Перечень вопросов к тесту для допуска к зачету

по дисциплине «ГТС общего назначения, ч. 1»

«Общие вопросы»

1. Определение гидротехнического сооружения.

Сооружение, подвергающееся воздействию водной среды, предназначенное для использования и охраны водных ресурсов, предотвращения вредного воздействия вод, в том числе загрязненных жидкими отходами (по СО 34.21.308-2005)

2. Что называют гидроузлом.

Комплекс гидротехнических сооружений, объединенных по расположению и совместному назначению (по СО 34.21.308-2005)

3. Чем плотина отличается от дамбы.

Дамба - гидротехническое сооружение для защиты территории от затопления, ограждения искусственных водоемов и водотоков, направленного отклонения потока воды

Плотина - водоподпорное сооружение, перегораживающее водоток и (иногда) долину водотока для подъема уровня воды.

4. Чем отличается бетонная плотина от железобетонной.

Отсутствием рабочей арматуры.

5. Что такое НПУ.

Нормальный подпорный уровень воды

6. Что такое ФПУ.

Форсированный подпорный уровень

7. Что такое УМО.

Уровень мертвого объема

8. Что такое ВБ и НБ.

Верхний и нижний бьефы.

9. Что такое напор на сооружение.

Разница между уровнем воды в верхнем и нижним бьефами.

10. Чему равно гидростатическое давление воды в водоеме на глубине 10 м, выраженное в м вод. ст., кг/см² и в кПа.

10 м. в. ст.

1 кг/см2

100 кПа

11. Чему равна плотность воды в кг/см³, кг/м³, кг/л.

0,001 кг/см3

1000 кг/м3

1 кг/л

12. Чему равен объемный вес воды в кН/м³.

10 кН/м3

«Водосливной фронт бетонной плотины»

1. Что называют удельным расходом воды.

Расход воды, приходящийся на один метр водосливного фронта плотины.

2. Какие формы входных граней бычков Вы знаете.

Круговая, заостренная, заостренная криволинейная, прямоугольная.

3. Как обозначается коэффициент подтопления.

σ (сигма)

4. В каких пределах изменяется коэффициент подтопления.

От 0 до 1

5. Когда учитывается коэффициент подтопления.

Когда уровень воды в нижнем бьефе оказывается выше гребня плотины.

6. Что такое m. Что характеризует m.

Коэффициент расхода водослива. Характеризует местные сопротивления на гребне водослива.

7. Чему равно ориентировочное значение коэффициента m для плотин практического профиля.

0,4…0,5

8. Что такое вакуум.

В гидравлике — состояние жидкой среды при давлении ниже атмосферного

9. В каких пределах изменяется значение вакуума в м вод. ст. и в кг/см^2..

От 0 до 10 м вод. ст.

От 0 до 1 кг/см2

10. Преимущества и недостатки вакуумных профилей водосливной плотины.

Преимущества вакуумных профилей:

· увеличенная пропускная способности водослива за счет большего коэффициента расхода воды;

· как следствие, меньшая высота затворов.

Недостатки вакуумных профилей:

· нестабильность вакуума в связи с периодическими колебаниями струи и заглатыванием ею воздуха, что вызывает удары и вибрацию сооружения.

· возможные разрушения водосливной грани в зоне образования вакуума с отрывом камней и закладных деталей;

· появляется вероятность возникновения кавитационной эрозии бетона.

11. С какой целью устраивают температурные и температурно-осадочные швы.

Устраиваются для предотвращения появления значительных напряжений от воздействия неравномерных осадок основания и температуры.

12. Как часто устраивают температурно-осадочные швы в бетонных плотинах.

Через 20—50 м.

13. Назначения бычков плотин.

— опора для затворов водосливных плотин;

— опора для подъемных механизмов затворов водосливных плотин;

— опора для транспортных переходов (мостов) через гидроузел.

14. Почему удельный расход на рисберме меньше удельного расхода на гребне плотины.

Поток воды на гребне плотины находится в сжатом бычками плотины состоянии. При попадании на рисберму поток растекается на большую ширину, что приводит к уменьшению расхода приходящегося на один погонный метр.

