《水工建筑物》习题

'《水工建筑物》习题第一章绪论1．请以三峡水利水电枢纽工程为例，说明水利工程的根本任务是除水害兴水利。2．当总库容为零时，请说明枢纽建筑物组成。3．拟建高50m的土石坝，形成总库容2.0亿m3、装机容量9.0千kW、灌溉面积20万亩的水电枢纽工程。试问该水利工程属几等?各主要、次要、临时建筑物属几级?4．下列哪些指标是确定水利工程等别的依据(打√)?哪些指标是提高挡水建筑物级别的依据(打O)?①水利兴利库容：②坝高；③总库容；④挡水建筑物类型；⑤水电站的装机容量；⑥水电站年发电量；⑦设计灌溉面积；⑧保护农田面积：⑨保护城镇及工矿区；⑩淹没损失；⑾过坝陆上交通货运量。第二章岩基上的重力坝5．某重力坝断面形状和尺寸如图5所示。大坝位于7度地震区，坝体材料容重为23.5kN／m3，求单宽坝段的水平地震惯性力Q0。用积分法、单位高度法、分块法求水平地震惯性力的分布与合力作用点高度C0，并与断面形心高度C作比较，说明不作用在形心的原因。6．某重力坝坝体尺寸和比较分析的坝基防渗帷幕、排水孔幕等布置如图6所示。请分别计算扬压力大小，并分析应采用的坝基防渗、排水布置和原因。7．若已形成从坝顶到坝基不透水层及从左岸到右岸不透水层的防渗帷幕和排水系统。这样的坝体，上下游坝面利地基面、横缝、空腹既是边界、又是边界；由于实体、宽缝、空腹重力坝的坝基结构不同，导致其扬压力作用和不同。8．重力坝岩基渗流危害性有①、②或、③、，④等。采用的措施是：。9．扬压力对重力坝的和 均不利。重力坝主要依靠自重满足和要求。10．重力坝坝基岩体若坚固完整且抗渗能力强，其地基采用降低扬压力，若节理裂隙发育常采用降低扬压力。11．岩基中的软弱岩体分为原生型和构造型两大类，其共同特性是透水性很小，属弱透水或不透水岩体，其防渗措施是。12．混凝土重力坝控制坝基渗流的目的，有控制、和大小，一般是控制。13．某重力坝上游坝面面向正西，坝址区的多年平均最大风速：冬季多正西风9m／s；夏季多东南风(偏角450)18m／s和正西风15m/s。求正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位时的相应计算风速。14．某重力坝库水悬移质含量为0.98kN／m3，泥沙容重为27kN／m3，求库水容重大小?15．(选择填空)核算某重力坝应力稳定时，当上下游均为相应的最高洪水位属；上游为最高洪水位、下游无水属；上游为设计洪水位、下游为相应尾水位属；上游为设计洪水位、下游为相应尾水位加地震属情况；上游为正常蓄水位、下游为相应尾水位属情况；上游为正常蓄水位、下游为相应尾水位加地震属情况，上游为正常蓄水位、下游无水属情况(A基本荷载组合，B特殊荷载组合，C不予考虑或不存在)。16．某工程以防洪为主，其重力坝荷载如图7所示。请改正荷载中错误。17．已知实体重力坝坝体混凝土容重为23．5kN／m3，水容重为9．8kN／m3，坝与地基间的摩擦系数f＝0.7，要求的大坝抗滑稳定安全系数为1．05，试问：(1)当坝底扬压力折减系数分别为1.0和0.3时，坝的基本三角形剖面尺寸各是多少?(2)计算上述情况的工程量相差多少?(3)应如何按照实用要求修改基本剖面? 18．请指出图8所示重力坝可能出现滑动的位置，并说明其原因。19．重力坝削面尺寸如图9所示。已知：①岩石的饱和容重为27.0kN／m3，坝与基岩间的＝1.0、＝0.7MPa，建基面下10.0m有水平软弱夹层，其摩擦系数f＝0.2，在坝趾区有倾向上游、倾角150的密布节理裂隙；②荷载只考虑自重(坝体自重8．