注册土木工程师(水利水电工程)专业案例例题 挡水、蓄水建筑物.ppt

4.1 某水库总库容0.8亿立方米，电站总装机容量为 55MW。采用粘土心墙坝，坝壳填料为砂砾石，坝高68 m，河床 段砂砾石层厚28 m。坝址区地震动峰值加速度为0.2g。 1. 当心墙上、下游水头差为 60 m时，求满足渗透要求的 心墙底部最小厚度。 (A) 14.5m （B）14.0 m (C) 12.0 m (D) 15.0 m 答案：（D） 考点： 防渗体选择 解：碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）5.5.2条规定 ，心墙底部厚度不宜小于水头的1/4。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 2、按土工试验规程（SL237-1999）规定 的击实试验方法，得到心墙填筑粘土土料的最大 干密度max=17.35kN/m3，试求设计填筑干密度？ 答案：17.0kN/m3 考点： 填筑标准 解：按等级规范表2.1.1确定等工程，按表 2.2.1确定坝的级别为3级。根据碾压式土石坝 设计规范4.2.3-1条心墙填筑料对3级坝压实度 为96%-98%，4.2.3条-2规定地震设计烈度为8度时 ，宜取上述规定的大值。故压实度为98%，设计填 筑干密度=17.35kN/m3*98%=17.0kN/m3。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 3、坝壳填料为砂砾石，本工程在下游坝脚设有排水沟，排 水沟顶部设有贴坡排水。该地区冻结深度为1.0m，贴坡排 水顶部高程应高于坝体浸润线出逸点，本工程超过的高度 应不小于 。 （A） 2.0m (B) 1.5m (C) 1.0m (D) 0.7m 答案：（B） 考点： 坝体排水 解：拦河坝为3级建筑物，查碾压式土石坝设计规范 （SL274-2001）5.7.8条-1规定，3级坝不小于1.5m。故答 案为（B）。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 4、为减少坝基砂砾石层的渗漏量，确保该层 的渗透稳定，拟在心墙底部做一道混凝土防渗墙 。试问混凝土防渗墙顶部插入粘土心墙的高度和 底部深入基岩的深度哪一选项符合规范规定？ (A) 6.0 m 1.0 m (B) 6.0 m 0.5 m (C) 6.5 m 1.0 m (D) 6.8 m 0.5 m 答案：（D） 考点： 砂砾石坝基渗流控制 解：本工程河床段坝高68米，根据碾压式土石 坝设计规范（SL274-2001）6.2.8条规定，防渗 墙顶部插入土质防渗体高度宜为1/10坝高，底部 深入基岩的深度0.5-1.0m，故答案为（D）。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 4.2 颗粒级配指标的应用 1. 级配指标 判别标准 1）不均匀系数Cu。Cu=d60/d10 d60-在粒径分布曲线上粒径累计质量占总质量60 的粒径。 Cu表示土颗粒级配曲线的坡度和土粒大小不均匀 程度的指标。Cu愈大，曲线愈平缓，说明土粒大 小变化范围大，土粒不均匀，即级配好；Cu愈小 ，曲线愈陡，说明土粒大小变化范围愈小，土粒 均匀，即级配差。工程中一般认为Cu5为良好级 配，Cu5为不良级配。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 2）曲率系数Cc。Cc=(d30)2/(d60*d10) Cc表示土颗粒级配曲线弯曲形状的指标。Cc在13之 间的土级配良好；Cc小于1或大于3的土，土颗粒级配 曲线明显呈阶梯状，土颗粒级配不连续，主要由粗颗 粒和细颗粒组成，缺乏中间颗粒。 3）良好级配的标准：Cu5且Cc13。 2. 级配指标的应用： 1）级配指标作为选择筑填土料、坝壳料、反滤 料的依据。 2）级配指标还可作为粗粒土工程分类的依据。 3）级配指标对于判别土的渗透变形和振动液化 也有重要的意义。 4）地基基础处理的依据。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压式土石坝 4.3 某混凝土重力坝坝高70m，泄洪要求在水位 190m时总泄量7800m3/s。若在176m高程设开敞式溢 流孔（表孔），单孔净宽15m。