水工建筑物模擬試題含答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列不屬于擋水建筑物的是（）A.重力壩B.水閘C.船閘D.土石壩答案：C2.重力壩的基本工作原理是依靠（）維持穩(wěn)定A.壩體自重B.水壓力C.揚(yáng)壓力D.溫度應(yīng)力答案：A3.拱壩的超載能力主要取決于（）A.壩體材料強(qiáng)度B.拱的作用發(fā)揮程度C.壩基穩(wěn)定性D.泄洪能力答案：B4.土石壩中，設(shè)置防滲體的主要目的是（）A.提高壩體強(qiáng)度B.減少滲透流量C.防止壩坡滑動(dòng)D.降低施工難度答案：B5.水閘的組成中，連接兩岸和閘室、引導(dǎo)水流的結(jié)構(gòu)是（）A.閘室B.上游連接段C.下游連接段D.兩岸翼墻答案：D6.下列溢洪道類型中，適用于狹窄河谷且泄洪量較大的是（）A.正槽溢洪道B.側(cè)槽溢洪道C.豎井式溢洪道D.虹吸式溢洪道答案：B7.水工隧洞襯砌的主要作用是（）A.裝飾美觀B.提高過流能力C.承受圍巖壓力D.方便施工答案：C8.過水土石壩的護(hù)面材料中，抗沖能力最強(qiáng)的是（）A.干砌石B.漿砌石C.混凝土板D.草皮答案：C9.碾壓混凝土壩與常態(tài)混凝土壩的主要區(qū)別在于（）A.膠凝材料用量B.施工方法C.抗?jié)B性能D.壩體結(jié)構(gòu)形式答案：B10.下列閘門類型中，適用于需要雙向擋水的是（）A.平面閘門B.弧形閘門C.人字閘門D.翻板閘門答案：C二、填空題（每空1分，共20分）1.重力壩的主要荷載包括自重、水壓力、揚(yáng)壓力、（）和地震力等。答案：溫度荷載2.拱壩按拱圈形式可分為單曲拱壩和（）。答案：雙曲拱壩3.土石壩的排水設(shè)施常見形式有棱體排水、（）、褥墊排水和綜合排水。答案：貼坡排水4.水閘防滲長度計(jì)算公式L=CH中，C為（），H為上下游水頭差。答案：允許滲透坡降系數(shù)5.溢洪道控制段的常用堰型有寬頂堰、（）和駝峰堰。答案：實(shí)用堰6.水工隧洞按工作方式可分為有壓隧洞和（）。答案：無壓隧洞7.碾壓混凝土的VC值是指（）試驗(yàn)中的凝結(jié)時(shí)間指標(biāo)。答案：振動(dòng)壓實(shí)8.閘門止水的主要材料有橡膠止水、（）和紫銅片止水。答案：塑料止水9.面板堆石壩的面板通常采用（）混凝土澆筑。答案：鋼筋10.水工建筑物按其在工程中的作用可分為擋水建筑物、泄水建筑物、（）、輸水建筑物、整治建筑物等。答案：取水建筑物11.重力壩壩體分縫的類型包括橫縫、（）和施工縫。答案：縱縫12.拱壩的應(yīng)力分析方法主要有拱梁分載法、（）和有限元法。答案：純拱法13.土石壩的滲透變形類型主要有管涌、（）、接觸沖刷和接觸流土。答案：流土14.水閘消能工的常見形式有（）、消力戽和海漫。答案：消力池15.溢洪道的泄槽段需進(jìn)行抗沖耐磨設(shè)計(jì)，常用材料有（）、鑄石板或混凝土護(hù)面。答案：鋼筋混凝土16.水工隧洞的進(jìn)出口應(yīng)布置在（）、岸坡穩(wěn)定的地段。答案：地形開闊17.碾壓混凝土壩的層面處理通常采用（）或刷毛處理，以增強(qiáng)層間結(jié)合。答案：沖毛18.閘門啟閉機(jī)按動(dòng)力方式可分為手動(dòng)、（）和液壓式。答案：電動(dòng)19.面板堆石壩的壩體分區(qū)從上游到下游依次為面板、（）、過渡區(qū)、主堆石區(qū)和次堆石區(qū)。答案：墊層區(qū)20.水工建筑物的級(jí)別根據(jù)工程等別及（）確定，共分5級(jí)。