2025年水工建筑物模擬考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.重力壩抗滑穩(wěn)定分析中，基本荷載組合下采用抗剪斷公式計(jì)算時，規(guī)范要求的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值為（）。A.1.05B.1.3C.3.0D.2.52.拱壩最基本的工作特點(diǎn)是（）。A.依靠自身重量維持穩(wěn)定B.利用兩岸巖體維持穩(wěn)定并傳遞荷載C.壩體應(yīng)力以拉應(yīng)力為主D.對地基要求低3.土石壩中，設(shè)置反濾層的主要目的是（）。A.提高壩體強(qiáng)度B.防止?jié)B透變形C.降低浸潤線D.增加壩體透水性4.水閘閘室結(jié)構(gòu)中，直接承受水壓力并傳遞荷載至地基的關(guān)鍵構(gòu)件是（）。A.鋪蓋B.閘墩C.底板D.胸墻5.溢洪道設(shè)計(jì)中，當(dāng)河岸地形陡峻、岸坡穩(wěn)定且泄量較小時，優(yōu)先選用的溢洪道類型是（）。A.正槽溢洪道B.側(cè)槽溢洪道C.井式溢洪道D.虹吸式溢洪道6.碾壓混凝土重力壩與常規(guī)混凝土重力壩的主要區(qū)別在于（）。A.壩體材料級配B.抗滑穩(wěn)定機(jī)理C.溫度控制要求D.防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.面板堆石壩中，混凝土面板的主要作用是（）。A.支撐堆石體B.防滲C.提高壩體整體性D.抵抗水平荷載8.水電站廠房中，將水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的核心設(shè)備是（）。A.蝸殼B.發(fā)電機(jī)C.尾水管D.調(diào)速器9.重力壩壩體分縫中，用于適應(yīng)混凝土澆筑溫度變化的縫是（）。A.橫縫B.縱縫C.水平施工縫D.永久縫10.土石壩壩體排水中，能夠有效降低壩體浸潤線且適用于下游有較寬灘地的排水形式是（）。A.棱體排水B.貼坡排水C.褥墊排水D.組合式排水二、填空題（每空1分，共20分）1.重力壩的基本剖面通常為______形，其上游面可設(shè)計(jì)為______或______，以利用水重增加壩體穩(wěn)定。2.拱壩按厚高比分類，厚高比小于0.2的為______拱壩，0.2~0.35的為______拱壩，大于0.35的為______拱壩。3.土石壩的滲透變形主要包括______、______、______和______四種類型。4.水閘的消能防沖設(shè)施主要包括______、______和______，其中______是消能的主要部位。5.溢洪道的組成部分包括______、______、______、______和______。6.水電站廠房按布置方式可分為______、______和______，其中______適用于高水頭、小流量的情況。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述重力壩壩體混凝土分區(qū)設(shè)計(jì)的原則及各分區(qū)的作用。2.拱壩對地形和地質(zhì)條件的要求有哪些？為什么？3.土石壩壩基處理中，對于砂礫石地基的防滲措施主要有哪幾種？各自的適用條件是什么？4.水閘閘室底板的作用是什么？按結(jié)構(gòu)形式可分為哪幾類？各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件如何？5.簡述溢洪道泄槽的水力特點(diǎn)及設(shè)計(jì)時需注意的關(guān)鍵問題。四、計(jì)算題（20分）某混凝土重力壩壩高50m，壩頂寬度8m，壩底寬度35m?；竞奢d組合下，壩體自重（含壩內(nèi)水重）沿壩軸線每米長度的合力為W=12000kN，作用點(diǎn)距壩踵的水平距離為15m；上游水壓力F?=8000kN，作用點(diǎn)距壩踵的水平距離為16.67m（方向指向下游）；下游水壓力F?=1000kN，作用點(diǎn)距壩踵的水平距離為30m（方向指向上游）；揚(yáng)壓力F?=2000kN，作用點(diǎn)距壩踵的水平距離為11.67m（方向指向上方）。已知壩體與基巖接觸面的抗剪斷參數(shù)為f'=1.0，c'=1.0MPa，壩底面積A=35m2（每米壩長）。（1）計(jì)算壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（采用抗剪斷公式）；（2）判斷該壩是否滿足規(guī)范要求（基本荷載組合下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值為3.0）。水工建筑物模擬考試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.B4.C5.B6.A7.B8.B9.B10.A二、填空題1.三角；鉛直；傾斜2.??；中厚；厚3.管涌；流土；接觸沖刷；接觸流土4.消力池；海漫；防沖槽；消力池5.進(jìn)水渠；控制段；泄槽；消能段；尾水渠6.地面式；地下式；河床式；地下式三、簡答題1.重力壩壩體混凝土分區(qū)設(shè)計(jì)原則及作用重力壩壩體混凝土分區(qū)設(shè)計(jì)的核心是“按需選材”，根據(jù)不同部位的受力、環(huán)境和功能要求，采用不同強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍及耐久性的混凝土。