《水工建筑物》计算题及答案

 共 5 页第 3 页 1、某混凝土重力坝剖面如图所示，试绘出坝基面扬压力分布图，， ，（单位：m）。 (7分) 得分 70.0 H1 10,0 0.0 2.0 H2 6.0 8.0 20.0 38.0 52.0 γh γh γH2 α2γ(H1-h) γ(H2-h) α1γ(H1-h) γH1 γH1=9.8×70=686.0KPa γ(H1-h)=9.8×(70-2)=666.4KPa γh=9.8×2=19.6KPa α1γ(H1-h)=0.5×9.8×(70-2)=333.2KPa α2γ(H1-h)=0.3×9.8×(70-2)=199.92KPa γH2=9.8×10=98KPa 1 (10-2)=78.4KPa / 28 γ(H2-h)=9.8×

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共 5 页第 3 页 2、某重力坝挡水坝段防渗排水布置如图所示。试绘制坝基面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。10.5~0.7。 （８分） ▽40.00 得分 ▽4.00 ▽2.00 ▽0.00 a γH2 γh γH1 γH α1γH γH1=10×40=400KPa γh=10×4=40KPa γH=10×（40－4）=360KPa α1γH=0.6×10×（40－4）=216KPa γH2=10×（4－2）=20KPa 3 / 28 共 4 页第 3 页 得分 3、某溢流坝水坝段防渗排水布置如图所示，10.45~0.6，20.2~0.4。试绘制坝基面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。 （８分） ▽40.0 集水井 ▽ ▽4.0 ▽ 1.5 ▽0.0 ▽0.0 辅助排水孔 3.6 （单位：米） 6.85 15 37.20 4 / 28

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4 页第 3 页 得分 4、某混凝土重力坝剖面如图所示，坝基面为水平面，坝底宽为B=50.0m,水平作用力为ΣP=32000.0kN,铅直作用力为ΣW=48000.0kN,f=0.72, [Ks]=1.1,[Ks′]=3.0，试求： 1、该混凝土重力坝抗滑稳定安全系数Ks值； 2、试判断该混凝土重力坝抗滑稳定性是否满足规范要求； 3、如不满足可采取那些主要工程措施（列出三项以上）。 80.0 H1 10,0 0.0 2.0 H2 B 解： 该混凝土重力坝抗滑稳定安全性不满足规范要求； 若不满足采取的主要工程措施有： 1、利用水重； 2、采用有利的开挖轮廓线； 3、设置齿墙； 4、采取抽水措施； 5、加固地基； 6、横缝灌浆； 7、预加应力措施。 6 / 28

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共 4 页第 3 页 得分 5、某混凝土重力坝剖面如图所示，坝基面为水平面，坝底宽为B=50.0m, 水平作用力为ΣP=32000kN,铅直作用力为ΣW=48000.0kN,f′=1.0 ， c′=900KPa,[Ks]=1.1,[Ks′]=3.0试求： 1、该混凝土重力坝抗滑稳定安全系数Ks值； 2、试判断该混凝土重力坝抗滑稳定性是否满足规范要求； 3、如不满足可采取那些主要工程措施（列出三项以上）。 70.0 H1 10,0 0.0 2.0 H2 B 解： 该混凝土重力坝抗滑稳定安全性不满足规范要求； 若不满足采取的主要工程措施有： 1、利用水重； 2、采用有利的开挖轮廓线； 3、设置齿墙； 4、采取抽水措施； 5、加固地基； 6、横缝灌浆； 7、预加应力措施。

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共 5 页第 3 页 得分 6、 某混凝土重力坝剖面如图所示，坝基面为倾斜面，倾角为=12°水平作用力为ΣP=12500kN，铅直作用力为ΣW=17954.28kN，扬压力为ΣU=5339.1kN，f′=0.9 ，c′=720KPa，[Ks]=1.1，[Ks′]=3.0，试求： 1、该混凝土重力坝抗滑稳定安全系数Ks值； 2、试判断该混凝土重力坝抗滑稳定性是否满足规范要求； 3、若不满足规范要求可采取那些主要工程措施（列出三项以上）。 ▽ 120.0 ▽ 12.0 ▽6.00 ▽0.00 a 解： 该混凝土重力坝抗滑稳定安全性满足规范要求； 若不满足规范要求可采取的主要工程措施有： 1、利用水重； 2、采用有利的开挖轮廓线； 3、设置齿墙； 4、采取抽水措施； 5、加固地基； 6、横缝灌浆； 7、预加应力措施。 10 / 28 共 5 页第 3 页 7、 某混凝土重力坝剖面如图所示，坝基面为倾斜面，倾角为=12°，水平作用力为 ΣP=12500.0kN，铅直作用力为ΣW=17954.28kN，扬压力为ΣU=5339.1 kN，摩擦系数为 f=0.62,[Ks]=1.1，[Ks′]=3.0，试求： 1）该混凝土重力坝抗滑稳定安全系数Ks值； 2）试判断该混凝土重力坝抗滑稳定性是否满足规范要求； 3）如不满足规范要求可采取那些主要工程措施（列出三项以上）。 ▽120.0 ▽12.0 ▽6.00 ▽ 0.00 a 解： 该混凝土重力坝抗滑稳定安全性不满足规范要求； 若不满足规范要求可采取的主要工程措施有： （1）利用水重； （2）采用有利的开挖轮廓线； （3）设置齿墙； （4）采取抽水措施； （5）加固地基； （6）横缝灌浆； （7）预加应力措施。 11 / 28

