2014 年注册岩土工程师专业案例考试真题及答案上午卷
一、案例分析题 (每题的四个备选答案中只有一个符合题意)
1. 某饱和黏性土样,测定土粒比重为 2.70,含水量为 31.2%,湿密度为 1.85g/cm3,环刀
切取高 20mm 的试样,进行侧限压缩试验,在压力 100kPa 和 200kPa 作用下,试样总压缩量
分别为 S1=1.4mm 和 S2=1.8mm,问其体积压缩系数 mv1-2(MPa-1)最接近下列哪个选项?
( )
A. 0.30
B. 0.25
C. 0.20
D. 0.15
【答案】 C
【解析】
根据《土工试验方法标准》(GB/T 50123—2019)第 17.2.3 条第 1 款式(17.2.3-1),试样
的初始孔隙比为:
e0=[(1+ω0)Gsρw]/ρ0-1=[(1+0.312)×2.7×1]/1.85-1=0.915
根据第 17.2.3 条第 2 款式(17.2.3-2),各级压力下试样固结稳定后的孔隙比为:
e1=e0-(1+e0)Δh1/h0=0.915-(1+0.915)×1.4/20=0.781
e2=e0-(1+e0)Δh2/h0=0.915-(1+0.915)×1.8/20=0.743
根据第 17.2.3 条第 3 款式(17.2.3-3),某一压力范围内的压缩系数为:
av=(e1-e2)/(p2-p1)=(0.781-0.743)/(0.2-0.1)=0.38
根据第 17.2.3 条第 4 款式(17.2.3-5),某一压力范围内的体积压缩系数为:
mv1-2=av/(1+e0)=0.38/(1+0.915)=0.20
由此可知,C 项数值最为接近。
2. 在地面下 7m 处进行扁铲侧胀试验,地下水位埋深 1.0m,试验前率定时膨胀至 0.05mm
及 1.10mm 时的气压实测值分别为 10kPa 和 80kPa,试验时膜片膨胀至 0.05mm、1.10mm 和回
到 0.05mm 的压力值分别为 100kPa、260Pa 和 90kPa,调零前压力表初始读数 8kPa,请计算
该试验点的侧胀孔压指数为下列哪项?( )
A. 0.16
B. 0.48
C. 0.65
D. 0.83
【答案】 D
【解析】
根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009 年版)第 10.8.3 条规定,计算过程如
下:
①根据式(10.8.3-1~10.8.3-3)对试验的实测数据进行膜片刚度修正,膜片向土中膨胀之
前的接触力为:
p0=1.05(A-zm+ΔA)-0.05(B-zm-ΔB)=1.05×(100-8+10)-0.05×(260-8
-80)=98.5kPa
②膜片回到 0.05mm 时的终止压力为:
③根据上式结果计算下列指标,根据式(10.8.3-7),侧胀孔压指数为:
p2=C-zm+ΔA=90-8+10=92kPa
u0=10×(7-1)=60kPa
uD=(p2-u0)/(p0-u0)=(92-60)/(98.5-60)=0.83
3. 某公路隧道走向 80°,其围岩产状 50°∠30°,欲作沿隧道走向的工程地质剖面(垂
直比例与水平比例比值为 2),问在剖面图上地层倾角取值最接近下列哪一值?( )
A. 27°
B. 30°
C. 38°
D. 45°
【答案】 D
【解析】
根据《铁路工程地质手册》(1999 年修订版)附录Ⅰ式(附Ⅰ-1)可得,岩层倾角换算式:
tanβ=η·tanΔ·sinα=2×tan30°×sin60°=1.0
解得,剖面图上地层倾角为:β=45°。
由此可知,D 项数值最为接近。
4. 某港口工程,基岩为页岩,试验测得其风化岩体纵波速度为 2.5km/s,风化岩块纵波速
度为 3.2km/s,新鲜岩体纵波速度为 5.6km/s。根据《水运工程岩土勘察规范》(JTS 133—2013)
判断,该基岩的风化程度(按波速风化折减系数评价)和完整程度分类为下列哪个选项?( )
A. 中等风化、较破碎
B. 中等风化、较完整
C. 强风化、较完整
D. 强风化、较破碎
【答案】 C
【解析】
根据《水运工程岩土勘察规范》(JTS 133—2013)附录 A,计算如下:
波速比为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比:Kvp=2.5/5.6=0.446,查表 A.0.1 可知,
该基岩属强风化。
根据第 4.1.2 条第五款规定,完整性系数为岩体压缩波波速与岩块压缩波波速之比的平方,
该岩体完整性指数为:Kv=(2.5/3.2)2=0.61。
根据第 4.1.2 条的表 4.1.2-3 岩体完整程度分类确定,该基岩属较完整岩体。
5. 柱下独立基础及地基土层如图所示,基础底面尺寸为 3.0m×3.6m,持力层压力扩散角
θ=23°,地下水位埋深 1.2m。按照软弱下卧层承载力的设计要求,基础可承受的竖向作
用力 Fk 最大值与下列哪个选项最接近?(基础和基础之上土的平均重度取 20kN/m3)( )
题 5 图
A. 1180kN
B. 1440kN
C. 1890kN
D. 2090kN
【答案】 B
【解析】
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)第 5.2.2 条规定,当轴心荷载作用时,
基础底面的压力为:
pk=(Fk+Gk)/A=(Fk+3.0×3.6×1.2×20)/(3.0×3.6)=Fk/10.8+24
根据第 5.2.4 条式(5.2.4),修正后的地基承载力特征值为:
fa=65+1.0×[(1.2×18+2.0×9)/3.2]×(3.2-0.5)=98.4kPa
根据第 5.2.7 条式(5.2.7-3)确定矩形基础软弱下卧层的附加压力值,即:
pz=lb(pk-pc)/[(b+2ztanθ)(l+2ztanθ)]
代入数据得到:
