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《水工建筑物》课程教学资源(试卷习题)试卷二答案

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黄河水利职业技术学院 2、水闸翼墙的高度为6~10m,用哪种形式的挡土墙较合适 200~200学年算拳肩水工筑物课考试 A、重力式:B、扶壁式:C、悬臂式:D、空箱式 3、正槽溢洪道的泄槽纵坡应采用: A、陡坡 B、缓坡 C、平坡 临界坡 4、泄槽上游接宽顶堰,起始断面水深等于临界水深h,泄槽中发生水面曲线。 填空题:(每空1分,共20分) 河岸溢洪道的类型主要有_正式式、侧槽式、井式和虹吸式四 型壅水:B、b型降水:C、b;型降水:D、an型壅水 2、水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式 5、工作门布置在的为有压隧洞 (D) 3、海漫应具有一定的_粗糙性。,利于进一步消除余能:具有一定的透水性,以便排出渗水 A、进口 B、洞身:C、中部:D、出口 具有一定的柔性,适应河床的变形 6、隧洞洞身的村砌为不受力衬砌。 (C) 4、坝下涵管为了有效地防止集中渗流,在涵管1-2m的范围内用回填粘土做防渗层,这个防渗层称为A、喷错衬砌:B、预应力衬砌:C、平整衬砌:D单层衬砌。 涵衣 7、反滤层一般是由2~3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的,各层次的粒径按渗流方向逐 5、土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降称为临界坡降:使更大 的土粒开始移动,产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称为破坏坡降。 A、减小 B、增加 C、不变 D、加密。 6、在土石坝的坝坡稳定计算中,可用替代法考虑渗透动水压力的影响,在计算下游水位以上、浸润线8、当滑裂面通过无粘性土,坝坡部分浸入水中时为形滑裂面。(A) 与滑弧间的土体的滑动力矩时用饱和重度,计算抗滑力矩时用浮重度 A、折线 7、不平衡剪力在闸墩和底板进行分配时可采用弹性地基梁法和反力直线法 9、不能降低土石坝浸润线的排水设施是 C B) 8、水闸按照其所承担的任务分为节制闸、一进水闸、一分洪闸、排水闸和挡潮闸。9、过闸水流A、褥垫排水:B、贴坡排水:C、棱体排水:D、综合式排水 形态复杂,易发生的不利流态有波状水跃和折冲水流 10、底流消能通过闸下产生水跃来保护河床免遭冲刷 10、无压隧洞多采用圆拱直墙形 A、远驱式:B、临界式:C、波状:D、淹没式 9.11、土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施铅直方向的有_粘性土截水墙、板桩、_混凝 名词解释(每个2分,共10分) 侧槽溢洪道 单项选择题:(每题2分,共20分) 泄槽轴线与溢流堰的轴线接近平行,即水流过堰后,在侧槽段的极短距离内转弯约90度,再经泄槽泄 1、适用于弧形闸门侧止水的是 (B) 入下游 A、P型 C、刀型 《水工建筑物》试卷第1页共4页

