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2015年专业技术人员继续教育—水工建筑物专业—重力坝工程
篇一:混凝土与基岩摩擦系数
2015年专业技术人员继续教育——建筑工程
水工建筑物——重力坝工程
课后作业
注：本课后作业分两部分，一、在听课过程中回答的问题，答案保证100%正确；二、课后作业答题及成绩(75分试卷，标准是60分通过)。 可先下载,一边做题一边收索答案哦。
一、在听课过程中回答的问题，答案保证100%正确
1、竖向地震加速度的最大值约为水平地震加速度最大值的（ B ）。 A、1/2 B、2/3 C、3/4 D、4/5
2、混凝土与基岩间的摩擦系数f值常取在（ C ）之间。 A、0.3—0.6 B、0.4—0.7 C、0.5—0.8 D、0.6—0.9
3、我国电力行业标准《混凝土重力坝设计规范》（DL5108-1999）规定，坝体抗滑稳定计算采用（ D ）设计原则。 A、承载能力极限状态 B、系数极限状态 C、误差极限状态 D、概率极限状态
4、重力坝岸坡坝段的（ B ）是一个倾向河床的斜面或折面。 A、河床坝段 B、坝基面 C、坝身面 D、坝底面
5、基于（ A ）的统计与分析，用结构的失效概率或可靠度来度量坝体的抗滑稳定安全度，使得抗滑稳定计算具有明确的综合安全度的概念。 A、随机变量 B、自动变量 C、整形变量 D、结构体变量
6、由微分体的平衡条件∑Fy（ C ），可以解出上、下游主应力。 A、＞0 B、＜0 C、等于0 D、≈0
7、坝内水平截面上的正应力用（ D ）表示。 A、τ B、ζ C、σx D、σy
8、重力坝坝体混凝土材料和坝基岩体的应力应变关系实际上是（ B ）的。 A、线性 B、非线性 C、正交
D、一元线性
9、 温度变化对重力坝的位移和应力均有较大影响，坝体裂缝多是由温度应力引起的。(A) A、对 B、错
10、在坝体温度的变化过程中，温度回降值是重力坝温度控制的一个重要指标。(A) A、对 B、错
11、在温度控制标准中，上下层容许温差建议不超过25°C。（ B ） A、对 B、错
12、对于持久状况来讲，要求的安全系数是非常高的。(A) A、对 B、错
13、作用于质点j振型沿地震方向的地震荷载公式中，用βj表示相应于重力坝j振型自振周期Tj的设计加速度反应谱值。(A) A、对 B、错
14、对于重力坝位置的选择，它的布置应结合枢纽布置全面考虑，避免与其他水工建筑物相互干扰，下泄水流不致淘刷坝基与其它建筑物的基础及岸坡。(A) A、对 B、错
15、坝身泄水孔溢流面由顶部曲线段和反弧段两部分组成。（ B ） A、对 B、错
16、消能设施的挑坎体形主要有扩散坎、连续坎、斜挑坎、扭曲坎、高低坎等等。(A) A、对 B、错
17、无压泄水孔的结构是由通气孔、平压管、检修门槽等组成。（ B ） A、对 B、错
18、纵缝按其布置型式可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种。(A) A、对 B、错
19、浆砌石重力坝的材料包括石料和胶结材料。(A) A、对 B、错
二、课后作业答题及成绩(75分试卷，标准是60分通过) 答题成绩是75分
1、根据施工和运用要求确定坝体的细部结构，如廊道系统、排水系统、坝体分缝等应进行（ ）。
A、稳定分析 B
、构造设计
C、孔口设计
D、监测设计
2、混凝土与基岩间的摩擦系数f值常取在（ ）之间。
A、0.3—0.6
B、0.4—
0.7
C、0.5
—0.8 D、0.6—0.9 设计原则。
A、承载能力极限状态 B、系数极限状态
C、误差极限状态 D、概率极限状态
4、坝内水平截面上的正应力用（ ）表示。混凝土与基岩摩擦系数。
A、τ
3、我国电力行业标准《混凝土重力坝设计规范》（DL5108-1999）规定，坝体抗滑稳定计算采用（ ）
B、ζ
C、σ
x D、σy
5、自混凝土浇筑开始至水泥水化热作用基本结束为止是混凝土结构温度变化的（ ）时候。
A、早期
B、中期
C、晚期
D、完成期
6、由微分体的平衡条件∑Fy（ ），可以解出上、下游主应力。
A、＞
0 B、＜
C、等于
0 D、≈0
7、竖向地震加速度的最大值约为水平地震加速度最大值的（ ）。
A、
1/2 B、
2/3
