以下各题每题的四个备选答案中只有一个符合题意,请给出主要案例分析或计算过程及计算结果,请在30题中选择25题作答,如作答的题目超过25题,则从前向后累计25题止。
1. 某土样进行室内三轴试验,采用固结不排水测孔隙水压力试验,在σ
3=50kPa的围压下固结,然后使垂直应力σ
1与围压σ
3同步增加至100kPa,测得孔隙水压力为50kPa;然后待孔隙水压力消散至零后,增加垂直应力至150kPa,且保持围压不变,这时测得孔隙水压力为30kPa,则孔隙水压力系数A、B分别为
。
- A.0.5,0.6
- B.1,0.6
- C.0.5,1
- D.1,1
A B C D
B
[解析] 据《工程地质手册》第三版190~191页计算:
△U=B[△σ
3+A(△σ
1-△σ
3)]
第一次加压时:△σ
1=△σ
3=50kPa
∴△U=B△σ
3 B=△U
1/△σ
3=50/50=1
第二次加压时,△σ
1=50kPa,△σ
3=0
∴△U===BA△σ
1
3. 在某水利工程中存在有可能产生流土破坏的地表土层,经取样试验,该层土的物理性质指标为土粒相对密度d
s=2.7,天然含水量ω=22%,天然重度γ=19kN/m
3,该土层发生流土破坏的临界水力比降最接近下列何值?
A B C D
B
[解析]
J
cr=(d
s-1)(1-n)=(2.7-1)(1-0.423)=0.98
6. 某条形基础,基础宽2.4m,埋深1.2m,作用在基础顶荷载F
K=1200kN/m,基础底以上土重度γ=18kN/m
3,计算A点下深度3.6m处地基附加应力接近
。
- A.101kPa
- B.336kPa
- C.97kPa
- D.90kPa
A B C D
C
[解析] 基底平均压力P
K 基底附加压力P
0 P
0=P
K-γd=524-18×1.2=502.4kPa
l/b≥10,Z/b=3.6/4.2=0.86,α=0.2155
l/b≥10,Z/b=3.6/1.5=2.4,α=0.119
σ=2×502.4×0.2155-2×502.4×0.119=1004.8×0.0965=97kPa
[点评] 求基础宽度以外某深度的附加应力,可用应力叠加原理,求出条基宽OA深3.6m处附加应力,然后求条基宽OB深度3.6m处附加应力,两者代数和即可。
7. 某条形基础宽4.0m,埋深1.5m,基础底面以上土的平均重度γ=12kN/m
3,持力层厚度0.9m,土重度γ=18kN/m
3,下伏软弱下卧层,其地基承载力特征值经修正后f
a=130kPa,求基底平均压力为
才能满足软弱下卧层承载力要求。
- A.119kPa
- B.114kPa
- C.100kPa
- D.120kPa
A B C D
A
[解析] P
z+P
cz≤f
az P
z=f
az-P
cz=130-(12×1.5+0.9×18)=130-28.4=101.6kPa
z/b=0.9/4=0.225<0.25,θ=0°
P
K=P
z+P
c=101.6+12×1.5=119.6kPa
[点评] 基底至软弱下卧层厚度z=0.9,z/b=0.9/4=0.225<0.25,压力扩散角θ=0°,软弱下卧层顶面附加压力P
z=P
K-P
c,P
c为基底以上土的自重压力,由此求得基底平均压力P
K≤119.6kPa。
8. 某钢筋混凝土条形基础,墙厚0.24m,作用在基础顶荷载效应标准组合竖向荷载F
K=300kN/m,弯矩M
K=20kN·m/m,基础宽2.0m,验算墙边截面弯矩设计值接近
。
(A) 85kN·m/m (B) 87kN·m/m (C) 67kN·m/m(D) 90kN·m/m
A B C D
B
[解析] 基础边缘净反力
=202.5+40.5=243kPa
P
min=202.5-40.5=162kPa
Ⅰ—Ⅰ截面剪力设计值
Ⅰ—Ⅰ截面弯矩设计值
[点评] (1)荷载效应基本组合设计值等于荷载效应标准组合值乘以1.35,s=1.35s
K;
(2)计算基础剪力时用净反力;
(3)最大弯矩位置为墙边的基础截面。
9. 某煤仓高20m,基础直径10m,基础埋深2.0m,经沉降计算,a点沉降s
a=132mm,b点沉降s
b=188mm,沉降经验系数ψ
s=1.1,计算煤仓的倾斜是否满足要求。
(A) 满足 (B) 不满足
A B
A
[解析] 煤仓a点最终沉降量
s
a=132×1.1=145.2mm
煤仓b点的最终沉降量
s
b=188×1.1=206.8mm
煤仓的倾斜为
