2024年水利水電工程理論與實踐結(jié)合試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某重力壩壩高120m，其設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的重現(xiàn)期應(yīng)為（）。A.500年一遇B.1000年一遇C.2000年一遇D.5000年一遇2.土石壩壩體防滲體采用黏性土?xí)r，其滲透系數(shù)應(yīng)控制在（）。A.1×10??cm/s以下B.1×10??cm/s以下C.1×10??cm/s以下D.1×10??cm/s以下3.水閘閘室穩(wěn)定計算中，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的基本組合（設(shè)計情況）最小值為（）。A.1.05B.1.25C.1.35D.1.504.混凝土壩施工中，降低混凝土入倉溫度的措施不包括（）。A.預(yù)冷骨料B.加冰拌和C.縮短運輸時間D.提高水泥標(biāo)號5.水文頻率計算中，若某設(shè)計洪水的頻率為P=1%，則其重現(xiàn)期為（）。A.10年B.50年C.100年D.1000年6.拱壩的超載能力主要取決于（）。A.壩體混凝土強度B.兩岸壩肩巖體的穩(wěn)定性C.壩頂溢流能力D.溫度荷載的大小7.施工導(dǎo)流中，“分期圍堰法”適用于（）。A.窄深河道，流量小B.寬淺河道，流量大C.峽谷河道，流量小D.平原河道，流量小8.水庫調(diào)度中，防洪限制水位與正常蓄水位之間的庫容為（）。A.死庫容B.興利庫容C.防洪庫容D.重疊庫容9.堤防工程的滲透穩(wěn)定驗算主要針對（）。A.堤身填土的抗剪強度B.堤基的滲透比降C.堤頂?shù)姆篮槌逥.堤坡的抗滑穩(wěn)定性10.水利工程建設(shè)項目后評價的核心內(nèi)容是（）。A.投資效益分析B.工程質(zhì)量驗收C.環(huán)境影響回顧D.社會影響評價二、簡答題（每題10分，共40分）1.簡述重力壩壩體分縫的類型及各自作用。2.說明土石壩壩坡穩(wěn)定分析中“瑞典圓弧法”的基本假設(shè)與計算步驟。3.施工導(dǎo)流方案比選時，需重點考慮哪些技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)？4.水庫誘發(fā)地震的主要影響因素有哪些？工程中可采取哪些預(yù)防措施？三、計算題（每題15分，共30分）1.某流域設(shè)計暴雨為24小時面雨量H??,P=200mm，經(jīng)分析典型暴雨過程（24小時）為：04h占20%，412h占50%，1224h占30%。采用同頻率放大法推求設(shè)計暴雨過程線（要求列出放大系數(shù)計算過程及各時段設(shè)計雨量）。2.某重力壩壩基面為水平，壩體混凝土容重γ=24kN/m3，壩底寬度B=50m，壩高H=80m?；竞奢d組合下，壩體自重W=96000kN，水平水壓力P=256000kN，揚壓力U=32000kN。采用抗剪斷強度公式（f'=1.0，c'=1.5MPa）計算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（要求寫出公式及計算過程）。四、案例分析題（20分）某山區(qū)新建一座混凝土面板堆石壩，壩高100m，壩頂長度300m，設(shè)計正常蓄水位550m，死水位500m。施工過程中發(fā)現(xiàn)：（1）壩體填筑時，部分堆石料級配不良，含泥量超標(biāo)；（2）面板混凝土澆筑后，表面出現(xiàn)多條細(xì)微裂縫；（3）壩基開挖揭露左岸存在一條順河向斷層，斷層帶寬2m，充填物為黏土夾碎石，滲透系數(shù)k=1×10?3cm/s。問題：（1）分析堆石料級配不良和含泥量超標(biāo)的危害，并提出處理措施。（2）面板混凝土表面裂縫的可能成因及防治措施。（3）針對左岸斷層，需進行哪些工程處理？說明理由。參考答案一、單項選擇題1.B2.C3.B4.D5.C6.B7.B8.D9.B10.A二、簡答題1.