《水工建筑物》计算题及答案 下载本文

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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

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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

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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。

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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。

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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。

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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。

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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?

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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)

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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 )

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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 )

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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?

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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)

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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: