水工建筑物习题及答案10934.docx
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水工建筑物习题及答案10934
水工建筑物习题
第一部分课内训练
第一章绪论
一、填空题
1．我国人均水资源约为世界水资源的 。
2．河道常用的防洪体系为 、 、 。
3．水利工程按所承担的任务可分 、 、 、 和 。
4．水工建筑物按用途可分为 、 、 、 、 和 。
5．水工建筑物按使用时间可分为 、 。
6．组成水库枢纽的“三大件”包括 、 和 等类型建筑物。
二、名词解释
1．水利工程
2．水利枢纽
3．水工建筑物
4．水利事业
三、判断题
1．我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。
（ ）
2．我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面。
（ ）
3．水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短。
（ ）
4．所谓水利工程，是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。
（）
四、简答题
1．我国水资源分布的特点是什么？
2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？
3．简述水工建筑物的特点？
4．水工建筑物按用途分为哪几类？
5．为什么要在江河上兴建水利工程?
6．兴建水利工程对国民经济、自然环境有哪些影响?
如何充分利用其有利方面并做好不利方面的转化工作。
7．什么是水工建筑物的工作条件，工作条件应包括哪些内容?
8．水工建筑物有哪些结构特点，有哪些工作特点?
9．如何对水工建筑物分类?
10．为什么要对水利水电枢纽工程分等和对水工建筑物分级，分等分级的原则、方法是什么，分等分级有哪些作用?
11．请以三峡水利枢纽工程为例，说明水利工程的根本任务。
12．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?
13．下列哪些指标是确定水利工程等别的依据？
哪些指标是提高挡水建筑物级别的依据？
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。
第二章重力坝
一、填空题
1.重力坝是指 。
其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设 ，将坝体分成若干个坝段，每一个坝段相当于固接于地基上的 。
2.重力坝按坝高可分为 、 、 三类。
按泄水条件可分为 、 。
按坝体结构形式可分为 、 、 和 。
3.重力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的 ，控制坝体剖面尺寸的主要指标是 、 ，重力坝的基本剖面是 形。
4.非溢流坝的坝顶或防浪墙顶必须高出库水位，其高出库水位的高度为：
△h=hl+hz+hc,其中hl表示 ，hz表示 ，hc表示 。
5. 表示地震对建筑物的影响程度。
越大，表示对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。
6.按承载能力极限状态设计时，应考虑 和 两种作用效应组合。
7.按正常使用极限状态设计时，应考虑 和 两种作用效应组合。
8.溢流坝既是 ，又是 。
因此，坝体剖面设计时除满足稳定和强度要求外，还要满足 的要求，同时要考虑下游的消能问题。
9.溢流坝的溢流面由顶部的 、中间的 、底部的 组成。
10.单宽流量的大小是溢流坝设计中一个很重要的控制指标。
如果单宽流量越大，对 不利，但对 有利。
11.溢流坝段的横缝有两种布置方式。
其中，横缝布置在 时，相邻坝段产生的不均匀沉陷不影响闸门启闭，但闸墩厚度 。
另一种形式，横缝布置在 ，闸墩比较薄，但受地基不均匀沉陷的影响大。
12.闸墩的水平剖面形状应使 ，减小水头损失，墩头的形状常用 、 、 等。
13.工作闸门常在 中启闭；检修闸门在 中启闭；事故闸门常在 中快速关闭，在 中开启。
14.通气孔的上端进口不允许设在 内，自由通气孔的上端进口应高于 。
15.重力坝坝体排水措施是：
靠近上游坝面设置 ，其上下端与坝顶和廊道直通。
坝基排水措施是 。
16.坝体分缝的目的是：
，满足施工的要求。
常见的缝有：
、 和施工缝。
17.重力坝内的廊道的作用是 、 和观测、交通廊道常分为：
