水工建筑學

第1章 緒論
　1.1 水資源與水能資源
　　1.1.1 水資源
　　1.1.2 水能資源
　1.2 水利工程
　　1.2.1 防洪工程
　　1.2.2 農(nóng)村水利工程
　　1.2.3 水力發(fā)電工程
　　1.2.4 航道工程
　　1.2.5 跨流域調(diào)水工程
　　1.2.6 水土保持
　　1.2.7 生態(tài)水利工程
　1.3 水工建筑物與水利樞紐
　　1.3.1 水工建筑物分類
　　1.3.2 水工建筑物的特點
　　1.3.3 水利樞紐
　　思考題
第2章 水利水電工程引論
　2.1 水利水電工程等級與設計準則
　　2.1.1 水利水電工程分等
　　2.1.2 水工建筑物分級
　　2.1.3 設計準則
　2.2 水工建筑物的工作條件、荷載(作用)效應與設計方法
　　2.2.1 水工建筑物的工作條件
　　2.2.2 水工建筑物的重力作用
　　2.2.3 水流對水工建筑物的作用
　　2.2.4 水工建筑物與地基相互作用
　　2.2.5 水工建筑物的溫度作用
　　2.2.6 地震對水工建筑物的作用
　　2.2.7 荷載作用效應組合與設計方法
　2.3 水工建筑物的安全性、耐久性與風險管理
　　2.3.1 水工建筑物的安全性
　　2.3.2 水工建筑物的耐久性
　　2.3.3 水工建筑物安全風險管理24水工建筑學
　2.4 水利水電工程規(guī)劃設計概要
　　2.4.1 河流綜合開發(fā)利用規(guī)劃
　　2.4.2 水利水電樞紐工程設計
　　2.4.3 水利水電工程水文研究
　　2.4.4 水利水電樞紐工程地質(zhì)與建筑材料勘測研究
　　2.4.5 水庫淹沒與移民安置
　　2.4.6 環(huán)境影響評價與保護措施
　　2.4.7 經(jīng)濟評價
　　2.4.8 水工建筑物設計要點
　　2.4.9 施工組織設計要點
　　2.4.1 0水利水電樞紐工程的運行與管理
　2.5 水利水電工程對環(huán)境與河流生態(tài)的影響
　　2.5.1 水利水電工程對環(huán)境與河流生態(tài)的有利影響
　　2.5.2 水利水電工程對環(huán)境與河流生態(tài)的不利影響
　　2.5.3 實現(xiàn)水利水電工程的理想目標——環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展
　2.6 水工建筑物的前沿科學技術(shù)問題
　　2.6.1 概述
　　2.6.2 高壩建設的主要前沿科學技術(shù)問題
　　2.6.3 結(jié)語與展望
　　思考題
第3章 重力壩
　3.1 概述
　　3.1.1 重力壩的工作條件與特點
　　3.1.2 重力壩的建設發(fā)展歷程
　　3.1.3 重力壩的分類和主要設計內(nèi)容
　3.2 作用荷載及其組合
　　3.2.1 作用荷載
　　3.2.2 荷載的組合
　3.3 重力壩的應力分析
　　3.3.1 應力分析方法綜述
　　3.3.2 材料力學法
　　3.3.3 有限元法
　　3.3.4 影響重力壩應力的主要因素
　3.4 重力壩的抗滑穩(wěn)定分析
　　3.4.1 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析
　　3.4.2 壩基深層抗滑穩(wěn)定分析
　　3.4.3 壩體與廠房聯(lián)合作用的抗滑穩(wěn)定分析
　　3.4.4 岸坡壩段的抗滑穩(wěn)定分析
　　3.4.5 抗滑穩(wěn)定分析的有限單元法
　　3.4.6 提高壩體抗滑穩(wěn)定性的工程措施
　3.5 重力壩的剖面設計
　　3.5.1 重力壩的基本剖面
　　3.5.2 重力壩的實用剖面
　　3.5.3 重力壩體形的優(yōu)化設計
　3.6 重力壩的極限狀態(tài)設計
　　3.6.1 重力壩的承載能力極限狀態(tài)設計
　　3.6.2 重力壩的正常使用極限狀態(tài)設計
　3.7 泄水重力壩
　　3.7.1 重力壩的泄水布置
　　3.7.2 溢流重力壩
　　3.7.3 壩身泄水孔
　　3.7.4 泄水重力壩下游的消能防沖設計
　　3.7.5 泄水重力壩的高速水流問題
