《水工建筑物》计算题及答案

1、得分: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，a =I0.5, a = 0.3 ,(单位：m)o (7 分)|70.0H iIIi10,00.02.0H2| 6.0i 8.0i 20.0|38.052.01Y hy h|Y H2a YH i -h)|Y (出-h)ai Y(H i-h)| Y H|YH=9.8 X70=686.0KPaIY( Hi-h)=9.8 X (70-2)=666.4KPaiYh=9.8 X 2=I9.6KPa|aiYHi-h)=0.5 X9.8 X(70-2)=333.2KPa|aYHi-h)=0.3 X9.8 X(70-2)=I99.92

2、KPaIy Ha=9.8 X I0=98KPaY (H2-h)=9.8 X (I0-2)=78.4KPa共5页第-空页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、得分扬压力分布图。10.5 0.7 o（8分） 40.00 0.0共4页第3页3、某溢流坝水坝段防渗排水布置如图所示，10.45 0.6得分20.2 0.4。试绘制坝基面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。 40.0（单位:(8分)米)YhyhY 偲-h) yHyHy (H -h)0 - 1.5)=5)=a y (H - h) y (H - h)h)集水井40- 1.0 X40 = 400KPa X1.5 =

3、 15KYH =Yh= 1YR-a YHi- h) =0.5 x 10 a 彳比-h) = 0.3 X10Y 偲-I h) yH =.10 0.0)=385KPaxx (40 -192.5KPa5.5KPa10 x(4 - 1.5) = 25KPa L = 401.5 4.0 0.0辅助排水孔3.61537.204-贡第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得分=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

4、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）80.00.010,0H解:Ks =2.0Bf X2W 0.72 X 48000寸=-32500-= 1.08 v Ks=行H i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。得分共一 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,=3.0试求：1、该混凝土重力坝抗滑稳定安全系数水平作用力为P=32000kN,铅直作用力为W=48000.0

5、kN,f =1.0 ,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）c =900KPa,Ks=1.1,Ks70.0H i10,00.02.0Bf X2 W+C XA2P1.0x 48000+90.0 x 5.= 2.906 v Ks， = 3.032000解：Ks =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、2、3、4、5、6、利用水重；采用有利的开挖轮廓线;设置齿墙；采取抽水措施；加固地基；横缝灌浆；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3=

6、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）f，(20.0U+ 2P解：Ks = _艺P XCos p-2w该混凝土重力坝抗滑稳定 若不满足规范要求可米取xsixsin30.9 X 17954.28Xcos12 - 5339.1+ 12500Xsin 12 )+720X28.8612500Xcos 1

7、2 -17954.28 sin 12=X.02vKs = 3.0安全性满足规范要求；的主要工程措施有：用水重；1、 0.02、采用有利的开挖轮廓线;3、设置齿4、采取抽5、加06、横缝灌浆；7、预加应力措施。墙 12.措施6.0 -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3=12。，水平作用力为工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

8、要求可采取那些主要工程措施（列出三项以上）”f x( 2P 息 120.+)p xsin解：Ks = XT Xcos 3= 2w Xsin3?062X(7954.28Xcos 12 - 5339.1+ 12500Xsin 12 )12500 Xcos 12-17954.28 sin 12=1.08 vKs = 1.1 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；该混凝土重力坝抗滑稳定安 0.0(2)(3)3用有利的开挖轮廓线; 设置齿墙； 米取抽水措施； 加固地基:. 6.00(5（6 ）横缝灌浆； （7 ）预加应力措施。 12.共百页第4页8、某混凝土重力坝

9、典型剖面如图所示（长度单位：米） 试求：12得分，计入扬压力时:（8 分）37.20、x 0,x18.6, x 37.2三点各应力值。、在图上绘制出以上三点的主应力矢量图。内容位置x = 0x=18.6x = 37.2669.5452.25234.90336.67-18.6036.8573.7669.5638.85238.60-149.7570-60.89-共弓-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 210 6m/S。试求：1i1、通过坝体单位宽度的渗透流量q。112、浸润线方程，并将其绘制于图上。1:解：建立坐标如图所示31+2X3 X 10

