水利水电工程建设程序一般分为几个阶段答水利工程建设程序一般分为项目建议书可行性研究报告初步设计施工准本包括招标设计建设实施生产准备竣工验收后评价等阶段为什么要对水利枢纽及水工建筑物进行分等分级如何进行分等分级答水利工程建设应高度重视工程安全问题但是由于工程规模不同对国民经济和人民生活的影响程度也不同过分地强调工程安全势必加大工程投资造成不必要的经济损失因此必须妥善解决工程安全和经济之间的矛盾为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级即首先按水利枢纽工程的规模效益及其在国民经济中的作用进行分等然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级课程作业与评价作业挡水建筑物作业重力坝一判断题重力坝的工作原理是在水压力及其它荷载的作用下主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求重力坝的坝体自重是维持大坝稳定的主要荷载包括建筑物及其永久设备的重量坝基设有防渗帷幕和排水幕的实体重力坝可以减少坝基面上的浮托力重力坝的基本剖面呈三角形是因为考虑施工方便二单项选择题将重力坝相邻坝段间的横缝部分地拓宽而形成的坝既为宽缝重力坝碾压式重力坝空腹重力坝实体重力坝在重力坝的底部沿坝轴线方向设置大尺寸的空腔既为宽缝重力坝碾压式重力坝空腹重力坝实体重力坝三多项选择题作用于重力坝上的主要荷载包括坝体自重静水压力扬压力温度荷载由概率极限状态设计时对重力坝应分别按极限状态进行强度验算姓名学号得分教师签名课程作业与评价承载能力坝址抗压坝踵抗拉正常使用四填空题重力坝主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足坝体稳定要求重力坝按其结构型式分类可分为实体重力坝宽缝重力坝和空腹重力坝重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或沿抗滑稳定的安全性能采用概率极限状态设计时对重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度验算五问答题提高重力坝抗滑稳定的工程措施有那些答利用水重将坝基面开挖成倾向上游的余面借以增加抗滑力提高稳定性设置齿墙抽水措施加固地基横缝灌浆预应力锚固措施重力坝应力分析中材料力学法的基本假设有那些答坝体混凝土为均质连续各向同性的弹性材料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简述重力坝剖面设计包括的主要工作内容答拟定剖面尺寸稳定分析应力分析确定设计剖面构造设计地基处理重力坝地基处理时进行帷幕灌浆和固结灌浆的作用是什么课程作业与评价答固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和强度降低地基的透水性帷幕灌浆的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和绕坝渗透流量作业拱坝一判断题拱坝超载能力强安全度高主要是由于坝体厚度较薄材料均匀性好如果拱坝封拱时混凝土温度过高则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利在拱坝的应力分析方法中拱冠梁法在荷载分配时仅考虑了径向变位的调整二单项选择题与重力坝相比拱坝的荷载必须计入并且上升为主要荷载扬压力自重温度水压力将拱坝视为有一系列各自独立互不影响的水平拱圈所组成纯拱法拱梁法有限单元法拱冠梁法将拱坝视为由一系列水平拱圈和拱冠处的一根悬臂梁所组成纯拱法拱梁法有限单元法拱冠梁法双曲拱坝是指坝体在方向上呈拱形水平铅直水平