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2007年度全国注册土木工程师（水利水电工程）执业资格考试

水工结构专业案例试卷（上午）

1～3.某大（2）型水库工程，主坝为均质土坝，高70m，工程位于7度地震区，地震设计烈度为Ⅶ。设计洪水位为105.5m，校核洪水位为107.5m，正常蓄水位为105.0m。

已知：正常运用条件下波浪在坝坡上的爬高为3.50m，非常运用条件下波浪在坝坡上的爬高为1.8m。最大风壅水面高度正常与非常情况均忽略不计；地震壅浪高度取0.5m，地震沉降按零计。

1. 由以上条件，确定坝顶高程是由下列哪一种工况控制？ （A）正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高再加地震安全加高 （B）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高 （C）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高 （D）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高 答案：（D） 主要解答过程：

碾压式土石坝设计规范SL274—2001 ，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0.5m+0 (给定)

（A）正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高再加地震安全加高

105+1.8+0+0.5+0.5=107.8m

（B）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高

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105.0+3.5+0+1.0=109.5m

（C）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高

107.5+1.8+0+0.5=109.8m

（D）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高

105.5+3.5+0+1.0=110.0m 答案：（D）

2. 参照已建工程的经验，均质土坝的上、下游坝坡关系有一定的规律，该坝的综合坝坡，上、下游各拟定了四种情况，下列选项中哪一项是符合一般规律的？ （A）1：2.5，1：2.8 （B）1：2.6，1：2.6 （C）1：2.6，1：3.0 （D）1：2.8，1：2.4 答案：(D )

主要解答过程：均质土坝一般上缓下陡。

3. 当对该坝最大坝高断面进行坝坡稳定分析时，非常运用情况下，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 （B）不需要计及地震荷载

（C）需要计及地震荷载，只考虑水平地震作用 （D）需要计及地震荷载，只考虑垂直向地震作用 答案：（C） 主要解答过程：

工程位于7度地震区，地震设计烈度为Ⅶ，坝坡稳定分析时需要计及地震荷载。水工抗震规范4.1.2条，设计烈度8、9度的1、2级建筑物需同时考虑水平向和垂直向地震作用。 答案：（C）

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

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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）190m （B）170m （C）150m （D）130m 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

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

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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？

（A）780kN （B）460kN （C）420kN （D）1360kN 答案：（ B ）

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