试问需设几个表孔 ？ 已知表孔所在坝段坝体上游面铅直，表孔定型设计 水头12.5m，侧收缩系数0.90, 不计行进流速影响 。 答案：5个表孔 考点：表孔泄流能力 第四章 挡水、蓄水建筑物 混凝土重力坝 解： 表孔单孔泄流能力采用混凝土重力坝设计 规范SL 319-2005附录A.3中 （A.3.1）式计算。 式中：淹没系数 取1.0，侧收缩系数 0.90，上游 坡 面铅直修正系数 C=1，溢流堰净宽 B=15m 流量系数m： 溢流堰定型设计水头 Hd=12.5m 上游堰高与定型设计水头比 P1/Hd1.33 库水位190m时堰顶水头 Hw=14m, Hw/ Hd=14/12.5=1.12 查规范附录A 表A.3.1-1流量系数0.507 表孔单孔泄量： 1587 m3/s 需设5个表孔 第四章 挡水、蓄水建筑物 混凝土重力坝 某工程帷幕布置如图（图中尺寸单位以m计），悬挂式 帷幕，已知帷幕厚3.2m，深38m，帷幕两侧距坝踵及坝趾距 离分别为11.9m、78.3m，帷幕上游固结灌浆深8m，上下游水 头差83m，原岩平均透水率为25.0Lu，帷幕底岩石透水率为 5.0Lu。假定渗透水在坝基内的渗流符合达西定律，渗流在 垂直方向的水头损失较水平方向大一倍，固结灌浆与帷幕透 水性相同。帷幕承受的最大水力坡降Imax及幕后扬压力折减 系数最接近以下选项中的哪一项？ （A）Imax=9.5， =0.54 （B）Imax=10.6，=0.45 （C）Imax=13.7，=0.31 （D）Imax=14.5，=0.28 答案：（ ） 主要解答过程： 第四章 挡水、蓄水建筑物 混凝土重力坝 混凝土重力坝 4.4 某碾压混凝土最大坝高75m，相应断面作用水 头为72m （1）若上游面采用防渗等级W8的二级配碾压混凝 土防渗，最小防渗层有效厚度 。 (A)2.0m (B)2.4m (C)2.8m (D)3.2m 答案 :(B) 规范SL314-2004 5.0.5条规定，二级配碾压 混凝土的有效厚度宜为坝面水头的1/301/15，则 本案二级配碾压混凝土的最小有效厚度宜为2.4m。 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压混凝土坝 （2）在坝体混凝土分区设计时，对变态混凝土有 以下认识与使用意见，其中不正确的是其中的哪一 项？ （A）变态混凝土厚度应予以控制，不能太厚 （B）可用于廊道及空洞周边、布设钢筋区、大坝 上游坝面模板处等 （C）灰浆掺量和配合比，可根据使用部位和气候 等条件参照工程经验确定 （D）变态混凝土所需喷洒的灰浆可以采用水泥浆 或水泥粉煤灰浆 答案：（ c ） 主要解答过程： 第四章 挡水、蓄水建筑物 碾压混凝土坝 4.5 某混凝土拱坝，建筑物等级1级，拱端内弧面与拟利用岩 面等高线夹角26；上游坝面倒悬度0.4:1；基本荷载组合， 拱梁分载法计算，最大拉应力1.1Mpa；采用刚体极限平衡法抗 剪断公式计算，拱座抗滑稳定安全系数k1=3.3。下列选项中判 断正确的是哪些项 。 A. 拱端内弧面与拟利用岩面等高线夹角不满足规范规定，可 采用拱端内弧面圆弧贴角“三心拱”。 B. 悬臂梁上游面倒坡坡度超过规范允许值，可改用三心拱以 减少上游面倒坡坡度。 C.采用非有限元法计算拱坝应力，应控制不产生拉应力；可采 用加大水平拱中心角予以解决。 D.拱座稳定安全系数偏低，可改用椭圆线拱予以改善。 第四章 挡水、蓄水建筑物 混凝土拱坝 答案：B、D。 解： 1、规范SL2822003 第3.2.4-2条规定“拱端 内弧面与拟利用岩的夹角不应小于30。所以，A 项前半部分判断正确。 拱端内弧面圆弧贴角“三心拱”，并不能加 大拱端内弧面与拟利用岩面等高线夹角。所以，A 项后半部分判断错误。 所以，A选项错误。 第四章 挡水、蓄水建筑物 混凝土拱坝 2、规范 第3.2.4-3条规定，“悬臂梁上游面倒 悬度不宜大于0.3:1”。本拱坝坝体上游面倒悬 度即为0.4: 1，大于规范规定值。所以 B项前半 部分判断正确。 三心拱有利于减小坝体倒悬度，所以，B 项后半部分判断正确。 所以：B项判断正确。 3、规范SL2822003 第6.3.1条规定，“用拱梁 分载法计算时，基本荷载组合，拉应力不得 大于1.2Mpa”。 C 项前半部分判断错误。 所以，C选项错误。 第四章 挡水、蓄水建筑物 混凝土拱坝 4、规范 第7.2.6条规定，1级建筑物，基本荷载组合 ，采用刚