C、
3/4 D、4/5
1、重力坝岸基所处的工作状况包括有（ ）。
A、持久状况混凝土与基岩摩擦系数。
B、永久状况
C、短暂状况
D、偶然状况
2、重力坝的抗震设计包括（ ）。
A、设计前的抗震调研
B、抗震计算
C、选择安全、经济、合理的抗震结构
D、选择安全、经济、合理的工程措施
3、重力坝按结构型式可分为（ ）。
A、实体重力坝
B、宽缝重力坝
C、窄缝重力坝
D、空腹重力坝
4、采用材料非线性分析方法，主要用于（ ）的研究。
A、大坝纵缝或裂缝接触问题
B、复杂地基深层抗滑稳定性
C、大坝安全度
D、大坝稳定度
5、热量的来源主要是（ ）。
A、气温
B、日照
拱坝课设
篇二:混凝土与基岩摩擦系数
《水工建筑物—拱坝》
课程设计
学生姓名：
学 号：
专业班级：
指导教师：
目 录
第一章 基本资料…………………………………………………1
第二章 坝型选择及设计………………………………………………2
第三章 坝体应力分析…………………………………………………9
第四章 稳定分析…………………………………………………14
第五章 坝顶细部构造…………………………………………………17
第六章 总结…………………………………………………23 参考文献…………………………………………………23
第一章 基本资料
一、地理资料
坝址地形图及河谷地质剖面图（另附图2张）。
二、设计标准
本水库总库容2.1千万方。灌溉2万亩，电站装机1万千瓦。工程等级、建筑物级别以及各项控制标准按有关规范自行确定。
三、坝址地形地质条件
（一）坝址区峡谷呈“V”型，两岸谷坡陡削，高程300米以下较为对称，坡角40~50度。唯右岸自高程300米以上地形转缓变为 25~30度。两岸附近山高均超出 400米高程以上．河谷底宽11米高程260米，左岸受冲沟切割后山脊较为单薄。
（二）河床和岸坡有大片基岩课露，距河床高47米范围内形成岩石陡壁。以上为第四纪残、坡积的砂壤覆盖层。厚度左岸2~5米，右岸3~5米，坝址区基岩一般风化不深，剧风化垂直深度，左岸为3~6米，右岸为4~8米，河床为0~3米，微风化或新鲜基岩距地表深度，在320米高程以下：两岸为10~20米，河床为4米左右。
坝址区岩性为坚硬致密的花岗岩，较为新鲜完整的物理力学指标甚高，抗压强度1500kg／cm2，岩石容重?＝26KN／m3。滑动面上岩石之间的摩擦系数f＝0.65、粘着力c＝2kg／cm2。基岩弹性模量Ef＝（1～4）×105kg／cm2。泊松比?＝0.2，坝体混凝土基岩摩擦系数f＝0.65。
两岸基岩无成组有规律的节理裂隙存在，主要受F1、F3、F5断裂切割影响。F1断裂切割右岸坝肩，其底板高程在314米，顶底岩层破碎。靠右岸在314米高程以上坝肩稳定须予重视。F3、F5断裂在较接近拱坝坝后通过，在拱座推力作用下，将产生压缩变形因此在拱座推力作用范围内必须给予工程上的处理。
（三）岩层抗冲刷条件：泄洪建筑物下游高速水流沿程河床和岸坡，基岩基本裸露、岩性坚硬，抗冲刷力强，大部不须抗冲处理，但在靠近坝体部分的岸坡段对断裂破碎带等出露地带必须封闭固结，适当扩大表层固结灌浆。
（四）区域地震条件；本区地震基本裂度为六度。
四、特征水位
经水库规划计算结果、坝址上、下游特征水位如下：
P＝0.2%校核洪水位319m，相应尾水位270.5m。
P＝2%设计洪水位316.8m。相应尾水位269m。
正常高水位316m
死水位298m
淤砂高程283m。
坝顶溢流堰堰顶高程310.2m
坝顶高程320m
五、荷载组合
荷载应按实际情况进行分析，决定计算内容、荷载组合根据实际情况分析选取二种控制性的组合进行设计计算。
有关荷载资料及设计系数如下，未经列出者由设计人自行拟定。
1．坝体自重，混凝土容重?＝24KN／m3。
2．上游砂压力，泥砂干容重?g＝14KN／m3，空隙率n＝0.4， 淤砂内摩擦角?＝16o。
3．温度荷载：均匀温度变化t；按经验公式估算
t1?47 (度）T?3.39
4．混凝土线膨胀系数?＝1×10－5（1/℃）。
5．混凝土弹性模量 Eh=1.85×105kg／cm2（C10砼）。
六、坝顶布置要求
（一）坝顶交通要求，有公路通过桥面宽6米。
（二）坝顶泄洪要求，经水库调洪演算采用坝顶溢流挑流消能，设四孔每孔净宽九米的溢流段每孔设平板闸门一扇。
