6
60. 已知某重力坝剖面尺寸及计算点坐标如下图所示。 取单位坝长分析： 铅直力总和 Σ W=25129.5 （ kN ）（未计及扬压力，方向向下为正） 水平力总和 Σ P=-10510 （ kN ）（指向上游为正） 对坝底截面形心力矩总和 Σ M=-37561.8 （ kN.m ）（未计及扬压力，Σ M 的符号，
8
高程 （米） 166.0 149.5 133.0 116.5 100.0
R外 （米） 80 80 80 80 80
T （米）
4.5 10.9 17.3 23.6 30.0
表一
R内 （米）
平均半径 R（米）
75.5
77.75
69.1
74.5562.7ຫໍສະໝຸດ 71.3556.4
68.2
50.0
65.0
半中心角 （度）
2
19. 简述溢流重力坝的工作特点和类型。 20. 溢流重力坝孔口设计的影响因素有哪些？简述孔口形式类型及其特点。 21. 溢流重力坝通常设计成等同的奇数孔，为什么？ 22. 为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很主要的控制性指标？ 23. 简述空化和空蚀的概念，流速大于多少时就可能发生空蚀？什么是引起溢流面发生空蚀 的主要原因？空化数大于初生空化数时会发生空蚀现象吗？ 24. 掺气虽然可减少空蚀，但也存在什么不利之处？ 25. 水流脉动对溢流坝有什么害处？ 26. 溢流面体形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲线？ 27. 溢流坝常用的消能方式有哪几种？消能机理、适用条件如何？ 28. 折冲水流是如何形成的？有哪些防止措施？ 29. 为何闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设置边墙的作用是什么？ 30. 简述坝身泄水孔的作用和特点及其分类。 31. 坝身泄水孔进口通常用什么曲线？为何需设平压管和通气孔？ 32. 画图表示岩基上混凝土实体重力坝设置了封闭的灌浆帷幕、排水孔幕的布置和抽排水设 施时的扬压力图形。 33. 重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？这些要求与天然地基的条件之间有哪 些矛盾？ 34. 重力坝地基处理的措施有哪些？ 35. 固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？简述各自的设计内容、原则和方法。 36. 简述重力坝坝基的防渗与排水措施。 37. 陡、缓倾角顺流方向断层通常采用什么措施处理？横流方向断层又如何？ 38. 坝基软弱夹层有何害处？一般采用什么方法处理？ 39. 为什么要对坝体混凝土进行分区？ 40. 重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？ 41. 纵缝有哪几种？各有什么优缺点？ 42. 重力坝坝内廊道有哪些？各有什么作用？如何确定各种用途廊道的形式、尺寸和位置？ 布置廊道系统的原则是什么？ 43. 碾压混凝土坝与常态混凝土坝相比，具有哪些优点？ 44. 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? 45. 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? 46. 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。 47．混凝土重力坝的裂缝按其成因可分为哪几种？常用的处理方法有哪些？ 48．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? 49．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? 50. 简述浆砌石重力坝的优缺点，其防渗设施有哪些？ 51. 浆砌石重力坝主要有哪些材料？ 52. 何为宽缝重力坝？并简述其优缺点? 53. 何为空腹重力坝？并简述其优缺点? 54. 何为支墩坝？并简述其结构形式? 55. 简述大头坝的头部和支墩形式。
风速 V=16m/s
吹程 D=8Km f=0.65
f =0.7
C =60N/cm2
泥沙 C =300 N/cm2
＝ 10º
＝ 8kn/m3
58. 下图所示为重力坝的基本剖面，要想得到同时满足稳定和应力条件的最经济剖面，试求
出（安全系数 K=1 ， =24KN/m3 ）重力坝基本剖面。
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59. 已知某重力坝为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 米，相应下游水位 4.0 米。上游校核洪水位 68.0 米，相应下游水位 5.0 米。坝址处基 岩表面高程为 0.0 米，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*2.5 米（见下图），廊道上游至 坝面的最小距离为 4.0 米，廊道底面至坝底面的距离为 6.0 米。 多年平均最大风速 v=16 米/秒。吹程 D=3 公里。计算中暂不计泥沙压力。坝体材料为细骨 料混凝土，其容量 =24kN/m3 。 计算：（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）。
使坝底截面上游部分产生压应力为正）。 扬压力呈直线分布（坝基无防渗、排水设施）。 本题不计泥沙压力及地震力。