《水工建筑物》试卷 第 1 页 共 4 页 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院 200 ~200 学年第 学期 水 工 建 筑 物 课程考试试卷 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得 分 姓名 学号 成绩 一、 填空题:(每空 1 分,共 20 分) 1、河岸溢洪道的类型主要有 正槽式 式、侧槽式、 井 式和虹吸式四种。 2、水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、 塔式 、岸塔式和斜坡 式。 3、海漫应具有一定的 粗糙性 ,利于进一步消除余能;具有一定的 透水性 ,以便排出渗水; 具有一定的柔性,适应河床的变形。 4、坝下涵管为了有效地防止集中渗流,在涵管 1~2m 的范围内用回填粘土做防渗层,这个防渗层称为 涵衣 。 5、土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降称为 临界坡降 ;使更大 的土粒开始移动,产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称为 破坏坡降 。 6、在土石坝的坝坡稳定计算中,可用替代法考虑渗透动水压力的影响,在计算下游水位以上、浸润线 与滑弧间的土体的滑动力矩时用 饱和重度,计算抗滑力矩时用 浮 重度。 7、不平衡剪力在闸墩和底板进行分配时可采用 弹性地基梁 法和 反力直线 法。 8、水闸按照其所承担的任务分为节制闸、 进水 闸、 分洪 闸、排水闸和挡潮闸。9、过闸水流 形态复杂,易发生的不利流态有波状水跃 和折冲水流 。 10、无压隧洞多采用 圆拱直墙形 断面。 9. 11、土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施铅直方向的有 粘性土截水墙 、板桩、 混凝 土防渗墙和帷幕灌浆。 二、单项选择题:(每题 2 分,共 20 分) 1、适用于弧形闸门侧止水的是: ( B ) A、P 型; B、L 型; C、刀型; D、 型。 2、水闸翼墙的高度为 6~10m,用哪种形式的挡土墙较合适。 ( C ) A、重力式; B、扶壁式; C、悬臂式; D、空箱式。 3、正槽溢洪道的泄槽纵坡应采用: ( A ) A、陡坡; B、缓坡; C、平坡; D、临界坡。 4 、泄槽上游接宽顶堰,起始断面水深等于临界水深 hk ,泄槽中发生 水 面 曲 线 。 ( B ) A、 cⅡ型壅水; B、bⅡ型降水;C、bⅠ型降水;D、aⅡ型壅水。 5、工作闸门布置在 的为有压隧洞。 ( D ) A、进口; B、洞身; C、中部; D、出口。 6、隧洞洞身的 衬砌为不受力衬砌。 ( C ) A、喷锚衬砌; B、预应力衬砌; C、平整衬砌; D 单层衬砌。 7、反滤层一般是由 2~3 层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的,各层次的粒径按渗流方向逐 层 。 ( B ) A、减小; B、增加; C、不变; D、加密。 8、当滑裂面通过无粘性土,坝坡部分浸入水中时为 形滑裂面。 ( A ) A、折线; B、直线; C、曲线; D、复合。 9、不能降低土石坝浸润线的排水设施是 。 ( B ) A、褥垫排水; B、贴坡排水; C、棱体排水; D、综合式排水。 10、底流消能通过闸下产生 水跃来保护河床免遭冲刷。 ( D ) A、远驱式; B、临界式; C、波状; D、淹没式。 三、名词解释(每个 2 分,共 10 分) 1、 侧槽溢洪道: 泄槽轴线与溢流堰的轴线接近平行,即水流过堰后,在侧槽段的极短距离内转弯约 90 度,再经泄槽泄 入下游

2、弹性抗力 9、孔隙水压力在土体滑动时能产生摩擦力,增大土体的抗剪强度 当衬砌承受荷载向围岩方向变形时,会受到围岩的抵抗,这个抵抗力称之为弹性抗力。 10、心墙坝的上、下游坝坡均比斜墙坝的缓 五、简答题:(每题5分,共30分 请简述土石坝最危险因弧位置的确定方法,并画图说明 由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的,而地基反力是连续变化的,所以,作用在单宽板条及墩 条上的力是不平衡的,即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力Q及Q,并由Q及Q的差值来维持 利用BB方捷耶夫及费兰钮斯法结合应用,可认为最危险的滑弧园心在扇形面积中线附近,可按下 板条及墩条上力的平衡,差值△Q=Q1-Q2,称为不平衡剪力。 面步骤计算出最小稳定安全系数Km。 4、浸润线 1、在eg线上选取O1、O2、O_为圆心,分别作通过点的滑弧并计算各自的安全系数k,按比例将 土石坝挡水后,在坝体内形成由上游向下游的渗流,渗流水面与坝剖面的交线则称浸润线 k值标在相应的圆心上,连成曲线找出相应最小k的圆心O 5、弹性地基梁法 2、通过eg线上k最小的点O4,作eg的垂线,在线上选O等为圆心,同样分别过点作滑弧找出最 把地板和地基看作弹性体,地板变形和地基沉降协调一致,垂直水流方向地基反力不成均匀分布 小的安全系数,按比例将标在点的上方 拒此计算地基反力和地板内力,此法适用于相对密度D)0.5的砂土地基和粘性土地基,考虑了地板 3、根据坝基土质情况,在坝坡或坝址外再选,同上述方法求出最小安全系数等,分别按比例标在点的 变形和地基沉降相协调,又计入边荷载的影响,比较合理 上方,连接标注诸短线的端点,即可找出相应于计算情况的坝坡稳定安全系数,一般要计算15个滑弧 才能求出K 四、判断题:(每题1分,共10分) 1、粘土铺兰的厚度是根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定,所以顺水流方向越来越厚 (4) 2、对于粘性土和砂性土地基,其地下轮廓线的布置有何不同? 2、板桩可以截阻渗流,防渗效果较好,适用于粘性土地基。 (×) 对粘性土地基,布置轮廓线时,排水设施可前移到闸底板下,以降低板下的渗透压力,并有利于粘 3、当围岩条件差,又有较大的内水压力时,无压隧洞也可采用圆形断面 (4) 性土加速固结,以提前闸室稳定性,防渗常用水平铺盖而不用板桩。 4、水平缝和垂直缝均应设置相应的止水 (√) 对于砂性土地基,当砂层很厚时,采用铺盖与板桩相结合的型式,排水设施布置在护坦上。必要时 5、回填灌浆的目的是加固围岩,提高围岩的整体性,减小围岩压力,保证岩石的弹性抗力。 铺盖前端再加设一道短板桩:当砂层较薄,下面有不透水层时,将板桩插入不透水层 (x) 6、水闸的侧向绕渗有自由水面,是三维无压渗流,因此不必做侧向防渗措施。 3、请简述在水工隧洞中平压管和通气孔的作用? 7、用瑞典圆弧法计算土石坝坝坡稳定问题,没有考虑土条间的相互作用力,计算出的抗滑稳定安全系 平压管的作用:为了减小检修门的启门力而设置在遂洞上壁内,待检修工作结束后,在开启检修门 之前,将水通过平压管放入两道门之间,使检修门两侧的水压平衡 数偏小 8、流土这种渗透变形主要发生在粘性土体的渗流出口处 通气孔的作用: 《水工建筑物》试卷第2页共4页