重力壩分縫類型及作用：（1）橫縫：垂直壩軸線，將壩體分成獨立壩段，適應(yīng)混凝土的溫度變形和收縮變形，防止產(chǎn)生溫度裂縫；橫縫按是否設(shè)鍵槽分為永久性橫縫（不灌漿）和臨時性橫縫（需灌漿，形成整體）。（2）縱縫：平行壩軸線，將壩段沿高度或?qū)挾确较蚍珠_，減少澆筑塊尺寸，適應(yīng)混凝土澆筑能力和溫度控制要求；縱縫需后期灌漿愈合。（3）水平施工縫：分層澆筑時的層間縫，保證上下層混凝土結(jié)合良好，需鑿毛處理。2.瑞典圓弧法基本假設(shè)與步驟：假設(shè)：滑動面為圓柱面（圓?。?，不考慮條塊間的作用力（即忽略水平和切向力），將滑動土體視為剛體。計算步驟：（1）選擇可能的滑動圓弧，確定圓心和半徑；（2）將滑動土體分成若干垂直條塊，計算每條塊的自重、孔隙水壓力；（3）計算作用于滑動面上的抗滑力矩（條塊重力的法向分力×抗剪強度×弧長）和滑動力矩（條塊重力的切向分力×半徑）；（4）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K=抗滑力矩/滑動力矩，取最小K值作為壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)。3.施工導(dǎo)流方案比選重點指標(biāo)：（1）技術(shù)可行性：導(dǎo)流建筑物的泄流能力、圍堰的抗沖穩(wěn)定性、與主體工程施工的協(xié)調(diào)性；（2）經(jīng)濟性：導(dǎo)流工程投資（圍堰、泄水建筑物等）、主體工程施工工期影響（如是否滿足截流時間）；（3）風(fēng)險因素：施工期洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇（頻率）、超標(biāo)準(zhǔn)洪水的應(yīng)急措施；（4）環(huán)境影響：導(dǎo)流過程對河道生態(tài)、周邊居民的影響；（5）施工便捷性：材料來源（如圍堰填料）、施工機械的適用性。4.水庫誘發(fā)地震影響因素及預(yù)防措施：影響因素：（1）區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造：活動斷層的存在（特別是走滑或正斷層）；（2）水庫水深與庫容：庫水壓力對斷層的加載作用；（3）巖體滲透性：庫水沿斷層或裂隙的滲透，降低巖體有效應(yīng)力；（4）地應(yīng)力狀態(tài)：區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的大小與方向。預(yù)防措施：（1）工程選址避開活動性斷裂帶；（2）控制水庫蓄水速率（如分期蓄水，延長蓄水時間）；（3）對庫盆及周邊進行地質(zhì)勘探，提前處理可能的滲漏通道；（4）建立地震監(jiān)測系統(tǒng)，實時預(yù)警。三、計算題1.同頻率放大法設(shè)計暴雨過程線計算：設(shè)計暴雨總雨量H??,P=200mm。典型暴雨各時段分配比例：04h（20%）、412h（50%）、1224h（30%）。同頻率放大要求：最大1h、最大6h、最大24h雨量均符合設(shè)計頻率。但本題僅給出24h設(shè)計雨量，假設(shè)按24h控制放大（若題目隱含單一時段控制）。放大系數(shù)K=設(shè)計雨量/典型雨量=200/(典型24h雨量)。但題目中典型暴雨過程已給出比例，假設(shè)典型24h雨量為100%（即各時段比例之和為100%），則各時段設(shè)計雨量=比例×200mm。計算結(jié)果：04h：20%×200=40mm；412h（8小時）：50%×200=100mm；1224h（12小時）：30%×200=60mm。（注：若題目要求考慮不同時段同頻率，需補充典型暴雨各短歷時雨量，但本題未提供，故按24h整體放大。）2.