要求根据《水工建筑物》教材介绍的方法（计及扬压力）计算坝底截面各计算点（如上 图中 0 、 10 、 20 、 30 及 41 米）的分应力、主应力及其方向，并按比例绘图表示 ～ x 、 ～ y 、 ～ z 主应力及其方向。请注意，此处 、 、 均指有扬压力作用 的情况。
《水工建筑物》习题集
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第 1 章 绪论
1．我国水资源分布的特点是什么？ 2．何为水利工程？水利工程的特点是？水利工程按所承担的任务分为哪几类？ 3．水利枢纽有哪些类型？水利枢纽由哪些建筑物组成？ 4．水工建筑物按作用分为哪几类？ 5．水利水电工程建设包括哪些方面？
第 2 章 水工建筑物设计综述
1．水利工程设计遵循什么步骤？有哪些特点？ 2. 水工建筑物设计的主要步骤是什么？ 3．说明水利水电工程分等、水工建筑物分级的意义、对象、依据？ 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)？
⑶ 计算坝基面 A、B 及折坡面处水平面 C、D、E 点的应力及主应力 、 、 ； ⑷ 根据所计算的稳定安全系数及应力情况，讨论此坝断面设计是否得当；
⑸ 设所给上、下游水位即为设计洪水位情况，取 =16 米，设计所布置的溢流坝的单宽 泄流能力，取流量系数 m=0.49，布置溢流坝段面及挑流鼻坎； ⑹ 计算在此单宽流量下的挑射距离（取流速系数 =0.93）并估计冲刷坑深度。
60.5 58.6 56.9 54.5 53.2
校核水位水压力 强度 P（KN/㎡）
20 185 350 515 680
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31. 已知某拱坝最大坝高为 35 米。拱圈为等厚圆弧形，坝底拱厚为 10.0 米，其中心角为 80 °，外半径为 45 米。上游面承受均匀水压力，其强度为 350kN/㎡，下游无水。坝体材料为 细骨料混凝土砌块石，其弹模 Em=14.0×106kN/m2,线膨胀系数α′=0.8×10-5（1/℃）。
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第 4 章 拱坝
1. 拱坝对地形和地质条件的要求？ 2. 拱坝的特点有哪些？拱坝可分有哪些类型？ 3. 拱圈中心角如何确定？什么叫拱圈的最优中心角？ 4. 为什么左右对称的 V 形河谷最适宜发挥拱的作用？与 U 形河谷相比，有何不同？ 5. 拱坝布置有何要求？拱坝布置的步骤是什么？ 6. 作用于拱坝的荷载主要有哪些？ 7. 拱坝为什么在稍低于年平均温度时进行封拱？ 8. 简述温度变化对拱坝内力及坝肩稳定的影响。 9. 拱坝应力分析有哪些方法？其精度和适用条件各如何？ 10. 拱坝应力分析中为什么要计入地基变形？有哪些计算地基变形方法？ 11. 拱坝破坏的主要形式有哪两种？ 12. 拱坝坝肩稳定分析目前常用什么方法？其基本假定是什么？ 13. 拱坝坝肩岩体滑动面形式有哪几种？ 14. 如拱坝局部或整体稳定性不能满足要求时，可采取哪些工程措施？ 15. 拱坝稳定分析主要有哪些方法？简述刚体极限平衡法的假定条件和可能滑动面的形式 和位置。 16. 拱坝的合理体形应满足什么条件？坝体尺寸应包括哪些内容？ 17. 简述拱坝倒悬的概念以及处理方式。 18. 双曲拱上游面曲线通常需要确定哪些参数？ 19. 最合理拱圈形式应满足什么条件？现有拱圈有哪些形式？ 20. 拱坝坝身泄流方式有哪几种？各自的优缺点是什么？ 21. 拱坝消能形式和防冲措施通常有哪几种？ 22. 拱坝对筑坝材料有何要求？ 23. 拱坝坝体为什么分缝？有几种类型？接缝如何进行处理？ 24. 拱坝的管孔主要有哪些类型？ 25. 简述拱坝垫座和周边缝的作用。 26. 简述拱坝设置重力墩的目的。 27. 拱坝的地基处理主要包含哪些内容？ 28. 浆砌石拱坝的特点和适用条件是什么？ 29. 碾压混凝土拱坝和常态混凝土拱坝有何区别？ 30. 某混凝土拱坝最大坝高 70m ，几何尺寸如下表一及下图所示，校核洪水位高程 168.0m ，混凝土和基岩弹性模量相同， E=11.0×106KN/m2，混凝土线膨胀系数 α =1.0×10-5， 河谷为 U 型。试用拱冠梁法求解在校核洪水位和均匀温升是拱坝的荷载分配。拱圈变位系 数分别见表二及表三。
第 3 章 岩基上的重力坝
1. 简述重力坝的工作原理和特点？ 2. 重力坝的所受荷载有哪些？为什么要进行荷载组合？什么是基本荷载和基本荷载组合， 什么是特殊荷载和特殊荷载组合？ 3. 为什么扬压力对重力坝的应力及稳定均不利？ 4. 简述重力坝失稳破坏的机理？ 5. 重力坝抗滑稳定计算公式有哪几种？试比较各公式的基本理论、优缺点和适用条件。 6. 岸坡坝段与河床坝段相比，抗滑稳定有何特点？ 7. 提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？ 8. 简述重力坝应力分析的方法？重力坝水平截面边缘应力的如何计算？为何边缘应力是首 先需计算的应力？ 9. 用材料力学法计算重力坝应力的主要假定是什么？ 10. 简述重力坝坝体和坝基应力控制标准。 11. 简述影响坝体应力的因素有哪些？ 12. 简述坝体温度变化的阶段？何为水热化温升和温度回降值？ 13. 施工期温度引起的应力主要有哪两类？ 14. 简述温度裂缝的类型和温度控制的措施。 15. 重力坝剖面设计的原则是什么？重力坝的基本剖面是什么？ 16. 重力坝极限状态设计分哪两类？其验算的主要内容是什么？ 17. 简述重力坝易出现地震震害的位置和抗震措施。 18. 详述泄水重力坝消能工的主要形式和原理？