《水工建筑物》计算题及答案

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，

，，（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

γh γh γH2

α2γ(H1-h) γ(H2-h) α1γ(H1-h)

γH1 γH1=9.8×70=686.0KPa γ(H1-h)=9.8×(70-2)=666.4KPa γh=9.8×2=19.6KPa

α1γ(H1-h)=0.5×9.8×(70-2)=333.2KPa α2γ(H1-h)=0.3×9.8×(70-2)=199.92KPa γH2=9.8×10=98KPa

γ(H2-h)=9.8×(10-2)=78.4KPa

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。?1?0.5~0.7。 （８分）

▽40.00 得分 ▽4.00 ▽2.00 ▽0.00 a γH2

γh

γH1 γH α1γH

γH1=10×40=400KPa γh=10×4=40KPa

γH=10×（40－4）=360KPa

α1γH=0.6×10×（40－4）=216KPa γH2=10×（4－2）=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示，?1?0.45~0.6，?2?0.2~0.4。试绘制坝基面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。 （８分） ▽40.0

集水井

▽

▽4.0

▽ 1.5 ▽0.0 ▽0.0 辅助排水孔 3.6 （单位：米）

6.85

15

37.20

4 页第 3 页

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ΣP=32000.0kN,铅直作用力为ΣW=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：

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。

共 4 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ΣP=32000kN,铅直作用力为ΣW=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：

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。

共 5 页第 3 页

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ΣP=12500kN，铅直作用力为ΣW=17954.28kN，扬压力为ΣU=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）。

▽ 120.0 ▽ 12.0 ▽6.00

▽0.00

a

解：

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

ΣP=12500.0kN，铅直作用力为ΣW=17954.28kN，扬压力为ΣU=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工程措施（列出三项以上）。

▽120.0

▽12.0

▽6.00 ▽ 0.00 a

解：

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 4 页

得分

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：

?y?669.5?11.68x ??36.7x?x2 ?x?1.98x

?1?x??y??x??y12???arctg(?) 1 ????2?y??x1?222? 试求：

?2???? ?2 1、x?0,x?18.6,x?37.2三点各应力值。

2、在图上绘制出以上三点的主应力矢量图。 （8分）

▽ ▽ ▽ 37.20 位置 ｘ＝０ 内容 669.5 ?y ｘ＝１８．６ 452.25 336.67 36.85 638.85 -149.75 -60.89 ?ｘ＝３７．２ 234.9 -18.6 73.7 238.6 70 ? 0 0 669.5 0 ?x ?1 ?2 ?1 0? 81.48?

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K?2?10m/s。 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。

?6得分 解：建立坐标如图所示 等效渗径长度为 浸润线方程为 抛物线焦点距为 通过坝体单宽渗流量为 浸润线方程为： 或为：

（3分）

m （3分）

（3分）

（3分）

（3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

?6得分 为K?2?10m/s。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 浸润线方程为 抛物线焦点距为 通过坝体单宽渗流量为 浸润线方程为： 或为：

（ 2分 ）

（ 2分 ）

（ 2分 ）

m （ 2分 ）

（ 2分 ）

共 5页第 5 页

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：

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；

得分 3、确定浸润线方程，并将其绘于图上。 （ 12分 ）

qe?Ke?

?12?2?2?he22?2he2??4?2? q0?K0?

2??32?2?2.5?2

qe?q0

2?10?7102?he2he2?4?5??2?10?

454

2 5500?79he he?8.36 （4分）

102?he2100?69.62?2?10?7??3.67?10?7m3/s?m （4分） q?Ke?44 y??12?2?2?2qe2Ke?100?69.62?x?100?x?100?15.19x （4分） Ke4Ke

共 4页 第 4 页 10、

1．某土坝典型剖面如图所示，已知Ke=2?10-7m/s，K0=2?10-5m/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q0；

3、确定浸润线方程，并将其绘于图上。 （ 12分 ）

y

o x

（ 4分 ）

he2?H2H1?he2 q0?K0? qe?Ke?2L2? H1?12?2?10m

22H2?4?2?2m L?32?{4?2}?2.5?27m

qe?q0

2?10?7102?he2he2?4?57000?454he2??2?10? 454

he?3.93m22e10?h102?3.932?7?2?10??4.23?10?6m3/s?m q?Ke? 44 （ 4分 ）

22he2??4?2??53.93?2q0?K0??2?10?4.23?10?6m3/s?m 2??32?2?2.5?2?27

22q02K03.932?222y?he?x?3.93?x?15.44?0.423xK02L?K02??

（ 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

??hl??611kPa，Eh?2.6?107kPa，??1，K0?5?106kN/m3。

6 试求：

混凝土衬砌的厚度h??

解：p??H?10?16?160kPa A?E?K0(1??)

E?K0(1??)(1?2?)12.6?107?5.0?106(1?)6 ? 12762.6?10?5.0?10(1?)(1?)66 ?0.67

?[?]?p??1? h?ri?A?hl[?hl]?p?? ?2.5?0.67??? ?0.1756m

取h?25cm。

611?160??1?

611?160?

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）。 A?B?L?16?15.2?243.2m2,?0?17.10,c0?20kPa

C 试求：１、基底压力?max,?min的值，并将分布图绘于图上；

?K??1.25,

????2.5,?R??360kPa 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、对于不满足设计要求的提出调整方案。 9.34 G=13010.8kN P=4744.6kN ▽1.７0 △0.70 B=16.0 ▽0.00 （3分）

满足要求 （3分）

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）

满足要求 （3分）

共 4 页第 4 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（包括墩体自重）为P?，总不平衡剪力为?Q?310KN，闸墩分配的不平衡剪力为

外荷载作用于单位宽度（1米）板条上的均布荷载为q??11.48KN/m。 ?Q墩?0.94?Q，

试求：

１、作用于单位宽度（1米）底板上的集中力与均布力； ２、绘出该单位宽度底板的结构计算简图 （２０分）

1.1 1.1 P??262.8kN/m

P??262.8kN/m

6.5 3.25

15.2

解：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3moh.html