和铅直与和均不对三多项选择题课程作业与评价工程中常用的拱坝应力分析方法有拱梁法拱冠梁法有限元法材料力学法与重力坝相比拱坝的荷载降为次要荷载水压力自重温度荷载扬压力四填空题确定拱坝的坝体剖面时其主要参数有中心角拱弧圆心沿高程的轨迹线及拱圈厚度等拱坝的应力分析方法有圆筒法纯拱法拱梁分载法有限单元法模型试验法拱坝遇到温升对坝肩稳定不利温降对坝体应力不利五问答题拱坝的工作原理与重力坝有何不同答拱坝是固接于基岩的空间壳体结构与其他坝型比较具有如下一些特点利用拱结构特点充分利用材料强度利用两岸岩体维持稳定超载能力强安全度高抗震性能好荷载特点坝身泄流布置复杂温度荷载对拱坝的应力和稳定有何影响答拱坝是高次超静定结构温度变化对坝体变形和应力都有较大影响温度荷载的大小与封拱温度有关封拱温度的高低对温度荷载的影响很大封拱前拱坝的温度应力问题属于单独浇注块的温度问题与重力坝相同封拱后拱坝形成整体当坝体温度高于封拱的温度时即温度升高拱圈伸长并向上游位移由此产生的弯矩剪力的方向与库水位产生的相反但轴力方向相同当坝体温度低于封拱温度时即温度降低拱圈收缩并向下游位移由此产生的弯矩剪力的方向与库水位产生的相同但轴力方向相反因此一般情况下温降对坝体应力不利温升对坝肩稳定不利拱坝应力分析中拱梁分载法的基本原理是什么答拱梁分载法是当前用于拱坝应力分析的基本方法它把拱坝看成由一系列水平拱圈和铅直梁所组成荷载由拱和梁共同承担各承担多少荷载由拱梁交点处课程作业与评价变位一致条件决定荷载分配后梁按静定结构计算应力拱按纯拱法计算应力确定拱梁荷载分配的方法可以用试载法也可以用计算机求解联立方程组代替试算河谷形状对拱坝体型设计的影响如何答河谷的断面形状是影响拱坝体型及其经济性的重要因素不同河谷即使具有同一宽高比断面形状也可能相差很大对两岸对称的形河谷靠近底部静水压强虽大但拱跨较短所以底拱厚度仍可较薄作业土石坝碾压混凝土重力坝堆石坝一判断题心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部有时稍偏向上游以便同防浪墙相连接通常采用透水性很小的粘性土筑成反滤层中各层滤料的粒径顺渗流方向布置应由粗到细为了克服心墙坝可能产生的拱效应和斜墙坝对变形敏感等问题有时将心墙设在坝体中央向上游倾斜成为斜心墙二单项选择题土石坝中的排水体伸入坝体内部能有效的降低浸润线常用于下游水位较低或无水情况棱体排水贴坡排水褥垫排水组合式排水排水不能降低浸润线但能提高坝坡的抗渗稳定性和抗冲刷能力其优点是结构简单便于维修棱体排水贴坡排水褥垫排水组合式排水工程中常用于均质土坝的坝坡稳定分析方法是有限元法圆弧滑动法课程作业与评价直线滑动法复式滑动法用水泥含量比较低的超干硬性混凝土经碾压而成的混凝土坝称为实体重力坝宽缝重力坝空腹重力坝碾压式重力坝三多项选择题按土料在坝体中的配置和防渗体所用的材料土石坝可分为均质坝心墙坝水坠坝斜墙坝在土石坝中常见渗透变形的形式有管涌流土接触冲刷塑性流动根据土石坝施工方法的不同可将土石坝划分为以下几种碾压式均质坝抛填式堆石坝定向爆破堆石坝四填空题土石坝由坝身防渗体排水体护坡等四部分所组成根据土石坝施工方法的不同可将土石坝划分为碾压式土石坝抛填式堆石坝定向爆破堆石坝和坝等土石坝中常见的坝体排水型式有棱体排水贴坡排水褥垫排水和组合式排水等五问答题什么叫土石坝的渗透变形防止渗透变形的工程措施有哪些答在渗透水流的物理或化学作用下导致土石坝坝身及地基中的土体颗粒流失土壤发生局部破坏称为渗透变形防止渗透变形常用的工程措施有采取水平或垂直防渗措施以便尽可能课程作业与评价地延长渗径达到降低渗透坡降的目的对可能发生管涌的部位需设置反滤层拦截可能被渗流带走的细颗粒对下游可能产生流土的部位可以设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