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第1章 水工建筑物基础1

1.1 概述1

1.2 重力坝1

1.2.1 重力坝的特点1

1.2.2 重力坝的荷载及其组合3

1.2.3 重力坝的稳定分析12

1.3 土石坝18

1.3.1 土石坝简介18

1.3.2 土石坝的类型19

1.3.3 土石坝的渗流分析20

1.3.4 地下水渗流的基本方程20

1.3.5 平面渗流的控制方程21

1.3.6 流网的绘制及应用25

1.4 拱坝29

1.4.1 拱坝简介29

1.4.2 拱坝的类型31

1.4.3 拱坝的荷载及荷载组合32

1.5 水电站建筑物的典型布置形式35

1.5.1 水电站的基本布置及组成建筑物35

1.5.2 水电站枢纽的典型布置形式36

1.5.3 水电站输水系统37

1.5.4 水电站厂房建筑物及其设备组成39

1.6 其他水工建筑物41

1.6.1 溢洪道41

1.6.2 水工隧洞43

思考题与练习45

第2章 水工观测概论46

2.1 水工观测工作的目的46

2.2 观测的内容和项目47

2.2.1 水工观测工作的内容和要求47

2.2.2 水工观测项目和测次47

2.3 观测工作的基本要求48

2.4 水工观测研究进展49

思考题与练习51

第3章 误差基本理论52

3.1 误差的产生52

3.2 偶然误差的性质54

3.3 误差的数学基本概念55

3.4 避免误差危害的若干原则56

3.5 最小二乘法原理61

3.5.1 算术平均值原理61

3.5.2 最小二乘法原理62

3.6 衡量观测精度的标准65

3.6.1 中误差65

3.6.2 相对误差65

3.6.3 容许误差66

3.6.4 观测值函数的中误差66

3.7 算术平均值的中误差71

3.8 同精度观测值的中误差72

3.9 权74

3.9.1 权的概述74

3.9.2 权与中误差的关系75

3.9.3 观测值函数的权77

3.10 平差和精度的几点讨论79

3.10.1 单一水准路线的平差和精度讨论79

3.10.2 具有一个结点的水准路线平差81

3.11 测量平差及其程序设计82

3.11.1 水准模型网的间接平差82

3.11.2 测边网平差程序设计84

思考题与练习95

第4章 沉陷和位移观测中的精度分析96

4.1 沉陷观测中的精度分析96

4.1.1 水准尺上的读数精度96

4.1.2 水准测量中测站限差的分析96

4.1.3 水准测量每千米中误差的计算98

4.1.4 水准测量中若干闭合差的限差100

4.2 视准线法观测位移的精度分析102

4.2.1 活动“觇牌法”的精度分析102

4.2.2 测微器法（即测小角法）的精度分析104

4.3 前方交会观测水平位移的方法和精度分析105

4.3.1 一般原理和方法105

4.3.2 观测点位移值的计算步骤107

4.3.3 精度分析109

4.4 外部因素对观测的影响110

4.4.1 温度变化的影响110

4.4.2 地面折光的影响111

4.4.3 水准观测中尺垫和仪器脚架对观测结果的影响112

4.5 条件观测平差113

4.5.1 条件方程式与误差方程式113

4.5.2 将非线性条件方程式化为误差方程式114

4.5.3 列出法方程式115

4.5.4 法方程的求解118

4.5.5 改正数平方和的计算、精度估算123

4.5.6 水准网按条件观测平差125

4.5.7 逐渐趋近平差法128

思考题与练习131

第5章 条件平差原理132

5.1 基础方程和它的解132

5.2 精度评定134

5.3 条件平差原理135

5.4 精度评定138

5.5 计算单位权方差和中误差的估值138

5.6 平差值函数的协因数140

5.7 条件平差的计算步骤141

思考题与练习143

第6章 内部变形监测144

6.1 概述144

6.2 监测布置144

6.2.1 测斜仪（计）类144

6.2.2 多点位移计146

6.2.3 滑动测微计147

6.2.4 收敛计147

6.2.5 基岩变形计148

6.2.6 沉降仪148

6.2.7 引张线式水平位移计149

6.2.8 土体位移计150

6.2.9 测（裂）缝计150

6.3 监测仪器设施与方法150

6.3.1 测斜仪（计）类150

6.3.2 多点位移计167

6.3.3 滑动测微计172

6.3.4 收敛计175

6.3.5 基岩变形计181

6.3.6 沉降仪类183

6.3.7 引张线式水平位移计190

6.3.8 土体位移计194

6.3.9 测（裂）缝计197

思考题与练习203

第7章 观测资料的采集、处理和应用204

7.1 引言204

7.2 观测系统的误差204

7.3 观测资料的采集和现场质量控制208

7.4 单支仪器观测资料的误差检验和处理212

7.4.1 对比检验方法213

7.4.2 统计检验方法216

7.5 无应力计资料计算218

7.6 应变计组的误差检验和处理220

7.7 应变计组资料检验和处理的新方法225

