注册土木工程师水利水电专业例题.ppt
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1、 1.1 某水库总库容为1.6亿立方米,最大坝高132m,拦河坝为混凝土拱坝。大坝建筑物级别_。下列选项哪些项是正确的?A 可以提高为1级 B 2级C 3级 D 经主管部门批准可提高一级答案:A B考查点:工程等别划分依据和原则题解:根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000,2.2.3节规定:水库大坝按2.2.1规定为2级、3级的永久性水工建筑物,如坝高超过表2.2.3 指标,其级别可提高一级,但洪水标准可不提高。建筑物级别第一章 总体设计能力 1.2 1.2 某水库总库容为1.1亿立方米,最大坝高90m,拦河坝为混凝土重力坝。大坝设计洪水标准 及下游消能防冲设计洪水标准洪水重现期
2、(年):下列选项哪一项是正确的。A 500A 500100 100 B 100 100 B 500 50500 50C 500C 500100 100 10050 D 50 D 1000 50 1000 50 答案:B考查点:永久性水工建筑物洪水标准题解:大坝为2级建筑物,由表3.2.1的规定,其大坝洪水标准为500100,取500年是合适。据表3.2.4的规定,对应2级建筑物下游消能防冲设计洪水标准为50年。洪 水 标 准第一章 总体设计能力 1.3 1.3 某水库拦河坝最大坝高某水库拦河坝最大坝高65m65m。修建混凝土坝和土石。修建混凝土坝和土石坝坝均可行,河段洪水过程为肥胖型,洪峰流量
3、较大。在坝型比均可行,河段洪水过程为肥胖型,洪峰流量较大。在坝型比较中,混凝土重力坝布置时宜优先考虑较中,混凝土重力坝布置时宜优先考虑 ;拱坝布;拱坝布置的泄洪方式宜优先研究置的泄洪方式宜优先研究 方式;土石坝布置的方式;土石坝布置的泄洪方式宜布置泄洪方式宜布置 方式。哪一项符合一般原则?方式。哪一项符合一般原则?A A 引水发电系统布置引水发电系统布置 采用泄洪洞泄洪采用泄洪洞泄洪 泄洪洞与溢洪道相泄洪洞与溢洪道相结合泄洪结合泄洪B B 航运建筑物布置航运建筑物布置 采用泄洪洞泄洪采用泄洪洞泄洪 泄洪洞与溢洪道相泄洪洞与溢洪道相结合泄洪结合泄洪C C 供水建筑物布置供水建筑物布置 采用坝身泄
4、洪采用坝身泄洪 开敞式溢洪道泄洪开敞式溢洪道泄洪D D 泄洪建筑物布置泄洪建筑物布置 采用坝身泄洪采用坝身泄洪 开敞式溢洪道泄洪开敞式溢洪道泄洪答案:(答案:(D D)枢纽布置第一章 总体设计能力(1)混凝土重力坝设计规范3.0.1条及条文说明 混凝土重力坝的布置,泄洪建筑物往往是影响枢纽布置和其它建筑物安全的关键,故宜优先考虑泄洪建筑物的布置(2)混凝土拱坝设计规范3.1.4条及条文说明 拱坝布置泄洪方式宜优先研究采用坝身泄洪,坝身孔口泄洪是较经济的选择。(3)碾压式土石坝设计规范3.2.2条及条文说明 土石坝采用开敞式溢洪道,超泄能力较强,当地形条件有利时,宜布设开敞式溢洪道。枢纽布置第一
5、章 总体设计能力 1.4 某水库总库容为1.1亿立方米,主坝为均质土坝,高70m,工程位于7度地震区,设计洪水位为215.5m,校核洪水位为217.5m,正常蓄水位为215.0m。已知:正常运用条件下波浪爬高为3.50米,非常运用条件下波浪爬高为1.8米。最大风壅水面高度设定为零;地震壅浪高度取1.0m,地震沉降按0.5m计。确定坝顶高程?坝顶高程由什么条件控制?答案:220.0 m 坝顶高程由设计洪水位加正常运用条件控制考查点:坝顶高程确定。坝 顶 高 程第一章 总体设计能力解:碾压式土石坝设计规范SL2742019,5.3.1条,坝顶超高:y=R+e+A+B Y坝顶超高,m;R最大波浪在坝
