水工建筑物习题.docx
- 文档编号:8857607
- 上传时间:2023-02-02
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:1.22MB
水工建筑物习题.docx
《水工建筑物习题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水工建筑物习题.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水工建筑物习题
《水工建筑物》
习题集
河海大学文天学院
二O—一年三月
习题一重力坝稳定,应力和消能计算
斶、函、內分别取、、);
图一为某n级重力坝非溢流坝段最大剖面,试求:
根据图给的数据计算主要荷载;
按摩擦公式、抗剪断公式校核坝基面的抗滑稳定性(建议
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b”、巧、J
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;
泄流能力,取流量系数m=布置溢流坝段面及挑流鼻坎;
图一
风速V=16m/s
吹程D=8Kmf=
■3
C=60N/cm
儿=8kn/m弓
"2
泥沙C=300N/cm
习题二重力坝基本剖面计算
图二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,人=24KN/m)重力坝基本剖面。
习题三初拟非溢流重力坝剖面及坝体稳定计算
一、资料:
某重力坝为n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
f=。
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
为了进行坝基灌浆和排水,设置一标准廊道,其尺寸为*2.5米(见图三),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/m。
二、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)。
。
如不满足抗滑稳定要求,
(2)根据初拟剖面进行坝体抗滑稳定计算(设计洪水位情况)
指出改进措施(不要求重新计算)。
习题四重力坝应力分析
、资料
某重力坝剖面尺寸及计算点坐标如图四所示。
取单位坝长分析:
铅直力总和2W=(kN)(未计及扬压力,方向向下为正)
水平力总和2P=-10510(kN)(指向上游为正)
M的符号,使坝底截面
对坝底截面形心力矩总和2M=()(未计及扬压力,2
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。
二、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
y、耳〜z主应力及其方向。
请注意,此处b”、巧、書均指有
扬压力作用的情况。
习题五拱坝布置
图四
图五)。
试按资料中图示比例尺(1:
500)的地形图进行双曲拱坝的平面布置(由于
21
14
图五开挖后的岩石等高线(半平面图)
图六河谷断面图
习题六拱坝应力计算(用拱冠梁法)
某混凝土拱坝最大坝高70m,几何尺寸如表一及图七所示,校核洪水位高程168.0m,
混凝土和基岩弹性模量相同,E=xlC^KN賦,混凝土线膨胀系数a=x10J,河谷为U
拱圈变位系数分别见表
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。
二及表三。
表
咼程
(米)
R外
(米)
T
(米)
R内
(米)
平均半径
R(米)
半中心角
(度)
校核水位水压力强度P(KN/rf)
80
20
80
185
80
350
80
515
80
680
习题七拱坝应力计算(用纯拱法)
一、资料
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/rf,下游无水。
坝体材料为细骨料混凝土砌块石,其弹模Em=x10占kN/rf,线膨胀系数a*=X10"^
(1/0。
两岸开挖后的新鲜岩石坡度均为1:
1,基岩弹模Ej=xlO^kN/rf。
荷载组合:
水压力+温降。
、要求
用纯拱法查表计算拱冠、拱冠的上、下游面应力,能否满足要求若不能满足要求,应提
出改进措施(不必再进行计算)。
习题八均质土坝渗流计算
、资料
坝体土料的渗透
某均质土坝修建在不透水地基上,坝体下游设有堆石棱体排水,
系数K=1XID'厘米/秒。
坝体断面尺寸见图八:
、要求
(1)计算坝体的单宽渗流量
(2)按比例画出坝体浸润线。
习题九斜墙土坝渗流计算
、资料
某斜墙土坝剖面见图九。
图注:
⑴单位均为米;
⑵上下游坝面护坡、斜墙上下游反滤层、截水槽上游面过渡层胶其下游面反
滤层、截水槽底部的齿墙均未画出;
⑶上下游水位均系设计水位。
、要求
计算斜墙及截水槽的单宽渗流量(以米^/日一米计)
习题十斜墙稳定分析
寸见图十:
c=0;
石),c=0;
a2=°。
计算情况:
G2及G3时,水
(1)库水位为244.0米,该水位已保持较长时间,所以计算位以上用湿容重,水位以下用浮容重。
(2)粘土斜墙已全部固结,所以卩角均用固结快剪指标,在水位以上采用饱合固结快
剪,偏于安全。
(3)反滤层沙土和斜墙粘土的临界压力位置在ab线上,非常接近b点,本习题中近似认
为该位置就在b点。
二、要求
求滑动面abcd的安全系数。
试计算单位宽度坝段坝体及坝基的渗流量;
列出浸润线方程,并绘制流网图
习题十二侧槽溢洪道的侧槽计算
一资料
设计水位:
3666.80米;设计流量:
665
363.20米
溢流实用堰长度:
60米;溢流堰顶高程:
侧槽末端:
底宽16.0米,底高程:
358.80米水深8.89米(大于临界水深)
侧槽边坡:
左侧1:
1,右侧1:
侧槽系用砼衬砌,糙率=
其它资料见图十二
、要求
1.计算侧槽内水面曲线;
2.检测该侧槽设计的合理性。
三、说明事项
必要性(对本习题而言)。
侧槽水面线推算见表四。
第(5)栏
第(6)栏
加
e^=hk+一脚]+也2)=恥斗0.75即
假定的与计算的相比,其允许误差V3%。
表四
1
(
底程槽高
M
4
面程
M
(
水差Y算咼?