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)建筑物地基变形允许值,高耸结构基础的倾斜,当高度H
g≤20m时,基础倾斜允许值为8%,a、b点差异沉降满足要求。
[点评] 建筑物地基变形允许值,高耸结构基础控制整体倾斜,指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;砌体承重结构基础控制局部倾斜;框架结构控制沉降差;高层建筑控制整体倾斜。
12. 某灌注桩群桩基础,桩径0.8m,纵、横桩距2.4m,因大面积堆土引起负摩阻力,其加权平均负摩阻力标准值
,负摩阻力区桩周土加权平均有效重度γ'
m=8kN/m
3,计算负摩阻力群桩效应系数接近
。
A B C D
B
[解析]
取η
n=1.0
[点评] 考虑群桩效应的基桩下拉荷载的群桩效应系数η
n>1.0时,取1.0。
13. 某桩基截面0.35m×0.35m,桩长12.0m(桩尖0.5m),承台底地面下2.0m,由图中单桥静探资料估算桩极限承载力标准值接近
。
- A.1200kN
- B.1400kN
- C.1380kN
- D.1500kN
A B C D
C
[解析] Q
uk=u∑q
sikl
i+αP
skA
p 根据《建筑桩基技术规范》静力触探比贯入阻力q
sik和桩端附近静探比贯入阻力q
sik关系曲线,可得:
地面下6.0m范围(桩顶下8.0m),q
sik=15kPa(gh曲线)
③层粉土,q
sik=0.02P
s=0.02×3000=60kPa(D曲线)
④层黏土,q
sik=0.016P
s+20.45=0.016×4000+20.45=84.45kPa(C曲线)
⑤层中砂,q
sik=100kPa(ef曲线)
L=12.0m,α=0.75
桩端平面以上8d=8×0.35=2.8m,桩端平面以下4d=4×0.35=1.4m
P
sk2/P
sk1=6000/4357=1.4≤5,β=1.0
P
sk1≤P
sk2 Q
uk=0.35×4×(15×4+60×2+84.45×5+100×0.5)+0.75×5178.5×0.35
2 =1.4×652.25+475.8=1389kN
[点评] (1)桩端阻力修正系数α和桩入土深度有关;
(2)P
sk1为桩端(扣除桩尖高)以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值,8d=8×0.35=2.8m;
P
sk2为桩端以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值,4d=4×0.35=1.4m:
(3)P
sK的公式中折减系数β和P
sk2/P
sk1比值有关,比值≤5,β≤1.0。
14. 某钢管桩直径0.9m,壁厚10mm,桩长30m,桩端带一字隔板开口桩,土层分布:0~3m填土,q
sik=25kPa;3~8.0m黏土,q
sik=50kPa;8~25m粉土,q
sik=65kPa;25~35m中砂,q
sik=75kPa,q
pk=5000kPa,计算钢管桩的单桩竖向极限承载力接近
。
- A.7200kN
- B.7800kN
- C.7400kN
- D.7600kN
A B C D
D
[解析] Q
uk=u∑q
sikl
i+λ
pq
pkA
p 半敞口钢管桩
,n=2,
h
b/d
e=5/0.636=7.85≥5,λ
p=0.8
[点评] 根据《建筑桩基技术规范》
(1)开口钢管桩沉桩过程,土将涌入管内形成土塞,土塞高度和土性、管径、壁厚、桩端入持力层深度等因素有关,闭塞程度和端阻力有关,采用土塞效应系数λ
P反映闭塞效果;
(2)半敞口的开口桩,随着隔板数不同反映等效直径d
e的不同,用d
e代替d计算λ
P;
(3)半敞口钢管,当h
b/d
e≤5时,λ
P0.16h
b/d
e,h
p为入持力层深度,当h
b/d
e≥5时,λ
P=0.8。
15. 软土地基f
ak=60kPa,采用石灰粉喷桩处理地基,桩径0.5m,桩长8m,等边三角形布桩,桩距1.5m,桩q
sia=12kPa,q
pa=50kPa,粉喷体无侧限抗压强度f
cu=1.0MPa,计算复合地基承载力特征值接近
(η=0.3,α=0.5,β=0.85)。
- A.56.1kPa
- B.66.1kPa
- C.76.1kPa
- D.86.1kPa
A B C D
C
[解析] 土对桩支承力R
a 桩体承载力R
a R
a=ηf
cuA
P=0.3×1000×0.196=58.8kN
