试题库--水工建筑物[1][1]

11.固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用?固结灌浆可提高基岩的整体性和强度,降低地基的透水性。

帷幕灌浆可降低渗透水压力,减少渗流量,防止坝基产生机械或化学管涌。

12.简述重力坝坝基的防渗与排水措施。答为了降低渗透水压力,减少渗流量,可在重力坝的坝踵附近采用帷幕灌浆进行防渗。帷幕灌浆是在坝踵附沿坝轴线方向,打一排深孔,用高压水泥浆或水泥粘土浆进行灌浆,从而形成一道阻止水渗透的屏障。

排水措施:在防渗帷幕后设一道主排水孔,在坝体的下游设置辅助排水孔将坝基透过防渗帷幕的渗水集中起来,抽排到坝体外,从而降代坝基底面的扬压力、

六、计算题

1.某混凝土重力坝的剖面如图所示。分别绘图并计算有排水孔、无排水孔的情况下坝底面的扬压力。(α=0.3)

2.已知某重力坝剖面如图所示,上游正常高水位为50m,相应下游水位为15m,坝顶高程为60m,上游坝坡为1:0.2,下游坝坡为1:0.7,坝顶宽度为5m,在距上游坝面7m处设有排水孔幕。混凝土的容重采用γc =24kN/m3,水的容重采用γw =10kN/m3,渗透压力强度折减系数α=0.3。(浪压力忽略不计)

(1)计算荷载大小;(2)画出荷载分布图,标出荷载作用的位置。

(3)已知接触面的抗剪断参数f′=0.9、C′=700kPa,判别是否满足抗滑稳定要求。

3.已知混凝土的强度等级为C10,基

岩的允许压应力为5000kPa,其它条件同上题,试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求?

六、计算题答案 1.某混凝土重力坝的剖面如图所示。分别绘图并计算有排水孔、无排水孔的情况下坝底面的扬压力。(α=0.3)

5 U17 U

U U21270.1:1521

70.05 UU5234

解:取坝长为1m

无排水孔时:U1??H2T?1?9.81?5?16.9?828.95(KN)

U2?11??H?T?1??9.81?10?16.9?1?828.95(KN)22

扬压力标准值:U?U1?U2?828.95?828.95?1657.90(KN) 有排水孔时:U1??H2T?1?9.81?5?16.9?828.95(KN)

U2???H?7?1?9.81?0.3?10?7?1?206.01(KN)

11U3???H?9.9?1??9.81?0.3?10?9.9?1?145.68(KN)22 11U3??(?H???H)?7?1??9.81?10?0.7?7?1?240.35(KN)22 U?U1?U2?U3?U4?828.95?206.01?145.68?240.35?1420.99(KN)

2.已知某重力坝剖面如图所示,上游正常高水位为50m,相应下游水位为15m,坝顶高程为60m,上游坝坡为1:0.2,下游坝坡为1:0.7,坝顶宽度为5m,在距上游坝面7m处设有排水孔幕。混凝土的容重采用γc =24kN/m3,水的容重采用γw =10kN/m3,渗透压力强度折减系数α=0.3。(浪压力忽略不计) (1)计算荷载大小;

(2)画出荷载分布图,标出荷载作用的位置。

(3)已知接触面的抗剪断参数f′=0.9、C′=700kPa,抗滑稳定安全系数允许值[Ks]=3.0,试用抗剪强度公式求Ks并判别是否满足抗滑稳定要求。

解:(1)建基面顺水流向总长度:

T?(30?10)?0.2?5?(55?10)?0.7?40.5(m)

40.5?7?13.25(m)2排水孔距坝底中心O点的距离:

6

1W1??c??4?(30?10)?960(KN)2①自重:分为三块: 220.25??4?17.58(m)3距O点: W2??c?5?(60?10)?6000(KN)

距O点:20.25?4?2.5?13.75(m)

1W3??c??((55?10)?0.7)?(55?10)?17010(KN)2 120.25?4?5??(55?10)?0.7?0.75(m)3距O点:

②水重:

W4??w?4?(50?30)?800(KN)

距O点: 20.25?2?18.75(m)

1W5??w??((30?10)?0.2)?(30?10)?400(KN)2 120.25??4?18.92(m)3距O点:

③水平水压力:

1P??w?(50?10)2?8000(KN)2上游: 1?(50?10)?13.33(m)距O点高:3 1P??w?(15?10)2?125(KN)2下游: 1?(15?10)?1.67(m)距O点高:3

④扬压力:

U1??H2T?1?10?5?40.5?2025(KN)距O点0(m)

U2???H?7?1?10?0.3?35?7?1?735(KN)

距O点:20.25-3.5=16.75(m)

11U3???H?(40.5?7)?1??10?0.3?35?33.5?1?1758.75(KN)22

7

120.25?7??(55?10)?0.7?2.75(m)3距O点: U4?11?(?H???H)?7?1??10?35?0.7?7?1?857.5(KN)22

120.25??7?17.92(m)3距O点:

U?U1?U2?U3?U4?2025?735?1758.75?857.5?5376.25(KN)

Ks?(3)

f'??W?c'?A?P?0.9?(23970?1200?5376.25)?700?40.5?1?5.868000?125

3.已知混凝土的强度等级为C10,基岩的允许压应力为5000kPa,其它条件同上题,试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求?

解:坝趾处的压应力在计入扬压力时为

W6?M???(?)(1?mBB22)

式中:

?W?23970?1200?5376.25?19793.75(KN)

?2025?0?735?16.75?1758.75?2.75?857.5?17.92?扬压力??112134.3?22568?106431.25?32514.21??4243.16(KN?m)

?M?960?17.58?6000?13.75?17010?0.75?自重??800?18.75?400?18.92?水重??125?1.67?8000?13.33?水平水压力???(19793.756?4243.16?)?(1?0.72)?751.33(KPa)?5000KPa240.540.5

地基承载力满足要求;对砼C10抗压强度标准值为10Mpa=10000Kpa

砼抗压强度远远大于砼内压应力,因此砼强度也能满足要求。

4.某一混凝土重力坝的剖面如图所示,其坝基面向上游倾斜,倾角为θ,坝与坝基面的抗剪断参数为f′、C′,设作用于坝基面的扬压力为U。请按抗剪断强度公式推求抗滑稳定安全系数。

解:当滑动面为水平时

Ks?

抗滑力f'(?(W?U)?C'A=滑动力?P

8

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