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2015年全国一级建造师执业资格考试《水利水电工程管理与实务》
（教材精讲班）
1F410000 水利水电工程施工技术
1F411000 水利水电工程勘测与设计
1F411024 水工建筑物的分类
一、水工建筑物按功能分类
通用性水工建筑物可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、河道整治建筑物；
专门性水工建筑物可分为水电站建筑物、渠系建筑物、港口水工建筑物、过坝建筑物等。
二、水工建筑物按使用期限分类
（一）永久性建筑物
永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。
（二）临时性建筑物
如围堰、导流隧洞、导流明渠等。
1F411025 水工建筑物主要设计方法
一、安全系数法与可靠度法
（一）安全系数法
用安全系数判断结构的安全性，是定性的标准，没有定量的意义。
（二）可靠度法
结构可靠度是结构在规定的时间内、规定的条件下具有预定功能的概率。
二、主要荷载
永久作用荷载：结构自重和永久设备自重、土压力、淤沙压力、地应力、围岩压力、预应力。
可变作用荷载：静水压力、扬压力、动水压力、水锤压力、浪压力、外水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等。
偶然作用荷载：包括地震作用、校核洪水位时的静水压力、扬压力、浪压力及水重等。
三、抗滑稳定分析
用整体宏观的半经验法。
四、应力分析
强度和稳定性是表示建筑物安全的两个重要方面。
重力坝应力分析的方法可归纳为理论计算和模型试验两大类。目前常用的模型试验方法有偏光弹性试验、激光全息试验和脆性材料试验。
五、渗流分析
渗流分析主要内容有：确定渗透压力；确定渗透坡降（或流速）；确定渗流量。
对土石坝，还应确定浸润线的位置。
六、沉降计算
七、应力应变计算
八、抗震设计
一次地震只有一个震级，然而随震中距离的远近，却可以有不同的烈度。
1F411026 水利水电工程建筑材料的应用
一、建筑材料的类型
（一）建筑材料按其物理化学性质分类
按其物理化学性质可分为无机材料、有机材料、复合材料三大类。
1.无机材料
（1）无机非金属材料
包括无机胶凝材料、天然石料、烧土与熔融制品。
1）无机胶凝材料
①气硬性胶凝材料有石灰、石膏与水玻璃。
②水硬性胶凝材料有水泥。
2）天然石料：有土料、砂、石
3）烧土与熔融制品：如烧结砖、陶瓷、玻璃等
（2）金属材料
包括黑色金属材料和有色金属材料两类。
2.有机材料
包括沥青材料、植物材料和合成高分子材料等三类。
3.复合材料
（二）建筑材料按材料来源分类
分为天然建筑材料和人工材料两类。
（三）建筑材料按其功能分类
分为结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料。
二、建筑材料的应用条件
（一）筑坝用土石料
主要包括土坝（体）壳用土石料、防渗体用土石料、排水设施和砌石护坡用石料。
1.土坝（体）壳用土石料
常用于均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，要求其应具有一定的抗渗性和强度。心墙坝和斜墙坝多用粒径级配较好的中砂、粗砂、砾石、卵石及混合料。
2. 防渗体用土石料
一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料。
3. 排水设施和砌石护坡用石料
可采用块石，也可采用碎石、卵石，不宜使用风化岩石。
（二）土工合成材料
土工合成材料在水利水电工程中的应用包括：防渗、
反滤、排水、护岸护底工程、防汛抢险方面。
（三）建筑石材
水工建筑物对石料的要求是有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。
火成岩（花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩）、
水成岩（石灰岩、砂岩）、
变质岩（片麻岩、大理岩、石英岩）
（四）水泥
1.水泥的品种及主要性能
通用硅酸盐水泥密度一般为3100?3200kg/m3，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。
2. 水泥的适用范围
( 1）水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。
（2）有抗推要求的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥。
（3）大体积建筑物内部的混凝土，应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，以适应低热性的要求。
（4）位于水中和地下部位的混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
3.水泥检验的要求
水泥应有生产厂家的出厂质量证明书以及28d强度证明书。
有下列情况之一者，应复试并按复试结果使用：用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者；存储超过3个月（快硬水泥超过1个月）。
（五）水泥砂浆
