《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，1=0.5，2=0.3，（单位：m）。 (7分) 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)=1

2、99.92KPa 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）a40.000.002.004.00 H2 h H1 H 1H H1=10×40=400KPa h=10×4=40KPa H=10×（404）=360KPa 1H=0.6×10×（404）=216KPa H2=10×（42）=20KPa 共 4 页第 3 页得分3、某溢流坝水坝段防渗排水布置如图所

3、示，。试绘制坝基面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。 （分）156.853.6 1.50.00.037.2040.04.0辅助排水孔集水井 （单位：米） h h (H2-h) H2 H1 (H1-h) 2(H1-h) 1(H1-h) H1=10×40=400KPa h=10×1.5=15KPa H1-h=1040-1.5=385KPa 1H1-h=0.5×10×40-1.5=192.5KPa 2H1-h=0.3×10×40-1.5=115.5KPa (H2-h)=10×4-1.5=25KPa H2=10×4=40KP

4、a 得分 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：Ks=f×WP=0.72×4800032000=1.08Ks=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；

5、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：Ks=f'×W+c'×

6、;AP=1.0×48000+900.0×50.032000=2.906Ks'=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

7、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）。a120.00.006.0012.00 解：Ks=f'×P×cos-U+P×sin×+c'×AP×cos-w×sin=0.9×(17954.28×cos12°-5339.1+12500×sin12°)+720×28.8612500×cos12°-17954.28sin12°=4.02Ks'

8、;=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。 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

9、要工程措施（列出三项以上）。 a120.00.006.0012.00 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°=1.08Ks=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

10、；（5）加固地基；（6）横缝灌浆；（7）预加应力措施。得分 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： 试求： 1、三点各应力值。 2、在图上绘制出以上三点的主应力矢量图。 （8分）37.20位置内容669.5452.25234.90336.67-18.6036.8573.7669.5638.85238.60-149.7570-得分 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： 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 L=m11+

11、2m1×H1=31+2×3×10=4.29m （3分） L1=12-10×3+5+12-2×2.5-2-1×1=35 L=L+L1=4.29+35=39.29 （3分）浸润线方程为 x1+h02=x12+y12 y1=h02+2h0x1 x1=L y1=H抛物线焦点距为 h0=-2L±4L2+4H22=L2+H2-L （3分） =39.292+10-12-39.29 =1.018m通过坝体单宽渗流量为q=K×H12-h0+H222L （3分） =2×10-6×102-1.0178+122

12、5;39.29 =2.44×10-6m3/s·m浸润线方程为：y=h0+H22+2qK0x=1.0178+12+2×2.4410-62×10-6x （3分） =4.07+2.44x 或为：y1=h02+2h0x1=1.01782+2×1.0178x1=1.04+2.04x1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： 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 L=m11+2m1×

13、;H1=31+2×3×10=4.29m （ 2分 ） L1=12-10×3+5+12-2×2.5-2-1×1=35 L=L+L1=4.29+35=39.29 （ 2分 ）浸润线方程为 x1+h02=x12+y12 y1=h02+2h0x1 x1=L y1=H抛物线焦点距为 h0=-2L±4L2+4H22=L2+H2-L （ 2分 ） =39.292+10-12-39.29 =1.018m通过坝体单宽渗流量为q=K×H12-h0+H222L （ 2分 ） =2×10-6×102-1.0178+122

14、5;39.29 =2.44×10-6m3/s·m浸润线方程为：y=h0+H22+2qK0x=1.0178+12+2×2.4410-62×10-6x （ 2分 ） =4.07+2.44x 或为：y1=h02+2h0x1=1.01782+2×1.0178x1=1.04+2.04x1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 m/s。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 ） （4分） （4分） （4分）共 4页 第 4 页10

15、、1某土坝典型剖面如图所示，已知=210-7m/s，=210-5m/s。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 ）y （ 4分 ） o x （ 4分 ） （ 4分 ） 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，。 试求： 混凝土衬砌的厚度 解： 取。 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）。 试求：、基底压力的值，并将分布图绘于图上； 、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

16、否满足设计要求； 、对于不满足设计要求的提出调整方案。P=4744.6kNG=13010.8kN9.34B=16.00.700.001.0 min=26.62KPa （3分） max=80.38KPa K=tan0W+c0AP=tan17.1°×13010.8+20×16×15.24744.6=1.87 满足要求 （3分） minmax=WA±6MA×B=13010.816×15.2×16±6×13010.8×(9.34-8)16×15.2×16 max=80.38 KPa min=26.62KPa max+min2=80.38+26.622=53.5KPa<R=360KPa 满足要求 （3分）=maxmin=80.3826.62=3.02>2.5 不满足要求 （3分） 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） 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，总不平衡剪力为，闸墩分配的不平衡剪力为，外荷载作用于单