和 。
18.排水孔幕布置在 的下游，通常在防渗帷幕灌浆后施工。
19．重力坝岩基渗流危害性有①、②、③，④等。
采用的措施是：
。
20．扬压力对重力坝的不利。
重力坝主要依靠自重满足和要求。
21．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。
22．混凝土重力坝控制坝基渗流的目的，有、和大小，一般是控制。
23．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。
二、名词解释
1．扬压力
2．重力坝的基本剖面
3．重力般的实用剖面
4．荷载作用的基本组合
5．荷载作用的偶然组合
三、选择题
1．溢流坝属于（ ）。
A挡水建筑物和泄水建筑物 B次要建筑物
C挡水建筑物 D泄水建筑物
2．下列重力坝是按坝体的结构形式进行分类的有（ ）。
A混凝土重力坝 B浆砌石重力坝
C实体重力坝 D溢流重力坝
3．下面关于坝体应力的几种说法正确的是（ ）。
A正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应小于坝基容许压应力。
B正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应大于坝基容许压应力。
C坝体内绝对不允许出现拉应力
D以上说法都不对。
4．重力坝的坝体廊道的主要作用是（ ）。
A检查和排水 B检查、灌浆和排水
C排水 D交通
6．采用以下（ ）措施主要用来降低重力坝坝基的扬压力。
A开挖与清理 B固结灌浆
C帷幕灌浆 D混凝土齿墙
7．重力坝的基本剖面为（ ）。
A梯形 B三角形 C矩形 D正方形
8．重力坝地基处理时，顺水流方向的开挖面不宜（ ）。
A成台阶状 B成锯齿状 C向下游倾斜 D向上游倾斜
9．高度超过（ ）的坝属于高坝。
A50m B60m C70m D100m
10．因为作用于重力坝上游面的水压力呈（）分布，所以其基本剖面是三角形。
A三角形B矩形C梯形D弧形。
四、判断题
1．检修闸门和事故闸门都只能在静水中关闭和开启。
（ ）
2．官厅公式只适合于计算峡谷水库的波浪三要素。
（ ）
3．对于基本烈度为6度及其以下地区不考虑地震荷载。
（ ）
4．坝内水平截面上的剪应力τ呈三次抛物线分布。
（ ）
5．挑流消能适用于基岩较坚固、水头较高的情况。
（ ）
6．固结灌浆是深层高压水泥灌浆，其主要目的是为了降低坝体的渗透压力。
（）
7．地震烈度大，对建筑物的破坏小，抗震设计要求低。
（ ）
8．设计洪水情况属于荷载的偶然组合。
（ ）
9．按定型设计水头确定的溢流面顶部曲线，当通过校核洪水位时不能出现负压。
（ ）
10．重力坝的基本剖面是三角形是因为考虑施工方便。
（）
五、简答题
1．重力坝的工作原理是什么？
2．重力坝的工作特点有哪些？
你认为有哪些途径和方法，可以改进实体重力坝存在的缺点？
3．重力坝有哪些类型？
4．作用于重力坝上的荷载有哪些？
何为计算荷载的标准值？
何为设计值？
为什么要进行荷载组合？
5．如何对作用重力坝上的荷载进行组合？
6．用材料力学法进行重力坝应力分析做了哪些基本假设？
7．重力坝应力分析的目的是什么?
需要分析哪些内容?
8．试述重力坝坝面和坝基面的应力控制标准。
为何坝面用主应力，坝基面用正应力作为控制标准?
应力控制标准又分有无扬压力两种情况，为什么?
9．若坝踵坝趾应力不满足强度标准要求，应如何改善呢?
10．为什么要对坝体混凝土进行分区？
11．简述溢流重力坝的消能型式、消能原理及适用条件。
12．DL5108-1999重力坝设计规范要求抗滑稳定分析需验算哪些作用组合？
提高坝体抗滑稳定性的工程措施有哪些？
13．重力坝为什么要进行分缝？
常见的缝有哪些？
14．坝内廊道有哪些？
各有什么作用？
15．重力坝对地基有哪些要求？
16．重力坝地基处理的措施有哪些？
17．固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？
18．简述重力坝坝基的防渗与排水措施。
19．什么叫浮托力，渗透压力，扬压力和渗流力?
为什么扬压力对重力坝的稳定不利?
20．分别画出实体重力坝、空腹重力坝及宽缝重力坝的扬压力分布图。
21．选择渗透压力折减系数时应考虑哪些因素?
22．说明地震震级和烈度的概念。
说明地震基本烈度和设计烈度的含义，确定其值应注意的问题。
23．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?
