注册土木工程师水利水电专业案例习题.docx
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注册土木工程师水利水电专业案例习题
4～6.某大型工程，位于8度地震区。
主坝为粘土均质坝，受地形的限制，为满足泄洪要求，在主、副坝联接处建有溢洪道，设计洪水泄流量为8300m3/s，溢洪道基础位于第三纪砂层上。
溢洪道采用直线布置，由驼峰堰进水闸、泄槽、一级消力池、二级消力池、三级消力池以及海漫等几部分组成。
堰体为驼峰堰型，长28m，上游设壤土铺盖，厚2～3m，长250m，渗透系数为1×10-6cm/s，铺盖下砂层渗透系数为3×10-3cm/s。
堰体下设两条横向〔垂直水流〕排水管，并与堰体两侧边边墙外纵向排水管相联，横向排水管内地下水位高程为。
堰体结构简图及设计洪水过水时的受力状态见附图。
泄槽两侧挡墙为直墙式，并对称扩散，进口堰末泄槽起点宽，流速为/s，水深；泄槽末端处宽170m，流速为/s，水深。
泄槽底板下设有反滤层和网状排水沟，纵横向排水沟布置在泄槽底板下，横向排水沟自溢洪道中心向两侧以5%的坡度引边墙外排水廊道内。
第三纪砂层相对密度为0.80。
由颗粒级配曲线查得小于各粒径重量占总重量的百分数如下表：
砂的粒径
di〔mm〕
对应粒径
占〔%〕
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
85
100
4.判断溢洪道泄槽〔陡槽〕满足水流扩散所需要的沿水流方向的最小水平投影长度，以下哪一项能满足最低要求?
〔A〕190m〔B〕170m
〔C〕150m〔D〕130m
答案：
（B）
主要解答过程：
溢洪道泄槽边墙扩散角可按《溢洪道设计标准》附录A.3中公式A.3.2-2计算，
tgQ=（g*h）1/2/k/v
式中：
h—扩散段首、未端平均水深；
v—扩散段首、未端平均流速；
k—经验系数，取3.0；
mm/s
tgQ=（g*h）1/2/k/v=（9.81*3.55）1/2
溢洪道泄槽满足水流扩散所需要的沿水流方向的最小水平投影长度L：
5.当设计洪水泄洪，闸门全开堰体过水时，〔顺水流方向〕影响堰体〔单宽〕稳定的除有结构自重及其上的永久设备重量、土压力外，还有哪些基本荷载？
〔A〕设计洪水位时的扬压力和地震荷载
〔B〕设计洪水位时的扬压力和泄流时的水压力
〔C〕设计洪水位时的静水压力和地震荷载
〔D〕设计洪水位时的静水压力和波浪压力
答案：
（B）
主要解答过程：
6.由上述条件，以下哪一选项最接近高程以上堰体上游面（单宽）所作用的水平水推力的计算值？
〔按时均压强计算，忽略铺盖厚度，堰趾至横向排水沟的渗径长度按20m计，堰体过水如图示〕。
以下选项中水平水推力计算值，哪一项是比较正确的？
〔A〕780kN〔B〕460kN
〔C〕420kN〔D〕1360kN
答案：
〔B〕
主要解答过程：
铺盖首部的渗透压力=（151.0-134.5）*10=165KN
铺盖尾部的渗透压力＝KN
堰底板上游的渗透压力＝KN
排水管的渗透压力为0
（1）上游止水以上水压力H1
H1=0.5（80+120）*4=400KN
（2）上游止水以下水压力H2
H2=0.5（14.72+12.02）*4.5=KN
堰体上游面（单宽）所作用的水平水推力=400+60.1=460KN
7.某装机450MW的坝后水电站内有2500kN/300kN的桥机，桥机轨道梁采用钢筋混凝土T形梁。
在进行吊车梁计算配筋时，需要确定T形梁的结构重要性系数γ0，桥机竖向荷载的动力系数γQ，结构系数γd。
以下哪一选项是正确的？
〔A〕γ0=1.1，γQ=1.05，γd
〔B〕γ0=1.0，γQ=1.05，γd
〔C〕γ0=1.0，γQ=1.2，γd
〔D〕γ0=1.0，γQ=1.1，γd
答案：
〔B〕
主要解答过程：