《水工建筑物》试卷 第 2 页 共 4 页 2、弹性抗力: 当衬砌承受荷载向围岩方向变形时,会受到围岩的抵抗,这个抵抗力称之为弹性抗力。 3、不平衡剪力: 由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的,而地基反力是连续变化的,所以,作用在单宽板条及墩 条上的力是不平衡的,即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力 Q1及 Q2,并由 Q1 及 Q2 的差值来维持 板条及墩条上力的平衡,差值△Q=Q1–Q2 ,称为不平衡剪力。 4、浸润线: 土石坝挡水后,在坝体内形成由上游向下游的渗流,渗流水面与坝剖面的交线则称浸润线。 5、弹性地基梁法: 把地板和地基看作弹性体,地板变形和地基沉降协调一致,垂直水流方向地基反力不成均匀分布, 拒此计算地基反力和地板内力,此法适用于相对密度 Dr  0.5 的砂土地基和粘性土地基,考虑了地板 变形和地基沉降相协调,又计入边荷载的影响,比较合理 四、判断题:(每题 1 分,共 10 分) 1、粘土铺盖的厚度是根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定, 所以顺水流方向越来越厚。 ( √ ) 2、板桩可以截阻渗流,防渗效果较好,适用于粘性土地基。 ( × ) 3、当围岩条件差,又有较大的内水压力时,无压隧洞也可采用圆形断面。 ( √ ) 4、水平缝和垂直缝均应设置相应的止水。 ( √ ) 5、回填灌浆的目的是加固围岩,提高围岩的整体性,减小围岩压力,保证岩石的弹性抗力。 ( × ) 6、水闸的侧向绕渗有自由水面,是三维无压渗流,因此不必做侧向防渗措施。 ( × ) 7、用瑞典圆弧法计算土石坝坝坡稳定问题,没有考虑土条间的相互作用力,计算出的抗滑稳定安全系 数偏小。 ( × ) 8、流土这种渗透变形主要发生在粘性土体的渗流出口处。 ( √ ) 9、孔隙水压力在土体滑动时能产生摩擦力,增大土体的抗剪强度。 ( × ) 10、心墙坝的上、下游坝坡均比斜墙坝的缓。 ( × ) 五、简答题:(每题 5 分,共 30 分) 1、请简述土石坝最危险圆弧位置的确定方法,并画图说明。 利用 B.B 方捷耶夫及费兰钮斯法结合应用,可认为最危险的滑弧圆心在扇形面积中线附近,可按下 面步骤计算出最小稳定安全系数 Kmin 。 1、在 eg 线上选取 1 、2 、3 ﹍﹍为圆心,分别作通过点的滑弧并计算各自的安全系数 k,按比例将 k 值标在相应的圆心上,连成曲线找出相应最小 k 的圆心 4 。 2、通过 eg 线上 k 最小的点 4 ,作 eg 的垂线,在线上选 5 等为圆心,同样分别过点作滑弧,找出最 小的安全系数,按比例将标在点的上方。 3、根据坝基土质情况,在坝坡或坝址外再选,同上述方法求出最小安全系数等,分别按比例标在点的 上方,连接标注诸短线的端点,即可找出相应于计算情况的坝坡稳定安全系数,一般要计算 15 个滑弧 才能求出  min 2、对于粘性土和砂性土地基,其地下轮廓线的布置有何不同? 对粘性土地基,布置轮廓线时,排水设施可前移到闸底板下,以降低板下的渗透压力,并有利于粘 性土加速固结,以提前闸室稳定性,防渗常用水平铺盖而不用板桩。 对于砂性土地基,当砂层很厚时,采用铺盖与板桩相结合的型式,排水设施布置在护坦上。必要时, 铺盖前端再加设一道短板桩;当砂层较薄,下面有不透水层时,将板桩插入不透水层。 3、请简述在水工隧洞中平压管和通气孔的作用? 平压管的作用:为了减小检修门的启门力而设置在遂洞上壁内,待检修工作结束后,在开启检修门 之前,将水通过平压管放入两道门之间,使检修门两侧的水压平衡。 通气孔的作用:

