考试科目代码：831 考试科目名称: 水力学

本大纲适用于土木水利专业硕士市政工程领域考试

一、课程性质和任务

《水力学》是给排水科学与工程专业一门重要的专业基础课，其任务是以水为研究对象，用实验和理论分析的方法，来研究液体平衡和机械运动规律以及如何运用这些规律来解决工程实际问题，并为专业课的学习及工程实践和科学研究打下良好的基础。

二、考试要求

掌握液体运动的一般规律和有关的基本概念、基本理论，学会必要的分析计算方法和一定的实验操作技术。

(1)了解水力学及其任务;掌握作用于液体上的力及液体的主要物理性质。

(2)了解静止液体中压强的特性;掌握液体平衡微分方程、重力作用下静止液体中压强的分布规律、液柱式测压计、液体的相对平衡规律;熟练掌握液体作用在平面壁上的总压力液体作用在曲面壁上的总压力的计算。

(3)理解液体运动的描述方法及欧拉法的基本概念;熟悉连续性方程、伯努利方程及动量方程的推导过程;熟练应用三大方程解决实际工程问题。

(4)理解相似原理的基本理论;熟练应用模型试验基本规律进行水力学实验;熟练掌握量纲分析法分析实际水流运动规律。

(5)了解水头损失的分类及雷诺实验与流态;掌握沿程水头损失与切应力的关系、圆管中的层流运动、 液体的紊流运动、局部水头损失。

(6)掌握短管的水力计算、长管的水力计算、串联并联管路、管网水力计算基础、有压管流中的水击等问题。

(7)掌握明渠均匀流的基本规律、棱柱形渠道的设计及无压圆管均匀流的基本计算;熟悉明渠急变流水力现象(水跃与水跌);掌握明渠非均匀流基本概念、棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析、明渠非均匀渐变流水面曲线的计算。

(8)掌握孔口及管嘴出流的计算及适用条件;了解堰流的定义及分类;掌握各种堰流在不同条件下的流量计算。

(9)理解渗流的基本概念及渗流达西定律、掌握地下水的渐变渗流基本规律及浸润线的定性分析与定量计算;掌握各种地下水集水构筑物的分析及产水量的计算。

三、重点和难点

(1)液体平衡微分方程、重力作用下静止液体中压强的分布规律、液柱式测压计、液体的相对平衡规律;液体作用在平面壁上的总压力液体作用在曲面壁上的总压力的计算。

(2)连续性方程、伯努利方程及动量方程的推导过程;三大方程解决实际工程问题。

(3)模型试验相似准则;量纲分析法。

(4)沿程水头损失与切应力的关系、圆管中的层流运动、 液体的紊流运动、局部水头损失。

(5)棱柱形渠道的设计及无压圆管均匀流的基本计算;明渠急变流水力现象(水跃与水跌);明渠非均匀流基本概念、棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析、明渠非均匀渐变流水面曲线的计算。

(6)孔口及管嘴出流的计算;各种堰流在不同条件下的流量计算。

(7)渗流达西定律、地下水的渐变渗流基本规律及浸润线的定性分析与定量计算;各种地下水集水构筑物的分析及产水量的计算。

四、考试内容

(1)流体主要物理性质和流体模型概念

理解流体主要物理性质，特别是粘性和牛顿内摩擦定律。理解作用在流体上的力。理解连续介质、理想流体和实际流体和不可压缩流体的概念。

(2)流体静力学

理解流体静压强的概念及其性质。掌握流体平衡微分方程及其在相对平衡中的应用。掌握点压强和总压力的计算。

(3)流体动力学理论基础

了解描述流体运动的两种方法，建立流场概念。了解流体运动的微元分析法。理解连续性微分方程和欧拉方程。了解流体微团运动的基本形式。理解有势流动和有旋流动。理解速度势函数、流函数和流网。了解势流叠加原理。了解纳维-斯托克斯方程及其各项的物理意义。掌握流体运动的总流分析法，能综合运用连续性方程、能量方程和动量方程计算总流问题。

(4)量纲分析和相似理论基础

理解量纲分析法、力学相似概念和主要相似准则的意义及应用。

(5)流动阻力和能量损失

掌握流体运动的两种形态及其判别。理解圆管中层流的运动规律。理解紊流的特征、紊流时均化概念。了解附加切应力及混合长度的概念。理解边界层概念、边界层分离现象及绕流阻力。理解沿程和局部能量损失的成因和阻力系数的变化规律，掌握沿程和局部能量损失的计算方法。