=0.5
2/(1.05+1.5)
2=0.1
+0.85×(1-0.1)×60=30.2+45.9=76.1kPa
[点评] 桩承载力由二个因素决定,一是土对桩的承载力,二是桩体承载力,计算复合地基承载力时,R
a应取小值,所以R
a取58.8kN;β为桩间土承载力的发挥程度的折减系数,一般取0.75~0.95。
16. 某饱和黏土层,厚度10m,初始孔隙比e
0=1.0,压缩系数a=0.3MPa
-1,渗透系数K=1.8cm/年,大面积堆截p=120kPa,计算双面和单面排水条件下加载一年的固结度比值接近
。
A B C D
A
[解析] 固结系数C
v 双面排水固结度
U
v1=1-0.81×e
-1.18×1=1-0.81×0.3073=1-0.249=0.751
单面排水固结度
α=0.81
U
v2=1-0.81×e
-0.258×1=1-0.81×0.773=1-0.625=0.374
17. 采用灰土挤密桩处理湿陷性黄土,处理面积100m
2,厚度8m,黄土干密度ρ
d=1150kg/m
3,含水量ω=10%,黄土经室内击实试验,其最优含水量ω
op=18%,处理时应对土增湿,计算需加水量接近
。
- A.71600kg
- B.73600kg
- C.76000kg
- D.78000kg
A B C D
B
[解析] 加固土体积V=100×8=800m
3 需加水量Q=800×1150×(0.18-0.1)=73600kg
[点评] 当土的含水量达最优含水量时,土的干密度最大,土的干密度
,m
s为土粒质量,V为土体积,m
s=ρ
d×V,土粒质量乘以含水量之差(ω
op—ω)即为需加的水量。
18. 某砂土地基,f
sk=100kPa,采用振冲碎石桩复合地基、桩径0.9m,正方形布桩,桩土应力比为3.0,复合地基承载力特征值为180kPa,计算桩间距为
。
- A.1.6m
- B.1.52m
- C.1.20m
- D.1.26m
A B C D
D
[解析]
f
spk=[1+m(n-1)]f
sk 0.81=0.51s
2 s=1.26m
[点评] 桩、土应力比据现场实测结果,对于黏性土n=2~4,对于砂土n=1.5~3.0,原来地基土承载力低者取高值,高者取低值,现场可在复合地基平板载荷试验时埋设压力盒进行测试。
19. 某河流一级阶地上的黄土,ω=16.8%,e=1.07,γ=14.9kN/m
3,a=0.68MPa
-1,判定该黄土是否为新近黄土。
(A) 是 (B) 否
A B
A
[解析]
R=-68.45e+10.98a-7.16γ+1.18ω
=-68.45×1.07+10.98×0.68-7.16×14.9+1/18×16.8
=-73.24+7.466-106.68+19.82
=-152.6
R0=-154.8,R>R0
[点评] 根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025—2004)附录C,除野外根据黄土堆积环境、颜色、结构和包含物等状态进行鉴定外,还可由以上公式进行判定,当R>R0为新近黄土。
20. 某膨胀土地基,基础埋深0.5m,浸水影响深度地面下5.0m,膨胀变形经验系数0.6,取土进行室内膨胀率试验如表,计算地基土的膨胀变形量接近
。
题20表 取样编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
取样深度(m) | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | |
膨胀率δepi | 0.016 | 0.018 | 0.014 | 0.015 | 0.013 | 0.018 |
A B C D
C
[解析]
=0.6×(0.016×0.5+0.018×1.0+0.014×1.0+0.015×1.0+0.013×1.0)
=0.6×0.068=0.0408m=40.8mm
[点评] 根据《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ 112—87),地基土膨胀量计算从基底面至浸水影响深度的各土层膨胀量相加。对三层及三层以下房子,膨胀变形系数ψ
e=0.6。
22. 一均匀黏性土填筑的路堤存在如图圆弧形滑面,滑面半径R=12.5m,滑面长L=25m,滑带土不排水抗剪强度c
u=19kPa,内摩擦角ψ=0,下滑土体重W
1=1300kN,抗滑土体重W