六、计算题
1.某混凝土重力坝为3级建筑物，上游坝坡取折坡形，折坡点位于坝高的2/3处，即169.3m高程。
在此以上坝坡铅直，在此以下坝坡坡率n取0.2，下游坝坡坡率m取0.7，坝顶宽度5.0m。
防洪高水位177.2m，相应下游水位154.3m；校核洪水位177.8m，相应下游水位154.7m；正常高水位176.0m，相应下游水位154.0m；死水位160.4m，淤沙高程160.4m；淤沙的浮重度
8kN/m3，内摩擦角
18°；混凝土重度
24kN/m3。
河床基岩面高程为149.3m，地基为较完整的微风化花岗片麻岩，坝基设帷幕灌浆和排水孔，帷幕及排水孔中心线距上游坝脚分别为5.3m和6.8m。
地震设计烈度为7度；50年一遇风速22.5m/s；水库吹程D=3km。
试分析其荷载组合。
图1-2-1非溢流重力坝剖面
2.已知资料见习题1，用分项系数极限状态设计法核算基本组合﹙防洪高水位情况﹚时坝体沿坝基面的抗滑稳定性能。
3．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1-2-2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。
图1-2-2防渗帷幕、排水孔幕布置图（单位：
m）
1-防渗帷幕中心线；2-排水孔幕中心线；3-水平止水
4．已知实体重力坝坝体混凝土重度为23.5kN／m3，水的重度为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?
5．初拟非溢流重力坝剖面及坝体稳定计算
基本资料：
某重力坝为Ⅱ级建筑物，建在山区峡谷非地震区，坝顶无交通要求。
上游设计洪水位66.0，相应下游水位4.0m。
上游校核洪水位68.0，相应下游水位5.0。
坝址处基岩表面高程为0.0，坝底与基岩之间的摩擦系数f=0.6。
为了进行坝基灌浆和排水，设置一标准廊道，其尺寸为2.5*2.5m，廊道上游至坝面的最小距离为4.0m，廊道底面至坝底面的距离为6.0m。
多年平均最大风速v=16m/s。
吹程D=3km。
计算中暂不计泥沙压力。
坝体材料为细骨料混凝土，其重度
=24kN/m
。
要求：
（1）根据教材中确定基本剖面的原理（不必用基本剖面计算公式），并参考实用剖面经验数据，初拟坝体剖面（要按比例）。
（2）根据初拟剖面进行坝体抗滑稳定计算（设计洪水位情况）。
如不满足抗滑稳定要求，指出改进措施（不要求重新计算）。
第三章拱坝
一、填空题
1．地形条件往往是决定拱坝结构型式、工程布置以及经济性的主要因素。
地形条件主要指、与 、平面形状、、。
2．一般来说，拱圈的曲率相对较时，曲率半径就相对较，拱圈内的弯矩较。
（大、小）
3．做应力分析时，应考虑情况；作稳定分析时—般考虑情况。
（温升、温降）
4．拱坝的水平拱圈在温降时，拱圈将向变位，相当于拱圈承受向的均匀水平水压力所产生的变位（上游、下游）；拱圈内产生的剪力、弯矩与水平水压力产生的剪力和弯矩的方向，而轴向力则；（相同、相反）；拱冠上游面受，下游面受，拱端上游面受，下游面受。
（拉、压）
5．均匀温度变化Tm是温度荷载的部分，等效线性温差是温度荷载部分，而非线性温度变化。
Tn仅对局部应力有影响。
（主要、次要）
二、名词解释
1.拱坝
2.拱冠梁
3.纯拱法
4.拱梁分载法
三、选择题
1.双曲拱坝是指坝体在（）方向上呈拱形。
A水平B铅直C水平和铅直DA与B和C均不对。
2.（）将拱坝视为有一系列各自独立、互不影响的水平拱圈所组成。
A纯拱法B拱梁法C有限单元法D拱冠梁法
3.与重力坝相比，拱坝的（）荷载，且其上升为主要荷载。
A扬压力B自重C温度D水压力
4.在V型或接近V型河谷中，多采用（）。
A等半径拱坝B变半径、变中心角拱坝C等中心角拱坝D双曲拱坝
5.（）泄洪方式，其溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成。
A自由跌流式B鼻坎挑流式C滑雪道式D坝身泄水孔
6.拱坝应力计算的拱冠梁法仅需满足（）变为协调。
A径向B切向C竖向D三个方向的角变位
7.拱坝非溢流坝段顶宽度应根据剖面设计，满足运行、交通要求确定，不宜小于（）。
A3mB4mC5mD6m
8．（）将拱坝视为由一系列水平拱圈和拱冠处的一根悬臂梁所组成。
A纯拱法B拱梁法
C有限单元法D拱冠梁法
9．拱坝体型设计要求拱圈内弧与该高程可利用岩体等高线间的夹角宜大于或等于（）。
A10°B20°
C30°D40°
四、判断题
1.拱坝的超载能力高是由于坝体厚度较薄、材料均匀性好。
（）
2.拱坝坝肩的抗滑稳定决定了拱坝的安全。
（）
3.拱圈中心角2A增加对稳定有利，对应力不利。
（）
4.如果封拱时混凝土温度过高，则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。
（）
5.拱坝的超载能力高是由于坝体厚度较薄、材料均匀性好。
（）
6．在拱坝的应力分析方法中，拱冠梁法在荷载分配时仅考虑了径向变位的调整。
（）
五、简答题
1．简述拱坝的结构特点和工作特点。
2．拱坝对地形。
地质条件有哪些要求?