6、坡上的爬高,m;正常运用情况下为3.50m(给定);非常运用情况下为1.80m(给定)。e最大风壅水面高度,m;本题设定为零。A安全加高,m;根据规范 表5.3.1,设计洪水位、正常蓄水位加正常运用情况下:1.0 m校核洪水位加非常运用情况下:0.5 m B地震安全加高,为1.0m+0.5m(给定)第一章 总体设计能力坝 顶 高 程规范5.3.3条 按下列运行条件计算,取其最大值:1 设计洪水位加正常运用条件;2 正常蓄水位加正常运用条件;3 校核洪水位加非常运用条件;4 正常蓄水位加非常运用再加地震条件设计洪水位加正常运用条件下坝顶超高:y=R+e+A=3.5+0+1.0=4.5 m 坝顶高
7、程为215.5+4.5=220.0 m第一章 总体设计能力坝 顶 高 程正常蓄水位加正常运用条件下坝顶超高:y=R+e+A=3.50+0+1.0=4.5 m坝顶高程为:215.0+4.5=219.50m校核洪水位加非常运用条件下坝顶超高为:y=R+e+A=1.80+0+0.5=2.3 m坝顶高程为:217.5+2.3=219.8m正常蓄水位加非常运用再加地震条件下坝顶超:y=R+e+A+B=1.8+0+1.5+0.5=3.8 m 坝顶高程为:215.0+3.8=218.8 m 由上计算:坝顶高程由设计洪水位控制,220.0m。第一章 总体设计能力坝 顶 高 程1.5 某砼重力坝为2级建筑物,坝
8、高65m,设计烈度7度,进行抗滑稳定分析时,下列选项中哪一项是正确的?A需要计及地震荷载、同时考虑水平向和垂直向地震作用、采用拟静力法计算;B不需要计及地震荷载;C需要计及地震荷载、只考虑水平向地震作用;采用拟静力法计算;D需要计及地震荷载、同时考虑水平向和垂直向地震作用。采用动力分析法计算;第一章 总体设计能力荷载组合答案:C考查点:荷载组合及抗震设计解题:本工程为度地震区,地震烈度高于度,所以要进行抗震设计。水工建筑物抗震设计规范4.1.1条、4.1.2条,可只考虑水平向地震作用。根据1.0.5条本工程抗震设防类别应为乙类,又根椐6.1.5条规定,乙类、设计烈度7度、坝高小于70m可采用拟
9、静力法计算。第一章 总体设计能力荷载组合 1.6 1.6 某水库总库容1.251.25亿亿m3m3。采用厚粘土心墙坝,最大坝高67m67m,坝基岩性为冲洪积中厚层砂砾石、夹有薄层软粘土层和细砂层,判断为非液化土层;工程位于7度地震区。该坝的抗震分析可采用拟静力法进行抗震稳定计算,下列选项中哪些方法是合适的?A 瑞典园弧法 B 简化毕肖普法 C 滑楔法 D 有限单元法 答案:A C 水工建筑物抗震设计规范SL203-97、5.1条 第一章 总体设计能力抗震设计 1.7 混凝土重力坝,最大坝高113m,为2级建筑物,安全监测必设的内容(专门性监测除外)。A 坝体位移、坝基位移、裂缝、倾斜、扬压力;
10、B 坝体位移、接缝、坝基位移、坝体渗透压力、扬压力;C 坝体位移、接缝、坝基位移、扬压力、混凝土温度;D 坝基位移、接缝、裂缝、应力、应变。答案:C考查点:安全监测 解题:混凝土重力坝设计规范SL319-2019表10.2.3,仪器监测的常规项目第一章 总体设计能力安 全 监 测 2.1 梁正截面受弯承载力计算及配筋矩形简支梁,已知荷载设计值、断面尺寸、混凝土强度等级等计算步骤:(1)确定有关系数,d,0,G,Q,fc,fY(2)设计弯矩值计算 M=0 (G gk+Q qk)l02/8(3)系数计算 (4)配筋量计算第二章 水工混凝土结构水工混凝土 2.1 梁正截面受弯承载力计算及配筋梁正截面
