1、第二章 重力壩答案一、填空題1. 主要依靠壩體自重所產(chǎn)生的抗滑力來(lái)維持穩(wěn)定的擋水建筑物； 橫縫 ；懸臂梁 ；2. 壩基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至壩頂路面3. 低壩（壩高 30m）、中壩（ 30m 壩高 70m）、高壩（ 70m 壩高）。溢流重力壩；非溢流重力壩；實(shí)體重力壩；寬縫重力壩；空腹 重力壩；大頭壩等4. 靜水壓力；穩(wěn)定；強(qiáng)度要求；三角；5. 基巖較堅(jiān)固的中高溢流壩；挑射距離；沖坑6. 波浪高度； 波浪中心線高出靜水位的高度； 安全超高。7. 地震烈度；烈度8. 荷載的基本組合；偶然組合9. 荷載的長(zhǎng)期組合；短期組合10. 擋水建筑物；泄水建筑物；泄水11. 曲線段； 直線段

2、； 反弧段12. 正常蓄13. 消能防沖；樞紐布置14. 閘墩中間；較大；溢流孔跨中15. 水流平順；半圓形；三角形；流線形16. 泄洪孔；沖沙孔；發(fā)電孔；導(dǎo)流孔；有壓泄水孔；無(wú)壓泄水孔17. 出口；進(jìn)口；深孔的進(jìn)口；進(jìn)口。18. 一層具有防滲、抗凍、抗侵蝕的砼作為壩體防滲設(shè)施 。19. 動(dòng)水；靜水； 動(dòng)水；靜水20. 閘門(mén)啟閉室；上游最高水位21. 縮小22. 排水管幕；在灌漿帷幕后設(shè)排水孔幕 。23. 防止溫度變化和地基不均勻沉降導(dǎo)致壩體開(kāi)裂 ；橫縫 、縱縫24. 滿(mǎn)足灌漿；檢查、排水；壩基灌漿廊道；檢查和壩體排水廊道25. 卵石覆蓋層、風(fēng)化破碎的巖層 ； 略向上游傾斜 ；足夠?qū)挾鹊?臺(tái)階

3、狀 。26. 靠近上游壩腳；不透水層27. 防滲帷幕；沉陷縫；干縮縫；溫度縫二、單項(xiàng)選擇題1、A2 、 C3、A4 、 B5、D6 、 C7、B8、C9、C10、A11 、 B三、名詞解釋1揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力是滲透壓力和浮托力的總稱(chēng)。 ，揚(yáng)壓力是由上下游水位差產(chǎn)生 的滲流而在壩體內(nèi)或壩基面上形成的滲透力， 和由下游水深淹沒(méi)壩體而產(chǎn) 生的向上的浮托力組成。2滲透壓力滲透壓力是由上下游水位差產(chǎn)生的滲流而在壩內(nèi)或壩基面上形成的 向上的壓力。3浮托力是由下游水深淹沒(méi)壩體計(jì)算截面而產(chǎn)生的向上的壓力。四、判斷題12 34 5 67 8. 9. 10. 五、簡(jiǎn)答題1簡(jiǎn)述重力壩的特點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)： 1、工作安全，運(yùn)行

4、可靠；2、對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)3、泄洪方便，導(dǎo)流容易4、施工方便，維護(hù)簡(jiǎn)單5、受力明確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：壩體剖面尺寸大，材料用量多材料的強(qiáng)度不能夠得到充分發(fā)揮壩底揚(yáng)壓力大，對(duì)壩體穩(wěn)定不利 砼體積大，易產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力 2重力壩如何進(jìn)行分類(lèi)？ 答：重力壩的分類(lèi)方法很多，主要有以下幾種： 按高度分類(lèi)按泄水條件分類(lèi)； 按筑壩材料分類(lèi)； 按壩體結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)；按施工方法分類(lèi) 3簡(jiǎn)述重力壩的設(shè)計(jì)過(guò)程。答：資料分析 非溢流壩剖面尺寸擬定 荷載及其組合計(jì)算 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 壩址抗壓強(qiáng)度及地基應(yīng)力計(jì)算 壩體上下游面拉應(yīng)力計(jì)算 若上述有一項(xiàng)不滿(mǎn)足，應(yīng)重新擬定壩體剖面尺寸，并重 新進(jìn)行計(jì)算。4提高重力壩