为什么有这些要求?
3．拱坝可按坝高、厚高比、拱圈形状、坝体几何形状等分类，各有哪些类型?
分类的意义是什么？
4．河谷的高宽比与拱坝的厚高比有什么关系?
为什么基本上是这种对应关系?
5．在水压力作用下，双曲率拱坝中上部的梁应力在上游面受压，在下游面受拉，和自重产生的梁应力正好相反，使坝体应力得到改善。
试分析上述现象。
6．坝肩岩体的稳定是拱坝安全的根本保证。
你是怎样理解的?
薄拱坝、厚拱坝、重力拱坝对坝肩岩体要求是否相同?
为什么?
7．什么叫拱圈的最优中心角?
试分析在收缩、平顺、扩散河谷情况下如何选择拱圈的最优中心角。
8．拱圈的中心角大小对拱的应力有什么影响？
9．在河谷高宽比相同时，河谷断面形状为V、U、└┘形时，拱坝布置有何不同?
10．拱坝布置的内容是什么?
如何正确拟定拱冠梁和拱田的形状和尺寸?
11．说明拱坝布置的原则、方法和步骤．
12．根据拱圈内力的变化情况，说明拱圈厚度从拱冠到拱端如何变化较好?
13．试从应力、稳定、经济及施工等方面比较各种常见拱形的优缺点。
并分析各自的适用条件。
14．增加拱坝顶刚度可以改善悬臂梁的受力条件，为什么?
而设置表孔泄洪，孔口会破坏顶拱刚度，应怎样协调这个矛盾呢?
15．试述拱坝坝面倒悬度控制标准和处理方法。
等中心角拱坝最大倒悬度在拱端吗?
16．在进行拱坝布置时，要求地基开挖成连续光滑的曲线，坝面连续光滑，倒悬度满足要求。
其原因是什么?
17．对比重力坝，说明拱坝的荷载特点及其原因。
18．什么是拱坝的温度荷载?
为什么将温度荷载列为拱坝的主要荷载?
为什么温降肯定对拱坝的应力不利，而温升一般对拱坝稳定不利?
19．与重力坝比较，地震对拱坝的作用有什么特点?
地震荷载公式有什么异同点?
为什么要考虑侧向地震?
如何考虑?
在什么条件下考虑竖向地震?
20．与重力坝相比较，拱坝的荷载组合原则、计算情况及荷载项目有什么异同点?
为什么有这些异同点?
21．按拱梁分载法，可把拱坝看成由水平拱圈和铅直悬臂梁组成的交织体，取它们交织的微单元体．作用在其水平和铅直面上各有哪些“力”?
若微单元趋于一点，又有哪些“力”?
22．拱冠梁法、考虑扭转的拱冠梁法和多拱梁法有何不同?
精度如何?
适用情况呢?
23．拱坝坝肩岩体稳定是拱坝安全的根本保证。
岩体稳定的含义是什么?
根本保证的根据和内容是什么?
24．拱坝坝肩岩体稳定分析有哪些方法?
这些方法的优缺点和适用条件是什么?
25．改善拱坝坝肩岩体稳定有哪些措施?
它们的原理、方法和适用条件是什么?
26．拱坝优化设计方法有哪些?
试述其原理、方法和步骤。
27．拱坝有哪些泄水方式?
试述其特点和适用条件。
28．拱坝下泄水流有哪些特点?
拱坝消能有哪些方式?
各有何特点?
为什么拱坝一般采用挑流消能呢?
29．“高拱坝外部混凝土的水灰比应限制在0.45～0.55范围内，内部可为0.60～0.65。
”对于薄、厚、重力拱坝是同样要求吗?
