2025年水利水电工程土木工程试题及答案

2025年水利水电工程土木工程试题及答案一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.下列水工建筑物中，属于泄水建筑物的是（）。A.进水塔B.船闸C.溢流坝D.电站厂房答案：C2.混凝土重力坝设计中，坝体上游面采用折坡形式（上直下斜）的主要目的是（）。A.减少坝体混凝土用量B.提高坝体抗滑稳定性C.改善坝踵应力状态D.增强坝体防渗性能答案：C3.土石坝坝体渗透变形的主要类型不包括（）。A.管涌B.流土C.接触冲刷D.冻融破坏答案：D4.水闸闸室底板的结构形式中，适用于软土地基且闸孔较宽的是（）。A.整体式平底板B.分离式平底板C.反拱底板D.箱式底板答案：B5.水利水电工程施工中，混凝土温控措施中“表面保护”的主要作用是（）。A.防止混凝土内部温度过高B.减少混凝土内外温差引起的表面裂缝C.提高混凝土早期强度D.降低混凝土入仓温度答案：B6.某水库正常蓄水位为180.0m，死水位为150.0m，防洪限制水位为175.0m，设计洪水位为185.0m，则该水库的兴利库容为（）。A.150.0m至180.0m之间的库容B.175.0m至180.0m之间的库容C.150.0m至185.0m之间的库容D.175.0m至185.0m之间的库容答案：A7.隧洞设计中，若围岩类别为Ⅲ类，且无压隧洞断面形式优先选择（）。A.圆形B.马蹄形C.城门洞形D.矩形答案：C8.碾压混凝土坝施工中，层间结合质量控制的关键参数是（）。A.碾压遍数B.层间间隔时间C.骨料级配D.水泥用量答案：B9.水利工程中，用于监测土石坝坝体内部沉降的主要仪器是（）。A.测压管B.渗压计C.分层沉降仪D.表面水准点答案：C10.某水利枢纽工程等别为Ⅱ等，则其主要永久性水工建筑物的级别为（）。A.1级B.2级C.3级D.4级答案：B二、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.水库的特征水位包括正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、设计洪水位和______。答案：校核洪水位2.混凝土重力坝的基本荷载组合包括______和特殊荷载组合。答案：基本荷载组合3.土石坝坝体排水设施中，______排水适用于下游水位较高或需控制下游浸润线的情况。答案：褥垫式4.水闸消能防冲设施中，______的作用是将高速水流的动能转化为热能，减少对下游河床的冲刷。答案：消力池5.水工混凝土配合比设计中，______是影响混凝土强度和耐久性的关键参数。答案：水胶比6.拱坝的超载能力主要取决于______和坝肩岩体的稳定性。答案：拱的作用7.水利工程施工导流中，______导流适用于河床较宽、流量较大且施工期较长的工程。答案：分期分段8.地下洞室围岩稳定分析中，______理论认为围岩破坏是由于围岩应力超过其强度，形成塑性区并逐渐扩展。答案：弹塑性9.碾压混凝土坝的层面处理措施包括刷毛、______和铺砂浆。答案：冲毛10.水利工程环境影响评价中，______是指工程对河流生态系统结构和功能的长期影响评估。答案：生态影响评价三、简答题（共5题，每题8分，共40分）1.简述拱坝的工作特点及其对地形、地质条件的要求。答案：拱坝的工作特点：①利用拱的作用将水压力等荷载传递至两岸坝肩，坝体应力以压应力为主；②整体刚度大，超载能力强；③对温度变化敏感，需严格控制温度应力。对地形要求：河谷狭窄、左右对称、岸坡平顺且坡度较陡（通常60°~80°），宽高比（河谷宽度与坝高之比）小于4~5。对地质要求：坝肩及基岩需完整、坚硬、无大断裂构造，抗剪强度高，透水性小，能承受拱端传来的巨大推力。2.土石坝坝体裂缝的主要类型及防治措施。答案：主要类型：①沉降裂缝（由坝体不均匀沉降引起，分为纵向和横向）；②干缩裂缝（因表面水分蒸发干缩产生，多为浅层、短而细的网状裂缝）；③冻融裂缝（寒冷地区因土体冻融循环导致）。防治措施：①设计阶段控制坝体分区，避免材料突变；②施工中控制填筑速率，分层碾压确保均匀密实；③对粘性土料控制含水量在最优范围内；④寒冷地区采取表面保温措施；⑤对已出现的裂缝，可采用开挖回填、灌浆等方法处理。3.水闸底板的主要作用及平底板与反拱底板的适用条件。答案：底板的主要作用：①传递闸室上部荷载至地基，保证地基均匀受力；②防渗，与闸墩、翼墙等共同构成防渗体系；③抗滑，通过与地基的摩擦力及齿墙嵌入地基提高闸室抗滑稳定性。平底板适用条件：地基承载力较高，闸孔宽度较小或中等，施工方便；反拱底板适用条件：地基承载力较低（如软基），闸孔较宽，利用拱的作用将荷载传至两岸或两侧齿墙，减少底板厚度和混凝土用量，但对施工精度要求高，需避免裂缝。4.水利水电工程施工中，混凝土温度控制的主要措施。答案：①原材料控制：选用低热或中热水泥，掺加粉煤灰等掺合料降低水化热；采用级配良好的骨料，减少水泥用量。②降低入仓温度：对骨料预冷（风冷、水冷），加冰或冷水拌制混凝土，避免高温时段浇筑。③分块分层浇筑：控制浇筑层厚（一般1~3m），合理设置纵缝、横缝，延长散热时间。