Question

【題目】重力壩是由砼或漿砌石修筑的大體積擋水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整體是由若干壩段組成。重力壩在水壓力及其他荷載作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來(lái)滿足穩(wěn)定要求；同時(shí)依靠壩體自重產(chǎn)生的壓力來(lái)抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各國(guó)修建的大壩中，重力壩在各種壩型中往往占有較大的比重。在中國(guó)的壩工建設(shè)中，三峽水電站大壩高185米，正常蓄水位175米，水庫(kù)長(zhǎng)2335米，是典型的混凝土重力壩。

（1）某河段按照重力壩設(shè)計(jì)方案來(lái)完成大壩建設(shè)，初步設(shè)計(jì)圖及數(shù)據(jù)如右圖所示，實(shí)際中假設(shè)在水深160m時(shí)，水對(duì)整個(gè)大壩水平向右的平均壓強(qiáng)約為8×105Pa，壩體與水接觸的總面積約為3.2×105m2，水對(duì)壩體壓力的作用點(diǎn)等效在大壩受力表面的中心，O為大壩的重心。

①大壩受到水的水平壓力為_________？

②不考慮其他力對(duì)大壩的作用，僅在大壩自重下，為了防止大壩被水的壓力掀翻，則該大壩整體重力至少為________？

（2）根據(jù)我們的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于兩面都有水的大壩，其平面圖最佳的設(shè)計(jì)方案是____。

A. B. C. D.

（3）查閱資料獲悉，大壩還會(huì)受到山體和地面對(duì)其的水平應(yīng)力作用（含山體拉力和地面摩擦力），大壩設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮如何有效提高蓄水深度，而為了不使大壩被水在水平方向推動(dòng)，在大壩設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮讓大壩下游底部的邊長(zhǎng)適當(dāng)長(zhǎng)一些還是短一些___________？

Answer 1

【答案】 D 長(zhǎng)一些

【解析】

(1)[1]由可得大壩受到水的水平壓力

[2]水對(duì)壩體產(chǎn)生一個(gè)向右的作用力，為了防止大壩被水的壓力掀翻，可以把壩體看做是一個(gè)以右下端的點(diǎn)為支點(diǎn)的杠桿，水對(duì)壩體壓力的作用點(diǎn)等效在大壩受力表面的中心，則水對(duì)壩體壓力的力臂由圖可知為

O為大壩的重心，則大壩重力的力臂為320cm，滿足平衡條件

代入數(shù)據(jù)

所以大壩重力至少要。

(3)[3]因?yàn)樗�的壓�?qiáng)隨深度的增加而增加，所以水深的一邊大壩底部要寬一些，以便承受更大的壓強(qiáng)，所以應(yīng)該選D。

(4)[4]在大壩的重力一定時(shí)，大壩的底部的邊長(zhǎng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，可以增大動(dòng)力臂，使大壩更穩(wěn)定。