对溢流流和非溢流坝是同样要求吗?
为什么?
30．拱坝横缝有窄缝和宽缝两种，各具何特点?
如何保证宽缝回填混凝土质量和与两侧混凝土的胶结?
31．与重力坝相比较，薄拱坝、厚拱坝、重力拱坝的廊道布置有什么特点?
32.双曲拱坝设周边缝，按周边缝高度分有哪几种情况，各有何优缺点？
33．按分载法理论，薄拱坝将承受的所有荷载的主要部分通过水平拱圈的作用传给两岸岩体，故坝体安全主要取决于两岸坝肩岩体的稳定性。
为什么?
34．扬压力对拱坝应力影响程度视坝高，拱厚而定，对于一般薄拱坝的应力影响很小，可以忽略，而对坝肩岩体稳定影响很大。
因此，和重力坝一样必须做好防渗和排水。
为什么?
35．请改正图1-3-1中错误，并说明改正原因。
图1-3-1拱冠梁的水压力分配图
36．坝肩岩体滑动的主要原因：
—是岩体内存在软弱结构面或阻滑岩体体积变小，二是拱端力系和扬压力的合力方向对滑动面不利。
为什么?
37．分析拱坝改善坝肩岩体稳定问题。
38．拱坝枢纽的泄水方式有河岸隧洞、河岸溢洪道和坝身泄水等，而坝身泄水是拱坝枢纽的主要泄水方式。
为什么?
39．由于拱坝一般布置在窄探狭谷中，坝身泄水有向心集中的特点，因此，消能防冲是拱坝的主要技术问题之一。
试分析常用消能措施的特点和适用条件。
40．拱坝不设永久性横缝．而设置竖向键槽的临时缝，待坝体冷却到灌浆温度进行横缝灌浆，把拱坝连成整体。
为什么?
六、计算题
1．拱坝布置
（1）要求①学会初拟拱坝厚度；②掌握拱坝平面布置的原则、基本方法和考虑因素。
（2）资料①坝址地形图见图1-3-2；②拱坝坝轴线河谷断面的地质条件为：
覆盖层厚2.0m，其下为水平状的厚层灰岩；⑧坝高80m（底635m，顶715m）；④正常蓄水位710.0m，设计洪水位712.5m，校核洪水位713.95m，相应下游水位635.0m、640.0m、650.0m。
图1-3-2坝址地形图
（3）成果要求①拱坝平面布置（包括圆心轨迹线）；②拱冠梁和岸边悬臂梁坝段的断面图；③拱坝的主要尺寸表。
2．某双曲拱坝最大坝高48m，其中溢流坝高45m，溢流水头2.5m，河谷断面呈V形，拱坝各层拱圈几何特性列于表1-3-1，拱冠梁剖面见图1-3-3。
坝基为花岗岩，变形模量Ef＝1.4×104MPa，坝体材料为小石子混凝土砌块石，重度22kN/m3，线膨胀系数α=0.8×10-5。
坝高淤积泥沙高程196．0m，淤积浮肿度为11kN／m3，淤沙摩擦角φ=200。
考虑荷载为水平水压力、泥沙压力和坝体均匀温降，温降度数按公式
计算，忽略扬压力和竖向水重。
要求：
分别用纯拱法、拱冠梁法（手算和电算）计算坝体应力并对计算结果进行分析。
图1-3-3拱冠梁剖面图（高程：
m）
表1-3-1拱圈特性表
断面编号
高程
（m）
拱厚
（m）
平均半径
（m）
半中心角
φA（度）
1
233.50
3.30
30.7
52.0
2
218.75
4.15
26.75
65.4
3
207.50
5.00
19.90
62.5
4
196.25
5.80
14.55
56.0
5
185.00
7.00
10.50
40.0
第四章土石坝
一、填空题
1．土石坝按施工方法可分为 、 、和 等形式。
2．土坝按防渗体的位置分为 、 、 、 。
3．土石坝的剖面拟定是指 、 、和 的拟定。
4．在土石坝的坝顶高程计算中，超高值Y= （写出公式）。
公式中各字母代表的含义是：
、 、 。
5.碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m设置 ，宽度不小于1.5～2.0m，一般设在 。
6.当有可靠防浪墙时，心墙顶部高程应高于 ，且不低于 。
7.由于填筑土石坝
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