M
1
(
Q
Q
M
1
(
Q
Q
M
1
(
V2
V
M
9
(
+2
V
M
8
(
速V
流
M
7
(
Q
量
流
M
5
6
(
rCO
水积
M
5
(
深h
水
M
4
(
宽b
底
M
6
3
(
水程Y设咼?
M
2
(
底程Z槽高?
M
1
(
距X间?
M
0
0
0
0
0
5
5
0
0
0
0
0
0
0
.幻一H
图十二
习题十三无压遂洞计算
某无压泄水遂洞,采用顶拱120°的门洞形断面,衬砌后净宽6米,要求通过Q=750米
2/秒(未考虑掺气的计算值),糙率:
n=,山岩压力系数Sy=,岩石抗力系数K=200N/cm3oRa
(1)计算自掺气后水深;
决定洞的高度及衬砌布置
习题十四无压隧洞衬砌计算
一、资料
见图十三洞身净宽5.0米,净高5.225米,拱的内半径rB=2.5米,平均半径
r=2.725米,拱墙高Yh=2.725米,衬砌厚度0.45米,铅直山岩压力q=40N/m2
不计侧向山岩压力及内水压力,但考虑岩石弹性抗力及相应的摩擦力作用,弹性
抗力系数K=30x12KN/m3。
岩石与衬砌间的摩擦系数
隧洞按4级建筑物设计
二、要求
计算直墙底部(B截面)的弯矩M和轴向力N,以及其相应的内、外缘应力,并验证其能否满足要求。
说明事项
(1)计算时首先绘出计算简图
(2)取有效数字六位进行计算,否则误差很大
(3)弹性中心处弯矩X1=+兴10丄玄()
弹性中心处水平力X2=+泣1°4%(KN)
Hi111Hq
习题十五有压隧洞衬砌计算
、资料
某有压遂洞,洞身内径为5米,内水压强为16米,用250号混泥土衬砌,
Eh=23丈10°N/m2,戸=1/6,K0=5000N/cm3。
二、要求
1.按内水压力用弹性特征因素法计算和确定混凝土衬砌厚度。
2.按选定的衬砌度进行衬砌内外边缘应力计算。
习题十六水闸闸孔计算
资料
胸墙并采用钢丝网水泥平面闸门,预制工厂供应相当于闸孔宽度为6.0米、7.0米及8.0米三种规格的闸门,闸墩厚1.0米,头部为半园形。
上游翼墙为园弧形,其外半径为15米,该翼墙上游的两岸边坡均为1
计算是采用上游最高水位P6.85米,相应下游水位N4.80米,此时要求宣
泄流量870米3/秒;上游正常水位4.90米,相应下游水位4.20米,此时要求宣泄
流量不小于230米3/秒。
河床均为粘土,其标准贯入击数为9,水流通过闸孔后的单宽
流量(其值在本习题中用总流量除以闸空总宽度进行计算,闸空总宽度包括闸墩在内)不允
许超过24米3/秒。
、要求
1、确定闸孔数目及闸孔宽度;
2、画出诸闸孔平面图(包括上游翼墙)。
说明事项
P29表9、10,即:
1、流量系数可查河海大学编的水利学教材第二版下册
无坎宽顶堰的流量系数m值。
2、边孔流量系数按图十四查表
用悬叫查表得能
B――边孔宽度,两个边孔宽度相同。
十四
习题十七水闸渗透压力计算
采用阻力系数法计算某水闸(见图十五)地下轮廓线上的渗透压力,并画出渗透压力分
布图(以水柱高度计)。
附:
电拟试验值(与计算值可作对比之用)
PD=3.93mPL=1.55mPH=2.75mPO=0.65m
习题十八水闸平底板内力计算
(一)
六所示水闸为三孔一联的闸段。
(1)算中间闸段作用在上、下游底板上的荷载(取单位宽度板条计算)
(2)求出板条上的内力弯矩。
计算资料:
(1)闸段长34.2
(T下=KN/m2,浮托力为30KN/m2。
各部分重量列于表五(单位:
KN
Wilt记M
1a4
I.G
10.45
;^托力
r-工而 27.4[ K X 1 1 § 0 ■I 64.5 hZ.心 图十六 名称 门前上游段 门后下游段 检修桥段闸墩W 2160 表五 单位: KN 工作桥段闸墩W 2340 2680 公路桥段闸墩W 6000 底板W4 10420 18280 检修桥W 1180 工作桥W 1270 1690 公路桥W 1220 闸门W8 300 胸墙W 700 上游水重W0 9070 下游水重W1 3140 胸墙底水压力W2 -270 习题十九 、资料 整体闸墩分析, KN/m2;缝墩底部应力, 直线分布。 二、要求 用荷载组合法求下游段中间处剖面(A—A)闸室底板弯矩,并绘图表示。 K=1cm/s匚=3cm/s疋『=1cm/s 比-0 : 込2 彳―A 图十七 $ 筲j_eg /.2 i
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水工 建筑物 习题