①在工作闸门各级开度下承担补气任务,补气可以缓解门后负压,稳定流态,避免建筑物发生振动 六、计算题:(10分) 和空蚀破坏,同时可减小由于负压而引起作用在闸门上的下施力和附加水压力 某水闸闸室布置如图,荷载计算如表所示,已知顺水流方向长度为20米,宽度为18米,闯基抗 ②检修时,在下放检修闸门之后,放空洞内水流时给予补气 稳定安全系数Kc=1.20,闸室基底与地基之间的磨擦角中u=15°,粘结力Co=20KPa,求闸室的抗滑 ③排气。检修完成后,需向检修闸门和工作门之间充水补气 稳定安全系数Kc,并进行闸室稳定安全判定 ④对无压洞,是为适应高速水流水面自然掺气的需要。 荷载计算表 4、若闸室抗滑稳定安全系数小于允许值,应采取哪些措施? 荷载名称 向力(KN) 水平力(KN) ①将闸门位置移向低水位一侧,或将水闸底板向高水位一侧加长 ②适当加大结构尺寸 闸室自重 ③增加闸室地板的齿墙深度 上游水压力 10000 ④增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近 扬压力 ⑤利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板,但闸室自身抗滑稳定系数应小于1.0,阻滑板应满足限裂 水重 15000 要求。 5、简述土石坝的渗透变形的形式及防止措施? 合计 管涌:流土:接触冲刷:接触流土和接触管涌: 常见的工程措施有:全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施、反滤层或排渗减压井等。 6、当采用混凝土铺盖时(如图所示),应如何计算作用水闸上的水平水压力? Kc=(tg中0(EW-U)+ COAl 2P=(tg15(2000+15000-15000)+20×20×18)÷10000=1.25 止水片以上按静水压力计算,以下按梯形分布。 由于 Ke >l Kcl,所以闸室满足稳定要求 止水片底面点水压力等于止水片点浮托力加上游铺盖齿墙后下点的渗流压力: 底板齿墙前下点取该点的扬压力值 《水工建筑物》试卷第3页共4页

《水工建筑物》试卷 第 3 页 共 4 页 ① 在工作闸门各级开度下承担补气任务,补气可以缓解门后负压,稳定流态,避免建筑物发生振动 和空蚀破坏,同时可减小由于负压而引起作用在闸门上的下施力和附加水压力。 ② 检修时,在下放检修闸门之后,放空洞内水流时给予补气。 ③ 排气。检修完成后,需向检修闸门和工作门之间充水补气。 ④ 对无压洞,是为适应高速水流水面自然掺气的需要。 4、若闸室抗滑稳定安全系数小于允许值,应采取哪些措施? ①将闸门位置移向低水位一侧,或将水闸底板向高水位一侧加长 ②适当加大结构尺寸 ③ 增加闸室地板的齿墙深度 ④ 增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近 ⑤利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板,但闸室自身抗滑稳定系数应小于 1.0,阻滑板应满足限裂 要求。 5、简述土石坝的渗透变形的形式及防止措施? 管涌: 流土: 接触冲刷:接触流土和接触管涌: 常见的工程措施有:全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施、反滤层或排渗减压井等。 6、当采用混凝土铺盖时(如图所示),应如何计算作用水闸上的水平水压力? 止水片以上按静水压力计算,以下按梯形分布。 止水片底面点水压力等于止水片点浮托力加上游铺盖齿墙后下点的渗流压力; 底板齿墙前下点取该点的扬压力值 六、计算题:(10 分) 某水闸闸室布置如图,荷载计算如表所示,已知顺水流方向长度为 20 米,宽度为 18 米,闸基抗 滑稳定安全系数[Kc]=1.20,闸室基底与地基之间的磨擦角φ0=15º,粘结力 C0=20KPa,求闸室的抗滑 稳定安全系数 Kc ,并进行闸室稳定安全判定。 荷载计算表 荷载名称 竖向力(KN) 水平力(KN) ↓ ↑ – → 闸室自重 20000 上游水压力 10000 扬压力 15000 水重 15000 小计 合计 解: Kc=(tgφ0(ΣW-U)+ C0A)/ ΣP=(tg15º(20000+15000-15000)+20×20×18)÷10000=1.25 由于 Kc >[ Kc],所以闸室满足稳定要求

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