④内部冷却：预埋冷却水管，通低温水进行一期、二期冷却，降低内部最高温度。⑤表面保护：冬季覆盖保温材料（如保温被、草袋），夏季喷雾或流水养护，减小内外温差（≤25℃），防止表面裂缝。5.简述隧洞衬砌的作用及主要类型。答案：衬砌的作用：①承受围岩压力、内水压力等荷载，保证隧洞稳定；②防止围岩风化、坍塌及渗漏；③平整洞壁，减小水流阻力，提高过流能力；④保护围岩免受水流侵蚀，延长隧洞使用寿命。主要类型：①整体式混凝土衬砌（适用于围岩较差或有压隧洞）；②喷锚衬砌（由喷射混凝土、锚杆、钢筋网组合而成，适用于围岩较好的无压隧洞）；③装配式衬砌（预制混凝土块或金属管片，适用于地质条件稳定、施工进度要求高的工程）；④复合衬砌（内层为混凝土，外层为喷锚，适用于高水头或复杂地质条件）。四、计算题（共3题，每题10分，共30分）1.重力坝抗滑稳定计算某混凝土重力坝坝高50m，坝底宽度40m，坝体混凝土容重γ_c=24kN/m³，设计洪水位时坝前水深48m，下游水深5m，坝基面摩擦系数f=0.7，凝聚力c=0.5MPa。计算坝基面的抗滑稳定安全系数（仅考虑基本荷载组合，忽略扬压力和波浪力）。（提示：抗滑稳定安全系数K_s=(f·W+c·A)/F_h，其中W为坝体自重，F_h为水平水压力，A为坝底面积）答案：（1）计算坝体自重W：坝体截面为三角形（假设上游垂直，下游坡比1:0.8，底宽40m，坝高50m），截面面积A=(50×40)/2=1000m²单位长度坝体自重W=γ_c·A=24×1000=24000kN/m（2）计算水平水压力F_h：上游水压力F_h1=0.5×γ_w×H₁²=0.5×9.8×48²=0.5×9.8×2304=11289.6kN/m下游水压力F_h2=0.5×γ_w×H₂²=0.5×9.8×5²=122.5kN/m总水平水压力F_h=F_h1-F_h2=11289.6-122.5=11167.1kN/m（3）计算抗滑力：f·W=0.7×24000=16800kN/mc·A=0.5×10^3kPa×(40×1)=0.5×10^3×40=20000kN/m（注：A=坝底面积=40m×1m=40m²，单位长度）总抗滑力=16800+20000=36800kN/m（4）抗滑稳定安全系数K_s=36800/11167.1≈3.302.溢洪道泄流量计算某水库溢洪道采用开敞式实用堰，堰顶高程180.0m，设计水头H_d=5.0m，堰宽B=20m，流量系数m=0.48，侧收缩系数ε=0.95，淹没系数σ=1.0（自由出流）。计算设计水头下的泄流量Q。（提示：Q=ε·σ·m·B·√(2g)·H^(3/2)，g=9.8m/s²）答案：H=H_d=5.0m√(2g)=√(2×9.8)=√19.6≈4.427Q=0.95×1.0×0.48×20×4.427×5^(3/2)=0.95×0.48×20×4.427×(5×√5)=0.95×0.48×20×4.427×11.180≈0.95×0.48×20×4.427×11.180≈0.95×0.48=0.456；0.456×20=9.12；9.12×4.427≈40.37；40.37×11.180≈451.5m³/s3.土石坝渗透系数反演某均质土石坝进行现场注水试验，试验段长度L=10m，试验段直径d=0.3m，稳定注水量Q=0.01m³/min，试验段内水头差h=2.5m。假设渗透符合达西定律，计算坝体土的渗透系数k（单位：cm/s）。（提示：Q=k·A·h/L，A为试验段截面积）答案：A=π·(d/2)²=3.14×(0.3/2)²=3.14×0.0225=0.07065m²Q=0.01m³/min=0.01/60≈0.0001667m³/sk=Q·L/(A·h)=0.0001667×10/(0.07065×2.5)=0.001667/(0.1766)≈0.00944m/s=0.944cm/s五、案例分析题（共1题，20分）背景资料：某山区新建小型水库，坝型为黏土心墙堆石坝，最大坝高35m，设计正常蓄水位125.0m，死水位110.0m。施工过程中，发现心墙黏土料场土样击实试验结果为：最优含水量ω_opt=18%，最大干密度ρ_dmax=1.75g/cm³；现场碾压后检测心墙土体干密度ρ_d=1.68g/cm³，含水量ω=20%。运行初期，水库水位升至120.0m时，下游坝坡出现局部湿润区，经检测湿润区土壤含水量显著高于其他区域。问题：1.分析心墙碾压质量是否合格，并说明理由。2.下游坝坡湿润区的可能成因及防治措施。答案：1.心墙碾压质量不合格。理由：黏土心墙的压实质量需满足设计干密度要求，通常设计干密度取最大干密度的96%~98%（本题假设设计要求≥97%）。计算压实度K=ρ_d/ρ_dmax=1.68/1.75=0.96（即96%），若设计要求≥97%，则未达标；此外，现场含水量ω=20%＞最优含水量ω_opt=18%，可能导致土体出现“橡皮土”现象，强度降低，渗透性增大。2.可能成因：①心墙压实度不足，存在渗透通道，库水通过心墙渗漏至下游；②心墙与岸坡结合部处理不当（如清基不彻底、接触带碾压不密实），形成集中渗漏；③反滤层设计或施工缺陷（如反滤料级配不符合要求、厚度不足），未能有效