2025年水利水電工程土木工程試題及答案一、單項選擇題（共20題，每題2分，共40分。每題只有一個正確選項）1.重力壩壩體應力分析中，正常運用工況下壩基面的垂直正應力應滿足（）A.上游面不出現(xiàn)拉應力，下游面拉應力不超過1.0MPaB.上游面允許出現(xiàn)不超過0.2MPa的拉應力，下游面無限制C.上下游面均不允許出現(xiàn)拉應力D.上游面拉應力不超過0.5MPa，下游面無限制答案：C2.拱壩的超載能力主要取決于（）A.壩體混凝土強度B.兩岸壩肩巖體的穩(wěn)定性C.河谷寬高比D.溫度荷載大小答案：B3.土石壩防滲體采用黏性土時，其滲透系數(shù)應小于（）A.1×10??cm/sB.1×10??cm/sC.1×10??cm/sD.1×10?3cm/s答案：B4.水閘閘室底板的主要作用是（）A.分隔閘孔B.傳遞閘室上部荷載至地基C.防止閘基滲透變形D.提高閘室抗滑穩(wěn)定性答案：D5.混凝土壩施工中，混凝土入倉溫度應控制在（）A.5-15℃B.10-20℃C.15-25℃D.20-30℃答案：A6.土的液性指數(shù)IL=0.3時，其狀態(tài)為（）A.堅硬B.硬塑C.可塑D.軟塑答案：B7.水利工程中，導流標準一般采用（）年一遇的洪水流量A.5-10B.10-20C.20-50D.50-100答案：B8.碾壓混凝土壩的VC值（振動壓實時間）一般控制在（）A.5-15sB.15-30sC.30-45sD.45-60s答案：A9.深層攪拌樁加固軟土地基時，水泥摻入比一般為（）A.5%-10%B.10%-20%C.20%-30%D.30%-40%答案：B10.重力壩壩體排水管的間距一般為（）A.1-2mB.2-3mC.3-4mD.4-5m答案：C11.土的抗剪強度指標c、φ中，反映土體黏聚力的是（）A.cB.φC.兩者共同反映D.均不反映答案：A12.混凝土的徐變是指（）A.荷載作用下的瞬時變形B.荷載長期作用下的變形增長C.溫度變化引起的變形D.干燥收縮引起的變形答案：B13.土石壩壩坡穩(wěn)定分析時，瑞典圓弧法忽略了（）A.土條間的作用力B.滑動面的形狀C.孔隙水壓力D.壩體自重答案：A14.水閘消能防沖設計中，底流式消能的躍前水深應（）A.大于臨界水深B.小于臨界水深C.等于臨界水深D.無特定要求答案：B15.地下連續(xù)墻施工中，泥漿的主要作用是（）A.冷卻鉆頭B.攜渣C.護壁D.潤滑答案：C16.混凝土壩分縫中，橫縫的間距一般為（）A.10-20mB.20-30mC.30-40mD.40-50m答案：A17.土的壓縮系數(shù)a???是指（）A.壓力從100kPa增加到200kPa時的壓縮系數(shù)B.壓力從0增加到100kPa時的壓縮系數(shù)C.壓力從200kPa增加到300kPa時的壓縮系數(shù)D.壓力從50kPa增加到150kPa時的壓縮系數(shù)答案：A18.水利工程中，滲透變形的主要形式不包括（）A.管涌B.流土C.接觸沖刷D.彈性變形答案：D19.混凝土配合比設計中，水灰比的確定主要依據(jù)（）A.強度和耐久性B.流動性和保水性C.黏聚性和強度D.經濟性和可泵性答案：A20.高邊坡加固中，預應力錨索的錨固段長度一般不小于（）A.3mB.5mC.8mD.10m答案：B二、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.重力壩的基本剖面是指在自重、靜水壓力和揚壓力作用下滿足______和______要求的最小三角形剖面。答案：強度；穩(wěn)定2.土石壩的壩體排水設施主要有棱體排水、______、______和綜合排水四種形式。答案：貼坡排水；褥墊排水3.混凝土的耐久性主要包括抗?jié)B性、______、______和抗凍性。