　3.8 重力壩的地震反應分析和抗震設計
　　3.8.1 擬靜力法地震反應分析
　　3.8.2 動力法地震反應分析
　　3.8.3 庫水附加質(zhì)量的計算
　　3.8.4 重力壩的抗震措施
　3.9 重力壩的材料
　　3.9.1 混凝土材料的性能和配合比
　　3.9.2 壩體混凝土材料的分區(qū)
　3.10 重力壩的裂縫及溫度控制
　　3.10.1 裂縫的種類和防止措施
　　3.10.2 壩體溫度場的計算
　　3.10.3 壩體溫度應力的計算
　　3.10.4 壩體混凝土溫度控制的標準
　　3.10.5 溫度控制的措施
　3.11 重力壩的分縫分塊和壩體構(gòu)造
　　3.11.1 重力壩的分縫分塊
　　3.11.2 重力壩的壩體構(gòu)造
　3.12 重力壩的地基處理
　　3.12.1 壩基處理的目的和要求
　　3.12.2 壩基處理的內(nèi)容
　3.13 其他類型的重力壩
　　3.13.1 漿砌石重力壩
　　3.13.2 堆石混凝土重力壩
　　3.13.3 寬縫重力壩
　　3.13.4 空腹重力壩
　　3.13.5 預應力錨索重力壩
　　3.13.6 土基上的重力壩
　3.14 碾壓混凝土壩
　　3.14.1 概述
　　3.14.2 碾壓混凝土重力壩的材料設計和分區(qū)
　　3.14.3 碾壓混凝土重力壩的構(gòu)造設計
　　3.14.4 碾壓混凝土重力壩的施工
　　3.14.5 碾壓混凝土壩今后的發(fā)展
　3.15 支墩壩
　　3.15.1 支墩壩的特點和類型
　　3.15.2 大頭壩
　　3.15.3 平板壩
　　3.15.4 連拱壩
　　思考題
第4章 拱壩
　4.1 概述
　　4.1.1 拱壩的特點
　　4.1.2 拱壩對地形、地質(zhì)條件的要求
　　4.1.3 拱壩的類型
　　4.1.4 拱壩的發(fā)展簡況
　　4.1.5 我國拱壩樞紐布置的特點
　4.2 拱壩的荷載及其組合
　　4.2.1 自重
　　4.2.2 溫度荷載
　　4.2.3 水荷載
　　4.2.4 地震荷載
　　4.2.5 拱壩的荷載組合
　4.3 拱壩的體形設計和布置
　　4.3.1 拱壩體形設計的步驟
　　4.3.2 拱壩拱端的布置原則
　　4.3.3 拱壩壩體倒懸的處理
　　4.3.4 拱壩體形的評估
　4.4 拱壩的體形優(yōu)化設計
　　4.4.1 給定參數(shù)和設計變量
　　4.4.2 體形優(yōu)化設計的目標函數(shù)
　　4.4.3 拱壩體形優(yōu)化的約束條件
　　4.4.4 拱壩優(yōu)化求解方法
　　4.4.5 拱壩體形優(yōu)化設計的展望
　4.5 拱壩的應力分析
　　4.5.1 拱梁分載法
　　4.5.2 拱壩應力的有限元法分析
　　4.5.3 拱壩設計的應力控制指標
　4.6 拱壩的抗滑穩(wěn)定分析
　　4.6.1 剛體極限平衡法
　　4.6.2 拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定的有限元法分析
　　4.6.3 拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定非連續(xù)介質(zhì)應力應變分析
　　4.6.4 地質(zhì)力學模型試驗
　　4.6.5 拱壩設計的抗滑穩(wěn)定指標
　4.7 拱壩的地震動力法反應分析和抗震措施
　　4.7.1 有限元法的地震動力反應分析
　　4.7.2 拱梁分載法的地震動力反應分析
　　4.7.3 拱壩的抗震措施
　4.8 拱壩的材料與構(gòu)造
　　4.8.1 拱壩的材料
　　4.8.2 常規(guī)混凝土拱壩的構(gòu)造
　　4.8.3 碾壓混凝土拱壩的特殊構(gòu)造
　　4.8.4 漿砌石拱壩
　4.9 拱壩的建基面與基礎(chǔ)處理
　　4.9.1 壩基的開挖
　　4.9.2 固結(jié)灌漿與接觸灌漿
　　4.9.3 帷幕灌漿
　　4.9.4 壩基排水
　　4.9.5 斷層破碎帶和軟弱構(gòu)造面的處理
　　4.9.6 工程高邊坡的處理
　4.10 拱壩的壩身泄水建筑物
　　4.10.1 表孔泄流
　　4.10.2 壩身泄水孔泄流
　　4.10.3 拱壩泄洪的消能防沖