Пусть q1=Q/b1 — удельный расход на гребне плотины, b1 – ширина пролета между бычками

q2=Q/b2 — удельный расход на рисберме плотины; b2 – ширина рисбермы, равная b2 = b1 + толщина бычков

Так как b1 < b2, то q1 > q2.

«Сопряжение бьефов»

1. По каким координатам строится водосливная грань бетонных плотин практического профиля безвакуумного очертания.

По координатам Кригера-Офицерова

2. Какие режимы сопряжения бьефов используются при проектировании водосливных плотин.

Донный режим

Поверхностный режим

Режим с отбросом струи

Режим свободно падающей струи

3. В каких случаях применяется донный режим сопряжения бьефов.

При любых напорах и любых грунтах оснований

4. В каких случаях применяется режим сопряжения с отбросом струи.

При напорах свыше 40 м и скальных грунтах основания.

5. В каком случае применяется поверхностный режим.

Устраивается в отдельных пролетах водосливных плотин для сброса льда.

6. Почему высота сечения сбрасываемого с плотины потока уменьшается по мере понижения отметки.

Скорость увеличивается, поэтому потенциальная энергия, характеризуемая высотой сечения потока, уменьшается, преобразовываясь в кинетическую.

7. Условие возникновения отогнанного прыжка.

Бытовая (естественная) глубина воды в нижнем бьефе меньше второй сопряженной глубины гидравлического прыжка.

8. Условие возникновения затопленного прыжка.

Бытовая (естественная) глубина воды в нижнем бьефе больше второй сопряженной глубины гидравлического прыжка.

9. Почему отогнанный прыжок не допускается при проектировании водосливных плотин.

Из-за высоких донных скоростей потока воды.

10. Чем определяется длина водобоя.

Длина водобоя приблизительно равна длине гидравлического прыжка.

11. Мероприятия по созданию условий затопления прыжка.

Устройство водобойного колодца

Устройство водобойной стенки

Устройство комбинированной схемы из стенки и колодца.

12. Что такое неразмывающая скорость потока воды.

Неразмывающая скорость потока — наибольшее значение средней скорости течения воды, при котором поток не может вызвать недопустимого для нормальной эксплуатации сооружения размыва (разрушения) русла

13. Чему равна неразмывающая скорость для песка средней крупности, известняка и бетона.

Для песка — 0,5…0,7 м/с

Для известняка — 6…8 м/с

Для бетона — 10…20 м/с

14. При каком угле наклона носка плотины отброс струи окажется максимальным.

45º

15. Почему при проектировании водосливных плотин с высоким уступом ограничиваются величиной угла носка равной 30⁰.

Чтобы избежать разрушения носка водослива.

16. С какой целью за носком водосливной плотины устраивают короткую наклонную грань (см. рисунок).

Для его усиления, поскольку он может быть разрушен (отколот) под действием центробежной гидродинамической нагрузки.

17. Что является критерием при определении угла наклона схода струи и высоты носка.

Длина отброса струи, обеспечивающая безопасное расстояние от сооружения до воронки размыва.

18. От чего зависит глубина воронки размыва.

От удельного расхода воды на водосливе.

От напора на сооружение.

От характеристик скального грунта.

«Поперечное сечение бетонной водосливной плотины»

1. Что такое понур, где располагается.

Водонепроницаемое или малопроницаемое покрытие основания водоподпорного сооружения со стороны верхнего бьефа.

2. Что такое рисберма, где располагается.

Расположенный за водобоем участок крепления нижнего бьефа, предназначенный для гашения остаточной энергии потока и защиты водобоя от подмыва.

3. Что такое водобой, где располагается.

Крепление русла за водопропускным сооружением, на котором происходит гашение основной части избыточной кинетической энергии потока и которое воспринимает его динамическое воздействие

4. Что такое флютбет и где располагается.

Нижняя часть тела бетонной плотины (фундаментная плита).

5. С какой целью устраиваются смотровые потерны.

Служат для осмотра состояния внутренних частей бетонных плотин, наблюдения за ходом фильтрации, возможным появлением трещин, для размещения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), а также для служебного сообщения между берегами.