第二章 坝型选择及设计
一、坝型选择
根据课程设计要求及地形、地质情况结合分析，确定选用混凝土双曲拱坝。
二、设计标准
本水库总库容2.1千万方。灌溉2万亩，电站装机1万千瓦。根据SL252-2000
《水利水电工程等级划分及洪水标准》，该工程的工程等别为Ⅲ等，其工程规模为中型。相应的其永久性水工建筑物中主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。
本工程属于山区的混凝土拱坝，因此根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》确定其设计洪水标准为50年一遇，按500年一遇洪水校核。
三、坝基处理
（一）、坝基开挖
本设计中，最大坝高约为65m，属于中坝。坝基应尽量开挖至微风化或弱风化中、下部的岩体。考虑到弱风化埋深较深，如按上述要求不但增加了开挖工程量及回填混凝土的方量，而且还延长工期。实践证明，在拱坝建设过程中，弱风化的岩体在经过充分分析和评价后是可以被利用的。从坝址地质剖面图中可以看出，其建议开挖线为强风化的上限，并且可以采用固结灌浆的方法来提高基岩的强度与整体性，因此，部分弱风化层是可以被利用的。
综上所述，在坝址地质剖面图做参照建议开挖线往下1~4m，使开挖线光滑没有突变，并尽量的使左右对称以便后面拱圈的布置。其中左岸开挖约为3~8m、右岸开挖约为2~7m、河床部分开挖约为5m。开挖线如图2-1所示：
在开挖线图上量出各高程的等高线与开挖后地面的交点到与原地面交点的距离，并在地形图上平移相应等高线，作为可利用基岩面的等高线。虽然由此得出的可利用基岩面等高线地形图并不准确，但是由于剖面设计资料不足，且是初步设计阶段，所以可以近似这么认为。按照上述，可以得到坝址处的可利用基岩面等高线地形图。
图2-1 坝基开挖线示意图
大江沟毕业设计任务书
篇三:混凝土与基岩摩擦系数
CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
毕业设计任务书
论文题目：
学生姓名： 学院名称： 水环学院 专业名称： 水利水电工程 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称: 学 历：
2015 年 3 月 23日
长春工程学院
大江沟水利枢纽工程设计任务书
1 枢纽任务与规模
大江沟水利枢纽工程是以防洪（包括防凌）、减淤为主，兼顾供水、灌溉、发电、蓄清排浑，除害兴利的综合利用的水利枢纽。大江沟水利枢纽工程属一等工程，主要建筑物为1级，按千年一遇洪水设计，洪峰流量为40000m3/s（三门峡水库不控制的情况下）。水库防洪限制水位275m，总库容126.5亿m3，长期有效库容51亿m3为不完全年调节水库。电站总装机容量180万千瓦，正常运用期的保证出力为30万千瓦。
2 设计任务
2.1 枢纽建筑物的组成
大江沟水利枢纽工程是由拦河大坝及泄水排沙等建筑物组成。进行枢纽布置，确定坝轴线、泄洪洞及排沙洞的位置。 2.2 主要建筑物的设计 2.2.1 坝体设计
进行坝型选择，设计采用均质土坝坝型方案，拟定大坝横断面尺寸，并进行大坝渗流分析及稳定计算，拟定大坝纵、横断面图。 2.2.2 溢洪道设计
进行溢洪道的位置选择，并进行相应的水力计算。 2.2.3 基础处理
确定坝基开挖线、坝基加固、坝基防渗及坝基排水设计、断层处理等。 2.2.4 细部结构设计
确定护坡类型及尺寸、坝顶面的设计、放浪墙及坝体下游排水等。
3 设计成果
（1）毕业设计论文一本。
（2）图纸：设计图纸4-5张（A1号图纸），内容包括枢纽平面布置图，枢纽上游或下游立视图，主要建筑物剖面图及主要细部构造图。
4 基本资料
4.1 坝址区自然条件
大江沟工程位于黄河中游最后一个峡谷的出口，上距三门峡水库130km，下游是黄淮海平原。坝址处河道自西向东，水面宽约200m，河床底宽400m～600m，河床最低高程约130m，河滩分布在南岸。距离地面十米处的风速为15m/s，吹程为6km。
本地区地震基本烈度为7度，挡水建筑物要求按8度地震烈度设计，非挡水建筑物设防烈度为7度，峰值加速度为0.215g。
混凝土与基岩之间的抗剪摩擦系数f=0.65。
