《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 1 0 5 2 0 3 70 0 H1 10 0 0 0 2 0 H2 6 0 8 0 20 0 38 0 52 0 h h H2 2 H1 h H2 h 1 H1 h H1 H1 9 8 70 686 0KPa H1 h 9 8 70 2 666 4KPa h 9 8 2 19 6KPa 1 H1 h 0 5 9 8 70 2 333 2KPa 2 H1 h 0 3 9 8 70 2 199 92KPa H2 9 8 10 98KPa H2 h 9 8 10 2 78 4KPa 得分 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 分 7 0 5 0 1 a 40 00 0 00 2 00 4 00 H2 h H1 H 1 H H1 10 40 400KPa h 10 4 40KPa H 10 40 4 360KPa 1 H 0 6 10 40 4 216KPa H2 10 4 2 20KPa 得分 共 4 页第 3 页 3 某溢流坝水坝段防渗排水布置如图所示 试绘制坝6 0 45 0 1 4 0 2 0 2 基面浮托力 渗透压力 扬压力分布图 分 单位 米 2 2 1 1 2 1 1 1 1 10 40 400 10 1 5 15 1 10 40 1 5 385 1 1 0 5 10 40 1 5 192 5 2 1 0 3 10 40 1 5 115 5 2 10 4 1 5 25 2 10 4 40 得分 15 6 85 3 6 1 5 0 0 0 0 37 20 40 0 4 0 辅助排水孔 集水井 4 页第 3 页 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 P 32000 0kN 铅直作用力为 W 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 0 72 1 08 1 1 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 得分 共 4 页第 3 页 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 P 32000kN 铅直作用力为 W 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 1 0 48000 900 0 50 2 906 3 0 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 得分 共 5 页第 3 页 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 P 12500kN 铅直作用力为 W 17954 28kN 扬压力为 U 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 解 Ks P cos U P sin P cos w sin 0 9 17954 28 cos12 5339 1 12500 sin12 720 28 cos12 17954 28sin12 4 02 Ks 3 0 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 得分 a 120 0 0 00 6 00 12 0 0 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 P 12500 0kN 铅直作用力为 W 17954 28kN 扬压力为 U 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 解 Ks f P cos U P sin P cos w sin 0 62 17954 28 cos12 5339 1 12500 sin12 12500 cos12 17954 28sin12 1 08 Ks 1 1 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 a 120 0 0 00 6 00 12 0 0 共 5 页第 4 页 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 x y 68 11 5 669 2 7 36xx x x 98 1 2 2 1 1 1 xy arctg 2 2 2 1 22 yxyx 试求 1 三点各应力值 2 37 6 18 0 xxx 2 在图上绘制出以上三点的主应力矢量图 8 分 得分 位置 内容 y 669 5452 25234 9 0336 67 18 6 x 036 8573 7 1 669 5638 85238 6 2 0 149 7570 1 0 89 60 48 81 37 20 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 试求 smK 102 6 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 解 建立坐标如图所示 等效渗径长度为 m 3 1 1 2 1 1 3 1 2 3 10 4 29 分 1 12 10 3 5 12 2 2 5 2 1 1 35 3 分 1 4 29 35 39 29 浸润线方程为 1 0 2 2 1 2 1 1 2 0 2 0 1 1 1 抛物线焦点距为 3 分 0 2 4 2 4 2 2 2 2 39 292 10 1 2 39 29 1 018 通过坝体单宽渗流量为 3 分 2 1 0 2 2 2 2 10 6 102 1 0178 1 2 2 39 29 2 44 10 6 3 浸润线方程为 3 分 0 2 2 2 0 1 0178 1 2 2 2 4410 6 2 10 6 4 07 2 44 或为 1 2 0 2 0 1 1 01782 2 1 0178 1 1 04 2 04 1 得分 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 为 试求 smK 102 6 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 m 2 1 1 2 1 1 3 1 2 3 10 4 29 分 1 12 10 3 5 12 2 2 5 2 1 1 35 2 1 4 29 35 39 29 分 浸润线方程为 1 0 2 2 1 2 1 1 2 0 2 0 1 1 1 抛物线焦点距为 2 分 0 2 4 2 4 2 2 2 2 39 292 10 1 2 39 29 1 018 通过坝体单宽渗流量为 2 分 2 1 0 2 2 2 2 10 6 102 1 0178 1 2 2 39 29 2 44 10 6 3 浸润线方程为 2 分 0 2 2 2 0 1 0178 1 2 2 2 4410 6 2 10 6 4 07 2 44 或为 1 2 0 2 0 1 1 01782 2 1 0178 1 1 04 2 04 1 得分 共 5 页第 5 页 2 某土坝典型剖面如图所示 已知 210 7m s 210 5 e K 0 K m s 试求 1 通过心墙的单宽渗透流量 e q 2 通过坝体的单宽渗透流量 0 q 3 确定浸润线方程 并将其绘于图上 12 分 22 212 2 2 e ee h Kq 5 22322 24 2 2 00 e h Kq 0 qqe 54 4 102 4 10 102 2 5 22 7 ee hh 4 分 2 795500 e h 36 8 e h 4 分 msm h Kq e e 1067 3 4 62 69100 102 4 10 377 22 4 分 xx K K x K q y e e e e 19 15100 4 62 691002 100 2 212 2 得分 共 4 页 第 4 页 10 1 某土坝典型剖面如图所示 已知 210 7m s 210 5m s e K 0 K 试求 1 通过心墙的单宽渗透流量 e q 2 通过坝体的单宽渗透流量 0 q 3 确定浸润线方程 并将其绘于图上 12 分 y 4 分 o x 2 2 2 1e ee hH Kq L Hh Kq e 2 2 2 2 00 mH10212 1 mH224 2 mL275 2 24 32 0 qqe 54 4 102 4 10 102 2 5 22 7 ee hh 2 4547000 e h mhe93 3 4 分 msm h Kq e e 1023 4 4 93 3 10 102 4 10 36 22 7 22 msm h Kq e 1023 4 272 293 3 102 5 22322 24 36 22 5 2 2 00 4 分 xx KL K x K q hy e 423 0 44 15 2 293 3 2 93 3 2 0 22 02 0 0 2 共 5 页第 5 页 12 某有压隧洞 洞身内径 洞中心水头 混凝土允许抗拉强度5Dm 16Hm 611 hl kPa 7 2 6 10 h EkPa 1 6 63 0 5 10 KkN m 试求 混凝土衬砌的厚度 h 解 10 16160pHkPa 0 0 1 1 1 2 EK A EK 76 76 1 2 6 105 0 10 1 6 12 2 6 105 0 10 1 1 66 0 67 1 hl i hl p hrA p 611 160 2 50 671 611 160 0 1756m 取 25hcm 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 kPacmLBA20 1 17 2 243 2 1516 0 0 0 2 kPaRKC360 5 2 25 1 试求 基底压力的值 并将分布图绘于图上 minmax 抗滑稳定是否满足设计要求 地基承载力是否满足设计要求 基底压力不均匀系数是否满足设计要求 对于不满足设计要求的提出调整方案 P 4744 6kN G 13010 8kN 9 34 B 16 0 0 70 0 00 1 0 3 分 26 62 80 38 满足要 tan 0 0 tan17 1 13010 8 20 16 15 2 4744 6 1 87 求 3 分 6 13010 8 16 15 2 16 6 13010 8 9 34 8 16 15 2 16 80 38 26 62 满足要求 3 2 80 38 26 62 2 53 5 2 5 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 调整上部结构布置形式 将闸门移向下游侧等 3 分 共 4 页第 4 页 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 总不