6. Что собой представляет дренаж, расположенный вдоль напорной грани бетонной плотины.

Система вертикальных дрен (перфорированных труб, заложенных в теле плотины), как правило, круглого сечения диаметром 10÷30 см с шагом 2÷3 м, расположенных вблизи напорной грани.

7. С какой целью флютбет бетонной плотины на скальном основании устраивается ступенчатым.

Для лучшей передачи напряжений, возникающих в теле сооружения, на основание.

8. Под каким углом к горизонту расположены ступени флютбета бетонной плотины и почему.

Под углом 5º, по нормали к направлению главных напряжений, возникающих в теле сооружения.

9. С какой целью устраивается цементационная завеса.

Для уменьшения фильтрационного противодавления на флютбет плотины.

10. Почему нижняя потерна бетонных плотин на скальном основании имеет большие размеры по сравнению с вышерасположенными.

Для возможности размещения бурового оборудования для выполнения работ по восстановлению цементационной завесы.

11. Для какого элемента бетонной плотины определяется градиент напора.

Для бетона на участке между напорной гранью плотины и вертикальным дренажем

12. Для чего нужен ремонтный затвор и где он располагается.

Располагается перед основным затвором, служит для перекрытия водопропускного отверстия в случае ремонта основного затвора.

13. Из каких основных элементов состоит бетонная водосливная плотина.

Тело плотины, затвор, бычки, понур, водобой, рисберма.

14. Назначение понура.

Увеличение пути фильтрации и, как следствие, уменьшение фильтрационного противодавления на флютбет плотины.

15. Назначение водобоя.

Гашение основной части избыточной кинетической энергии потока воды.

16. Назначение рисбермы.

Гашение остаточной энергии потока и защита водобоя от подмыва.

17. С какой целью устраивают консоль флютбета у напорной грани тела плотины.

Для увеличения устойчивости тела сооружения за счет веса воды, образующегося над консолью флютбета.

18. В каком случае устраивается водобойный колодец.

В случае образования отогнанного прыжка.

19. Назначение успокоительного ковша.

Окончательное гашение энергии потока воды.

20. Куда отводится вода из смотровой потерны (и на какую высотную отметку).

Отводится в нижний бьеф ниже минимального уровня воды в зимний период для предотвращения промерзания дренажа.

21. При каких условиях устраивается грунтовый понур.

При напорах на плотину до 15 м.

22. Из какого материала устраивается грунтовый понур и каким образом обеспечивается его фильтрационная прочность.

Из глинистых грунтов.

«Проверка устойчивости и прочности бетонных водосливных плотин»

1. Какие расчетные случаи для ГТС Вы знаете.

Строительный

Эксплуатационный

Ремонтный

2. Как виды сочетания нагрузок для ГТС Вы знаете.

Основное

Особое

3. При каком уровне воды в верхнем бьефе рассчитывают плотину в основном сочетании нагрузок.

НПУ

4. При каком уровне воды в верхнем бьефе рассчитывают плотину в особом сочетании нагрузок.

ФПУ

5. Чему равна равнодействующая гидростатического давления на глубине h (показать эпюру гидростатического давления, равнодействующую гидростатического давления и порядок вычисления).

E – равнодействующая гидростатического давления.

E=ρgh∙h/2 (площадь треугольника).

6. При расчете устойчивости на плоский сдвиг бетонной плотины, какие горизонтальные силы являются сдвигающими, а какие удерживающими.

Сдвигающая сила: гидростатическое давление воды со стороны верхнего бьефа.

Удерживающие силы: гидростатическое давление воды со стороны нижнего бьефа, силы трения и сцепления по подошве флютбета плотины.

7. Чему равен фактический коэффициент общей устойчивости сооружения.

, R – удерживающая сила; F – сдвигающая сила.

,

8. Чему равен допускаемый коэффициент общей устойчивости сооружения.

, γ_c — коэффициент условий работы; — коэффициент надежности по ответственности сооружений; - коэффициент сочетания нагрузок.

9. Что означает коэффициент устойчивости плотины на плоский сдвиг, равный 1,15.

