《水工建筑物》计算题及答案

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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

得分 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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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。10.5~0.7。 （８分）

▽40.00 ▽0.0a 0

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 ▽4.0▽2.00 0 欢迎共阅

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 （单位：米） 集水井 ▽ ▽4.0 ▽ 1.5 ▽0.0 ▽0.0 辅助排水孔 3.6 6.85 15 37.20欢迎共阅

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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 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； ▽12.2、采用有利的开挖轮廓线； ▽6.000 ▽0.03、设置齿墙； 0 a 0 4、采取抽水措施； 5、加固地基； 6、横缝灌浆； 7、预加应力措施。 欢迎共阅

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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.

解：0 该混凝土重力坝抗滑稳定安全性不满足规范要求； 若不满足规范要求可采取的主要工程措施有： （1）利用水重； ▽12.（2）采用有利的开挖轮廓线； ▽6.000 （3）设置齿墙； ▽0.00 a （4）采取抽水措施； 0 （5）加固地基； （6）横缝灌浆； （7）预加应力措施。 欢迎共阅

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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：

试求：

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 0 0 669.5 0 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 欢迎共阅

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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

6渗透系数 为K210m/s。 试求：

得分 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 （3分） （3分） 浸润线方程为 抛物线焦点距为 分） 通过坝体单宽渗流量为（3分） 浸润线方程为：分） 或为：

（3

（3 m

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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为K210m/s。试求：

得分 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 （ 2分 ） （ 2分 ） 浸润线方程为 抛物线焦点距为 （ 2分 ） 通过坝体单宽渗流量为（ 2分 ） 浸润线方程为：分 ）

或为：

（ 2

m

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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。

得分 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 ） 550079he2 he8.36 （4分） 102he210069.6221073.67107m3/sm （4 qKe44分） 2q2Ke10069.622 y122ex100x10015.19x （4

Ke4Ke分） 欢迎共阅

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 102he21023.93272104.23106m3/sm qKe 44 （ 4分 ）

（ 4分 ）

2q02K03.932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

17E2.610kPa，，，K05106kN/m3。 611kPahlh6 试求：

混凝土衬砌的厚度h? 解：pH1016160kPa 取h25cm。 欢迎共阅

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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）。

试求：１、基底压力max,min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） （3分） 满足要求

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）

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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

Q墩0.94Q，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。 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 解： 6.5 3.25 15.2

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