重力壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算：抗剪斷公式：K'=(f'×(WU)+c'×A)/P其中：W=96000kN（壩體自重），U=32000kN（揚壓力），P=256000kN（水平水壓力）；f'=1.0，c'=1.5MPa=1.5×103kN/m2；壩底面積A=壩頂長度×壩底寬度（假設(shè)壩頂長度為單位1m，則A=50×1=50m2）。代入公式：抗滑力=(1.0×(9600032000))+(1.5×103×50)=64000+75000=139000kN；滑動力=P=256000kN；安全系數(shù)K'=139000/256000≈0.54（顯然不合理，說明假設(shè)壩頂長度為1m錯誤）。正確計算：壩底面積A=壩頂長度L×壩底寬度B。題目未給L，需假設(shè)L=1m（單位長度壩段），則A=50×1=50m2；c'×A=1.5×103kN/m2×50m2=750000kN（修正單位：1MPa=1N/mm2=1000kN/m2，故c'=1.5MPa=1500kN/m2）。重新計算：抗滑力=1.0×(9600032000)+1500×50=64000+75000=139000kN（錯誤，因c'×A應(yīng)為1500kN/m2×50m2=75000kN？不，1MPa=10^6Pa=10^6N/m2=1000kN/m2，故1.5MPa=1500kN/m2，A=50m2（單位長度），則c'×A=1500×50=75000kN。抗滑力=1.0×(9600032000)+75000=64000+75000=139000kN；滑動力P=256000kN；K'=139000/256000≈0.54（仍不合理，說明題目中壩體自重可能為單位長度的重量。正確壩體自重W=γ×體積=24kN/m3×(壩底寬度B×壩高H×1m)/2（三角形斷面）=24×(50×80×1)/2=24×2000=48000kN（單位長度）。題目中W=96000kN，可能為2m長度的壩段，或斷面為矩形（如重力壩斷面接近矩形）。假設(shè)壩體斷面為矩形，體積=B×H×L=50×80×L，W=24×50×80×L=96000LkN。若題目中W=96000kN，則L=1m，體積=50×80×1=4000m3，W=24×4000=96000kN（正確）。此時A=B×L=50×1=50m2?？够?1.0×(9600032000)+1500×50=64000+75000=139000kN；滑動力P=0.5×γ水×H2×L=0.5×9.8×802×1≈313600kN（題目中P=256000kN，可能簡化γ水=10kN/m3，則P=0.5×10×802×1=320000kN，題目取256000kN為簡化值）。最終K'=139000/256000≈0.54（明顯低于規(guī)范要求的1.3~1.5，說明可能題目數(shù)據(jù)為示例，實際計算需符合規(guī)范）。四、案例分析題（1）堆石料級配不良與含泥量超標(biāo)的危害及處理：危害：級配不良（如缺少中間粒徑）會導(dǎo)致堆石體孔隙率增大，壓縮性增加，可能引起壩體沉降變形；含泥量超標(biāo)（>5%）會降低堆石體的透水性和抗剪強度，影響面板的支撐穩(wěn)定性，甚至引發(fā)面板裂縫。處理措施：①對級配不良的堆石料，采用人工摻配（補充缺失粒徑）或調(diào)整開采爆破參數(shù)改善級配；②對含泥量超標(biāo)的石料，進行清洗或篩選，剔除泥質(zhì)成分；③加強填筑質(zhì)量檢測（如碾壓后的干密度、孔隙率），確保達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。（2）面板混凝土裂縫成因及防治：可能成因：①混凝土配合比不當(dāng)（如水泥用量過高、水膠比過大）；②澆筑后養(yǎng)護不及時，表面失水過快（干縮裂縫）；③溫度應(yīng)力（混凝土內(nèi)部溫升與表面散熱形成溫差）；④基礎(chǔ)不均勻沉降（堆石體未充分壓實）。防治措施：①優(yōu)化配合比（采用低水化熱水泥、摻加粉煤灰）；②加強養(yǎng)護（覆蓋保濕、噴水降溫）；③控制澆筑溫度（避開高溫時段，預(yù)冷骨料）；④確保堆石體碾壓密實（提高壓實度至98%以上），減少后期沉降。（3）左岸斷層處理及理由：處