Удерживающие силы превышают сдвигающие в 1,15 раз (на 15 %)

10. Постройте эпюру фильтрационного противодавления, действующую на плотину треугольного профиля (без понура, шпунта, водобоя) для однородного грунта, подпишите значения ее ординат.

11. Какие виды потерь общей устойчивости характерны для плотин на скальном основании и чем они характеризуются.

На плоский сдвиг.

На опрокидывание.

12. Какие виды потерь общей устойчивости характерны для плотин на нескальном основании и чем они характеризуются.

На плоский сдвиг.

На глубинный сдвиг.

13. Каким образом цементационная завеса оказывает влияние на устойчивость сооружения.

Уменьшает фильтрационное противодавление, тем самым увеличивая силу трения, а следовательно, и коэффициент устойчивости.

14. Какие требования предъявляют к величинам напряжений в грунте основания под подошвой тела сооружения.

1. , R- расчётное сопротивление грунта основания.

2. Напряжения должны быть сжимающими, т.е. не должно быть отрыва тела плотины от основания.

15. Почему эффективность использования анкерного понура на песчаных грунтах значительно ниже, чем на глинистых.

Поскольку на песчаных грунтах основания отсутствует сила сцепления.

16. Для какой части длины водосливного фронта сооружения выполняется расчет общей устойчивости плотины на плоский сдвиг.

Для одной секции плотины.

17. Чему равна плотность тяжелого бетона в кг/м³.

2400-2500 кг/м3.

18. Чему равен объемный вес тяжелого бетона в кН/м³.

24-25 кН/м3

19. Чему равна в общем случае сила трения.

Произведение силы, прижимающей к поверхности трения, на коэффициент трения.

20. Чему равен коэффициент трения бетона по грунту.

tgφ

φ – угол внутреннего трения грунта

21. Как обозначается угол внутреннего трения грунта.

φ

22. Ориентировочные значения угла внутреннего трения для песка и глины.

Для песка: 25-30º;

Для глины: 15-25º.

23. Что такое удельное сцепление, как обозначается, в чем измеряется.

Сила, приходящаяся на один метр квадратный поверхности основания.

Присуще связным грунтам (глины, суглинки, супеси, илы).

Обозначается «с», измеряется в кПа (кН/м2).

24. Ориентировочные значения удельного сцепления для песка и глины в кПа.

Для песка: 0

Для глины: 20-50 кПа.

25. Чему равна сила сцепления.

Произведению удельного сцепления на площадь контакта сооружения с грунтом.

«Грунтовые плотины»

1. От чего зависит высотное положение гребня плотины.

От положения ФПУ.

От высоты нагонной и ветровой волны.

2. От чего зависит ширина гребня плотины.

От типа транспортного перехода (служебный, автомобильный, железнодорожный, комбинированный).

3. Какими нагрузками определяется конструкция верхового откоса (выше уровня воды).

Ледовыми и волновыми.

4. Чем определяется конструкция низового откоса.

Необходимостью защиты от:

- дождевых вод;

- прорастания корней деревьев;

- проникновения грызунов и других животных;

- ветровой эрозии.

5. Что является критерием при определении уклонов верхового и низового откосов.

Коэффициент устойчивости откоса, который должен быть выше минимально допустимого значения.

6. Назначение дренажа и обратного фильтра, устраиваемых на верховом откосе плотины.

Защита от воздействия фильтрационного потока со стороны тела плотины в сторону верхнего бьефа при откате волн.

7. С какой целью устраивают дренажный банкет у низового откоса.

С целью заглубления кривой депрессии в тело сооружения.

8. Назначение обратных фильтров.

Предотвращают суффозию (вынос) грунта фильтрационным потоком.

9. Из чего выполняется грунтовый обратный фильтр.

Из нескольких слоев разнозернистых грунтов (галька, графий, мелкий щебень)

10. Какой Вы знаете аналог грунтового обратного фильтра.

Геотекстиль.

11. Какие конструктивные решения необходимо принять в случае, если кривая депрессии выйдет на низовой откос.

Выполнить уполаживание (или наращивание) низового откоса.

12. Что из себя представляют габионы.

