4~6. 某大型工程,位于8度地震区。主坝为粘土均质坝,受地形的限制,为满足泄洪要求,在主、副坝联接处建有溢洪道,设计洪水泄流量为8300m3/s,溢洪道基础位于第三纪砂层上。溢洪道采用直线布置,由驼峰堰进水闸、泄槽、一级消力池、二级消力池、三级消力池以及海漫等几部分组成。
堰体为驼峰堰型,长28m,上游设壤土铺盖,厚2~3m,长250m,渗透系数为1×10-6cm/s,铺盖下砂层渗透系数为3×10-3cm/s。堰体下设两条横向(垂直水流)排水管,并与堰体两侧边边墙外纵向排水管相联,横向排水管内地下水位高程为134.5m。堰体结构简图及设计洪水过水时的受力状态见附图。
泄槽两侧挡墙为直墙式,并对称扩散,进口堰末泄槽起点宽131.5m,流速为13.15m/s,水深4.8m;泄槽末端处宽170m,流速为21.23m/s,水深2.3m。泄槽底板下设有反滤层和网状排水沟,纵横向排水沟布置在泄槽底板下,横向排水沟自溢洪道中心向两侧以5%的坡度引边墙外排水廊道内。
第三纪砂层相对密度为0.80。由颗粒级配曲线查得小于各粒径重量占总重量的百分数如下表:
砂的粒径 di(mm) 对应粒径 占(%) 0.014 5 0.030 10 0.050 15 0.060 20 0.120 30 0.170 40 0.25 50 0.30 60 1.05 70 1.00 80 1.40 85 8.00 100 4. 判断溢洪道泄槽(陡槽)满足水流扩散所需要的沿水流方向的最小水平投影长度,下列哪一项能满足最低要求?
(A)190 m (B)170 m (C)150 m (D)130 m 答案: (B ) 主要解答过程:
溢洪道泄槽边墙扩散角可按《溢洪道设计规范》附录A.3中公式A.3.2-2计算,
tgQ=(g*h)1/2/k/v
式中:h—扩散段首、未端平均水深;
v—扩散段首、未端平均流速; k—经验系数,取3.0;
h=0.5(4.8+2.3)=3.55m v=0.5(13.15+21.23)=17.19m/s
tgQ=(g*h)1/2/k/v=(9.81*3.55)1/2/3/17.19=0.114
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溢洪道泄槽满足水流扩散所需要的沿水流方向的最小水平投影长度L: L=0.5(170-131.5)/0.114=168.9m
5. 当设计洪水泄洪,闸门全开堰体过水时,(顺水流方向)影响堰体(单宽)稳定的除有结构自重及其上的永久设备重量、土压力外,还有哪些基本荷载? (A)设计洪水位时的扬压力和地震荷载 (B)设计洪水位时的扬压力和泄流时的水压力 (C)设计洪水位时的静水压力和地震荷载 (D)设计洪水位时的静水压力和波浪压力 答案:(B ) 主要解答过程:
6. 由上述条件,下列哪一选项最接近高程134.5m以上堰体上游面(单宽)所作用的水平水推力的计算值?(按时均压强计算,忽略铺盖厚度,堰趾至横向排水沟的渗径长度按20m计,堰体过水如图示)。下列选项中水平水推力计算值,哪一项是比较正确的?
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(A)780kN (B)460kN (C)420kN (D)1360kN 答案:( B ) 主要解答过程:
铺盖首部的渗透压力=(151.0-134.5)*10=165KN 铺盖尾部的渗透压力=165*24.5/274.5=14.72KN 堰底板上游的渗透压力=165*20/274.5=12.02KN 排水管的渗透压力为0
(1) 上游止水以上水压力H1 H1=0.5(80+120)*4 =400KN (2) 上游止水以下水压力H2 H2=0.5(14.72+12.02)*4.5= 60.1KN
堰体上游面(单宽)所作用的水平水推力=400+60.1=460 KN
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7. 某装机450MW的坝后水电站内有2500kN/300kN的桥机,桥机轨道梁采用钢筋混凝土T形梁。在进行吊车梁计算配筋时,需要确定T形梁的结构重要性系数γ0,桥机竖向荷载的动力系数γQ,结构系数γd。以下哪一选项是正确的? (A)γ0=1.1,γQ=1.05,γd=1.3 (B)γ0=1.0,γQ=1.05,γd=1.2 (C)γ0=1.0,γQ=1.2,γd=1.2 (D)γ0=1.0,γQ=1.1,γd=1.2 答案:(B) 主要解答过程:
《水利水电工程第级划分与洪水标准》规定装机450MW为大(Ⅱ)型工程,厂房是主要建筑物,应为2级建筑物。《水电站厂房设计规范》第4.1.3条规定,2级建筑物结构重要性系数γ0=1.0;第4.1.8条规定,桥机竖向荷载的动力系数γQ=1.05;《水工混凝土结构设计规范》第4.2.1条规定,结构系数γd=1.2。
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8. 有一素混凝土柱,混凝土强度等级C15, 计算长度l0=3.6 m,截面尺寸b×h=300×500mm2,轴向力设计值N=480kN,轴向力作用点至截面重心作用点距离e0=100mm,如图所示。经复核,该柱截面安全。以下哪一个数值最接近该素混凝土柱的受压承载力? (A)600kN (B)710kN (C)480kN (D)520kN
答案:(C)
主要解答过程:
《水工混凝土结构设计规范SL/ T191-96》条文 5.2.1,5.2.2 公式5.2.2~1,5.2.2~4 专业案例,水工结构篇,第二章,第三节 (1) 有关系数
γd=1.3, fc=10N/mm2,e0=100mm,yc’ =500/2=250mm (2) 判别是否要考虑受拉区混凝土的作用 0.4 yc’=0.4×250=100mm 0.8 yc’=0.8×250=200mm
故0.4 yc’= e0≤0.8 yc’, 按不考虑混凝土受拉区的作用计算承载力。 (3)弯矩平面内的受压承载力
l/h=3600/500=7.2, 查表5.2.2-1得,φ=0.93 N=
10.93?fcb(h?2e0)??7.5?300?(500?2?100)=482884N=483kN ?d1.3(4) 垂直弯矩作用平面的受压承载力 l/h=3600/300=12, 查表5.2.2-1得,φ=0.82 N=
10.82?fcbh??7.5?300?500=709615N=710kN ?d1.3应取(483kN,710kN)的小值,故受压承载力为483kN。
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