2=315kN,下滑土体重心至滑动圆弧圆心的距离d
1=5.2m,抗滑土体重心至滑动圆弧圆心的距离d
2=2.7m,问,抗滑动稳定系数为
。
A B C D
B
[解析] 据《工程地质手册》第三版第596页公式6-2-31计算如下:
23. 根据勘察资料,某滑坡体正好处于极限平衡状态,且可分为2个条块,每个条块重力及滑面长度如下表,滑面倾角如图示,现设定各滑面内摩擦角ψ=10°,稳定系数K=1.0,用反分析法求滑动面黏聚力c值最接近下列
。
题23表 条块编号 | 重力G(kN/m) | 滑动面长L(m) |
1 | 600 | 11.55 |
2 | 1000 | 10.15 |
- A.9.0kPa
- B.9.6kPa
- C.12.3kPa
- D.12.9kPa
A B C D
A
[解析] 根据GB 50007—2002规范计算
按折线形滑面考虑,K=1.0即第二块的剩余下滑推力F
2=0。
第一块的剩余滑推力F
1:
=600×sin30°-C×11.55-600×cos30°×tan10°=208.4-11.55c
滑坡推力传递系数Ψ:
Ψ=cos(α
1-α
2)-sin(α
1-α
2)tanψ
2 =cos(30°-10°)-sin(30°-10°)tan10°=0.879
第二块的剩余下滑推力F
2:
F
2=W
2sin
α2-cl
2-W
2cosα
2tanψ+ψF
1 =1000×sin10°-c×10.15-1000×cos10°×tan10+0.879
×(208.4-11.55c)
=183.2-20.3c
令F
2=0,可得c=183.2/20.3=9.02(kPa)
(也可根据《工程地质手册》第三版第597页中公式6—2—34计算)
24. 某悬臂支挡结构,地面均布荷载q=5kPa,土层为黏性土,γ=18kN/m
3,c=10kPa,ψ=20°,计算坑底以上主动土压力接近
。
- A.64kN/m
- B.58kN/m
- C.62kN/m
- D.60kN/m
A B C D
D
[解析]
临界深度z
0处e
a=0
坑底
=(5+18×5)×0.49-14=46.6-14=32.6kPa
[点评] 由黏性土的黏聚力C引起的负侧压力,在计算土压力时可忽略不计,其临界深度z
0可令e
a=0,得到z
0=1.3m,主动土压力仅计算z
0以下至坑底的部分。
25. 某基坑深4.0m,支护结构嵌固深度8.0m,地下水位在地面下2.0m,土层为砂土,γ=18kN/m
3,γ
sat=18.5kN/m
3,ψ=28°,c=0,按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—99)计算主动土压力接近
。
- A.856kN/m3
- B.900kN/m3
- C.860kN/m3
- D.890kN/m3
A B C D
A
[解析]
地下水位以上
e
a=σ
ajkK
a=18×2×0.36=12.96kPa
水位处
=18×2×0.36+[(2-2)-(2-2)×1×0.36]×10=12.96kPa
坑底位置
e
a=(18×2+18.5×2)×0.36+[(4-2)-(4-2)×1×0.36]×10
=26.28+12.8=39.1kPa
桩端位置
e=(18×2+18.5×2)×0.36+[(4+8-2)-(8-2)×1×0.36]×10
=73+85.6=158.6kPa
=12.96+52.4+790.8=856.2kN/m
[点评] 按JGJ 120—99规范,基坑以下主动土压力,在水位以下,水土分算时,主动土压力分布为矩形,不随深度而增加,水压力部分为三角形分布。
26. 浅埋洞室半垮b=3.0m,高h=8m,上覆松散体厚度H=20m,γ=18kN/m
3、c=0,ψ=20°,用太沙基理论计算AB面上的均布压力接近
。
- A.280kPa
- B.295kPa
- C.290kPa
- D.285kPa
A B C D
D
[解析]
土柱ABCD侧面的侧压力
e
a=γHK
a=18×20×0.49=176.5kPa
b
1=b+tan(45°-ψ/2)×h=3+8×0.7=8.16m
AB=2b
1=2×8.6=17.2m
[点评] 洞室顶AB面的均布压力为ABCD土柱自重与AD、BC面夹制力除以AB面积;夹制力τ=σtanψ,σ为主动土压力,ψ为土的内摩擦角。
27. 某场地经单孔法各土层剪切波速检测结果为:0~2.0m淤泥质黏土①,V
s=120m/s;2.0~25m中砂②,V