Объемные сетчатые изделия различных форм, заполненные камнем.

13. Каким образом укладывают камень в габионы.

Вручную.

14. Какая минимальная величина заглубления кривой депрессии должна быть обеспечена при проектировании грунтовых плотин.

Величина промерзания грунта.

15. Какие требования предъявляются к высотному положению верха ядра грунтовой плотины.

Не ниже ФПУ при этом заглубление под гребнем плотины должно составлять не менее величины промерзания грунта.

16. Какой расчет необходимо выполнить для проверки фильтрационной прочности ядра плотины.

Сопоставить градиенты напора с предельно допустимыми значениями.

17. Условие фильтрационной прочности грунтовой плотины.

I ≤ I доп.

I – фактический градиент напора;

I доп. – допускаемый градиент напора.

18. С какой целью устраивается ядро сооружения.

С целью понижения кривой депрессии, для увеличения устойчивости низового откоса и фильтрационной прочности плотины.

19. В каком случае положение кривой депрессии не зависит от рода грунта тела сооружения.

В случае, если плотина выполнена из однородного материала.

20. Что такое кривая депрессии.

Линия, характеризующая уровень грунтовых вод.

21. Что такое эквипотенциали.

Линии равных напоров фильтрационного потока воды.

22. Что такое лини тока.

Линии, в каждой точке которых вектор скорости направлен по касательной.

Линии движения частиц воды.

23. Что такое гидродинамическая сетка фильтрационного потока.

Совокупность линий тока и эквипотенциалей.

24. Постройте гидродинамическую сетку фильтрационного потока в теле однородной грунтовой плотины (плотину изобразить схематично).

25. Какие параметры фильтрационного потока меняются при изменении рода грунта в теле однородной плотины.

Фильтрационный расход, градиенты напора.

26. Для каких целей используется уравнение Дюпюи при расчете грунтовых плотин.

Для построения кривой депрессии.

27. Чему равен градиент напора фильтрационного потока.

I = ΔH/ΔL, ΔH – падение фильтрационного напора на участке длиной ΔL.

28. Для какой расчетной схемы было получено уравнение Дюпюи.

Для массива грунта прямоугольного профиля.

29. Что выполняется в практической работе для возможности применения уравнения Дюпюи.

Верховой откос заменяется условной вертикалью, проведенной примерно в середине откоса.

30. Что называют заложением откоса.

Горизонтальная проекция участка откоса высотой равной 1.

31. Чему равен угол наклона откоса с уклоном 1:3 (расписать решение).

arctg (1/3)

32. Чему равен угол наклона откоса с заложением, равным 5 (расписать решение).

arctg (1/5)

33. Постройте верховой откос грунтовой плотины с заложением 2 от дна водоема (отметка минус 5,00 м) до гребня плотины (отметка +7,00 м). Без масштаба, соблюдая необходимые пропорции.

«Затворы»

1. Разновидности плоских поверхностных затворов (назовите минимум четыре вида).

Шандорный, вальцовый, плоский, секторный, сегментный.

2. Изобразите шандорный затвор.

3. Изобразите вальцовый затвор.

4. Изобразите плоский затвор.

5. Изобразите секторный затвор.

6. Изобразите сегментный затвор.

7. Из каких основных несущих элементов состоит плоский затвор.

Ригели, стрингеры, стойки (диафрагмы), обшивка, опорные стойки, уплотнение.

8. Что такое уплотнение затвора.

Резиновый или деревянный элемент затвора, обеспечивающий герметичность по его контуру.

9. Изобразите боковое резиновое уплотнение затвора.

Резиновое уплотнение	Опорная стойка затвора с боковым уплотнением

10. Изобразите нижнее резиновое уплотнение затвора.

11. Принцип работы гибкого уплотнения затвора.

Прижимается к закладным деталям под действие гидростатического давления воды.

12. Разновидности опорно-ходовых частей затвора.

Скольжения

Качения

Катковые

13. На что опирается затвор при полном закрытии.

На опорные стойки

14. В каких элементах затвора используется фторопласт.

В опорах скольжения

15. В чем заключается преимущество фторопласта.

В низком коэффициенте трения