答案：抗侵蝕性；抗碳化性4.土的三相比例指標中，______是直接測定的基本指標，包括土的密度、______和土粒相對密度。答案：實測指標；含水量5.水閘的消能防沖設施主要包括______、______和海漫。答案：消力池；護坦6.水利工程施工導流的基本方法分為______和______兩類。答案：全段圍堰法；分段圍堰法7.混凝土壩的溫度裂縫主要有______、______和貫穿裂縫三種類型。答案：表面裂縫；深層裂縫8.土的抗剪強度試驗方法按排水條件分為______、固結不排水試驗和______三種。答案：不固結不排水試驗；固結排水試驗9.地下洞室的圍巖分類主要依據(jù)______、______和結構面狀態(tài)等指標。答案：巖石強度；巖體完整性10.碾壓混凝土壩的施工工藝特點是______、______和薄層連續(xù)碾壓。答案：干硬性混凝土；通倉薄層澆筑三、簡答題（共5題，每題8分，共40分）1.簡述重力壩的分縫類型及各縫的作用。答案：重力壩的分縫主要有橫縫、縱縫和水平施工縫三種類型。（1）橫縫：垂直于壩軸線布置，將壩體分成若干獨立壩段。作用是減少溫度應力和地基不均勻沉降產生的應力，適應混凝土的澆筑能力和散熱要求。（2）縱縫：平行于壩軸線布置，將壩段分成若干柱狀塊。作用是適應混凝土澆筑時的溫度控制要求，減少澆筑塊尺寸，便于散熱。（3）水平施工縫：分層澆筑混凝土時形成的層面。作用是便于施工分層，確?；炷翝仓|量，需在縫面處理后再澆筑上層混凝土。2.土石壩滲流分析的主要目的和常用方法有哪些？答案：滲流分析的主要目的：（1）確定壩體和壩基的滲透壓力分布，評價壩坡穩(wěn)定；（2）計算壩體和壩基的滲透流量，評估水量損失；（3）分析滲透水流對壩體和壩基土的滲透變形可能性，判斷工程安全。常用方法：（1）解析法：適用于簡單邊界條件的均質土壩，如杜平公式；（2）數(shù)值法：采用有限元、有限差分等方法，適用于復雜邊界和非均質情況；（3）模型試驗法：通過水力學模型模擬實際滲流情況；（4）經驗公式法：基于已建工程的經驗數(shù)據(jù)估算滲流量。3.混凝土壩溫度控制的主要措施有哪些？答案：溫度控制措施主要包括：（1）原材料控制：選用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰等活性混合材料，降低水泥用量；（2）混凝土生產控制：采用冷水或冰水拌制混凝土，骨料預冷，控制混凝土出機溫度；（3）澆筑過程控制：分層分塊澆筑，控制澆筑層厚和間歇時間，避免薄層長間歇；（4）表面保護：冬季覆蓋保溫材料，夏季灑水降溫，減少內外溫差；（5）冷卻水管：在壩體內預埋冷卻水管，通循環(huán)冷水降低內部溫度；（6）合理安排施工進度：避開高溫季節(jié)澆筑高壩塊，利用低溫季節(jié)完成主要澆筑任務。4.水閘底板的主要型式有哪些？各適用于什么條件？答案：水閘底板型式主要有平底板、反拱底板和箱式底板三種。（1）平底板：構造簡單，施工方便，受力明確，是最常用的型式。適用于各種地基條件，尤其是軟土地基。（2）反拱底板：利用拱的受力特性，將垂直荷載轉化為拱的壓力，可節(jié)省混凝土用量。適用于地基承載力較高、均勻性較好的黏性土地基，不適用于軟基或有較大水平荷載的情況。（3）箱式底板：由頂板、底板和隔墻組成，整體剛度大，抗?jié)B性好。適用于地基承載力低、閘孔較寬或需要布置地下管道的情況，如分洪閘、排水閘。5.簡述土的壓實機理及影響壓實效果的主要因素。答案：壓實機理：通過機械碾壓使土顆粒重新排列，減少孔隙體積，增加干密度，提高土體的強度和穩(wěn)定性。