由于受地形、气候、产流条件的影响，黄河径流的地区分布很不平衡。大部分径流来自兰州以上及龙门到三门峡区间。受大气环流和季风的影响，黄河径流的年际变化较大，年内分配很不均衡。干流及较大支流汛期径流量占全年的60%左右，每年3月份-6月份，径流量只占全年的10%-20%，大江沟水利枢纽控制黄河90%的水量。
黄河流域的洪水主要由暴雨形成，发生时间为6-10月，其中大洪水和特大洪水的发生时间，兰州以上一般在7月-9月，三门峡-花园口之间在7月中旬到8月中旬。黄河洪水的洪峰形式，上游为矮胖型，洪水历时较长，洪峰较低。中游洪水形式为高瘦型，洪水历时较短，洪峰较高。
大江沟枢纽2000年水平年设计多年平均年径流为277.6亿m3，设计年均输沙量13.5亿t，年平均含沙量48.6kg/m3，在天然情况下汛期7月～9月来沙量占85%。不同频率的洪峰流量见下表：
黄河径流的泥沙含量居世界首位，多年平均含沙量37.6kg/m3，多年平均输沙量13.51亿T。在一年之中，泥沙主要集中在汛期，干流站7-9月沙量占全年沙量的80%左右，支流站接近100%；汛期沙量又集中在几次暴雨洪水之中。黄河泥沙约有1/4沉积在下游河床，致使下游河床每年以10cm速度抬高。大江沟水利枢纽控制近100%的沙量。 4.2坝址区地质条件
坝址区出露基岩为二、三叠系砂岩和粘土岩互层，坝址左岸岸坡较陡，由紫红色砂岩夹薄层粘土岩组成，基岩出露高程为290m～300m，出露的地程其上为黄土覆盖，厚10m～20m。坝址混凝土与基岩摩擦系数。
右岸岸坡较缓，离河岸较远 处基岩出露高程为380m～400m，由青灰色砂岩和紫红色粘土岩组成。
坝址区断裂构造发育，沿坝轴线有13条断层，其中对大坝影响较大的F1断层位于河床右岸岸边，走向大致与河道平行，断层带物质为断层泥、角砾及岩粉，为一隔水断层。
河床砂卵石覆盖层厚度一般为30m～40m，最厚约80m，河床右侧覆盖层下有一基岩陡坎，坝轴线处陡坎高45m，坎的坡度约为1：0.35，向上游陡坎逐渐变缓直至消失。
坝址区两岸及坝肩基岩泥化夹层发育，其抗剪强度指标：f=0.23～0.28，C=10 kpa。夹层抗剪强度低，给坝体、坝肩均带来严重的稳定问题。
材料的基本力学指标：
5 水库特性表
水库水位
死水位： 230.0m 非常死水位： 220.0m 汛期限制水位： 252.0m 正常蓄水位： 275.0m 设计洪水位（P=0.1%）： 274.0m 校核洪水位（P=0.01%）： 275.0m 初期运用起调水位： 205.0m 滩面高程： 254.0m
水库库容
防洪库容： 40.5亿m3 调水调沙库容： 10.5亿m3 有效库容： 51.0亿m3 拦沙库容： 72.5亿m3 无效库容： 3.0亿m3 总库容： 126.5亿m3
6 设计要求
（1）参加毕业设计的同学，首先应熟悉本枢纽的基本资料，明确设计任务。
（2）要严肃认真地对待设计工作，树立正确的设计思想和观点，设计中应实事求是、刻苦 钻研、勇于探索、创新，并应注意贯彻党的建设方针和政策。
（3） 要认真总结，运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计的任务进行思考、 分析应用。
（4）提高独立思考与独立工作的能力，并加强计算、绘图、编写设计文件、使用规范、手 册能力的培养。
（5）设计中既应遵循技术规范，亦应尽量采用国内、外成熟的先进技术与经验，出色地、创造性地按期完成设计任务。
7 时间安排
水利水电工程与管理毕业设计
篇四:混凝土与基岩摩擦系数
一、综述
1.1工程概况
平山水库位于湖北省某县平山河中游，该河系睦水（长辽的支流）的主要支流，全长284m，流域面积为556㎞2，坝址以上控制流域面积491㎞2；平山河是山区河流，河床比降为0.3%，沿河有地势较为平坦的小平原，最低高程为62.5m左右。
1.2枢纽任务
枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪、航运养殖、给水等任务进行开发。
1.3设计基本数据
1) 正常蓄水位 113.0 2) 设计洪水位：113.10m； 3) 校核洪水位：113.50m；
4) 死水位：105.0m（发电极限工作深度8m）； 5) 灌溉最低库水位：104.0m； 6) 总库容：2.00亿m3； 7) 水库有效库容：1.15亿m3；