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共 5 页第 4 页 得分 8、某混凝土重力坝典型剖面如图所示（长度单位：米），计入扬压力时： y669.511.68x 36.7xx2 x1.98x 1xyxy12arctg() 1 2yx1222 试求： 2 2 1、x0,x18.6,x37.2三点各应力值。 2、在图上绘制出以上三点的主应力矢量图。 （8分） ▽ ▽ ▽ 37.20 位置 ｘ＝０ 内容 669.5 y ｘ＝１８．６ 452.25 336.67 36.85 638.85 -149.75 -60.89 13 / 28 ｘ＝３７．２ 234.9 -18.6 73.7 238.6 70  x 0 0 669.5 0 1 2 1 0 81.48

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共 5 页第 5 页 9、 某土坝为棱体排水，其典型剖面如图所示，已知坝体材料的渗透系数 为K210m/s。 试求： 1、通过坝体单位宽度的渗透流量q。 2、浸润线方程，并将其绘制于图上。 6得分 解：建立坐标如图所示 等效渗径长度为 浸润线方程为 抛物线焦点距为 通过坝体单宽渗流量为 浸润线方程为： 或为： m （3分） （3分） （3分）

（3分） （3分） 15 / 28

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共 4 页第 4 页 11、某土坝为棱体排水，其典型剖面如图所示，已知坝体材料的渗透系 6得分 为K210m/s。试求： 1、通过坝体单位宽度的渗透流量q。 2、浸润线方程，并将其绘制于图上。 （ 12分 ） y （ 2分 ） x 解：建立坐标如图所示 等效渗径长度为 分 ） 分 ） 浸润线方程为 抛物线焦点距为 通过坝体单宽渗流量为分 ） 浸润线方程为： 或为： 17 / 28 （ 2 （ 2分 ）

m （ 2 （ 2 （ 2分 ）

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共 5页第 5 页 得分 K0=210-5 m/s。2、 某土坝典型剖面如图所示，已知Ke=210-7m/s， 试求： 1、通过心墙的单宽渗透流量qe； 2、通过坝体的单宽渗透流量q0； 3、确定浸润线方程，并将其绘于图上。 （ 12分 ） qeKe 1222he222he242 q0K0 23222.52 qeq0 2107102he2he245210 454 2 550079he he8.36 （4分） 102he210069.6221073.67107m3/sm （4分） qKe44 y12222qexKe1002Ke10069.62x10015.19x （4分） 4Ke19 / 28

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共 4页 第 4 页 10、 1．某土坝典型剖面如图所示，已知Ke=210-7m/s，K0=210-5m/s。 试求： 1、通过心墙的单宽渗透流量qe； 2、通过坝体的单宽渗透流量q0； 3、确定浸润线方程，并将其绘于图上。 （ 12分 ） y o x （ 4分 ）H1he2he2H2qeKe q0K0 22L H112210m 22H2422m L32{42}2.527m qeq0 2107102he2he2457000454he2210 454 he3.93m22e10h1023.93272104.23106m3/sm qKe 44 （ 4分 ）22he24253.932q0K02104.23106m3/sm 23222.5227 22q02K03.932222yhex3.93x15.440.423xK02LK02 （ 4分 ）21 / 28

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共 5 页第 5 页 12、某有压隧洞，洞身内径D5m，洞中心水头H16m，混凝土允许抗拉强度 hl611kPa，Eh2.6107kPa，163，K0510kN/m。 6 试求： 混凝土衬砌的厚度h? 解：pH1016160kPa AEK0(1) EK0(1)(12)12.61075.0106(1)6  12762.6105.010(1)(1)66 0.67 [hl]p hriA1 []phl611160 2.50.671 611160 0.1756m 取h25cm。 23 / 28

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共 5 页第 5 页 13、某水闸闸室结构简图如图所示，（长度单位：m，、集中力单位：KN，、高程单位：m）。 2017.10,c020kPa ABL1615.2243.2m, C 试求：１、基底压力max,min的值，并将分布图绘于图上； K1.25, 2.5,R360kPa ２、抗滑稳定是否满足设计要求； ３、地基承载力是否满足设计要求； ４、基底压力不均匀系数是否满足设计要求； ５、对于不满足设计要求的提出调整方案。 9.34 G=13010.8kN P=4744.6kN ▽1.７0 △0.70 B=16.0 ▽0.00 （3分） 求 （3分） 满足要 分） 满足要求 （3 不满足要求 （3分） 调整方案： 减小扬压力，增加闸门上游底板沿水流方向的长度， 25 / 28 调整上部结构布置形式，将闸门移向下游侧等。 （3分）

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共 4 页第 4 页 得分 14、某水闸闸门下游段沿水流方向单位宽度（1米）板条简图如图所示，作用于闸墩上的外荷 载（包括墩体自重）为P，总不平衡剪力为Q310KN，闸墩分配的不平衡剪力为 Q墩0.94Q，外荷载作用于单位宽度（1米）板条上的均布荷载为q11.48KN/m。 试求： １、作用于单位宽度（1米）底板上的集中力与均布力； ２、绘出该单位宽度底板的结构计算简图 （２０分） 1.1 1.1 P262.8kN/m P262.8kN/m 6.5 3.25 15.2 解： 27 / 28

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