5、抗滑穩(wěn)定的工程措施有哪些？ 答：利用水重來(lái)增加壩體自重： 采用有利的開(kāi)挖輪廓線： 設(shè)置齒墻： 抽水措施： 加固地基： 橫縫灌漿：預(yù)應(yīng)力措施：5用材料力學(xué)法計(jì)算重力壩應(yīng)力的主要假定是什么？答：、假定壩體混凝土為均質(zhì)連續(xù)各向同性的彈性體材料、視壩段為固接于壩基上的懸臂梁， 不考慮地基變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力。、假定壩體水平截面上的正應(yīng)力按直線分布， 不考慮廊道等孔洞對(duì) 壩體應(yīng)力的影響。6用微分體的平衡條件推導(dǎo)壩體下游邊緣應(yīng)力分量xd、 d（分別計(jì)算有、無(wú)揚(yáng)壓力兩種情況）。答：1）無(wú)揚(yáng)壓力情況：取下游壩面的微分體， 根據(jù)平衡條件Fy 0dd y yddxpd dx 0d

6、 x dsSin ddxdym tg ddx( yd pd) ddxy ( yd pd)m同樣由Fx 0得： pdd y ( xd dyddx 0xdpdd m2）有揚(yáng)壓力情況：取下游壩面的微分體，根據(jù)平衡條件Fy 0ddyyddx pddx pud dx 0d ( ydpuddy pd)( ydpuddy pd )mdy同樣由Fx0得 xd(pdpud ) d m7簡(jiǎn)述重力壩壩體和壩基應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)答：壩基應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)用期：施工期：下游壩面允許有不大于 0.1MPa的拉應(yīng)力，地基容許壓應(yīng) 力取標(biāo)準(zhǔn)試塊極限抗壓強(qiáng)度的 1/25 1/5 ，視壩體而定壩體應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)： 運(yùn)用期：計(jì)入揚(yáng)壓力時(shí) 0

7、 y y ,不計(jì)入揚(yáng)壓 力時(shí)：施工期：壩體內(nèi)主壓應(yīng)力不得大于混凝土的容許壓應(yīng)力， 下游可 以有不大于 0.2Mpa 的主拉應(yīng)力。8溢流重力壩的泄水方式有哪些？各有什么特點(diǎn)？如何選擇？ 答：溢壩重力壩泄水方式有、壩頂開(kāi)敞溢流式、孔口溢流式開(kāi)敞溢流式泄方式有設(shè)閘門(mén)和不設(shè)閘門(mén)之分，兩者都具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 超泄能力大的特點(diǎn)。不設(shè)閘門(mén)時(shí)，又可自動(dòng)泄洪，管理方便，適用于洪水 流量小，淹沒(méi)損失不大的中小型水庫(kù)。孔口溢流式泄水方式有固定胸墻和活動(dòng)胸墻之分， 胸墻可以擋水， 又 可減少閘門(mén)高度，降低堰頂高程，孔口溢流式可以根據(jù)洪水預(yù)報(bào)提前放水， 騰出較大的防洪庫(kù)容，提高水庫(kù)的調(diào)洪能力。9有壓泄水孔和無(wú)壓泄水孔的閘

8、門(mén)如何布置？答：有壓泄水孔的工作閘門(mén)布置在出口處， 孔內(nèi)始終保持滿(mǎn)水有壓 狀態(tài)，檢修閘門(mén)或事故閘門(mén)布置在有壓泄水孔的進(jìn)口處無(wú)壓泄水孔的工作閘門(mén)布置在深孔的進(jìn)口， 使閘門(mén)后泄水道內(nèi)始終 保持無(wú)壓明流，檢修閘門(mén)布置在進(jìn)口壓力短管部分。10通氣孔、平壓管的作用各是什么？ 答：通氣孔是向檢修門(mén)和工作門(mén)之間的泄水孔道內(nèi)充氣和排氣的通道 平壓管是埋在壩體內(nèi)部， 平衡檢修閘門(mén)兩側(cè)水壓以減少啟門(mén)力的輸水 管道。11重力壩為什么要進(jìn)行分縫？常見(jiàn)的縫有哪些？ 答：重力壩設(shè)縫的目的是為了避免因壩基發(fā)生不均勻沉陷和溫度變化 而引壩體開(kāi)裂。常見(jiàn)的縫有、橫縫、縱縫、施工縫等。12壩內(nèi)廊道有哪些？各有什么作用？ 答：壩內(nèi)廊