答案：重要性三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述重力壩的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便；對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；樞紐布置靈活；抗御洪水能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：材料用量大；壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度未充分利用；揚(yáng)壓力大，對壩體穩(wěn)定不利；施工期溫度控制嚴(yán)格。2.拱壩的泄洪方式有哪些？各有何特點(diǎn)？答案：（1）自由跌落式：適用于基巖良好、泄量小的情況，水流直接跌落下游，沖刷較嚴(yán)重；（2）鼻坎挑流式：通過鼻坎將水流挑離壩腳，減少?zèng)_刷，應(yīng)用廣泛；（3）滑雪道式：泄槽沿壩體下游面布置，適應(yīng)高水頭、大泄量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；（4）壩身泄水孔式：分散泄洪，可提前預(yù)泄，孔口需設(shè)閘門控制。3.土石壩滲透變形的類型及防治措施。答案：類型：管涌（細(xì)顆粒被帶出）、流土（整體浮動(dòng)）、接觸沖刷（不同土層界面顆粒被帶走）、接觸流土（界面處顆粒整體移動(dòng)）。防治措施：設(shè)置防滲體（如心墻、斜墻）減少滲透量；設(shè)置反濾層（粒徑級(jí)配合理，防止細(xì)顆粒流失）；控制滲透坡降（通過延長滲徑、降低水頭差）；加強(qiáng)排水（如棱體排水、貼坡排水）降低浸潤線。4.水閘消能防沖的主要措施有哪些？答案：（1）消力池：利用水躍消能，池內(nèi)設(shè)置消力墩、尾檻增強(qiáng)消能效果；（2）消力戽：利用戽斗內(nèi)的旋滾消能，適用于尾水較深情況；（3）海漫：擴(kuò)散水流、降低流速，采用粗糙、透水性好的材料（如塊石、混凝土板）；（4）防沖槽：在海漫末端設(shè)置，防止河床被沖刷下切；（5）護(hù)坦：加固閘室下游河床，抵抗高速水流沖刷。5.溢洪道布置的基本原則。答案：（1）選擇有利地形：優(yōu)先利用天然埡口或鞍部，減少開挖量；（2）避開不良地質(zhì)：避免布置在斷層、破碎帶等不穩(wěn)定地段；（3）與其他建筑物協(xié)調(diào)：與大壩、輸水建筑物等保持安全距離，避免水流干擾；（4）泄洪安全：確保泄槽、消能工抗沖能力，防止水流淘刷壩腳；（5）運(yùn)行靈活：控制段設(shè)閘門，滿足不同洪水頻率下的泄洪要求；（6）經(jīng)濟(jì)合理：優(yōu)化各段尺寸，減少工程量和投資。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某重力壩壩高50m，壩底寬度35m，壩體混凝土容重γc=24kN/m3，壩基摩擦系數(shù)f=0.6，黏聚力c=0.8MPa。上游水深45m（壩頂超高5m），下游水深5m，揚(yáng)壓力按全水頭的20%計(jì)算（即揚(yáng)壓力合力為0.5×γw×H×B×0.2，其中H為上下游水頭差，B為壩底寬度）。試按抗剪斷公式計(jì)算壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（γw=9.8kN/m3）。解：（1）計(jì)算壩體自重G=γc×(壩底面積)=24×(35×50)/2=24×875=21000kN（假設(shè)壩體為三角形斷面，底寬35m，高50m）（2）水平水壓力：上游P1=0.5×γw×H12=0.5×9.8×452=0.5×9.8×2025=9922.5kN下游P2=0.5×γw×H22=0.5×9.8×52=122.5kN水平合力P=P1P2=9922.5122.5=9800kN（3）揚(yáng)壓力U=0.5×γw×(H1H2)×B×0.2=0.5×9.8×(455)×35×0.2=0.5×9.8×40×35×0.2=0.5×9.8×280=1372kN（4）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K’=(f’(GU)+c’A)/P其中f’=f=0.6，c’=c=0.8MPa=0.8×103kN/m2，A=壩底面積=35×1（取單位長度）=35m2代入得：K’=(0.6×(210001372)+0.8×103×35)/9800=(0.6×19628+28000)/9800=(11776.8+28000)/9800=39776.8/9800≈4.06答案：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)約為4.06。