11、受弯承载力计算及配筋 某小型水泵站(4级建筑物)内有一单跨混凝土简支板,计算跨度l l0 0=3.0m,承受均布恒荷载标准值gk k=2kN/m2(包括板自重),均布活荷载标准值qk k=3kN/m2,采用混凝土强度等级C20,级钢筋,板厚80mm,板的纵向钢筋?第二章 水工混凝土结构水工混凝土 解:(1)有关系数96规范4.1.3条规定4级建筑物的安全级别为级,4.2.1条规定重要性系数0=0.9,设计状况系数持久状况=1.0,结构系数d=1.2,规范附录B永久荷载分项系数G=1.05,可变荷载Q=1.20,砼、钢筋强度设计值fc=10N/mm2,fy=210 N/mm2第二章 水工混凝土结
12、构水工混凝土/解:(2)设计弯矩值计算 取1000mm 板带作为计算单元,h0=65mm,M=0(G gk+Qqk)l02/8 =1.00.9(1.052+1.23)3.02/8=5.771kNm (3)系数计算 s=d*M/fc/b/h02=0.1639 =1-(1-2*s)1/2=0.180 (4)钢筋计算 As=fc*b*h0/fy=557.1mm2 min=0.15%As=1000*65*0.15%=97.5mm2第二章 水工混凝土结构水工混凝土 2.2 梁斜截面承载力计算及配筋矩形简支梁,已知荷载设计值、断面尺寸、混凝土强度等级等计算步骤:(1)确定有关系数,d,0,G,Q,fc,f
13、yv,(2)支座边缘处剪力V计算均布荷载、集中荷载作用下的相应公式计算(3)复核截面尺寸(截面尺寸是否满足要求)第二章 水工混凝土结构水工混凝土 2.2 梁斜截面承载力计算及配筋(4)配筋量计算第二章 水工混凝土结构水工混凝土 2.3 偏心受压柱承载力计算及配筋已知弯矩、轴力设计值、断面尺寸、混凝土强度等级等计算步骤:(1)求初始偏心距e0,e0=M/N(2)求偏心距增大系数第二章 水工混凝土结构水工混凝土(3)判断大小偏心受压(4)求轴向作用力到As的距离ee=e0+h/2-a(5)求受压钢筋面积As取x=bho,b=0.544(6)求受拉钢筋面积As As=(fcbbh0+fyAs-dN)
14、/fy第二章 水工混凝土结构水工混凝土 4.1 某水库总库容0.8亿立方米,电站总装机容量为55MW。采用粘土心墙坝,坝壳填料为砂砾石,坝高68 m,河床段砂砾石层厚28 m。坝址区地震动峰值加速度为0.2g。1.当心墙上、下游水头差为 60 m时,求满足渗透要求的心墙底部最小厚度。(A)14.5m (B)14.0 m (C)12.0 m (D)15.0 m答案:(D)考点:防渗体选择 解:碾压式土石坝设计规范(SL274-2019)5.5.2条规定,心墙底部厚度不宜小于水头的1/4。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝 2、按土工试验规程(SL237-2019)规定的击实试验方法,得到心墙填
15、筑粘土土料的最大干密度max=17.5kN/m3,试求设计填筑干密度?答案:17.0kN/m3考点:填筑标准 解:按等级规范表2.1.1确定等工程,按表2.2.1确定坝的级别为3级。根据碾压式土石坝设计规范4.2.3-1条心墙填筑料对3级坝压实度为96%-98%,4.2.3条-2规定地震设计烈度为8度时,宜取上述规定的大值。故压实度为98%,设计填筑干密度=17.5kN/m3*98%=17.0kN/m3。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝 3、坝壳填料为砂砾石,本工程在下游坝脚设有排水沟,排水沟顶部设有贴坡排水。该地区冻结深度为1.0m,贴坡排水顶部高程应高于坝体浸润线出逸点,本工程超过的高