《水利水电工程第级划分与洪水标准》规定装机450MW为大（Ⅱ）型工程，厂房是主要建筑物，应为2级建筑物。
规定，2级建筑物结构重要性系数γ0；规定，桥机竖向荷载的动力系数γQ规定，结构系数γd=1.2。
8.有一素混凝土柱，混凝土强度等级C15，计算长度l0=3.6m，截面尺寸b×h=300×500mm2，轴向力设计值N=480kN，轴向力作用点至截面重心作用点距离e0=100mm，如下图。
经复核，该柱截面安全。
以下哪一个数值最接近该素混凝土柱的受压承载力？
〔A〕600kN
〔B〕710kN
〔C〕480kN
〔D〕520kN
答案：
〔C〕
主要解答过程：
《水工混凝土结构设计标准SL/T191-96》条文
公式5.2.2～1，5.2.2～4专业案例，水工结构篇，第二章，第三节
（1）有关系数
γd=1.3，fc=10N/mm2，e0=100mm，yc’=500/2=250mm
（2）判别是否要考虑受拉区混凝土的作用
0.4yc’=0.4×250=100mm
0.8yc’×250=200mm
故0.4yc’=e0≤0.8yc’，按不考虑混凝土受拉区的作用计算承载力。
〔3〕弯矩平面内的受压承载力
l/h=3600/500=7.2，查表5.2.2-1得，φ
N=
=482884N=483kN
〔4〕垂直弯矩作用平面的受压承载力
l/h=3600/300=12，查表5.2.2-1得，φ
N=
=709615N=710kN
应取〔483kN，710kN〕的小值，故受压承载力为483kN。
注：
（A）未计φ=0.93的影响，483/0.93=520kN；
（B）错误地取用〔483kN，710kN〕的大值710kN；
（D）错误地取用γd=1.2（钢筋混凝土构件），483/1.2×1.3==523kN。
9.某厂房〔3级建筑物〕房内有T形吊车梁，截面尺寸为梁高500mm，腹板宽200mm，翼缘厚度100mm，翼缘宽度400mm，计算跨度l0=6m，经计算跨中弯矩设计值M=210kN·m（包括自重），已配有受压钢筋2根直径16的Ⅲ级钢筋〔As’=402mm2〕，采用C20混凝土，受拉钢筋也采用Ⅲ级钢筋，2排布置，〔c=25mm〕，以下哪个数值最接近需要配置的受拉钢筋面积？
〔A〕2000mm2〔B〕1800mm2
〔C〕1950mm2〔D〕1845mm2
答案：
〔D〕
主要解答过程：
《水工混凝土结构设计标准SL/T191-96》条文6.2.2公式5.2.2～1，5.2.2～4
专业案例，水工结构篇，第二章，第四节
（1）确定有关系数
ψ=1.0，γd=1.2，γ0=1.0〔安全级别Ⅱ级〕，γG=1.05，γQ=1.20，fc=10N/mm2，fy=fy’=360N/mm2，c=25mm
（2）翼缘宽度计算
假定受拉筋直径20mm,2排钢筋间间距为50mm，则a=25+20/2+50/2=60mm
h0=500-60=440mm，a’=25+16/2=33mm，hf’=100mm
对于独立的T形梁，hf/h0=100/440=0.227>0.1,b+12hf’=200+12×100=1400mm
l0/3=6000/3=2000mm
取〔400，1400，2000〕的最小值，故bi’=400mm，
〔3〕T形截面类型判断
γd×210=252kN·m
fcbi’hi’（h0-hi’/2）+fy’As’（h0-a’）
=10×400×100×（440-100/2）+360×402××108N··m
γdM=252kN·m＞214.9kN·m，该梁属第二类T形截面
〔4〕配筋量计算
As3=fc（bi’-b）hi’/fy=10×（400-200）×2
M3=fc（bi’-b）hi’（h0-hi’/2）=10×（400-200）×100××107N·m=78kN·m
As1=fy’As’/fy=360×402/360=402mm2
M1=fy’As’（h0-a’）=360×402××107N··m