3万kN)静水压力和扬压力；③扬压力在排水孔幕处折减系数为0．25；④地基岩体不能承受拉应力，允许抗压强度为30MPa⑤坝为2级建筑物，按规范规定选取抗滑稳定安全系数。试问：(1)沿建基面和软弱夹层面的抗滑稳定安全系数为多少?(2)如果Kc<[Kc]，请提出可能的处理措施，并分析哪种措施更为经济合理。20．重力坝坝基软弱夹层如图10所示。试计算在图示荷载作用下，坝基的抗滑稳定安全系数；若不满足抗滑稳定安全要求，请提几种可能的处理措施，并分析其合理性。21．试说明图1l所示重力坝坝面A、B两点的两个主应力方向和其中—个主应力大小。22．试说明图12所示重力坝在库空时，A、B两点主应力方向和一个主应力大小。 23．，当n>0时就肯定不会出现拉应力，对吗?为什么?24．某实体重力坝建基上存在直线分布扬压力部分，如图13所示。计算仅有直线分布扬压力作用下M点的应力分量σy、σx、τ和主应力σ1、σ2及其方向。25．浪压力荷载对中等高度以上的重力坝的坝体稳定和应力影响均不大，可以忽略，但对闸墩及低坝则必须考虑，为什么?26．重力坝坝基设封闭帷幕如图14所示。若已知②、③作用下的坝内应力计算公式，请变化为④作用下的应力计算公式。27，某重力坝如图15所示，属三级建筑物；坝身采用C10#混凝土，容重为23．5kN／m3；基岩为砂岩，极限抗压强度为50MPa，淤沙浮容重为8．2kN／m3，内摩擦角为80；坝体与基岩间＝1.1，c＝0.6MPa，按8度地震设防，库区多年平均最大风速为9m／s(垂直坝面)，校核、设计、正常蓄水位的吹程分别为1．0km、0．9km，0．8km，排水孔处的扬压力折减系数为0.25，各种水位如图示。水库以防洪为主。荷载组合按规范规定。计算任务：(分别做手算和电算)(1)各荷载组合的抗滑稳定安全系数；(2)各荷载组合的边缘应力和基本荷载组合情况下，建基面五个等分点上的应力分量及主应力大小和方向；(3)根据重力坝稳定、强度、经济标准分析坝剖面的合理性及改善措施。 28．某重力坝剖面和尺寸如图16所示。请根据堰顶高程按WES曲线修改为溢流坝剖面，并用1：500比例在方格纸上画出；若在正常蓄水位时(57．0m)要求该闸门在0．1H局部开度情况下运行，请核算会不会发生空化空蚀?若可能发生空化空蚀，你将如何设计呢?29．泄水重力坝存在的水力学和高速水流问题有：、、、、等，在大孔口中可能出现交替现象，在深式泄水孔中可能出现交替现象，若泄水建筑物布置不当，则可能出现水流。此外下泄水流具有巨大动能，会引起、、，影响工程和工程效益正常作用等。30．由于掺气减蚀技术措施具有良好的防止空化空蚀的作用，所以可以降低对体形设计、不平整度控制、抗空蚀材料、闸门控制调度等诸方面的要求。对不对？为什么?31．某溢流重力坝堰顶高程、上下游最高水位、坝坡如图17所示，拟采用WES曲线和鼻坎挑流消能。请拟定过水边界的全部尺寸(含切点)。32．冲击波发生在、、、等情况下，在溢流重力坝中冲击波并不严重。33．有压和无压泄水孔(洞)常布置通气孔和平压设备，请填下表说明其作用。34．某溢流重力坝为2级建筑物，堰顶高程65．2m，下游鼻坎高程17m，挑角250。50年—遇洪水，下游单宽流量为80m3/s·m，上游水位为80m，下游水位为10m(地面为0m)；100年一遇的相应数据为100m3/s·m、83m、13m；500年一遇则为130m3／s·m，85m、15m；坝趾下游为节理裂隙发育的花岗岩，请校核挑流消能的安全性。35．