2.某土石壩壩高30m，上游水深28m，壩體防滲體采用黏土心墻，心墻頂寬3m，底寬15m，滲透系數(shù)k=1×10??cm/s。下游壩腳處設(shè)棱體排水，排水體頂高程為5m（壩基高程為0m）。已知壩體浸潤線方程為y2=2qx/k（q為單寬滲流量，x為水平距離，y為浸潤線縱坐標(biāo)），當(dāng)x=50m時(shí)，y=10m。試計(jì)算單寬滲流量q及x=20m處的浸潤線高度。解：（1）由浸潤線方程y2=2qx/k，已知x=50m，y=10m，k=1×10??cm/s=1×10??m/s代入得：102=2×q×50/(1×10??)即100=100q/(1×10??)→q=100×1×10??/100=1×10??m3/(s·m)（2）當(dāng)x=20m時(shí)，y2=2×1×10??×20/(1×10??)=40→y=√40≈6.32m答案：單寬滲流量q=1×10??m3/(s·m)，x=20m處浸潤線高度約為6.32m。五、論述題（20分）論述高拱壩與重力壩在設(shè)計(jì)理念和受力特性上的差異。答案：高拱壩與重力壩是兩種典型的擋水建筑物，其設(shè)計(jì)理念和受力特性存在顯著差異，主要體現(xiàn)在以下方面：1.設(shè)計(jì)理念重力壩以“自身重量抵抗外力”為核心，強(qiáng)調(diào)壩體材料（混凝土或漿砌石）的自重提供抗滑力和抗傾覆力矩，設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注壩體斷面尺寸、基底應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定性，對地形、地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，但材料用量大。高拱壩則基于“拱梁分載”原理，利用拱的空間結(jié)構(gòu)將水壓力和其他荷載傳遞至兩岸壩肩，設(shè)計(jì)時(shí)更注重拱壩的整體剛度和壩肩穩(wěn)定，強(qiáng)調(diào)地形的對稱性（河谷寬高比宜小于3~4）和基巖的強(qiáng)度（需能承受拱端推力），通過優(yōu)化拱圈形狀（如雙曲拱）充分發(fā)揮材料抗壓性能，材料用量顯著減少。2.受力特性（1）荷載傳遞路徑：重力壩的水平水壓力主要由壩體自重產(chǎn)生的摩擦力平衡，荷載傳遞方向垂直向下；高拱壩的水平水壓力通過拱的作用傳遞至兩岸壩肩，部分荷載通過梁的作用傳遞至壩基，形成空間三維受力體系。（2）應(yīng)力分布：重力壩壩體應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，但壩踵可能出現(xiàn)拉應(yīng)力（需控制在材料允許范圍內(nèi)），整體應(yīng)力水平較低（通常小于5MPa）；高拱壩利用拱的承壓特性，壩體應(yīng)力分布更均勻，最大壓應(yīng)力可達(dá)10~20MPa（取決于壩高和材料強(qiáng)度），拉應(yīng)力區(qū)較?。ㄍㄟ^配筋或優(yōu)化體型控制）。（3）穩(wěn)定性控制因素：重力壩的穩(wěn)定性主要取決于壩基面的抗滑能力（需滿足抗剪或抗剪斷安全系數(shù)），壩基揚(yáng)壓力對穩(wěn)定性影響顯著；高拱壩的穩(wěn)定性則依賴于壩肩巖體的抗滑穩(wěn)定（需防止拱端推力導(dǎo)致的壩肩滑動(dòng)或變形），壩基變形協(xié)調(diào)要求高，需進(jìn)行三維