9、道主要有： 1、壩基灌漿廊道； 2、檢查和壩體排水廊道壩基灌漿廊道主要作用是為保證灌漿質(zhì)量高灌漿壓力。 檢查排水廊道 是為了檢查、觀測(cè)和壩體排水方便。13重力壩對(duì)地基有哪些要求？ 答：、重力壩地基應(yīng)具有足夠的抗壓和抗剪強(qiáng)度， 以承受壩體的壓 力、應(yīng)具有良好的整體性和均勻性， 以滿(mǎn)足壩基的抗滑穩(wěn)定要求和減 少不均勻沉降、應(yīng)具有足夠的抗?jié)B性和耐久性， 以滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定的要求和防止?jié)B 滲水作用下的巖體變質(zhì)惡化。14重力壩地基處理的措施有哪些？答：壩基的開(kāi)挖與清理 壩基的加固處理固結(jié)灌漿斷層破碎帶、軟弱夾層的處理措施：設(shè)置砼塞壩基的防滲與排水帷幕灌漿設(shè)排水孔15固結(jié)灌漿、帷幕灌漿各有什么作用？ 答：固結(jié)

10、灌漿可提高基巖的整體性和強(qiáng)度，降低地基的透水性。 帷幕灌漿可降低滲透水壓力， 減少滲流量， 防止壩基產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué) 管涌。16簡(jiǎn)述重力壩壩基的防滲與排水措施。答：為了降低滲透水壓力，減少滲流量， 可在重力壩的壩踵附近采用 帷幕灌漿進(jìn)行防滲。帷幕灌漿是在壩踵附沿壩軸線方向，打一排深孔， 用 高壓水泥漿或水泥粘土漿進(jìn)行灌漿，從而形成一道阻止水滲透的屏障。排水措施： 在防滲帷幕后設(shè)一道主排水孔， 在壩體的下游設(shè)置輔助排 水孔將壩基透過(guò)防滲帷幕的滲水集中起來(lái)， 抽排到壩體外， 從而降代壩基 底面的揚(yáng)壓力、17混凝土重力壩在運(yùn)用過(guò)程中，表現(xiàn)出的問(wèn)題有哪些？ 答：混凝土重力壩在運(yùn)用過(guò)程中有失穩(wěn)、風(fēng)化、磨損

11、、剝蝕、裂縫、 滲漏等問(wèn)題18混凝土重力壩的裂縫按其成因可分為哪幾種？常用的處理方法有答：裂縫按其成因可分為：沉陷縫、干縮縫、溫度縫、應(yīng)力縫、施工 縫處理方法：表層涂抹、噴漿修補(bǔ)、表層粘補(bǔ)、鑿槽嵌補(bǔ)和灌漿處理。19滲漏的危害是什么？如何處理滲漏？ 答：滲漏的危害主要表現(xiàn)在：滲漏將增加壩體、 壩基揚(yáng)壓力而影響大 壩的穩(wěn)定性，由于滲水的侵蝕作用，使混凝土強(qiáng)度降低，縮短大壩壽命， 嚴(yán)重的滲漏不但造成水量損失， 影響水庫(kù)蓄水， 而且會(huì)導(dǎo)致大壩變形或破 壞。滲漏處理的原則是“上堵下排”，對(duì)壩體滲漏處理采用迎水面封堵。 當(dāng)迎水面有困難且滲漏裂縫不影響正常運(yùn)用時(shí)，也可在漏水出口處處理， 對(duì)于裂縫漏水，還可以

12、用內(nèi)部灌漿的方法處理。對(duì)于壩基（或接觸）滲漏 的處理：加深加厚帷幕，接觸灌漿處理，固結(jié)灌漿處理，改善排水條件。六、計(jì)算題1某混凝土重力壩的剖面如圖所示。分別繪圖并計(jì)算有排水孔、無(wú)50.0排水孔的情況下壩底面的揚(yáng)壓力。（ =0.3 ）2U1U2U1U2 U3U4解：取壩長(zhǎng)為 1m無(wú)排水孔時(shí)： U1 H 2T 1 9.81 5 16.9 828.95( KN )11U2 H T 1 9.81 10 16.9 1 828.95(KN )22揚(yáng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值： U U 1 U2 828.95 828.95 1657.90(KN)有排水孔時(shí)： U1 H 2T 1 9.81 5 16.9 828.95( KN

