水工建筑物计算题及答案.doc

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，，，（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

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。。 （８分）
a
▽40.00
▽0.00
▽2.00
▽4.00

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，，。试绘制坝基面浮托力、渗透压力、扬压力分布图。 （８分）
15
6.85
3.6
▽ 1.5
▽0.0
▽0.0
37.20▽
▽40.0
▽
▽4.0
辅助排水孔
集水井

（单位：米）

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。

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。

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）。
a
▽120.0
▽0.00
▽6.00
▽12.00

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）。

a
▽120.0
▽0.00
▽6.00
▽12.00

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。

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　　
ｘ＝０
ｘ＝１８．６
ｘ＝３７．２

669.5
452.25
234.9

0
336.67
-18.6

0
36.85
73.7

669.5
638.85
238.6

0
-149.75
70

-

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 m （3分）

（3分）
浸润线方程为

抛物线焦点距为 （3分）

通过坝体单宽渗流量为 （3分）

浸润线方程为： （3分）

或为：

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 m （ 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： （ 2分 ）

或为：

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、
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：１、基底压力的值，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。
P=4744.6kN
G=13010.8kN
9.34
B=16.0
△0.70
▽0.00
▽1.７0

（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）

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
，外荷载作用于单位宽度（1米）板条上的均布荷载为。
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）

15.21
6.5
1.1
1.1
3.25

解：