s=400m/s;25~26.0m火山岩夹层③,V
s=1000m/s;26~40m含砾石中砂④,V
s=380m/s;40m以下强风化基岩⑤,V
s=700m/s。判定场地类别。
A B C D
B
[解析] (1)覆盖层厚度为39m
(2)d
0=20m,d
1=2m,d
2=18m
等效剪切波速V
se 场地属于Ⅱ类。
[点评] (1)
,但第①层底为2.0m<5.0m,且下卧层V
s均大于400m/s,第④层V
s:380m/s<400m/s,所以覆盖层还向下计算;
(2)第⑤层V
s=700m/s>500m/s,覆盖层厚为40m;
(3)对于火山岩夹层,视为刚体,应从覆盖层中扣除,所以覆盖层厚度为40-1.0=39m。
(4)等效波速计算深度d
0取覆盖层厚度和20m二者的小值,所计算V
se时d
0取20m。
28. 在地震基本烈度为8度的场区修建一座桥梁,场区地下水位埋深5m,场地土为:0~5m,非液化黏性土;5~15m,松散均匀的粉砂;15m以下为密实中砂。按《公路和工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)计算判别深度为5~15m的粉砂层为液化土层,液化抵抗系数均为0.7,若采用摩擦桩基础,深度5~15m的单桩摩阻力的综合折减系数α应为下列哪一个选项。
A B C D
C
[解析] 当液化抵抗系数c
e 0.6<c
e≤0.8时,埋深d
s≤10m,α=1/3
10<d
s≤20m时,α=2/3
5~10m,粉砂α=1/3
10~15m,粉砂α=2/3
α加权平均为
[点评] 根据《公路和工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)第2.2.4条,当地基内有液化土层时,液化层的承载力可根据液化抵抗系数c
e折减,折减系数α和c
e及土层埋深有关,c
e=0.7,由表2.2.4,可得α值为1/2。
29. 某建筑抗震设防烈度7度,设计地震分组为第一组,采用天然地基,地下水位在地面下2.0m,其土层分布和N、N
cr,如表,判别场地液化等级。
题29表 土各 | 层底标高 (m) | 地下水位 (m) | 点号 | 标高 (m) | N | Ncr | ρ(%) | 液化否 |
粉砂 | -8.0 | -2.0 | 1 | -3 | 11 | 10 | 5 | × |
2 | -5 | 11 | 12 | √ |
3 | -7 | 13 | 14 | √ |
粉土 | -12.0 | | 4 | -9 | 8 | | 11 | × |
5 | -11 | 9 | | × |
细砂 | -20.0 | | 6 | -13 | 13 | 20 | 2.0 | √ |
7 | -15 | 15 | 22 | √ |
8 | -17 | 15 | >15m | |
9 | -19 | 17 | >15m | |
A B C D
A
[解析] 由N和N
cr比较,1点不液化;粉土层,ρ
c=11%>10%(7度)不液化;细砂层,天然地基仅判别15m以上土层是否液化,液化点为2、3、6和7点。
(1)中点深度
(2)土层厚度d
2=2m,d
3=2m,d
6=2m,d
7=1m
(3)权函数
2点W
2=10m
-1;3点W
3=15-7=8m
-1;6点,W
6=15-13=2m
-1 7点W
7=15-14.5=0.5m
-1 (4)液化指数
=1.67+1.14+1.4+0.159=4.37
属轻微液化场地。
[点评] (1)天然地基,仅判别15mm以上土层是否液化,第7点的下界为15m,中点深度为14.5m,易错判为
;
(2)7度设防,粉土的ρ
c=11%>10%,不液化;
(3)天然地基15m以下可不判,仅判别至第7点。
30. 某自由杆长18m,应力波波速c=3600m/s,于受激励一端测得速度波形为半正弦波,幅值V=2m/s,计算杆另一端在t=5.5ms时的速度值为
(忽略一切阻尼)。
- A.4m/s
- B.2m/s
- C.0m/s
- D.0.5m/s
A B C D
A
[解析] 应力波从一端传播至另一端时间
在t=5.5ms时另一端V=4m/s
[点评] (1)应力波从一端传播至另一端时间t=5.0ms
5.0+0.5=5.5ms
(2)杆一端受激励,应力波为压力波,质点运动速度向右,传播至杆右端点,遇到自由端,反射回来的波为拉力波,质点运动速度也向右,所以端点运动速度加倍,V=2m/s成为V=4m/s。