《水闸》习题.pdf

1 水闸 习题 一 一 空题 10 2 20 分 1 水闸闸室要满足 和 要求 2 闸底板与铺盖之间的缝一般是 缝 其作用 是 3 扬压力是由 和 组成 4 水闸下游排水孔的作用是 5 水闸翼墙的墙结构形状有 和 空箱式 6 闸 底 板 顺 水 流 方 向 是 由 和 三方面确定 7 最常见的闸室结构有 和 两种 8 软土闸基一般的处理方法有 9 海漫的作用是 和 它应具有 和 10 铺盖的主要作用是 它还有 和 作用 11 水闸稳定计算工况水闸上下游水头差 12 水闸消能防冲设计工况水闸单宽 最大 二 名词解释 5 4 20 分 1 地下轮廓线 2 反滤层 3 管涌 4 消能工 三 判断题 10 分 1 水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关 2 水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生 3 渗透坡降越大越容易产生渗透变形 4 闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流 2 5 护底的作用是防冲 铺盖的作用是防渗 6 海漫有消能的作用 7 黏性土闸基一般不用铺盖防渗 8 非粘性土中不产生管涌现象 9 砂卵石闸基处理的主要问题是强度 10 大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算 四 简答题 5 5 25 分 1 水闸的工作特点和设计要求各是什么 2 涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用 3 水闸闸室稳定分析包括哪些内容 4 闸基渗流有哪些危害 5 反滤层的设计原则是什么 一般设计在什么位置 五 作图题 10 分 画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件 六 计算题 15 分 某水闸如图所示 上游水位 10 0m 下游水位 5 0m 铺盖厚 0 4m 底板厚 1 0m 反滤层 0 7m 试用直线比例法求 C 4 0 估算地下轮廓线的长度 计算底板扬压力大小 J 0 6 校核出口渗透坡降 3 水闸 自测题 二 一 填空题一 填空题 1 水闸是一种低水头的水工建筑物 兼有 和 的作用 用以 以满足水利事业的各种要求 2 水闸按所承担的任务分为 闸 闸 闸 闸和 闸 3 水闸由 段 段和 段组成 4 水闸下游易出现的不利流态有 和 5 消能设计的控制条件一般是上游水位高 闸门 开启和单宽流量 6 底流消能设施有 式 式 式三种形式 4 7 水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用 等防 渗措施 在低水位侧设置 设施 8 闸基渗流计算的方法有 法 法和 法 9 改进阻力系数法把复杂的地下轮廓简化成三种典型流段 段 及 段和 段 10 直线比例法有 法和 法 11 闸底板上 下游端一般设有齿墙 因为有利于 并 12 闸墩的外形轮廓应满足过闸水流 小和 大的要求 13 工作桥的作用是 交通桥的作用 是 14 对于软弱粘性土和淤泥质土 应采用 地基处理方法 二 单项选择题二 单项选择题 1 闸孔形式结构简单 施工方便 但自由泄流时流量系数较小 易 产生波状水跃 A 驼峰堰型 B 曲线堰型 C 胸墙孔口型 D 宽顶堰型 2 验算水闸的过流能力时 计算的过流能力与设计流量的差值不得超过 5 A 8 B 5 C 10 D 3 3 底流消能是在水闸下游产生 水跃来进行消能的 A 临界 B 淹没 C 远驱 D 稳定 4 混凝土铺盖与底板连接处设 止水效果较好 A 沥青麻袋 