7.8 混凝土实际应力的计算方法和步骤227

7.9 观测成果的计算、分析和应用230

思考题与练习232

第8章 外部观测233

8.1 水平位移观测233

8.1.1 活动觇标法观测水平位移233

8.1.2 小角度法观测水平位移237

8.1.3 激光准直法观测水平位移238

8.1.4 引张线法观测水平位移241

8.1.5 倒垂法观测水平位移244

8.2 垂直位移观测247

8.2.1 起测基点的校测248

8.2.2 垂直位移标点的观测250

8.2.3 误差来源251

8.2.4 观测精度要求252

8.3 倾斜观测方法253

8.3.1 观测计算254

8.3.2 倾斜观测仪器254

8.4 基线丈量256

8.4.1 基线丈量方法256

8.4.2 基线尺的维护258

8.4.3 其他基线丈量方法259

8.4.4 基线长度计算260

8.4.5 基线丈量的精度分析262

8.4.6 基线丈量的精度计算262

8.5 渗流及扬压力观测263

8.5.1 绕坝渗流观测263

8.5.2 扬压力观测265

8.6 温度观测266

8.6.1 气温观测266

8.6.2 水温观测267

8.7 水流流态观测267

8.7.1 进口流态观测267

8.7.2 水面轨迹观测267

8.7.3 下游流态观测269

8.8 接缝观测和裂缝观测269

8.8.1 接缝观测269

8.8.2 裂缝观测271

8.8.3 遥测测缝计271

8.9 土壤固结和孔隙水压力观测271

8.9.1 土坝固结观测271

8.9.2 孔隙水压力观测272

8.10 超声波检验技术276

8.10.1 超声非金属检测仪276

8.10.2 超声波声速的测定277

8.10.3 用超声波法测量混凝土的抗压强度和动弹性模量277

8.10.4 检测混凝土的裂缝278

8.11 水质及泥沙分析279

8.11.1 水质分析279

8.11.2 泥沙分析279

思考题与练习281

第9章 观测资料分析282

9.1 绪论282

9.1.1 观测资料分析的目的及意义282

9.1.2 观测资料分析的内容和方法284

9.1.3 观测资料分析的基础工作287

9.2 水位及气温资料整理分析293

9.2.1 水库水位及下游水位资料整理分析293

9.2.2 气温资料整理分析297

9.2.3 气温成果整理301

9.3 水温资料的整理分析301

9.3.1 实测成果表的编列和特征值的统计302

9.3.2 水温过程线的绘制和分析302

9.3.3 垂线水温分布图的绘制和分析303

9.3.4 断面水温分布图的绘制和分析304

9.3.5 水温变化的影响因素305

9.3.6 水温成果整理305

9.4 坝体混凝土温度资料整理分析305

9.4.1 混凝土温度过程线的绘制和分析306

9.4.2 混凝土温度分布图的绘制和分析306

9.4.3 平均温度和温度梯度的计算308

9.4.4 影响混凝土温度的因素分析309

9.4.5 坝体混凝土温度的理论计算310

9.4.6 混凝土温度成果整理314

9.5 渗透观测资料的整理分析314

9.5.1 坝基扬压力资料的整理分析314

9.5.2 坝体孔隙压力资料的整理分析323

9.5.3 坝体及坝基漏水资料的整理分析325

9.5.4 水化验资料的整理分析328

9.6 变形观测资料的整理分析331

9.6.1 引起变形的原因331

9.6.2 变形的变化规律333

9.6.3 变形资料整理分析的一般方法334

9.6.4 建立变形的回归分析的函数关系式335

9.6.5 变形回归分析计算的步骤338

9.6.6 变形回归分析的实例339

思考题与练习343

第10章 水工观测工程实践案例345

10.1 观测设计概述与工程概况345

10.1.1 水工观测设计概述345

10.1.2 工程概况346

10.1.3 监测设施概况348

10.2 环境量监测资料分析370

10.2.1 水位监测资料分析370

10.2.2 气温监测资料分析371

10.3 外部观测资料分析371

10.3.1 坝顶水平位移监测371

10.3.2 基础沉陷位移监测372

10.4 坝体接缝开合度监测资料分析372

10.4.1 3号闸墩测缝计监测分析372

10.4.2 2号机纵缝、宽槽测缝计监测分析375

10.4.3 比较2号和4号机宽槽测缝计监测分析381

10.5 坝体应力应变监测资料分析382

10.5.1 3号闸墩应力应变监测分析382

10.5.2 2号机应力应变监测分析382

10.5.3 4号机应力应变监测分析382

10.6 坝体钢筋应力监测资料分析386

10.6.1 3号闸墩钢筋计应力分析386

10.6.2 2号机钢筋计应力分析386

10.6.3 4号机钢筋计应力分析388

10.7 坝体温度场监测资料分析389

10.8 渗流监测资料分析389

10.8.1 基础扬压力分析389

10.8.2 渗透压力分析389

10.8.3 两岸绕渗分析393

10.9 结论与说明394

思考题与练习395

参考文献396