水力学与桥涵水文作业参考答案

《水力学与桥涵水文》作业参考答案一、填空题1.气体、液体和固体。2.流动性(易变形的)、不易被压缩的、均匀各向同性3.液体汽化和凝结达到平衡时液面的压强，种类和温度4.表面张力5.重力、惯性力、粘滞力、压力、表面张力，质量力（重力、惯性力）和表面力（粘滞力、压力、表面张力）6.液体中由压强相等的各点所构成的面（可以是平面或曲面），静止液体，等压面就是等势面；等压面与质量力正交；自由表面7.液体的压缩性8.绝对压强p＇；相对压强p9.完全没有粘滞性10.静止11.粘滞性12.重力，容重，重度13.径流，地表径流，地下径流或基流，坡面径流，河川径流14.降水，入渗，径流，蒸发15.随机性、周期性、地区性16.数理统计法、成因分析法、地理综合法河流，河谷，基本河槽，洪水河槽，航线，河川径流17.河源、上游、中游、下游、河口18.河流长度、弯曲系数、横断面积及纵向比降19.峡谷性河段、稳定性河段、次稳定性河段、变迁性河段、游荡性河段、宽浅性河段、冲积漫流性20.雨源类、雨雪源类、雪源类21.水位22.粒径，泥沙重度，水力粗度或沉速23.河床演变，纵向变形和横向变形24.洪峰流量、洪水总量、洪水过程25.设计洪水；设计洪水总量；设计洪峰流量；设计洪水过程线26.形态调查方法27.河段踏勘、现场访问、形态断面及计算河段选择、野外测量28.导流构造物、挑流构造物和底流调治构造物29.河床自然演变冲刷、桥下断面一般冲刷、墩台局部冲刷二、问答题1.解：水力学是水利水电工程专业重要的技术基础课，它的任务是研究以水为代表的液体的平衡和机械运动的规律，并依据这些规律来解决工程中的实际问题，为今后学习专业课程和从事专业技术工作打下良好的基础。2.解：a)牛顿内摩擦定律的内容叙述如下：当液体内部的液层之间存在相对运动时，相邻液层间的内摩擦力F的大小与流速梯度dydu和接触面面积A成正比，与液体的性质（即粘滞性）有关，而与接触面上的压力无关。b)液体受到的外界压力变化而引起液体体积改变的特性称为液体的压缩性。液体压缩性的大小，可用体积压缩系数β或体积弹性系数K表示，即KdpVdV13.解：静止液体作用在每单位受压面积上的压力称为静水压强，单位为（N/m2），也称为帕斯卡（Pa）。某点的静水压强p可表示为：APpA0lim静水压强有两个重要特性：（1）静水压强的方向垂直并且指向受压面；（2）静止液体内任一点沿各方向上静水压强的大小都相等，或者说每一点的静水压强仅是该点坐标的函数，与受压面的方向无关，可表示为p=p(x，y，z)。这两个特性是计算任意点静水压强、绘制静水压强分布图和计算平面与曲面上静水总压力的理论基础。根据等压面定义，可得到等压面方程式：Xdx+Ydy+Zdz=0式中：X、Y、Z是作用在液体上的单位质量力在x、y、z坐标轴上的分量，并且有：zUZyUYxUX其中：U是力势函数。4.解答：必须是相连通的静止液体，它的任何一个水平面都是等压面。5.解答：B－Ｂ，Ｃ—Ｅ是等压面。6.解答：可以分别画出（a），（b）图上平板闸门AB两侧的静水压强图，合成后可以发现（b）图的合静水压强图图形不变，因此，（b）图闸门AB上静水总压力和作用点不变；而（a）图发生了改变。7.解答：作用于平面上的压力中心D一般都位于形心C点以下，当平面水平放置时，压力中心D与形心C重合。8.解答：无论从抗滑移和抗倾翻方面分析，（b）更安全。因为（b）增加向下的水压力，既增加了抗滑移摩擦力，也增加了抗倾翻力矩。9.解：这种说法不正确，因为半圆上各点的压力都垂直于曲面，即通过圆心，合力也必然通过圆心，对圆柱不产生旋转力矩。10.解：c)服从路线总方向及建桥的特殊要求。d)桥轴线位直线或为曲率小的平滑曲线，纵坡较小。e)少占农田，少拆迁，少淹没。f)有利于施工。如材料运输，场地布置，便桥假设等。g)适应市政规划，协调水运、铁路运输，满足国防、经济开发等需要。11.解：h)符合安全、经济、实用、美观的统一；i)适应公路等级标准、任务及未来的发展；j)因地制宜，就地取材，便于施工养护；k)密切配合当地农田水利，满足农田排灌要求，避免淹田、毁田、破坏排灌系统。12.解：1)小桥涵位置及类型选择；2)水位资料收集整理与分析计算，确定设计流量与设计水位；3)水力计算，其中有：a)小桥涵孔径计算；b)河床加固类型与尺寸计算；c)河床前壅水高度计算；d)进出口沟床的防护与处理措施。4)标准图选用；5)工程量计算与设计文件编制。三、计算题1.解：（1）静水总压力的水平分力：)()24(bHHAhPxcx其中：mRH55.01030sinKNPx254885)254(9800静水总压力的铅直分力：bAVpabcdezCdeabceabcdeAAACdeA＝扇形面积Ode-三角形面积Ocd252.465.2117.26866.0105.01021360301014.330cos30sin213603022mRRR)30cos(44RRceAabde288.952.436.5mAabcdeKNpz6.774888.99800KNPPPyx26636.77425482222静水总压力91.16)25486.774()()2(11tgpptgxz的夹角合力作用线与水平方向236.5)866.01010(4m所以,静水总压力为2663KN；合力作用线与水平方向的夹角为16.91°，合力与闸门的交点到水面的距离6.91米。2.见教材《水力学与桥涵水文》（叶镇国编著，闻德荪主审）P198。