水工建筑物计算题及答案

1、共5页第3页得分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, % =帖,%=03,（单位:m）。（7分）丫 H2丫(H2-h)Hi=9.8X70=686.0KPa(Hi-h)=9.8 X (70-2)=666.4KPah=9.8 X2=19.6KPa丫(Hi-h)=0.5X9.8X(70-2)=333.2KPa02 丫(Hi-h)=O3X9.8X(70-2)=199.92KPa丫 H2=9.8X 10=98KPa丫(H2-h)=9.8 x(10-2)=78.4KPa得分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。口1=0.50.7。（8分

2、）丫 Hi=10X40=400KPa丫 h=10X 4=40KPa丫 H=10 X ( 404) =360KPa aiYH=0.6X10X (404) =216KPa丫 H2=10X (4 2) =20KPa4页第3页3、某溢流坝水坝段防渗排水布置如图所示, 面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。«1 = 0.45 0.6 , a 2 = 0.2 0.4。试绘制坝基(8分)yHi = 10 X 40 = 400KPa yh = 10xl,5 = 15KPa= 10(40-L5) = 385KPa- h) = 05 X 10x (40 -1.5) = 192,5KPa 叼孤一山二 03 x

3、lOx (40-L5) = 115.5KPa Y(H2-h) = 10x4-l.S)=25KPa yH; = 10 X4 = 40KPa得分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NP=32000.0kN,铅直作用力为2 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、

4、采取抽水措施；5、加固地基；6、横缝灌浆；7、预加应力措施。共5页第3页得分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2 P=32000kN,铅直作用力为2 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）解：.二.-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;

5、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 NP=12500kN,铅直作用力为 2 W=17954.28kN ,扬压力为 2 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）。盯耽都R-3（工HR谈汾Xm工LT T恤嚣血4= W<Ks/ = 3.0

6、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。7、某混凝土重力坝剖面如图所示，坝基面为倾斜面，倾角为p=12 ,水平作用力为NP=12500.0kN ,铅直作用力为 2 W=17954.28kN ,扬压力为 2 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

7、工程措施(列出三项以上) 。解:Ks = r:L5 -IyXsie B直:上避除 WLMMHF ):二二-:飞“：盯上二'= 1jO8<Ks=H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。共5页第5页得分8、某混凝土重力坝典型剖面如图所示（长度单位：米）cy =669.5 -11.68x，计入扬压力时:二 x =1.98x12：1 = arctg (-)2二y试求：1、x=0,x=18.6,x=37.2三点各应

8、力值。2、在图上绘制出以上三点的主应力矢量图。（8分）位置 内容x = 0x = 1 8 . 6x = 3 7 . 2669.5452.25234.90336.67-18.6仃x036.8573.7。1669.5638.85238.6仃20-149.7570<p 10-60.89。81.48 口得分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：建立坐标如图所示为 K =2 x10-6m/so 试求：单位】nnJ等效渗径长度为L=XH1=77Xlfl=4.29m（3分）L1 = （12-10）x3

9、+ 5+（12-2）x2.5-2-l）Xl = 35L=L + L =429+ 35 = 39.29（3 分）浸润线方程为&+吁=这+比y1 =+ 2h13Kl- L Vi - H抛物线焦点距为 hQ =旧不而-L（ 3分）=V 39,292 + （10- l）2 - 39.29=18m通过坝体单宽渗流量为 q = Kx七一警2（ 3分）二 2x10”空丹B（曲磨= 2,44xlOm7s-m浸润线方程为：y=支=-+ .六：厂工 （3分）= <4.07 + 2.44x或为：.'.- -共4页第6页得分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 K

10、 =2x10-6m/so 试求：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）等效渗径长度为4 =含X电=29m（ 2分）L1 = (12-10)x3 + 5+(12-2)x2.5-(2-l)Xl = 35L=L + Li =4,29+ 35 = 39.29( 2 分)浸润线方程为&+吁=好+凫%= 2h13KlA 二 L % 二 H抛物线焦点距为 瓦=TL土字川，=Vy + H3-L( 2分)=< 39.292 + (10-1)2 - 39.29=im8m通过坝体单宽渗流量为 q =( 2分)罡JL二 2xlO-、U生2,ijQ : g= 2,4

11、4xlOm7s-m浸润线方程为：y = W+HJ*工=Jq冉178+1"十三霁;K( 2分)= V4.07 + 2.44x或为：.一 .-2、某土坝典型剖面如图所示， 已知75Ke =2 10 m/s, K0 =2 10 m/s。得分试求:1、通过心墙的单宽渗透流量2、通过坝体的单宽渗透流量3、确定浸润线方程，并将其绘于图上。（12 分）qe =qo2 10，血,2,2-hehe -4e = 2 10545500 = 79h；he =8.36（4分）102 q = Ke-he4:100 -69.62: 3=2 10=3.67 10 m /s m（4分）y = 12-22 -2qex

12、= Ke2Ke 100-69.62100 ex ”100-15.19x4Ke（4分）共4页 第4页10、7-51 .某土坝典型剖面如图所不，已知 K e =2 x 10 m/s, K0 =2 x 10 m/s。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qo ；3、确定浸润线方程，并将其绘于图上。（12 分）H =12-2 =10mH2 =4 - 2 = 2mL =32 -4 -2 2.5 = 27mqe =q。2 10,2210 -hee =2 104h； -45427000 = 454h；he = 3.93m2222102 -he2_7 102 -3.932q 3q

13、-Ke邑=2 10=4.23 10 m3/s m（4分）44q0 =K0he _ 4 一2一 =2 10勺 3.93 -2 =4.23 10“m3/s m2 32-2 2.52 27y=w 鲁 x=*2-缗箸K©x 二1544（4分）共5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EJ=611kPa, Eh =2.6x107kPa , N =1,心=5M106kN/m3。6试求：混凝土衬砌的厚度 h=?解：p = H =10 16 =160kPaa E-K0（1）AE K0（1 ）（1 -2口）7612.6 107 -5.0 106（1

14、 1）62.6 107 5.0 106（13（1 .|）= 0.67r crhl+ ph =ri A- -1IV 产hj-p1= 2.5 口0.67父611工160一/V 611-160=0.1756m 取 h = 25cm。共5页第5页高程单位：m）。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,、_20_A=B L =16 15.2 -243.2m , o -17.1 ,Co=20kPaKc 1-1.25,： I - 2.5, R I - 360kPa试求：1、基底压力 仃max, 0min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

15、足设计要求；4、基底压力不均匀系数是否满足设计要求；5、对于不满足设计要求的提出调整方案。9.34G=13010.8kNP=4744.6kN6m二 26.62KPa 1.7 0 0.000.70max4.744.6= 1.37满足要求皿M 四 min &EM _"总加也叫嘘A町A>：B ' 16X15,2X16 -16）15 2/16cjmas = 80.38 KPa 。而口 = 26.62KPa飞科汨=皿咐m = S35KPa< ft = 36»KPa满足要求产虬="=3。2睢5ffndn &肌不满足要求调整方案：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）8038KPa（3分）（3分）（3分）（3分）共4页第5页得分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