M2=γdM-M1-M3=252-58.9-78=115.1kN·m
ξ=
αs=1-
As2=
2
注：
（A）按一类截面计算配筋量时：
ξ=
αs=1-
As=
；
10.某中型泵站内有矩形混凝土柱，经计算，控制截面中作用的轴心压力设计值N=905kN，弯矩设计值M=375kN·m，柱在两个方向的计算长度l0=。
设计时混凝土采用C25，Ⅱ级钢筋，截面为矩形b×h=400mm×600mm，取a=a’=40mm。
不对称配筋时，所需的纵向钢筋面积As和As’最为接近以下哪一项？
〔A〕As=448mm2，As’=1079mm2
〔B〕As=2489mm2，As’=1079mm2
〔C〕As=1079mm2，As’=1079mm2
〔D〕As=2489mm2，As’=448mm2
答案：
〔B〕
主要解答过程：
《水工混凝土结构设计标准SL/T191-96》条文6.5.3，10.2.4公式6.5.3-1～3，6.5.3-3专业案例，水工结构篇，第二章，第四节
（1）求初始偏心距e0,e0=M/N=375/905=0.414m=414mm
（2）求偏心距增大系数η
l0/h=7200/600=12>8
需要考虑纵向弯曲的影响，由于l0/h=12<15，故取ζ2=1
ζ1=
××400××905×1000〕=1.381〉1,故取ζ1=1
η=1+
=1+（12×12×1×1）/（1400×
〔3〕判断大小偏心受压
ηe0××560=168mm，故按大偏心受压计算，属大偏心受压的第一种情况。
〔4〕求轴向作用力到As的距离e
e=ηe0+h/2-a=472-600/2-40=732mm
（5）求受压钢筋面积As’
取x=ξbho，ξb
=1079mm2>ρ’minbh0=0.2%×400×560=448mm2
（6）求受拉钢筋面积As
As=（fcbξbh0+fy’As’-γdN）/fy
×400××560+310××905×1000）/310
=2489mm2>ρminbh0=0.2%×400×560=448mm2
注：
（A）As为最小配筋；
（C）对称配筋；
（D）As’为最小配筋。
11～12.某中型水闸〔3级水工建筑物〕内有一矩形截面〔b×h=200×500mm2〕的C25混凝土简支梁，处于露天环境，跨度为l0=，使用期间承受均布线性荷载，其中永久荷载标准值为gk=17.5kN/m〔含自重〕，可变荷载标准值qk=11.5kN/m，可变荷载标准值的长期组合系数取ρ＝0.5。
由承载力计算，截面已配纵向受拉钢筋为2ф14＋2ф16，As=710mm2，（c=35mm），接着对裂缝宽度和挠度进行了计算。
11.荷载效应长期组合的长期刚度最接近下面哪一个数？
〔A〕Bl×1013N·mm〔B〕Bl×1013N·mm
〔C〕Bl×1013N·mm〔D〕Bl×1013N·mm
答案：
（B）
主要解答过程：
《水工混凝土结构设计标准SL/T191-96》条文6.5.3，10.2.4
公式6.5.3-1～3，6.5.3-3专业案例，水工结构篇，第二章，第五节
Ec×104N/mm2，不计受压钢筋,As’=0，ρ’=0，θ＝2.0，h0=457mm
αE=Es/Ec=20×105×104
ρ=
短期刚度BsαEρ）Ecbh03
=××0.0777）××104×200×4573
×1013N·mm
短期组合时的长期刚度：
长期组合时的长期刚度：
Bll＝Bs/θ×1013×1013N·mm
注:
（A）短期组合时的长期刚度
（C）短期刚度
12.梁的短期、长期挠度最接近下面哪一选项？
〔A〕fs=，fl=〔B〕fs=，fl=
〔C〕fs=，fl=〔D〕fs=，fl=
答案：
（C）
主要解答过程：
短期挠度:
长期挠度:
注:
（A）长期挠度计算时错用了Bls:
（B）短挠度计算时错用了Bs:
（D）计算误差累计.