　　4.10.4 高拱壩泄流的高速水流問題
　4.11 拱壩破壞實例的分析和啟示
　　4.11.1 拱壩破壞、失事的典型實例
　　4.11.2 拱壩破壞、失事實例對設計工作的啟示
　　思考題
第5章 土石壩
　5.1 概述
　　5.1.1 土石壩的類型
　　5.1.2 土石壩的新發(fā)展及其特點
　　5.1.3 土石壩設計的基本要求
　5.2 土石壩的基本剖面、構(gòu)造及筑壩土石料
　　5.2.1 土石壩的基本剖面
　　5.2.2 土石壩的構(gòu)造及筑壩材料
　5.3 土石壩的滲流分析
　　5.3.1 土石壩中的滲流特性
　　5.3.2 二維滲流分析的基本方程和主要分析方法
　　5.3.3 土壩的滲流變形及其防護水工建筑學目錄
　5.4 土石壩的穩(wěn)定分析
　　5.4.1 穩(wěn)定分析方法
　　5.4.2 碾壓式土石壩穩(wěn)定分析標準
　　5.4.3 抗剪強度指標的測定和選擇
　5.5 土石壩的應力應變分析
　　5.5.1 非線性彈性體模型
　　5.5.2 彈塑性模型
　5.6 土石壩的沉降與裂縫分析
　　5.6.1 沉降分析
　　5.6.2 土石壩的裂縫控制
　5.7 土石壩的地基處理
　　5.7.1 巖基處理
　　5.7.2 砂礫石壩基處理
　　5.7.3 細砂、軟黏土和濕陷性黃土壩基處理
　5.8 土石壩的抗震設計
　　5.8.1 土石壩的地震震害
　　5.8.2 土的動力特性和液化判斷
　　5.8.3 土石壩的抗震穩(wěn)定分析
　　5.8.4 土石壩的抗震措施
　5.9 現(xiàn)代堆石壩
　　5.9.1 堆石壩的特點
　　5.9.2 混凝土面板堆石壩
　　5.9.3 其他型式的堆石壩
　5.10土石壩的壩型選擇
　　思考題
第6章 水閘
　6.1 概述
　　6.1.1 水閘的功能、分類和等級
　　6.1.2 水閘的組成部分及其主要作用
　　6.1.3 水閘的工作特點
　　6.1.4 水閘設計的主要內(nèi)容和所需的基本資料
　6.2 閘址及閘孔型式和尺寸的選擇
　　6.2.1 閘址的選擇
　　6.2.2 閘孔型式和尺寸的選擇
　6.3 水閘的地下輪廓和防滲、排水設計
　　6.3.1 水閘的地下輪廓布置
　　6.3.2 水閘地下輪廓的滲流計算
　　6.3.3 地下輪廓的構(gòu)造
　　6.3.4 水閘的側(cè)向繞滲及其防滲、排水設施
　6.4 閘室的布置和構(gòu)造
　　6.4.1 底板
　　6.4.2 閘墩與閘門
　　6.4.3 胸墻
　　6.4.4 交通橋及工作橋
　6.5 閘室的結(jié)構(gòu)分析
　　6.5.1 底板的結(jié)構(gòu)計算
　　6.5.2 閘墩的結(jié)構(gòu)計算
　　6.5.3 胸墻的結(jié)構(gòu)計算
　　6.5.4 工作橋與交通橋的結(jié)構(gòu)計算
　6.6 水閘的抗滑穩(wěn)定和沉降分析
　　6.6.1 水閘承受的荷載及其組合
　　6.6.2 閘室的抗滑穩(wěn)定分析
　　6.6.3 水閘地基的沉降計算
　6.7 水閘的地基處理
　6.8 水閘的消能防沖設計
　　6.8.1 過閘水流的特點
　　6.8.2 底流水躍消能設計
　　6.8.3 海漫
　　6.8.4 防沖槽及末端加固
　　6.8.5 土工合成材料在水閘工程中的應用
　6.9 水閘與兩岸的連接建筑物
　　6.9.1 連接建筑物的型式和布置
　　6.9.2 連接建筑物的破壞形式和穩(wěn)定計算內(nèi)容
　　6.10其他型式的水閘
　6.10.1 裝配式水閘
　　6.10.2 橡膠袋水閘
　　6.10.3 灌注樁水閘
　　6.10.4 浮運水閘
　　6.10.5 水力自控翻板水閘
　　6.10.6 巖基上的水閘
　　思考題
第7章 岸邊溢洪道
　7.1 概述
　　7.1.1 岸邊溢洪道的主要型式
　　7.1.2 岸邊溢洪道的適用條件
　　7.1.3 岸邊溢洪道的發(fā)展趨勢及問題
　7.2 正槽式溢洪道
　　7.2.1 引水渠
　　7.2.2 控制段
　　7.2.3 泄槽
　　7.2.4 出口消能段及與下游河道的銜接
　7.3 側(cè)流式溢洪道
　　7.3.1 側(cè)流式溢洪道的斷面設計
　　7.3.2 側(cè)槽的水力計算