-內(nèi)部混凝土（核心區(qū)）：位于壩體內(nèi)部，受力較小，主要承受壓應(yīng)力，采用低強(qiáng)度、低熱水泥混凝土，降低水化熱，減少溫度裂縫，降低造價(jià)。-外部混凝土（上下游面及壩頂）：上游面承受水壓力、滲透壓力及凍融作用，需采用抗?jié)B（W4~W8）、抗凍（F100~F300）、高強(qiáng)度（C20~C30）混凝土；下游面承受尾水或大氣環(huán)境，需抗沖耐磨（如溢流面）或抗凍混凝土；壩頂需抗裂、耐磨，滿足交通或運(yùn)行要求。-特殊部位混凝土：如廊道周邊、孔口周圍，需配置鋼筋或采用高標(biāo)號混凝土，增強(qiáng)局部抗拉能力；基礎(chǔ)部位因受基巖約束和集中應(yīng)力，采用高標(biāo)號、低熱混凝土，提高抗裂性。2.拱壩對地形和地質(zhì)條件的要求及原因拱壩是空間殼體結(jié)構(gòu)，依賴兩岸巖體傳遞荷載并維持穩(wěn)定，因此對地形地質(zhì)要求嚴(yán)格：-地形要求：河谷需狹窄對稱，兩岸邊坡陡峭（60°~80°），平面上呈“V”形或“U”形（“V”形更優(yōu)）。狹窄河谷可減小拱圈跨度，降低拱應(yīng)力；對稱地形確保荷載對稱傳遞，避免扭轉(zhuǎn)；陡峭邊坡增加巖體抗滑穩(wěn)定性。-地質(zhì)要求：基巖需均勻、完整、強(qiáng)度高（抗壓強(qiáng)度＞30MPa），無大斷層、破碎帶或軟弱夾層。拱壩將大部分荷載通過拱作用傳遞至兩岸，若基巖存在軟弱結(jié)構(gòu)面，可能導(dǎo)致巖體滑動或變形，破壞壩體穩(wěn)定；完整基巖可減少滲漏和不均勻沉降，保證拱的連續(xù)性。3.土石壩砂礫石地基的防滲措施及適用條件砂礫石地基透水性強(qiáng)，需采取防滲措施防止壩基滲漏及滲透變形，主要措施包括：-垂直防滲（截水墻/槽）：在壩軸線處開挖深槽至相對不透水層（如黏性土或基巖），回填黏土或混凝土形成截水墻。適用于砂礫石層較?。ǎ?5m）、底部有可靠相對不透水層的情況。-帷幕灌漿：通過鉆孔向砂礫石層注入水泥或化學(xué)漿液，填充孔隙形成連續(xù)防滲帷幕。適用于砂礫石層較厚（＞15m）、滲透系數(shù)中等（1×10?3~1×10??cm/s）、底部無明顯相對不透水層的情況。-水平鋪蓋：在壩上游地面鋪設(shè)黏土或土工膜，延長滲徑，降低滲透坡降。適用于砂礫石層深厚（＞30m）、透水層顆粒較細(xì)（滲透系數(shù)＜1×10?3cm/s）、且上游有足夠場地的情況。-聯(lián)合防滲：如垂直防滲（截水墻）與水平鋪蓋結(jié)合，適用于復(fù)雜地基（如上部透水層薄、下部透水層厚），兼顧經(jīng)濟(jì)性和可靠性。4.水閘閘室底板的作用、類型及適用條件底板是閘室的基礎(chǔ)，作用包括：①傳遞閘室上部結(jié)構(gòu)（閘墩、閘門、胸墻等）及水壓力至地基；②防止地基滲透變形（通過自身重量平衡揚(yáng)壓力）；③連接閘室各構(gòu)件，形成整體。按結(jié)構(gòu)形式分為：-整體式底板：底板與閘墩澆筑成整體，剛度大，能均勻傳遞荷載，減少不均勻沉降。優(yōu)點(diǎn)：整體性好，對地基適應(yīng)性強(qiáng)；缺點(diǎn)：混凝土用量大。適用于軟土地基或閘孔較寬的情況。-分離式底板：底板僅作為閘墩的基礎(chǔ)，閘墩之間設(shè)縫分開。優(yōu)點(diǎn)：混凝土用量少，施工方便；缺點(diǎn)：整體性差，對地基不均勻沉降敏感。適用于地基承載力較高（如巖基或密實(shí)砂基）、閘孔較窄的情況。5.溢洪道泄槽的水力特點(diǎn)及設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題泄槽是連接控制段與消能段的陡槽，水力特點(diǎn)：①水流為急流（Fr＞1），流速高（可達(dá)20~50m/s）；②水面波動大，易產(chǎn)生沖擊波和摻氣；③沿程水頭損失以摩阻損失為主，局部損失（如彎道、收縮段）顯著；④高速水流可能引發(fā)空蝕、沖刷破壞。設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題：-線型設(shè)計(jì)：平面上宜直線布置，避免急彎（需設(shè)彎道時，彎曲半徑≥5倍槽寬）；縱坡需陡于臨界坡度，且連續(xù)平順，避免變坡點(diǎn)過多（變坡處設(shè)反向圓弧連接）。-抗沖耐磨：槽身采用高強(qiáng)度混凝土（C30~C40），溢流面設(shè)抗沖磨材料（如硅粉混凝土），底板設(shè)錨筋或齒墻防止滑動。-摻氣減蝕：在泄槽起始段或變坡處設(shè)置摻氣坎，強(qiáng)迫水流摻氣，減少空蝕風(fēng)險(xiǎn)。-邊墻設(shè)計(jì)：邊墻需足夠高度（超高0.5~1.0m），頂部設(shè)防浪墻；邊墻形式（直墻、斜墻）需與水流流態(tài)匹配，避免脫壁。四、計(jì)算題（1）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算抗剪斷公式為：\[K'=\frac{(W-U)f'+c'A}{\sumP}\]其中：-\(W\)：壩體自重（含壩內(nèi)水重），12000kN；-\(U\)：揚(yáng)壓力，2000kN；-\(f'\)：抗剪斷摩擦系數(shù)，1.0；-\(c'\)：抗剪斷凝聚力，1.0MPa=1000kN/m2；-\(A\)：壩底面積，35m2；-\(\sumP\)：水平向合力（下游為正），\(F_1-F_2=8000-1000=7000kN\)