影響因素：（1）含水量：存在最優(yōu)含水量，此時壓實效果最好，含水量過高或過低都會降低干密度；（2）土的性質：黏性土壓實效果較好，砂性土需較大壓實功；（3）壓實功：壓實功越大，最優(yōu)含水量越小，最大干密度越大，但超過一定限度后效果不明顯；（4）壓實厚度：分層厚度過厚，底層難以壓實；過薄則效率低下，一般控制在20-30cm；（5）壓實機械類型：靜碾、振動碾、夯擊機械對不同土類的壓實效果不同，需合理選擇。四、計算題（共2題，每題15分，共30分）1.某重力壩壩高50m，壩頂寬8m，壩底寬40m，上游水深48m（壩頂超高2m），下游水深5m。壩體混凝土容重γc=24kN/m3，上游面垂直，下游面坡度1:0.7（水平:垂直）。計算壩基面（壩底）的垂直正應力分布（不計揚壓力）。解：（1）計算壩體自重W：壩體剖面為梯形，面積A=(8+40)/2×50=1200m2W=γc×A=24×1200=28800kN（作用點距上游面距離x0=(2×8+40)/(3×(8+40))×50=(56)/(144)×50≈19.44m）（2）上游水壓力P1：P1=0.5×γw×H12=0.5×9.8×482=0.5×9.8×2304=11289.6kN（作用點距上游面距離h1=48/3=16m）（3）下游水壓力P2：P2=0.5×γw×H22=0.5×9.8×52=122.5kN（作用點距下游面距離h2=5/3≈1.67m，距上游面距離=40-1.67=38.33m）（4）合力對壩基面的力矩：M=W×x0-P1×h1+P2×(40-h2)=28800×19.44-11289.6×16+122.5×38.33=560,032-180,633.6+4,705.4≈384,103.8kN·m（5）壩基面寬度B=40m，合力N=W+(P2-P1)（水平力不影響垂直應力）N=28800+(122.5-11289.6)=28800-11167.1=17632.9kN（注：實際應為垂直方向合力，此處水平力不直接參與垂直應力計算，正確N=W=28800kN，因水平力產生力矩）（6）垂直正應力計算公式：σ=N/B±6M/(B2)σmax=28800/40+6×384103.8/(402)=720+6×384103.8/1600=720+1440.39≈2160.39kPaσmin=720-1440.39≈-720.39kPa（因不計揚壓力，實際設計中需考慮揚壓力抵消部分拉應力）答案：壩基面上游邊緣垂直正應力約為-720kPa（拉應力），下游邊緣約為2160kPa（壓應力）。2.某工程需配制C30混凝土，采用P·O42.5水泥（富余系數(shù)1.13），中砂（細度模數(shù)2.6），碎石（最大粒徑20mm，表觀密度2700kg/m3），施工要求坍落度30-50mm。已知：σ=5.0MPa，αa=0.53，αb=0.20，γw=1.0，水泥密度3100kg/m3，砂表觀密度2650kg/m3，試計算混凝土初步配合比（按體積法，含氣量1%）。解：（1）計算配制強度fcu,0：fcu,0=fcu,k+1.645σ=30+1.645×5=38.225MPa（2）計算水灰比W/C：fce=γc×fce,g=1.13×42.5=48.025MPaW/C=αa×fce/(fcu,0+αa×αb×fce)=0.53×48.025/(38.225+0.53×0.20×48.025)=25.453/(38.225+5.091)=25.453/43.316≈0.588（取0.59）（3）確定用水量m_w0：根據(jù)坍落度30-50mm，碎石最大粒徑20mm，查表得m_w0=195kg/m3（經驗值）（4）計算水泥用量m_c0：m_c0=m_w0/(W/C)=195/0.59≈330.5kg/m3（取331kg/m3）（5）計算砂石總質量m_s0+m_g0：體積法方程：m_c0/ρc+m_w0/ρw+(