　　7.3.3 側(cè)流式溢洪道的設計步驟
　　7.3.4 側(cè)流式溢洪道的泄槽、消能及與下游銜接的布置
　7.4 其他型式的溢洪道
　　7.4.1 井式溢洪道
　　7.4.2 虹吸式溢洪道
　　7.4.3 非常溢洪道
　7.5 岸邊溢洪道的總體布置及型式選擇
　　7.5.1 地形、地質(zhì)條件
　　7.5.2 總體布置及安全運行管理
　　7.5.3 施工條件
　　思考題
第8章 水工隧洞
　8.1 概述
　　8.1.1 水工隧洞的類型和功能
　　8.1.2 水工隧洞的特點
　　8.1.3 水工隧洞的組成
　　8.1.4 水工建筑物中的洞群
　8.2 水工隧洞的布置
　　8.2.1 水工隧洞總體布置及要求
　　8.2.2 水工隧洞中的閘門布置
　　8.2.3 多用途隧洞的布置
　　8.2.4 隧洞群的布置
　8.3 水工隧洞進口建筑物
　　8.3.1 進水口的型式和計算要點
　　8.3.2 進口建筑物的組成
　8.4 水工隧洞洞身結(jié)構(gòu)
　　8.4.1 洞身斷面形式
　　8.4.2 洞身斷面尺寸
　　8.4.3 洞身的支護與襯砌
　8.5 水工隧洞的出口建筑物及消能設施
　　8.5.1 出口建筑物布置
　　8.5.2 消能設施
　8.6 高流速泄水隧洞的空蝕及減蝕措施
　　8.6.1 脈動壓力、空化與空蝕
　　8.6.2 減蝕措施
　8.7 水工隧洞圍巖的應力和穩(wěn)定分析
　　8.7.1 巖體與圍巖的基本概念
　　8.7.2 巖體初始應力場
　　8.7.3 隧洞開挖后的洞周圍巖應力
　　8.7.4 影響隧洞圍巖穩(wěn)定的主要因素
　　8.7.5 隧洞圍巖失穩(wěn)的主要形式
　　8.7.6 隧洞圍巖穩(wěn)定的分析方法
　　8.7.7 小結(jié)
　8.8 水工隧洞襯砌計算
　　8.8.1 荷載及其組合
　　8.8.2 襯砌的內(nèi)力和應力計算
　8.9 新奧法與隧洞的噴錨支護
　　8.9.1 新奧法的基本原理
　　8.9.2 噴錨支護的作用與類型
　　8.9.3 噴錨支護設計
　　8.9.4 水工隧洞噴錨支護設計中的幾個問題
　　思考題
第9章 取水及輸水建筑物
　9.1 取水建筑物
　　9.1.1 無壩取水樞紐
　　9.1.2 有壩取水樞紐
　　9.1.3 取水防沙設施
　9.2 輸水建筑物
　　9.2.1 渡槽
　　9.2.2 渠道
　　9.2.3 倒虹吸管
　　9.2.4 涵洞
　　9.2.5 跌水與陡坡
　　思考題
第10章 過壩建筑物
　10.1 通航建筑物
　　10.1.1 船閘
　　10.1.2 升船機
　　10.1.3 通航建筑物的規(guī)劃布置及型式選擇
　10.2 過魚建筑物
　　10.2.1 過魚建筑物的分類
　　10.2.2 魚道
　　10.2.3 魚閘
　　10.2.4 升魚機及人工孵化場
　　10.2.5 魚類的下行問題
　　10.2.6 過魚建筑物在水利樞紐中的布置
　10.3 過木建筑物
　　10.3.1 筏道
　　10.3.2 漂木道
　　10.3.3 過木機
　　10.3.4 過木建筑物型式的選擇
　　思考題
第11章 水工閘門
　11.1 概述
　　11.1.1 水工閘門的組成和類型
　　11.1.2 閘門的設計要求
　11.2 平面閘門
　　11.2.1 平面閘門的組成、布置與提升方式
　　11.2.2 平面閘門結(jié)構(gòu)受力計算
　　11.2.3 平面閘門的行走支承
　　11.2.4 平面閘門的止水
　　11.2.5 平面閘門的啟閉力
　　11.2.6 閘門啟閉機
　　11.2.7 反鉤門——一種新型的平面閘門
　11.3 弧形閘門
　　11.3.1 總體布置
　　11.3.2 結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)計算
　　11.3.3 支承鉸
　　11.3.4 止水和止水座埋件
　　11.3.5 啟閉機、吊耳
　　11.3.6 啟閉力
　11.4 平面閘門與弧形閘門的比較與選用
　11.5 閥門
　　11.5.1 高壓平面滑動閥門
　　11.5.2 蝴蝶閥
　　11.5.3 錐形閥
　　11.5.4 空注閥
　　思考題
參考文獻