B 紫铜片 C 柏油油毛毡 D 塑料带 5 对于密实的地基或岩基 采用 底板较合适 A 整体式 B 箱式 C 反拱式 D 分离式 6 在动水中关闭静水中开启的闸门是 A 工作闸门 B 检修闸门 C 事故闸门 D 平面闸门 7 适用于弧形闸门侧止水的是 A P 型 B L 型 C 刀型 D 型 8 水闸翼墙的高度为 6 10m 用 形式的挡土墙较合适 A 重力式 B 扶壁式 6 C 悬臂式 D 空箱式 9 根据底板与闸墩的连接方式不同 平底板可分为整体式和分离式两种 其中整体式底板一般建在 多 A 有抗震要求时 B 中等密实以上的地基上 C 岩基上 D 中等密实以下的地基上 10 闸墩平面轮廓 其头部常采用半圆形 三角形 曲线形三种 其中水流 条件最好的是 A 半圆形 B 三角形 C 曲线形 D 矩形 11 水闸连接建筑物中铺盖的主要作用是 A 防冲 B 消能 C 排水 D 防渗 12 水闸中的铺盖按材料分 其类型有 多 A 干砌石铺盖 B 粘土铺盖 C 混凝土铺盖 D 钢筋混凝土铺盖 7 13 当地基承载力较高 高度在 5 6m 以下时 水闸翼墙的结构形式应采用 A 重力式 B 悬臂式 C 扶壁式 D 空箱式 14 海漫的作用是继续消除水流余能 调整流速分布 确保下游河床免受有 害冲刷 它应该具有的特性有 多 A 粗糙性 B 防渗性 C 柔性 D 透水性 15 水闸中 对于止水的设置下面说法正确的是 A 所有的水平缝要设止水 B 所有的垂直缝要设止水 C 所有的缝都要设止水 D 防渗范围内所有的缝都 要设止水 16 水闸中的板桩可以延长渗经长度 降低闸室底板的杨压力 对于板桩的 设置下面说法正确的是 多 A 板桩一般设在下游侧 B 板桩一般设在上游侧 C 板桩一般设在沙性土中 D 板桩一般设在粘性土中 17 节制闸的作用是 a 挡水 b 泄水 c 发电 d 分洪 18 水闸的抗滑稳定包括 a 地基土的渗流稳定 b 闸基土深层滑动稳定 8 c 闸室沿基面的抗滑稳定 d 消力池的滑动稳定 19 枯水期下闸挡水 洪水期开闸泄水 这个闸可能是 a 节制闸 b 进水闸 c 分洪闸 d 挡潮闸 20 闸孔设计的影响因素有 a 闸底板高程 b 闸孔型式 c 铺盖 d 护坦 21 可能设排水孔位置的有 a 上游翼墙 b 下游翼墙 c 铺盖 d 护坦 三 名词解释三 名词解释 1 涵洞式水闸 2 节制闸 3 折冲水流 4 地下轮廓线 9 5 倒置梁法 6 不平衡剪力 7 圆弧式翼墙 8 波状水跃 9 抛石防冲槽 四 判断题四 判断题 1 闸孔孔数少于 8 孔时 应采用奇数孔 利于对称开启闸门 改善下游水 流条件 2 勃莱法认为渗流在水平方向流动和垂直方向流动 消能效果是不一样的 后者是前者的三倍 3 铺盖的厚度是根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定 4 铺盖具有较好的防渗效果 所以越长越好 5 水闸的侧向绕渗为有压渗流 不必考虑侧向防渗措施 10 6 闸底板的长度只与地基情况有关 与水头无关 7 水闸进行荷载计算时 计算单元为沿水闸轴线方向取单位长度一米 计 算各种荷载值的大小 8 边荷载对底板内力的影响 只与地基性质有关 与施工程序无关 五 简答题五 简答题 1 水闸有哪些工作特点 2 闸底板高程的确定对于大型水闸和小型水闸有何区别 为什么 3 底流消能在闸下产生的淹没水跃的淹没度为多少 能变大或变小吗 4 海漫的作用是什么 对海漫有哪些要求 5 采取哪些工程措施可以防止闸下产生波状水跃及折冲水流 6 对于粘性土地基和砂性土地基地下轮廓的布置有何不同 7 闸墩的墩顶高程如何确定 11 8 平面闸门与弧形闸门相比较各有何优缺点 9 当采用混凝土铺盖时 应如何计算作用水闸上的上游水平水压力 并绘 