力为何土石坝稳定分析只进行局部稳定验算而不进行整体稳定验算土石坝失稳的原因有哪些答土石坝的上下游坝坡较缓剖面尺寸较在一般不会产生整体水平滑动由于土石坝的材料是散粒体其抗剪强度较低当坝体或坝基材料的抗剪强度不足时有可能发生坝体或坝体连同坝基的塌滑失稳另外当坝基内有软弱夹层时也可能发生塑性流动影响坝体的稳定土石坝常见的滑动破坏型式有哪些各发生与什么情况答土石坝滑坡的形式与坝体结构筑坝材料地基性质以及坝体工作条件等密切相关常见的滑动破坏面形状有曲线滑动面当滑动面通过黏性土部位时其形状通常为一顶部陡而底部渐缓的曲面在稳定分析中多以圆弧代替折线滑动多发生在非黏性土的坝坡中如薄心墙坝斜墙坝当坝坡部分浸水则常近于折线的滑动面折点一般在水面附近简述砂砾石地基处理的目的及防渗措施答对砂卵石地基的处理主要是解决防渗问题通过采取上堵下排相结合的措施达到控制地基渗流的目的土石坝渗流控制的基本方式有垂直防渗明挖回填截水槽混凝土防渗墙灌浆帷幕高压喷射灌浆水平防渗防渗铺盖和排水减压等课程作业与评价作业泄水建筑物一判断题泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行的岸边溢洪道称为侧槽溢洪道侧槽溢洪道的过堰水流方向与泄槽轴线方向一致溢洪道泄槽中的水流均为急流分离式闸底板具有将结构自重和水压力等荷载传给地基的作用故底板较厚在水闸闸室的渗流分析时假定渗流沿地基轮廓的坡降相同既水头损失按直线变化的方法称为直线法水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元在水闸中海漫的作用是进一步消减水流剩余能量保护护坦安全并调整流速分布保护河床防止冲刷二单项选择题过堰水流约转度后再经泄槽泄入下游的岸边溢洪道称为竖井式溢洪道正槽式溢洪道侧槽式溢洪道虹吸式溢洪道枯水期下闸挡水洪水期开闸泄水这个水闸可能是节制闸分洪闸进水闸挡潮闸在水闸的闸室中用于分割闸孔和支撑闸门的部件是姓名学号得分教师签名课程作业与评价底板闸墩胸墙翼墙不透水的铺盖板桩及底板与地基的接触线既第一根流线称为地下轮廓线防渗长度护坦防渗设施三多项选择题溢流重力坝的消能型式有挑流消能面流消能底流消能自由跌流式消能拱坝坝身泄水的方式有自由跌流式鼻坎挑流式滑雪道式底流消能式正槽溢洪道的溢流堰可选用薄壁堰宽顶堰实用堰驼峰堰对水闸海漫的构造要求为光滑性不透水性透水性柔性四填空题溢流坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物除应满足稳定和强度要求外还需要满足泄流能力要求非常泄洪设施经常采用自溃式非常溢洪道和爆破引溃式溢洪道三种型式水闸的三个主要组成部分是闸室上游连接段下游连接段闸室是水闸的主体起着控制水流和连接两岸的作用水闸地基渗流计算的目的在于求解渗透压力渗透坡降并验证初拟的课程作业与评价地下轮廓线和排水布置是否满足要求常用的闸基渗流计算方法有流网法直线法改进阻力系数法有限元法和电拟试验法五问答题溢流坝孔口设计的主要内容有哪些答溢流坝孔口尺寸设计的拟定包括泄前缘总宽度堰顶高程以及孔口数目和尺寸设计时一般先选定泄水方式再根据泄流量和允许单宽流量以及闸门形式及运用要求等因素通过水库的调洪计算水力计算求出各泄水布置方案的防洪库容及水位设计和校核洪水位相应的下泄流量等进技术经济比较选出最优方案溢流坝常用的消能方式有哪些适用条件如何答挑流式消能一般适用于基岩比较坚固的高坝或中坝低坝需经论证才能使用底流式消能适用于中低坝或基岩较软弱的河道高坝采用底流消能需经论证面流式消能适用于水头较小的中低坝要求下游水位稳定尾水较深河道顺直河床和河岸在一定范围内有较高抗冲能力可排漂和排冰消力戽消能适用于尾水较深通常大于跃后水深变幅较小无