8) 发电调节保证流量Qp=7.35m3/s，相应下游水位63.20m；
9) 发电最大引用流量Qmax=28 m3/s，相应下游水位68.65m； 10)
通过调洪演算，溢洪道下泄流量Q1%=840 m3/s，相应下游水
位72.65m。 11)
校核情况下，溢洪道下泄流量Q0.1%=1340 m3/s，相应下游水
位74.30m。 12)
水库淤积高程85.00m。
二、坝址水文特性
暴雨洪峰流量Q0.05%=1860m3/s，Q0.5%=1550m3/s，Q1%=1480m3/s。 多年平均流量13.34m3/s,多年平均来水量4.22亿m3。多年平均最大风速10m/s，水库吹程8km，多年平均降雨次数48次/年，库区气候温和。
三、枢纽及库区地形地质条件
3.1坝址、库区地形地质及水文地质
平山河流域多为丘陵地区，在平山枢纽上游均为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为60°~70°，地势高差都在80~120m，河床宽一般为400m，河道弯曲很厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，沿河沙滩及两岸坡积层发育，坝址处两岸河谷呈马鞍形，其覆盖
物较厚，基岩产状凌乱。
靠近坝址上游是泥盆纪五通砂岩，坝下游为二迭纪石炭岩，坝轴线位于五通砂岩上面。
在平山咀以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在坝轴线左岸的五通砂岩特别破碎，产状凌乱，岩石隐裂隙很发育。岩石的渗水率都很小，两岸多为 0.001~0.01升/分，坝址处沿坝轴线是1.5-5.0m厚的覆盖层，k=10-4cm/s，γ浮=10kN/m3，ψ=35
坝区地震为5~6度，设计时可不考虑。
3.2筑坝材料
枢纽大坝采用当地材料筑坝，据初步勘察，土料可以采用坝轴线下游1.5～3.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游1～3公里河滩范围内及平山河出口处两岸河滩开采。石料可以用采石场开采，采石场可用坝轴线下游左岸山沟较合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩石出露，覆盖浅，易开采。
材料的性质及各项指标如下表所示
3.3力学参数
基岩允许抗压强度2MPa,混凝土与基岩摩擦系数f=0.58。基岩的内摩擦系数f=0.7，粘着力C=0.5MPa，容重r=26kN/m3
四、枢纽建筑物选型及枢纽总体布置
4.1工程等级及主要建筑物的级别、洪水标准
1）枢纽建筑物组成
根据水库枢纽的任务，该枢纽组成建筑物主要包括：拦河大坝、水电站建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、水库放空隧洞（拟利用导流洞作放空洞）等。
2)工程等级及主要建筑物的级别、洪水标准
根据所给资料（发电、防洪、库容、灌溉面积），对照《水利水
电枢纽工程等级划分及设计标准》（SL252-2000）确定枢纽等别(先确定分项等级，再按最大者确定枢纽等级)和建筑物级别。
（1）各效益指标等别：根据电站装机容量9000千瓦即9MW，小于10MW，属Ⅴ等工程；根据总库容为2.00亿m3，在10～1.0亿m3，属Ⅱ等工程。
（2）水库枢纽等别：根据规范规定，对具有综合利用效益的水电工程，各效益指针分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水库枢纽为Ⅱ等工程。
（3）水工建筑物的级别：根据水工建筑物级别的划分标准，Ⅱ等工程的主要建筑物为2级水工建筑物，所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉管道、水库放空隧洞为2级水工建筑物；次要建筑物筏道为3级水工建筑物。
确定枢纽建筑物的的等级的目的是要确定设计和校核洪水标准，从而通过调洪演算来进一步确定设计洪水位和校核洪水位。
设计洪水位113.1m（百年一遇），Q1%=840m3/s,下游水位72.65m 设计洪水位113.5m（千年一遇），Q0.1%=1340m3/s,下游水位74.30m
4.2枢纽建筑物选型
1）坝轴线的选择