m_s0+m_g0)/ρs'+α=1其中ρc=3100kg/m3，ρw=1000kg/m3，ρs'=2650kg/m3（砂），ρg'=2700kg/m3（石），α=1%=0.01代入得：331/3100+195/1000+(m_s0+m_g0)/(2650+2700)/2+0.01=1（注：正確體積法應為m_s/ρs+m_g/ρg+m_c/ρc+m_w/ρw+α=1）正確計算：331/3100+195/1000+m_s/2650+m_g/2700+0.01=1設砂率βs=35%（中砂，碎石20mm，經驗砂率），則m_s=0.35(m_s+m_g)，m_g=0.65(m_s+m_g)令m_s+m_g=S，則m_s=0.35S，m_g=0.65S代入方程：0.1068+0.195+0.35S/2650+0.65S/2700+0.01=10.3118+S(0.35/2650+0.65/2700)=0.99計算系數(shù)：0.35/2650≈0.000132，0.65/2700≈0.000241，總和≈0.000373則S=(0.99-0.3118)/0.000373≈0.6782/0.000373≈1818kg/m3m_s=0.35×1818≈636kg/m3，m_g=0.65×1818≈1182kg/m3（6）初步配合比：水泥:砂:石:水=331:636:1182:195，即1:1.92:3.57:0.59答案：初步配合比為水泥331kg/m3，砂636kg/m3，碎石1182kg/m3，水195kg/m3，水灰比0.59，砂率35%。五、案例分析題（共1題，30分）某新建水庫工程，壩型為黏土心墻堆石壩，最大壩高65m，壩頂長度420m，壩頂寬度10m。壩址區(qū)地基為弱風化砂巖，承載力特征值350kPa，滲透系數(shù)1×10??cm/s。施工期遇連續(xù)降雨，心墻黏土含水量達到32%（最優(yōu)含水量22%，塑限18%），碾壓后檢測干密度1.58g/cm3（設計要求1.65g/cm3）。下游堆石區(qū)出現(xiàn)局部沉陷，沉陷量約30cm，范圍約50m2。問題：1.分析心墻黏土壓實質量不達標原因及處理措施；2.下游堆石區(qū)沉陷可能原因及防治措施；3.簡述該壩型施工質量控制的關鍵環(huán)節(jié)。答案：1.心墻黏土壓實質量不達標原因及處理措施：（1）原因分析：①含水量過高：實際含水量32%遠高于最優(yōu)含水量22%，超過塑限18%，土體處于軟塑狀態(tài)，碾壓時易產生“彈簧土”，無法達到設計干密度；②施工控制不當：連續(xù)降雨未采取防雨措施，黏土料場未覆蓋，導致土料含水量超標；③碾壓參數(shù)不合理：可能碾壓遍數(shù)不足或碾壓機械選型不當（如采用靜碾而非振動碾），無法克服高含水量帶來的壓實困難。（2）處理措施：①降低土料含水量：對已運至壩面的土料，采用翻曬、摻加生石灰（5%-8%）等方法降低含水量至最優(yōu)含水量±2%范圍內；②調整施工工藝：雨后及時排除壩面積水，對受雨水浸泡的土層翻松晾曬，必要時換填合格土料；③優(yōu)化碾壓參數(shù)：改用重型振動碾，增加碾壓遍數(shù)（由6遍增至8遍），控制碾壓速度（2-3km/h）；④加強檢測：每碾壓一層后及時檢測含水量和干密度，不合格層位需進行補壓或挖除重填。2.下游堆石區(qū)沉陷可能原因及防治措施：（1）可能原因：①堆石料級配不良：缺乏細顆粒填充，孔隙率過大（設計要求孔隙率≤20%，實際可能超過25%）；②壓實不足：碾壓遍數(shù)不夠（設計要求8遍，實際可能僅6遍）或碾壓機械激振力不足（設計要求25t振動碾，實際使用20t）；③地基處理不到位：弱風化砂巖表面存在局部強風化夾層或卸荷裂隙，未進行挖除或強夯處理；④施工