13.有一预应力混凝土屋架下弦杆，截面尺寸为b×h=250mm×160mm，轴向设计荷载值N=560kN。
采用C40混凝土，预应力钢筋为冷拉Ⅳ级，配置非预应力钢筋为冷拉Ⅱ级。
采用后张法时，张拉控制应力σcon选用以下哪一项最合适？
〔A〕700MPa〔B〕350MPa
〔C〕590MPa〔D〕300MPa
答案：
（C）
主要解答过程：
冷拉Ⅳ级钢筋fpyk=700N/mm2，fpy=580N/mm2，
冷拉Ⅱ级钢筋fy=380N/mm2，
pyk×700=595N/mm2
后张法时张拉控制应力也不宜小于0.5fpyk×700=350N/mm2
通常350N/mm2≤σcom≤595N/mm2，并取较大值。
故σcom为595N/mm2最合适。
（A）σcom=fpyk=700N/mm2>（0.85+0.05）fpyk×700=630N/mm2，大于标准规定的最大张拉控制应力；
（B）σcompyk×700=350N/mm2，张拉控制应力过小，不能发挥冷拉Ⅳ级钢筋高强度的作用。
〔D〕σcom=380=fy，张拉控制应力过小，不能发挥冷拉Ⅳ级钢筋高强度的作用。
14.kN/m3，堤防防护对象的防洪标准为50年，堤高12m，以下哪一个选项的干密度满足标准规定的压实度最低要求？
〔A〕kN/m3〔B〕15.0kN/m3
〔C〕kN/m3〔D〕kN/m3
答案：
（D）
正确答案：
主要解答过程：
《堤防设计标准》第条，防洪标准为50年，2级堤防；第6.2.5条，2级堤防压实度不小于0.92。
16.某均质土堤防高10m，顶宽10m，迎水坡1：
2.5，背水坡1：
2，堤身土渗透系数为5×10-5cm/s，堤基为5m厚中粗砂，渗透系数为5×10-2cm/s，下面为不透水层。
在下述条件下计算：
上游水位高程为，下游水位高程为，堤底高程为，经采取下游压坡工程措施后，堤下游出逸点距堤下游坝脚，中粗砂层的单宽渗流量最接近哪一个选项？
〔A〕3/s〔B〕cm3/s
〔C〕3/s〔D〕3/s
答案:
（B）
主要解答过程：
透水地基均质土堤渗流计算，。
H1=8mH2=2mT=5mL=35mm1=2m2=2.5k0=5×10-2cm/s
Q=cm3/s
19～20.某水电工程拦河坝为混凝土重力坝，为1级水工建筑物，最大坝高90m，混凝土工程量85万m3，拦河坝设表孔溢洪道，不设底孔和中孔。
坝址位于“V”型河谷，底宽约50m，覆盖层较薄，坝体建基面为岩石，坝址处天然河道的水文资料：
全年10年一遇洪峰流量为800m3/s，20年一遇洪峰流量为1300m3/s，50年一遇洪峰流量为1800m3/s，100年一遇洪峰流量为2600m3/s。
19.拦河坝施工的施工导流方式，以下选项中哪一项是正确的？
〔A〕分期围堰导流〔B〕断流围堰隧洞导流
〔C〕断流围堰明渠导流〔D〕涵管导流
答案：
〔B〕
主要解答过程：
20.设上游围堰最大堰高，堰顶高程45m。
坝体临时度汛的泄水方式采用导流隧洞加坝体预留缺口联合泄流，缺口高程为45m，缺口宽40m。
根据库容曲线，库水位高程为45m3，库水位高程为52m3，假定缺口参与泄流后，导流隧洞的泄量为恒定值800m3/s，且不计水库的调蓄作用，为保证缺口两侧坝体在汛期继续干地施工，则缺口两侧坝体高程至少应到达多少？
〔注：
缺口泄流满足宽顶堰自由出流条件，流量系数m取0.34，侧收缩系数ε取0.94。
缺口两侧只计安全加高，不计波浪高，计算结果保留两位小数〕。
〔A〕〔B〕
〔C〕〔D〕
答案：
〔A〕
主要解答过程：
上游围堰最大堰高3，坝体临时度汛标准应为全年20年一遇洪水，相应洪峰流量1300m3/s。
宽顶堰自由出流，其泄流公式为：
Q=εmB×（2g）1/2×H3/2
导流隧洞的泄量为恒定值800m3/s，则缺口应分担的下泄流量应为1300-800=500m3/s，则公式可为：
5××40×（2×9.8）1/2×H3/2,
整理得：
H3/2=m。
H=4.2734m〔保留两位小数〕
两侧坝体高程=缺口底坎高程+H+超高=45+4.273+0.5=m
21～22.某混凝土重力坝最大底宽75m，横缝间距20m，纵缝间距25m。
坝体稳定温度场计算已完成，坝体基础约束区稳定温度为7°C。
水泥选用大坝水泥，根据水泥品种和用量，水泥水化热引起的温升值为22°C。
拟在秋季浇筑基础部位混凝土，坝址处月平均气温15°C，月平均水温8°C，每m3混凝土材料用量如下：