技术指标包括流动性和保水性两个方面。
（六）水泥混凝土
反映水泥混凝土质量的主要技术指标有和易性、强度及耐久性。
1.和易性
水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。影响和易性的因素有水泥浆的用量、水泥浆的稠度、砂率、水泥的品种、水泥细度、外加剂的掺入、时间和温度等。
2.混凝土的强度
混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等，以抗压强度最大，结构中主要是利用混凝土的抗压强度。
影响混凝土强度的因素有：施工方法及施工质量、水泥强度及水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期等。
混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗压强度的10%左右。
3.混凝土的耐久性
混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。
影响混凝土抗渗性的因素有水灰比、骨料最大粒径、养护方法、水泥品种、外加剂、掺合料和龄期。
决定混凝土抗冻性的重要因素有混凝土的密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度。
4.混凝土的配合比
混凝土配合比是指混凝土中水泥、水、砂及石子材料用量之间的比例关系。
三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比。
5.骨料
骨料必须坚硬、致密、耐久、无裂隙。
（1）混凝土的细骨料：粒径在0.16?5mm之间的骨料。
粗砂（F.M=3.7?3.1）、中砂（F.M=3.0?2.3）、细砂（F.M=2.2?1.6）、特细砂（F.M=1.5?0.7）。
(2)混凝土的粗骨料：粒径大于5mm 的骨料。粗骨料一般分为特大石、大石、中石、小石。
6.混凝土的外加剂
（1）改善混凝土和易性的外加剂，包括减水剂、引气剂、泵送剂等。
（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括速凝剂、早强剂、缓凝剂。
（3）改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、阻锈剂、养护剂等。
（4）改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。
7.粉煤灰
粉煤灰按煤种分为F类和C类。拌制混凝土和砂浆用粉煤灰分为三个等级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。
（七）建筑钢材
建筑钢材分为钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢筋及钢丝。水工钢结构主要有钢闸门及压力钢管等。钢筋有热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋及热处理钢筋四种。钢丝主要有预应力混凝土用钢丝及钢绞线。
1.钢筋的应力一应变曲线
2. 钢筋的强度和变形指标
有物理屈服点的钢筋的屈服强度是钢筋强度的设计依据。抗震结构要求钢筋屈强比不大于0.8。无物理屈服点钢筋的质量检验以极限强度作为主要强度指标。反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。
屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是有物理屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，而对无物理屈服点的钢筋则只测定后三项。
钢材的力学性能主要有抗拉性能、硬度和冲击韧性等; 工艺性能有焊接性能及冷弯性能。
应用分析
2.大坝水位变化区域的外部混凝土，应避免采用（ ）水泥。（2012）
A.硅酸盐 B.普通硅酸盐
C.矿渣硅酸盐 D.火山灰质硅酸盐
【答案】D
【解析】水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部枝的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。
2.混凝土抗渗等级W2表示（ ）。（2013）
A.抵抗静水压力的能力为2MPa
B.抵抗静水压力的能力为0.2MPa
C.抵抗静水压力的能力为20次
D.抵抗静水压力的能力为2次
【答案】B
3.渗透系数k的计算公式为：k= QL/AH式中L表示 （ )。（2013）
A.通过渗流的土样面积 B.通过渗流的土样髙度
C.实测的水头损失 D.实验水压
【答案】B
【解析】渗透系数计算公式为：k= QL/AH。
式中，Q表示实测的流量（m3/s）; A表示通过渗流的土样横断面面积（m2）; L表示通过渗流的土样高度（m）; H表示实测的水头损失（m）。
4.细度模数为2.0的砂属于（ ）。（2013）
A.粗砂
B.中砂
C.细砂
D.特细砂
【答案】C
【解析】细骨料按细度模数F ? M分为粗砂
（F ?M =3.7 ~3.1）、中砂（F ? M=3.0~2.3）、细砂（F ? M =2.2 ~1.6）、特细砂（F ? M = 1.5 ~0.7）。 |