(6)有压管流

掌握有压管流的水力计算和水头线绘制方法。掌握枝状管网的水力计算方法。了解环状管网的计算原理。理解水击现象和直接水击的计算方法。

(7)明渠恒定流

掌握明渠均匀流产生的条件、特征及其水力计算。掌握明渠渐变流的特征、断面单位能量、临界水深、临界底坡以及急、缓流态的判别。理解水跃现象及其基本方程。理解棱柱形渠道中的非均匀渐变流水面曲线定性分析。

(8)孔口、管嘴和堰流

掌握孔口、管嘴和堰流的基本公式及其应用。

(9)渗流

掌握渗流定律及单井、集水廊道的水力计算，理解井群的计算原理。了解渐变渗流的水面线的定性分析。

五、有关说明

1、考试形式及时间

考试总分：150分 考试时间：3小时 考试方式：闭卷、笔试

2、考试题型

填空题、选择题、判断题、简答题、作图题、计算题

3、参考书目：

《水力学》(第二版)，张维佳主编，中国建筑工业出版社。

考试科目代码：830 考试科目名称: 土力学

本大纲适用于土木水利专业硕士土木工程领域考试

一、课程性质与任务

《土力学》是土木工程专业一门重要的专业基础课。其任务是以土为研究对象，了解土的成因与分类方法，掌握一般的土工试验方法，熟悉土的基本物理力学性质，掌握地基沉降、地基承载力、土压力计算方法和土坡稳定性分析方法，达到能应用土力学的基本原理和方解决实际工程中的稳定、变形等问题的目的，并为其他专业课的学习及工程实践和科学研究打下良好的基础。

二、考试内容及要求

1.土的物理性质及工程分类

考试内容

土力学相关概念、土的成因与结构、土的三相组成、土的物理性质及指标、土的物理状态、土的压实性、土的工程分类。

考试要求

(1)理解土的三相组成的概念。

(2)掌握粒组划分的原则、颗粒级配的测定方法和表示方法，以及土按颗粒级配的分类。

(3)理解矿物类型、矿物成分与粒组之间的关系，掌握三种黏土矿物的工程特征。

(4)掌握水的类型与特征、土中气体的类型。

(5)理解土粒密度、土的密度与重度、土的含水性、土的孔隙性等的基本概念以及基本指标之间的关系。会利用三相草图推导三相指标之间的关系式。

(6)掌握无黏性土密实度状态、黏性土的稠度状态与可塑性的概念及表示方法。

(7)理解土粒的连结、土的结构类型。

(8)掌握土的压实性。

(9)理解土的工程分类的一般原则和分类及我国主要的土质分类情况。

2.土的渗透性

考试内容

土渗透性相关概念、达西定律、渗透系数的测定、影响渗透系数的因素、成层土的等效渗透系数、渗透力与渗透破坏。

考试要求

(1)理解和掌握渗透性、渗透力、流土、管涌、接触流土、接触冲刷、临界水力坡降、允许水力坡降等相关名词与定义。

(2)掌握达西定律。

(3)理解和掌握渗透系数的测定。

(4)理解和掌握渗透系数影响因素。

(5)理解和掌握等效渗透系数的概念和计算。

(6)理解和掌握四种典型的渗透破坏型式，各自产生的环境条件。

3.土中应力计算

考试内容

土中应力相关概念、土的有效应力原理、土的自重应力、基底压力、地基的附加应力计算原理、地基的非均质性对土中附加应力的影响。

考试要求

(1)理解土中应力的基本概念。掌握均匀地基的自重应力、成层地基的自重应力的计算方法。

(2)掌握在竖向集中荷载作用、矩形面积竖直均布荷载作用、矩形面积水平均布荷载作用、矩形面积竖直三角形分布荷载作用、圆形荷载作用、条形荷载作用下地基附加应力计算方法。理解影响地基附加应力的因素。

(3)掌握基底压力的分布规律和基底压力的简化计算。

(4)理解有效应力及孔隙水压力、超静孔隙水压力的概念，掌握有效应力原理公式。

4.土的压缩性及地基沉降计算

考试内容

土的压缩性相关概念、土的压缩性试验、土的固结状态、地基最终沉降量计算、考虑应力历史的沉降量计算、土的一维固结理论和基础沉降随时间变化的计算。