水—110kg，水泥—208kg，卵石—1712kg，砂—468kg。
21.3，配备运浇机械时，月不均衡系数取2.0，月工作小时数取500小时，坝体基础块层厚，采用平层浇筑法，铺层厚度，混凝土初凝时间132分钟，运输时间〔包括装卸运〕18分钟，混凝土运输，混凝土施工的运浇设备能力应不小于多少？
〔A〕164m3/h〔B〕80m3/h
〔C〕159m3/h〔D〕155m3/h
答案：
〔D〕
主要解答过程:
依据《专业案例》P528（8-2-4）公式：
KP（t-t1）≥BLh或P≥BLh/K（t-t1）
式中：
K—混凝土运输延误系数，取0.8-0.85；
P—浇筑仓要求的混凝土运浇能力，m3/h；
t1—混凝土从出机到入仓的时间，h；
t-允许层间间隔时间，h；
B、L—浇筑块的宽度和长度，m；
h—铺层厚度，m。
根据月浇筑强度：
P≥20000×2.0/500，P≥80m3/h；
根据仓面面积：
P≥20×25××〕=164（m3/h）—
P≥20×25××〕=155（m3/h）—延误系数取0.85，
由于题中已明确：
“在混凝土运输有充分保证的条件下”，即应选延误系数为0.85。
答案（A）错误，取延误系数0.8不合题意；
答案（B）错误，按月高峰强度不满足混凝土初凝要求；
答案（C）错误，取延误系数0.825不合题意。
kJ（kg·°C），水泥温度30°C，骨料温度取月平均气温，假设不计混凝土从拌合机出口到入仓的温度变化，基础允许温差22°C。
在对混凝土原材料不采取任何冷却措施的情况下，拌和温度不满足基础允许温差要求，应采取冷却原材料措施，使拌和温度再降低多少？
（拌和温度：
Tb=ΣCiGiTi/ΣCiGi）
〔A〕°C〔B〕°C
〔C〕°C〔D〕10°C
答案：
〔B〕
主要解答过程:
根据《混凝土重力坝设计标准》〔SL319-2005〕9.2.1和《水利工程施工》教材P171及定义，公式：
Tp=Tb+△t
式中：
Tp—浇筑温度，0C；
Tb—拌和温度，0C；
△t—出机口至入仓温度变化值，0C。
依据公式：
Tb=ΣCiGiTi/ΣciGi式中：
Tb—拌和温度；0C；
i—材料编号；
Ci—材料比热，KJ/（kg·0C）；
Gi—每m3混凝土材料i的用量，kg/m3；
Ti—拌和混凝土时材料i的温度，用月平均气温。
计算：
Tb=ΣCiGiTi/ΣciGi
×208××468××1712×15+4×110×8
=
×××1712+4×110
=14.77=14.8〔0C〕
则：
Tp=Tb+0Tp=14.8〔0C〕
混凝土温差为浇筑温度+水泥水化热温度-稳定温度，即：
14.8+22-7=29.8〔0C〕
允许温差为220C，故应再降低拌和温度7.8（29.8-22）〔0C〕。
答案〔A〕错误，计入了出机口到入仓的温度降低值；
答案〔C〕错误，计入了出机口到入仓的温度升高值；
答案〔D〕错误，无依据。
23.某土坝某高程施工作业面面积为40000m2，计划在此高程上连续碾压三层土料，每层铺土厚度为每日两班工作制。
采用流水作业法施工，施工组织设计的工段数大于流水作业工序数，碾压机械为8t拖式振动碾，碾磙宽度碾压速度3km/h，碾压8遍，进退错距法碾压。
如完成此项施工任务的工期限为2天，采用公式法计算，时间利用系数取0.8，搭接宽度取，则需同型号的振动碾至少为多少台？
〔A〕9台〔B〕6台
〔C〕7台〔D〕8台
答案：
〔C〕
主要解答过程：
根据《水利施工教材》P112和《施工组织设计手册》2册P1002的公式：
P=V（B-C）h/n×KB
式中：
P—碾压机械生产率，m3/h；
B—碾磙宽度，m;
n—碾压遍数；
V—碾速，m/h；
C—碾压带搭接宽度，m；
h—铺土厚度，m；
KB—时间利用系数；见表《施工组织设计手册》2册P1004公式6-7-27。
本公式运用主要考点为KB和C的选取，KB选0.8，取大值，对应原题“至少可为”，碾压带搭接宽度根据施工经验取0.2，〔根据《施工组织手册》P1003表6-7-45。
故：
P=（3000××0.45/8）×0.8=270（m3/h）
所以：
振动碾台数=40000××3/〔2×16×270〕=6.25=7（台）
其余答案均为错误，选择系数不当所致。
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