2025年水利工程師水工建筑物?？荚囶}及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.重力壩基本剖面設計中，壩體上游面鉛直時，其最經濟的三角形剖面頂點位于（）。A.壩頂中心B.壩踵C.壩址處河床面D.壩高1/3處答案：B2.拱壩應力分析中，采用純拱法計算時，單拱的荷載分配依據(jù)是（）。A.各層拱的剛度B.拱端推力平衡C.拱圈與懸臂梁的變形協(xié)調D.拱圈中心角大小答案：A3.土石壩壩體排水設施中，能有效降低壩體浸潤線且適用于下游有灌溉要求的是（）。A.棱體排水B.貼坡排水C.褥墊排水D.組合式排水答案：C4.水閘地下輪廓線設計中，閘基為粉砂地基時，滲透坡降控制的關鍵指標是（）。A.允許滲透坡降B.臨界滲透坡降C.破壞滲透坡降D.平均滲透坡降答案：B5.溢洪道泄槽襯砌結構設計時，當泄槽縱坡i>0.15時，需重點驗算（）。A.抗滑穩(wěn)定性B.抗裂性C.抗沖磨性D.抗凍性答案：A6.碾壓混凝土重力壩層面處理的核心目的是（）。A.提高層面抗剪強度B.減少溫度裂縫C.增強防滲性能D.降低施工難度答案：A7.拱壩壩肩穩(wěn)定分析中，當存在不利結構面時，最危險的滑動模式是（）。A.單滑塊滑動B.雙滑塊滑動C.多滑塊滑動D.沿壩基接觸面滑動答案：B8.心墻堆石壩心墻材料的最優(yōu)含水量控制范圍一般為（）。A.塑限±1%B.最優(yōu)含水率±2%C.液限±1%D.天然含水率±3%答案：B9.水閘閘室穩(wěn)定計算中，當閘基為軟土地基時，需重點驗算（）。A.抗滑穩(wěn)定B.基底應力均勻性C.沉降量D.滲透穩(wěn)定答案：C10.堤防工程設計中，背水側壓浸臺的主要作用是（）。A.提高堤身抗滑穩(wěn)定性B.減少堤身沉降C.防止?jié)B透變形D.增強防浪能力答案：C二、填空題（每題2分，共20分）1.重力壩壩體混凝土強度等級一般不低于______，碾壓混凝土重力壩層面抗剪強度指標需通過______試驗確定。答案：C20；現(xiàn)場抗剪2.拱壩的中心角一般控制在______范圍內，壩頂拱圈中心角不宜小于______。答案：90°~110°；70°3.土石壩壩坡穩(wěn)定分析中，瑞典圓弧法假定滑動面為______，畢肖普法考慮了______的影響。答案：圓弧面；土條間的作用力4.水閘底板按結構形式分為______和______，前者適用于閘孔較窄的情況。答案：整體式底板；分離式底板5.溢洪道正槽式與側槽式的主要區(qū)別在于______，側槽式溢洪道適用于______的地形條件。答案：泄槽與溢流堰的連接方式；岸坡陡峻6.碾壓混凝土壩的層面結合質量可通過______、______等檢測手段驗證。答案：鉆孔取芯；壓水試驗7.拱壩溫度荷載中，______是引起壩體應力的主要因素，設計時需考慮______和封拱溫度的差值。答案：均勻溫差；年平均氣溫8.土石壩反濾層設計需滿足______、______和透水性要求。答案：保土性；防堵性9.水閘消能防沖設施中，底流式消能的主要形式有______和______，適用于下游水深較大的情況。答案：消力池；消力檻10.堤防工程滲透變形類型主要包括______、______和接觸沖刷，防治措施通常采用______和排水減壓。答案：管涌；流土；防滲鋪蓋三、簡答題（每題8分，共48分）1.簡述重力壩壩體分縫的類型及各自作用。答案：重力壩分縫包括橫縫、縱縫和水平施工縫。橫縫垂直于壩軸線，將壩體分成獨立壩段，防止溫度應力和地基不均勻沉降引起的裂縫；縱縫平行于壩軸線，用于適應混凝土澆筑能力，減少施工期溫度應力；水平施工縫是分層澆筑時的結合面，需處理層面以保證抗剪和防滲性能。2.拱壩相比重力壩超載能力更強的原因是什么？答案：拱壩通過拱和梁的共同作用傳遞荷載，超載時可通過拱向應力重分布將部分荷載轉移至未破壞區(qū)域；重力壩主要依靠自身重量維持穩(wěn)定，超載時壩體或地基一旦出現(xiàn)裂縫，抗滑穩(wěn)定性驟降。此外，拱壩材料強度利用率高，壩體厚度小，應力分布更均勻，局部破壞不易導致整體失穩(wěn)。3.土石壩壩坡設計需考慮哪些主要因素？答案：①壩型與筑壩材料：粘性土壩坡較緩，堆石壩坡較陡；②壩高：壩越高，壩坡越緩；③壩體結構：心墻或斜墻壩的上下游坡需滿足防滲體穩(wěn)定要求；④運用條件：設計洪水位、庫水位驟降等工況對下游壩坡穩(wěn)定影響顯著；⑤地震作用：地震區(qū)需降低壩坡坡度以提高抗震穩(wěn)定性。4.水閘底板的結構形式及適用條件是什么？答案：①整體式底板：為剛性結構，將閘室上部荷載均勻傳至地基，適用于閘孔較窄（≤10m）、地基承載力較低或有防滲要求的情況；②分離式底板：由閘墩底板和消力池底板組成，閘墩底板僅承受閘墩及上部結構荷載，適用于閘孔較寬（>10m）、地基承載力較高且滲透坡降較小的情況；③箱式底板：為雙向受力結構，剛度大，適用于軟土地基或需要布置廊道的大型水閘。