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况拱坝坝身泄水的方式有哪些其适用条件如何答有压泄水孔工作闸门布置在出口门后为大气可以部分开启出口高程较低作用水头较大断面尺寸较小缺点是闸门关闭时孔内承受较大的内水压力对坝体应力和防渗都不利常需钢板衬砌因此常在进口处设置事故检修闸门平时兼用来挡水无压泄水孔工作闸门布置在进口为了形成无压水流需在闸门后将断面顶部升高闸门可以部分开启闸门关闭后孔道内无水明流段可不用钢板衬砌施工简便干扰少有利于加快施工进度与有压泄水孔相比对坝体削弱较大简述水闸底版的型式和作用答按照闸墩与底板的连接方式闸底板可分为整体式和分离式两种整体式底板具有将结构自重和水压等荷载传给地基及防冲防渗等作用故底板较厚分课程作业与评价离式底板闸室上部结构重量和水压力直接由闸墩传给地基底板仅有防冲防渗和稳定的要求其厚度可根据自身稳定的要求确定不同地基上的水闸地下轮廓线的布置有什么不同为什么答黏性土闸基地下轮廓线的布置黏性土具有凝聚力不易产生管涌但磨擦系数较小布置地下轮廓线时主要考虑如何降低闸底渗透压力以增加闸室稳定性砂性土闸基地下轮廓线的布置当地基为砂性土时因其与底板间的磨擦系数较大而抵抗渗透变形的能力较差渗透系数也较大因此在布置地下轮廓时应以防止渗透变形和减小渗漏为主课程作业与评价作业取引水建筑物一判断题泄水隧洞的线路选择是确定一条隧洞长度最小的路线无压隧洞断面尺寸的确定主要是满足泄流能力和洞内水面线的要求围岩的弹性抗力与衬砌上作用的荷载无关无坝取水的进水口一般设置在河道的凸岸一般来说当落差较大时陡坡比跌水经济二单项选择题水工隧洞的工作闸门要求在静水中启闭动水中关闭静水中开启静水中关闭动水中开启动水中启闭是输送渠道水流跨越河流渠道道路山谷等架空式输水建筑物渡槽涵洞倒虹吸跌水是输送渠道水流穿越河流道路山谷等而设置的压力管道渡槽陡坡倒虹吸跌水取水建筑物中的事故闸门要求在姓名学号得分教师签名课程作业与评价动水中启闭静水中启动水中闭静水中启闭动水中启静水中闭三多项选择题水工隧洞一般由部分组成进口段洞身段闸室段出口段水工隧洞进水口的形式有塔式竖井式岸塔式斜坡式四填空题根据隧洞内的水流状态可将其分为有压隧洞和无压隧洞水工隧洞一般由进口段洞身段和出口段三部分组成作用在水工隧洞衬砌上的基本荷载有围岩压力衬砌自重设计水位洞内的静水压力稳定渗流情况下的地下水压力渡槽按其支承结构的形式可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类渡槽一般由进口段槽身出口段和等部分组成五问答题有压隧洞和无压隧洞的断面尺寸确定有何不同如何确定答有压隧洞的断面尺寸是根据水力计算确定其水力计算的主要任务是核算泄流能力及沿程压坡线无压隧洞断面尺寸的确定首先应满足运用的要求主要是泄流能力和洞内水面线的要求当洞内水流流速大于时还应研究由于高速水流引起的掺气冲击波及空蚀等问题水工隧洞衬砌的作用是什么答承受荷载加固围岩共同承受内外水压图片其他荷载使围岩保持稳定不至于塌落山岩压力与弹性抗力有何不同课程作业与评价答隧洞开挖后因围岩变形或塌落而作用在支护上的压力称为山岩压力在荷载的作用下衬砌向外变形时受到围岩的抵抗这种围岩抵抗衬砌变形的作用力称为围岩的弹性抗力山岩压力是作用在衬砌上的主动力而弹性抗力则是被动力并且是有条件的简述取水口布置时的弯道环流原理答取水口应选在稳固的弯道凹岸顶点以下一定距离以引取表层较清的水流防止或减少推移质泥沙进入渠道取水口距离弯道起点约为河宽的倍课程作业与评价作业水电站建筑物一判断题河床式厂房的特点是厂房本身挡水确定水轮机的安装高程时下游尾水位取得愈低愈好水电站厂房安装间的底板高程尽量与发电机层同高调速器与其辅助设备一起构成了水轮机的调节系统整治河道控导主流是保证防洪安全的首要工作二单项选择