题目
对于适宜修建拱坝和重力坝的同一坝址,若二者坝高相拱坝体积较之重力坝可减少( )。A. 1~2B. 1/5~1/3C. 1/3~2/3D. 2/3~1
对于适宜修建拱坝和重力坝的同一坝址,若二者坝高相拱坝体积较之重力坝可减少( )。
A. 1~2
B. 1/5~1/3
C. 1/3~2/3
D. 2/3~1
题目解答
答案
C. 1/3~2/3
解析
考查要点:本题主要考查学生对拱坝与重力坝结构特点及受力性能的理解,重点在于比较两者在相同坝高条件下的体积差异。
解题核心思路:
- 拱坝与重力坝的工作原理:拱坝通过拱的作用将水压力传递给两岸岩体,而重力坝依赖自身重量平衡水压力。
- 体积差异的本质:拱坝更高效地利用材料,受力更优化,因此体积显著小于重力坝。
- 关键结论:在相同坝高条件下,拱坝体积通常比重力坝减少约 1/3~2/3。
结构特点对比
- 重力坝:主要依靠自重(混凝土或砌体)产生的摩擦力和凝聚力抵抗水压力,需较大的体积以提供足够的重量。
- 拱坝:通过拱的结构将水压力转化为拱圈的轴向力,传递给两岸岩体,材料利用效率更高。
体积差异原因
- 受力方式不同:拱坝将水平水压力转化为拱的轴向压力,减少了对坝体横向尺寸的需求。
- 材料优化:拱坝的曲面设计使应力分布更均匀,可大幅减少坝体厚度。
- 地形适应性:拱坝需良好地形条件(如陡峭河岸),但符合条件时体积优势明显。
比例推导
- 理论依据:拱坝的体积约为重力坝的 1/3~2/3,具体取决于地形、坝高及设计要求。
- 实际工程案例:拱坝的混凝土用量通常比同高度重力坝少 40%~60%,对应体积减少幅度为 1/3~2/3。