5.溢洪道的主要類型及各自特點。答案：①正槽溢洪道：溢流堰軸線與泄槽軸線正交，水流平順，結構簡單，應用最廣；②側槽溢洪道：溢流堰軸線與泄槽軸線平行，水流沿堰頂進入側槽后轉向，適用于岸坡陡峻、山脊較薄的地形；③井式溢洪道：溢流堰呈環(huán)形，水流經豎井和隧洞下泄，適用于庫周地形狹窄、無適宜岸邊的情況；④虹吸式溢洪道：利用虹吸原理自動泄水，可控制水位但結構復雜，易堵塞。6.堤防工程滲透變形的防治措施有哪些？答案：①上游防滲：設置黏土鋪蓋、混凝土防滲墻或土工膜，延長滲徑，降低滲透坡降；②下游導滲：采用反濾層、排水溝或減壓井，將滲透水安全排出，防止土顆粒流失；③堤身加固：對隱患段采用劈裂灌漿、培厚堤身等措施，提高整體防滲能力；④結構優(yōu)化：設計合理的堤坡坡度和護坡形式，減少集中滲流風險；⑤監(jiān)測預警：設置滲流監(jiān)測設施，及時發(fā)現(xiàn)異常滲透情況。四、計算題（共32分）1.某重力壩壩高H=50m，壩底寬度B=35m，壩體混凝土容重γc=24kN/m3，設計洪水位時壩前水深h1=48m，壩后水深h2=5m，揚壓力折減系數(shù)α=0.25，壩基摩擦系數(shù)f=0.65，計算壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（不計地震力，取單位寬度計算）。（8分）解：（1）壩體自重G=γc×(B×H)/2=24×(35×50)/2=24×875=21000kN/m（2）水平水壓力P1=0.5×γw×h12=0.5×9.8×482=0.5×9.8×2304=11289.6kN/mP2=0.5×γw×h22=0.5×9.8×52=122.5kN/m總水平推力P=P1-P2=11289.6-122.5=11167.1kN/m（3）揚壓力U=γw×(h1×α×B/2+h2×(1-α)×B/2)=9.8×(48×0.25×35/2+5×0.75×35/2)=9.8×(210+52.5)=9.8×262.5=2572.5kN/m（4）抗滑力F=G×f=21000×0.65=13650kN/m（5）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K=F/(P-U)=13650/(11167.1-2572.5)=13650/8594.6≈1.592.某單曲拱壩壩頂中心角θ=90°，拱圈平均半徑R=80m，壩高H=60m，壩體混凝土容重γc=24kN/m3，設計水頭H0=55m，采用純拱法計算拱圈最大徑向應力（取單位高度，不計溫度應力）。（8分）解：（1）單位高度拱圈自重G=γc×δ×1（δ為拱圈厚度，單曲拱δ=H×sin(θ/2)/R=60×sin45°/80≈60×0.707/80≈0.53m）G=24×0.53×1≈12.72kN/m（2）水壓力P=0.5×γw×H02=0.5×9.8×552=0.5×9.8×3025=14822.5kN/m（3）拱端水平推力H=P/(θ/2sinθ/2)=14822.5/(π/4sin45°)=14822.5/(0.785-0.707)=14822.5/0.078≈190032kN/m（注：θ=90°=π/2弧度，θ/2=π/4）（4）拱圈最大徑向壓應力σ=H/δ+G/δ=190032/0.53+12.72/0.53≈358551+24≈358575kPa≈358.6MPa（需校核是否超過混凝土允許壓應力，通常C40混凝土允許壓應力約20MPa，此處假設為理論計算）3.某均質土壩壩高30m，上游坡1:2.5，下游坡1:2.0，壩頂寬8m，壩體滲透系數(shù)k=5×10??cm/s，采用流網法計算壩體單寬滲流量（流網網格數(shù)n=10，m=5，上下游水頭差h=28m）。（8分）解：流網法單寬滲流量q=k×h×(n/m)注意單位轉換：k=5×10??cm/s=5×10??m/sq=5×10??×28×(10/5)=5×10??×28×2=2.8×10??m3/(s·m)4.某水閘閘室共3孔，每孔凈寬b=8m，閘墩厚度d=1.2m，底板長度L=15m，底板頂面高程▽10.0m，閘室總重量G=45000kN（含底板及上部結構），設計擋水位▽18.0m，下游水位▽12.0m，計算閘室基底平均應力和最大應力（不計揚壓力）。（8分）解：（1）閘室總寬度B=3b+2d=3×8+2×1.2=24+2.4=26.4m（2）水壓力P=0.5×γw×(H上2H下2)=0.5×9.8×(82-22)=0.5×9.8×60=294kN/m（單位寬度）總水平推力P總=P×B=294×26.4=7761.6kN（3）對底板中心的力矩M=P總×(H上/3H下/3)=7