10、 = 429m:1等效渗径长度为 Lm 1=X H1 =1+2m 11（3分）1L1 = (12 - 10)X3 + 5 + (12 - 2) X 2.5 - (2 - 1) X 1=35L = L + L1 =4.29 + 35 = 39.29（3分）浸润线方程为(X1 +ho)2 = x2 + y21y1 =Vh0 + 2hX11 :X=Ly1 = H:1:抛物线焦点距为he 一-2L V 4L+4H 2VL + H2 - L(3 分)02V L1 * II12 分丿=V39.292 + (10 - 1)2 - 39.29=1.018mI通过坝体单宽渗流量为q= K X H2-(h0+H

11、2)2(3分);2L=2 X 10-6 x 102-(1.178+1)22X 39.29=2.44 x 10-6 m3/s m| 浸润线方程为：y= V(h+ H2)2+ K0x= V(1.0178 + 1)2+ 2,解6 x(3 分)=V4.07 + 2.44x或为：= Vh2 + 2h0x1 = V 1.01782 + 2 X 1.0178x 1 = V1.04 + 2.04x1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为K 2 10 m/s。试求：12得分12分）x解：建立坐标如图所示 等效渗径长度为、通过坝体单位宽度的渗透流量 、浸润线方程，并将其绘

12、制于图上。（2分）浸润线方程为抛物线焦点距为3k3X 10 = 4.29m L = m11+2m 1L1 = (12 - 10) X3 + 5 + (12 - 2) X 2.5 - (2 - 1) LM L + L1 = 4.29 + 35 = 39.29222(X1 + h)= X1 + y1y1 =X1 =h =X Hi =(2X 1 = 35（2分）Vho + 2hoXiL y1 = H-2L V 4L+4H 2=VL+ H2- L=V39.292 + (10 - 1)2 - 39.29=1.018m通过坝体单宽渗流量为q= K X H2-(h0+H 2)2浸润线方程为：y = V （h

13、o + H2）2 +2Lc、，丿c 6102- (1.0178+1 )2=2 X 10-6 X2X 39.29 =2.44 X 10-6 m3/s m2qx = V(1.0178 + 1)2 +K02X 2.4410-62X 1CT6X=V4.07 + 2.44x或为：y1 = Vh + 2h0x1 = V 1.01782 + 2 X 1.0178x 1 = V1.04 + 2.04x 1共5页第5页得分2、某土坝典型剖面如图所示，已知Ke =2 10-7m/s ,K0=2 10-5 m/s。试求:、通过心墙的单宽渗透流量qe ；、通过坝体的单宽渗透流量q0 ；、确定浸润线方程，并将其绘于图上

14、。(12279hehe 8.362 2q Ke 10 he 24550010 710069623.67 1047 m3 / s m12 2 2 2：x100 2Ke 100 69.62 %4Ke.100 15.19X）（4分）II:I（4分）I-（4分）|共4页 第4页10、10-5m/s。I1 某土坝典型剖面如图所示，已知Ke =2 10-7m/s, K0=2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。12q Ke2 210he242 210 7103.934.23 1046 m3 /s m3.932 2K0 3.93222一

15、x 、15.44 0.423X 2L K。-共弓-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Ihi 611kPa，Eh 2.6 107kPa，-，K。5 106kN/m3。6i 试求：|.混凝土衬砌的厚度 h ?| 解：p H 10 16160kPa取 h 25cm。m）。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:试求：1、基底压力max, min的值，并将分布图绘于图上；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

16、要求的提出调整方案。 0.0B=16.0omin = 26.62KPatan o EW+c qAtan 17.1 x 13010.8+20 x 16 x 15.2=1.874744.613010.8 6X 13010.8 X （9.34-8）A AXB 16x 15.2 x 116x 15.2 x 16Onin = 26.62KPa=53.5KPa 耳2.5不满足要求26.62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）Onax = 80.38KPa满足要求（3 分）满足要求（3 分）（3 分）（3 分）得分共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 P，总不平衡剪力为Q 310KN，闸墩分配的不平衡剪力为11.48KN /m。Q墩 0.94 Q，外荷载