16、度应不小于 。(A)2.0m (B)1.5m (C)1.0m (D)0.7m答案:(B)考点:坝体排水 解:拦河坝为3级建筑物,查碾压式土石坝设计规范(SL274-2019)5.7.8条-1规定,3级坝不小于1.5m。故答案为(B)。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝 4、为减少坝基砂砾石层的渗漏量,确保该层的渗透稳定,拟在心墙底部做一道混凝土防渗墙。试问混凝土防渗墙顶部插入粘土心墙的高度和底部深入基岩的深度哪一选项符合规范规定?(A)6.0 m 1.0 m (B)6.0 m 0.5 m (C)6.5 m 1.0 m (D)6.8 m 0.5 m答案:(D)考点:砂砾石坝基渗流控制解:本工程
17、河床段坝高68米,根据碾压式土石坝设计规范(SL274-2019)6.2.8条规定,防渗墙顶部插入土质防渗体高度宜为1/10坝高,底部深入基岩的深度0.5-1.0m,故答案为(D)。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝4.2 颗粒级配指标的应用1.级配指标 判别标准1)不均匀系数Cu。Cu=d60/d10 d60-在粒径分布曲线上粒径累计质量占总质量60的粒径。Cu表示土颗粒级配曲线的坡度和土粒大小不均匀程度的指标。Cu愈大,曲线愈平缓,说明土粒大小变化范围大,土粒不均匀,即级配好;Cu愈小,曲线愈陡,说明土粒大小变化范围愈小,土粒均匀,即级配差。工程中一般认为Cu5为良好级配,Cu5为不良级
18、配。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝 2)曲率系数Cc。Cc=(d30)2/(d60*d10)Cc表示土颗粒级配曲线弯曲形状的指标。Cc在13之间的土级配良好;Cc小于1或大于3的土,土颗粒级配曲线明显呈阶梯状,土颗粒级配不连续,主要由粗颗粒和细颗粒组成,缺乏中间颗粒。3)良好级配的标准:Cu5且Cc13。2.级配指标的应用:1)级配指标作为选择筑填土料、坝壳料、反滤料的依据。2)级配指标还可作为粗粒土工程分类的依据。3)级配指标对于判别土的渗透变形和振动液化也有重要的意义。4)地基基础处理的依据。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝 第四章 挡水、蓄水建筑物碾压式土石坝第四章 挡水、蓄水
19、建筑物碾压式土石坝 4.3 某混凝土重力坝坝高70m,泄洪要求在水位190m时总泄量7800m3/s。若在176m高程设开敞式溢流孔(表孔),单孔净宽15m。试问需设几个表孔?已知表孔所在坝段坝体上游面铅直,表孔定型设计水头12.5m,侧收缩系数0.90,不计行进流速影响。答案:5个表孔考点:表孔泄流能力第四章 挡水、蓄水建筑物混凝土重力坝 解:表孔单孔泄流能力采用混凝土重力坝设计规范SL 319-2019附录A.3中(A.3.1)式计算。式中:淹没系数 取1.0,侧收缩系数 0.90,上游坡 面铅直修正系数 C=1,溢流堰净宽 B=15m 流量系数m:溢流堰定型设计水头 Hd=12.5m 上
20、游堰高与定型设计水头比 P1/Hd1.33 库水位190m时堰顶水头 Hw=14m,Hw/Hd=15/12.5=1.2 查规范附录A 表A.3.1-1流量系数0.510 表孔单孔泄量:1598 m3/s 需设5个表孔第四章 挡水、蓄水建筑物混凝土重力坝 4.4 某碾压混凝土最大坝高75m,相应断面作用水头为72m,若上游面采用防渗等级W8的二级配碾压混凝土防渗,最小防渗层有效厚度 。答案:2.4-4.8m 规范SL314-2019 5.0.5条规定,二级配碾压混凝土的有效厚度宜为坝面水头的1/301/15,则本案二级配碾压混凝土的有效厚度宜为2.44.8m。第四章 挡水、蓄水建筑物碾压混凝土坝
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