题电站厂房位于拦河坝的下游紧接坝后在结构上与大坝用永久缝分开发电用水由坝内高压管道引入厂房这种水电站的开发方式称为坝后式引水式混合式河床式在一个河段上先通过建坝集中一部分落差后再通过有压引水道集中坝后河段上另一部分落差形成了电站的总水头这种水电站的开发方式称为坝后式引水式混合式河床式在水电站中将水能转变为机械能从而带动发电机发出电能的机械是水轮机调速器转轮蜗壳三多项选择题按其集中水头的方式不同可将水电站分为三种基本类型姓名学号得分教师签名课程作业与评价坝式引水式河床式混合式坝式水电站的特点是水头高低决定坝高度坝高决定水头大小电站规模大水头不高河床式水电站厂房的特点是水头高度决定厂房高度厂房高度决定水头大小厂房本身挡水适用低水头根据水电站的正确进行水轮机选择是水电站中主要设计任务之一水头负荷范围流量范围水电站的运行方式四填空题水电站是利用水能资源发电的场所是水机电的综合体水电站压力管道向多台机组供水方式有单元供水联合供水分组供水三种水电站发电机的类型有悬挂式发电机和所谓防洪非工程措施是通过法令政策经济手段和工程以外的其他技术手段以减少洪灾损失的措施按照建筑物与水位的关系可将整治建筑物分为非淹没整治建筑物和淹没整治建筑物护岸工程的形式一般可分为坡式护岸坝式护岸墙式护岸复合形式护岸四种五问答题简述水力发电的基本原理课程作业与评价答水能是河川径流所具有的资源是能源的重要组成部分在天然河流上修建水工建筑物集中水头通过一定的流量将载能水输送到水轮机中使水能转换为旋转机械能带动发电机发电由输电线路送往用户这种利用水能资源发电的方式称为水力发电何为水电站的理论出力何为实际出力水电站的发电量如何计算答单位时间内水体向水电站所供给的能量称为水电站的理论出力考虑引水道的水头损失和水轮发电机组的效率后实际所供给的能量称为水电站的实际出力发电量由该时段内电站平均出和该时段的小时数相乘得出水电站压力前池布置应考虑那些因素答压力前池的布置与引水道线路压力管道电站厂房及本身泄水建筑物等布置有密切联系因此应根据地形地质和运行条件结合整个引水系统及厂房布置进行全面和综合的考虑前池整体布置时应使水流平顺水头损失最少以提高水电站的出力和电能布置能使渠道中心线与前池中心线平或接近平行前室断面逐渐扩大平面扩散角不宜大于前池底部坡降的扩散角也不大于前池应尽可能靠近厂房以缩短压力管道的长度前池中水流应均匀地向各条压力管道供不使水流平顺无漩涡发生运行上应使清污维护管理方便同时应使泄水与厂房尾水不发生干扰何为坝式水电站坝式水电站有那些特点答用坝集中水头的水电站称为坝式水电站其特点为坝式水电站的水头取决于坝高坝越高水电站的水头越大但坝高往往受地形地质水库淹没工程投资技术水平等条件的限制因此与其他开发方式相比坝式水电站的水头相对较小由于筑坝上游形成的水库可以用来调节流量故坝式水电站的引用流量较大电站的规模也大水能利用较充分此外坝式水电站水库的综合利用效益高可同时满足防洪发电供水等兴利要求由于工程规模大水库造成的淹没范围大迁移人口多因此坝式水电站的投资大工期长水电站调压室的功用有那些课程作业与评价答反射水击波基本上避免了或减小压力管道传来的水击波进入压力引水道缩短了压力管道的长度从而减小了压力管道及厂房过水部分的水击压力改善机组在负荷变化的运行条件由于从水库到调压室之间引水道的水压较低从而降低了其设计标准节省了建设经费根据调压室在水电站中的功用调压室设计应满足哪些基本要求答调压室尽量靠近厂房以缩短压力管道的长度调压室应有自由水表面和足够的底面积以保证水击波的充分反射调压室的工作必须是稳定的在负荷变化时引水道及调压室水体的波动应该迅速衰减达到新的稳定状态正常运行时水流经过调压室底部造成的水头损失要小为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积