图表示 10 当闸室的抗滑稳定安全系数不满足要求时 应采用哪些措施 11 水闸联接建筑物的作用 翼墙的布置应注意哪些问题 例例 1 12 有一座单孔闸 闸孔净宽 3 0m 采用整体式平底板 上游水深为 2 0m 下游无水 其 他尺寸见图 4 29 地基为壤土 地基允许承载力 R 100kN m2 混凝土底板与地基间摩擦 系数 f 取 0 3 KC 1 20 2 0 两侧回填土自然重度 18 kN m3 试验算该闸稳定是 否满足要求 图 4 29 闸室稳定计算图 单位 m 解 一 基底压力验算 1 完建期 未放水 闸室各部分的自重及力矩计算结果列于表 4 11 偏心距 偏向下游 em 6 2 302339 98285 0075 基底压力 Pmin max 98285 644 1 60075 6 34 4 40 062 kNm 上游端 下游端 基底平均压力 22 100 2 37 2 4 3406 40 mkNRmkNp 基底压力分布不均匀系数 4006 344 11620 表 4 11 完建期作用于闸室上的荷载及力矩计算表 对底板底面上游端 A 点求矩 垂直力 KN 力矩 KN m 部位名称 力臂 m 底 板 316 8 3 0 950 4 边 墩 3 0 1188 0 扣除主门槽 9 6 2 3 22 08 边 墩 扣除检修门槽 3 6 1 0 3 6 交 通 桥 82 65 4 75 392 59 13 排 架 28 0 2 3 64 4 工 作 桥 68 4 2 3 157 32 闸 门 20 9 2 3 48 07 启 闭 机 2 3 2 3 5 29 边墩背土重 81 0 3 0 243 0 合 计 982 85 3023 39 注 混凝土重度钢筋混凝土重度 n kNm 24 3 h kNm 25 3 2 运用期 作用于闸室上的荷载及力矩计算结果列于表 2 12 表 4 12 运用期闸室段作用的荷载及力矩计算表 对底板底面上游端 A 点求矩 垂直力 KN 水平力 KN 力矩 KN m 荷载位名称 力臂 m 闸室结构自重 982 85 3023 39 P1 70 56 1 1 77 62 P2 22 45 0 2 4 49 上 游 水 压 力 P3 6 37 0 73 4 65 下游水压力 P4 5 41 0 17 0 92 浮托力 u1 132 3 0 396 0 渗透压力 u2 126 72 2 0 253 44 板上水重 157 50 1 05 165 38 合 计 881 63 93 97 2625 17 注 1 闸室结构自重及力矩录自表 4 11 2 P3为两侧边墩垂直止水片外侧上游面水平水压力 偏心距 偏上游 em 6 2 262517 88163 002 基底压力 Pmin max 88163 644 1 6002 6 32 7 34 12 kNm 上游端 下游端 基底压力分布不均匀系数 341 327 10420 二 运用期情况下抗滑稳定计算 抗滑稳定安全系数为 kk cc 0388163 9397 281120 验算结果 均满足要求 14 例例 2 用倒置梁法计算例题 1 的底板内力 并校核截面应力是否满足强度要求 C15 混凝土 的轴心抗拉强度标准值 1 2Mpa 拉应力限制系数 0 7 矩形截面抵抗矩的塑性系数 tk f ct 1 55 m 解 根据计算对比 运用期闸门槽下游段底板上均布荷载最大 1 单宽板条上均布荷载计算 q 自重 1 25kN m 水重 0 浮托力 5kN m 渗透压力 3 13kN m 地基反力q1q2q3q4 33 16kN m q5 5 3 13 33 16 1 25 28 79 kN m qq3q4q5q1q2 2 弯矩计算 L0 3 0m L 1 05L0 3 15m 28 57 MqL max 1