13、 )U 2 H 7 1 9.81 0.3 10 7 1 206.01(KN )11U3 H 9.9 1 9.81 0.3 10 9.9 1 145.68(KN )2211U3 ( H H) 7 1 9.81 10 0.7 7 1 240.35(KN )22U U1 U2 U3 U 4 828.95 206.01 145.68 240.35 1420.99(KN )2已知某重力壩剖面如圖所示，上游正常高水位為 50m，相應(yīng)下游 水位為 15m，壩頂高程為 60m，上游壩坡為 1：0.2 ，下游壩坡為 1：0.7 ， 壩頂寬度為 5m，在距上游壩面 7m處設(shè)有排水孔幕。混凝土的容重采用 c =24

14、kN/m3，水的容重采用 w =10kN/m3，滲透壓力強(qiáng)度折減系數(shù) =0.3 。 (浪壓力忽略不計(jì))(1) 計(jì)算荷載大小；(2) 畫(huà)出荷載分布圖，標(biāo)出荷載作用的位置。解：( 1)建基面順?biāo)飨蚩傞L(zhǎng)度：(3) 已知接觸面的抗剪斷參數(shù) f =0.9、C=700kPa，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值 Ks=3.0 ，試用抗剪強(qiáng)度公式求 Ks 并判別是否滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定要求。T (30 10) 0.2 5 (55 10) 0.7 40.5(m)40.5 7 13.25(m)排水孔距壩底中心 O點(diǎn)的距離： 21W1 c 4 (30 10) 960(KN )自重：分為三塊： 1 c 220.25 2 4 17.58

15、(m)距 O 點(diǎn)：3W2c 5 (60 10) 6000(KN )距 O點(diǎn)： 20.25 4 2.5 13.75(m)1W3c (55 10) 0.7) (55 10) 17010(KN )220.25 4 5 1 (55 10) 0.7 0.75(m) 距 O 點(diǎn)：3水重： W4w 4 (50 30) 800(KN )距 O 點(diǎn)： 20.25 2 18.75(m)W5 w 1 (30 10) 0.2) (30 10) 400(KN )220.25 1 4 18.92(m)距 O 點(diǎn)：3 水平水壓力：P 1 w (50 10)2 8000(KN ) 上游： 2 w1 (50 10) 13.33

16、( m)距 O 點(diǎn)高： 3距 O 點(diǎn)高：1 (15 10) 1.67(m) 揚(yáng)壓力：U1 H2T 1 10 5 40.5 2025(KN )距 O點(diǎn) 0(m)U 2 H 7 1 10 0.3 35 7 1 735(KN)距 O點(diǎn)： 20.25-3.5 16.75 (m)11U3 H (40.5 7) 1 10 0.3 35 33.5 1 1758.75(KN )2220.25 7 1 (55 10) 0.7 2.75( m) 距 O 點(diǎn)：3U4 1 ( H H) 7 1 1 10 35 0.7 7 1 857.5(KN ) 2220.25 1 7 17.92(m)距 O 點(diǎn)：3U U1 U2

17、U3 U4 2025 735 1758.75 857.5 5376.25(KN )12P w (15 10)2 125(KN )下游：23)Ks5.86f W c A 0.9 (23970 1200 5376.25) 700 40.5 1P 8000 1253已知混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為 C10，基巖的允許壓應(yīng)力為 5000kPa，其它條件同上題，試驗(yàn)算壩基面的垂直正應(yīng)力是否滿(mǎn)足要求？解：壩趾處的壓應(yīng)力在計(jì)入揚(yáng)壓力時(shí)為6 M 22 )(1 m2 )式中： W 23970 1200 5376.25 19793.75(KN )M 960 17.58 6000 13.75 17010 0.75自重800 18.75 400 18.92 水重125 1.67 8000 13.33 水平水壓力2025 0 735 16.75 1758.75 2.75 857.5 17.92 揚(yáng)壓力112134.3 22568 106431.25 32514.214243.16(KN m)19793.7540.56 4243.16 22 ) (1 0.72) 751.33(KPa ) 5000KPa