2018一级建造师水利水电考点讲解：水利水电
来源 :考试网 2018-03-28
中水利水电
【考点】渗流分析
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土石坝的渗流分析 |
（1）内容：①确定浸润线的位置；②确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降；③确定渗流量。(13年考点) （2）方法：水力学法和流网法。 （3）水力学方法可以用来近似确定浸润线的位置，计算渗流量、平均流速和坡降。 |
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闸基的渗流分析 |
（1）闸基渗流计算闸基地下轮廓线各点的渗透压力、渗透坡降、渗透流速及渗流量。 （2）方法：直线比例法、流网法和改进阻力系数法。 |
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渗透系数 |
（1）渗透系数的大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温，一般采用经验法、室内测定法、野外测定法确定。 （2）渗透系数k的计算公式： |
【例题】混凝土坝坝底承受的渗透压力大小与( )成正比。(2010年真题)
A.上游水深
B.下游水深
C.上、下游水头差
D.坝高
【答案】C
【解析】混凝土坝坝底承受的渗透压力大小与上、下游水头差成正比。
【考点】渗透变形
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分类 |
可分为：管涌、流土、接触冲刷、接触流失。最主要的是管涌和流土。 |
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管涌 |
（1）在渗流作用下，非黏性土土体内的细小颗粒沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象。（2）首先从渗流逸出处开始，然后向上游逐步发展。 （3）一般发生在无黏性砂土、砂砾土的下游坡面和地基渗流的逸出处。黏土土料较少发生管涌。 |
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流土(13、14年考点) |
（1）在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒群同时发生移动的现象；或者黏性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。 （2）流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土体的渗流出口处。 |
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防止渗透变形的工程措施★
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1.一类是改善岩土体的结构特性，提高其抵抗渗透变形的能力.采用水泥灌浆、化学灌浆、混凝土防渗墙、局部置换等方法提高软弱破碎物质的抗渗性。 2.另一类是采取措施截断岩（土）体中的渗透水流或减小岩（土）体中渗透水流渗透坡降，使其小于允许坡降。最可靠的方法是在渗透土层中兴建防渗墙。 |
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反滤层和过渡层
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（1）反滤层的作用是滤土排水，防止在水工建筑物渗流出口处发生渗透变形。 （2）反滤层可以起过渡层的作用，而过渡层却不一定能满足反滤要求。 （3）坝的反滤层必须符合：①使被保护的土不发生渗透变形；②渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流；③不致被细粒土淤塞失效。 |
【例题】防止土石坝产生渗透变形的工程措施有( )等。
A.设置水平与垂直防渗体
B.设置上游堆石戗堤
C.设置排水沟或减压井
D.在有可能发生管涌的地段铺设反滤层
E.在有可能产生流土的地段增加渗流出口处的盖重
【答案】ACDE
【解析】具体工程措施为:
1.设置水平与垂直防渗体，增加渗径的长度，降低渗透坡降或截阻渗流。
2. 设置排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压力，并且有计划地排除渗水。
3. 对有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层，拦截可能被渗流带走的细小颗粒。
4. 对有可能产生流土的地段，则应增加渗流出口处的盖重。盖重与保护层之间也铺设反滤层。
【考点】水流形态及消能方式
水流形态
主要包括：恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、层流与紊流、急流与缓流。
层流与紊流
紊流：当流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中互相混搀，该流动形态为紊流。实际工程中紊流是最为常见的流态，如闸后、跌水、泄水、水轮机中的水流均为紊流。
急流与缓流
(1)急流：当水深小于临界水深，佛汝德数大于l的水流，称为急流。当急流受到建筑物或其他障碍物作用时，其干扰作用只影响下游，不影响上游。
(2)缓流：当水深大于临界水深，佛汝德数小于l的水流，称为缓流。缓流表现形态为：当水流遇到障碍物时，障碍物对水流的干扰可向上游传播，表现为上游的水位壅高。
2.能量转换
恒定水流的能量方程为：
水体的机械能：位能、压能和动能，在水体流动过程中是可以互相转化的。
明渠均匀流中，压能、动能不变，而位能逐渐减小，是由于克服阻力，产生沿程水头损失。
水库(水闸等)泄水，水流从泄水口喷射而出.位能转化为动能。