重力坝临时性横缝键槽方向—般为：当相邻坝段要求传递铅直向剪力时，采用 向键槽；要求传递水平向剪力时，则采用向键槽。36．某溢流重力坝墩中分缝，工作闸门和帷幕灌浆如图18所示。试画出横缝的止水布置。37．如何验算重力坝岸坡坝段的稳定性?常用哪些措施提高其稳定性?38．重力坝坝基低变形模量(例1000MPa左右)对坝体和坝基的应力分布有利，能降低坝踵拉应力或拉应力转为压应力，为什么?39．重力坝的岩基开挖已达到设计开挖高程，其下岩体变形模量低(例3000MPa)、透水性大(例10-3cm／s)，是否继续开挖(若强度已达到要求)?为什么?40．某溢流重力坝(图19)，坝高115m，地处气候温和地区，拟采用碾压混凝土施工，请选择Ⅰ～Ⅵ 区的混凝土标号，并请做Ⅳ区的碾压混凝土配合比设计。41．碾压混凝土重力坝大面积快速施工与工作条件、孔口布置、地基性质、枢纽布置等方面存在哪些矛盾?你认为如何改进?42．重力坝存在哪些病害?原因是什么?怎样设计才能避免这些病害?43．氧化镁微膨胀混凝土、硅粉混凝土、钢筋混凝土、钢筋硅粉混凝土、聚合物浸渍混凝土等在重力坝中有哪些应用?为什么要应用这些材料?44．如图20，某重力坝上游面坡度为1：n，某点压应强度为pu，泥沙高度为hs，浮容重为γs，上游面水平正应力为σyu，求该点的两主应力的大小和方向。若淤沙内摩擦角φs＝0，其主应力大小和方向呢?45．某重力坝孔中分缝，工作闸门位置和防渗帷幕位置如图21所示。请在图上画出横缝止水位置。46．某发电枢纽，其引水坝段如图22所示。为解决粗砂过机问题，在其紧邻左侧非溢流坝段(宽18m)内布置冲砂孔，若新淤勤拉，φs＝60，请画图表示冲砂孔布置高程。47．国际大坝会议安全委员会编制的《大坝安全准则》规定：“由于水库诱发地震的可能性，100m或超过100m的高坝或大于l0×l08m3的水库，即使在无历史地震的地区内，设计中也应计入地震荷载。在这种情况下，有关设计地震的特性由设计确定经政府机构批准。”请对照我国抗震设计规范之规定，应如何确定设计烈度?48．世界各国已建和在建的碾压混凝土坝，胶结材料用量的多少可分为哪3种类型?各自材料用量是多少?各有何特点?而1987～1988年，两年间建成了19座碾压混凝土坝，其中18座为中等或高胶结材料用量的碾压坝。为什么? 49．碾压混凝土重力坝的高宽比：国外有些坝为0.6，我国为0.7～0.9，原因是什么?你有何改进建议?50．碾压混凝土重力坝上游防渗结构有哪6种?各自结构是什么?各有什么优缺点?你认为应如何改进?51．碾压混凝土重力坝横缝间距很大，有的甚至不分缝。请说明原因和存在问题。*52．某重力坝坝高50m，其他尺寸和水位如图23所示。①坝体混凝土容重γ假定为正态分布，mγ=23kN／m3，变异系数Vγ=0.03；②混凝土抗压强度Rh假定为对数正态分布，mRh=15MPa，VRh＝0.279；③摩擦系数假定为正态分布，mf=0．7，Vf=0，131；④水位H取以坝底高程为零的相对高程，假定为对数正态分布，mH为正常高水位47．5m，水位变动范围为正常高水位上2.5m、下10m，即极差12.5m，并假定坝是百年一遇洪水校核，VH=0.03；⑤扬压力按上游水位47.5m、下游水位5m考虑，坝基有防渗帷幕和排水孔幕，排水孔中心距坝踵7m，α=0.25。假定为对数正态分布，Vw=0.025。要求：(1)求抗压极限状态；(2)求抗滑稳定极限状态。*53．某宽缝重力坝工程实测C点应力如下表所示，请进行回归分析(以拉为正，单位kg/cm2)，并说明其规律性。'