《水工建筑物》计算题及答案

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，

得分 ，，（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欢迎下载。

1-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

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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 ▽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

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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

6.85

（单位：米） 15 37.20

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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； 、预加应力措施。 。 67欢迎下载

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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。

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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Σ

P=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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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。

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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) 1arctg(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 。 13欢迎下载 ｘ＝３７．２ 234.9 -18.6 73.7 238.6 70  x 0 0 669.5 0 1 2 1 0 -60.89 81.48 精品文档

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共 5 页第 5 页

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 为K2106m/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。

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）

（3分）

（3分）

m （3分）

（3分）

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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：

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m （ 2分 ）

（ 2分 ）

（ 2分 ）

（ 2分 ）

（ 2分 ）

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共 5页第 5 页

得分 -7

-5

K0=210 2、 某土坝典型剖面如图所示，已知Ke=210m/s，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；

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

2 550079he he8.36 （4分）

7102he2he245210

454

102he210069.6221073.67107m3/sm （4分） qKe44 y12222qexKe1002Ke10069.62x10015.19x （4分）

4Ke。

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共 4页 第 4 页 10、

-7-5

1．某土坝典型剖面如图所示，已知Ke=210m/s，K0=210m/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 ）

H1he2he2H2qeKe q0K0

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3.93m22e

10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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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，

163，K0510kN/m。 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

[hl]p hriA1

[]phl611160 2.50.671

611160 0.1756m 取h25cm。

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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）。

2017.10,c020kPa ABL1615.2243.2m, C 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 K1.25,2.5,R360kPaG=13010.8kN P=4744.6kN ▽1.７0 △0.70 B=16.0

▽0.00 （3分）

满足要求 （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）

。 25欢迎下载

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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

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 262.8kN/mP262.8kN/m P 6.5 3.25

15.2

解：

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