pz=3.0×3.6×[(Fk/10.8+24)-21.6]/[(3.0+2×2×tan23°)(3.6+2×2×tan23°)]
软弱下卧层顶面处土的自重压力值为:
=0.04Fk+1.04
根据 5.2.7 条式(5.2.7-1),令 pz+pcz=fa,即:
pcz=1.2×18+2×9=39.6kPa
解得,基础可承受的竖向作用力为:Fk=1444.0kN
由此可知,B 项数值最为接近。
0.04Fk+1.04+39.6=98.4
6. 柱下方形基础采用 C15 素混凝土建造,柱脚截面尺寸为 0.6m×0.6m,基础高度 0.7m,
基础埋深 d=1.5m,场地地基土为均质黏土,重度γ=19.0kN/m3,孔隙比 e=0.9,地基承
载力特征值 fak=180kPa,地下水位埋藏很深。基础顶面的竖向力为 580kN,根据《建筑地
基基础设计规范》(GB 50007—2011)的设计要求,满足设计要求的最小基础宽度为哪个选
项?(基础和基础之上土的平均重度取 20kN/m3)( )
A. 1.8m
B. 1.9m
C. 2.0m
D. 2.1m
【答案】 B
【解析】
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)第 5.2.4 条规定,地基承载力特征值按
式(5.2.4)进行修正,即:
fa=fak+η0γ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
由土质为均质黏土、e=0.9,查表 5.2.4 可知,η0=0,ηd=1。
则修正后的地基承载力特征值为:
根据第 5.2.1 条式(5.2.1-1)和第 5.2.2 条式(5.2.2-1),基底宽度为:
fa=180+0+1.0×19.0×(1.5-0.5)=199kPa
b2≥FK/(fa-γGd)=580/(199-20×1.5)=3.43m2
解得:b=1.85m,取 b=1.90m。
又
查表得:
pk=580/1.902+1.5×20=190.7kPa≤199kPa
根据第 8.1.1 条式(8.1.1)验算素混凝土基础,无筋扩展基础高度应满足下式要求:
tanα=1
H0≥(b-b0)/(2tanα)
(b-b0)/2tanα=(1.9-0.6)/(2×1)=0.65<0.70m
满足规范要求。
由此可知,B 项数值最为接近。
7. 某拟建建筑物采用墙下条形基础,建筑物外墙厚 0.4m,作用于基础顶面的竖向力为
300kN/m,力矩为 100kN·m,由于场地限制,力矩作用方向一侧的基础外边缘到外墙皮的距
离为 2m,保证基底压力均布时,估算基础宽度最接近下列哪个选项?( )
题 7 图
A. 1.98m
B. 2.52m
C. 3.74m
D. 4.45m
【答案】 C
【解析】
对于受偏心荷载作用的墙下条形基础,偏心距等于基础外边缘到外墙皮的距离加上半墙厚度
减去基础宽度的一半,即:
e=M/F=100/300=2+0.4/2-b/2
解得,基础宽度为:b=3.73m。
由此可知,C 项数值最为接近。
8. 某高层建筑,平面、立面轮廓如图。相应于作用标准组合时,地上建筑物平均荷载为
15kPa/层,地下建筑物平均荷载(含基础)为 40kPa/层。假定基底压力线性分布,问基础
底面右边缘的压力值最接近下列哪个选项的数值?( )
题 8 图
A. 319kPa
B. 668kPa
C. 692kPa
D. 882kPa
【答案】 B
【解析】
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)第 5.2.2 条第 2 款规定,当偏心荷载作
用时,基础底面的压力为:
Fk+Gk=6×90×40×60+45×50×15×40+15×78×15×40=3348000kN
pkmax=(Fk+Gk)/A+Mk/W
偏心距为:
e=Mk/(Fk+Gk)=[15×78×15×40×(78/2+5)-45×50×15×40×(45-50/2)]/3348000
=1.16m<b/6,属于小偏心
所以基础底面右边缘的压力值为:
pkmax=[(Fk+Gk)/A](1+6e/b)=[3348000/(60×90)]×(1+6×1.16/90)=668.0kPa
由此可知,B 项数值最为接近。
9. 条形基础埋深 3.0m,相应于作用的标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力 Fk=
200kN/m,为偏心荷载。修正后的地基承载力特征值为 200kPa,基础及其上土的平均重度为
20kN/m3。按地基承载力计算条形基础宽度时,使基础底面边缘处的最小压力恰好为零,且
无零应力区,问基础宽度的最小值接近下列何值?( )
A. 1.5m
B. 2.3m
C. 3.4m
D. 4.1m
【答案】 C
【解析】
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)第 5.2.1 条第 2 款规定,当偏心荷载作
用时,除符合式 pk≤fa 要求外,尚应符合下式规定:pkmax≤1.2f。
根据第 5.2.2 条式(5.2.2-2),当 e=b/6 时,基础底面边缘处的最小压力恰好为零,则:
[(Fk+Gk)/b](1+6e/b)=2(Fk+Gk)/b≤1.2fa
即:
解得基础宽度应满足:b≥3.33m。由此可知,C 项数值最为接近。
2×(200/b+3×200)≤1.2×200
10. 某桩基础采用钻孔灌注桩,桩径 0.6m,桩长 10.0m。承台底面尺寸及布桩如图所示,
承台顶面荷载效应标准组合下的竖向力 Fk=6300kN。土层条件及桩基计算参数如表、图所
示。根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008),作用于软弱下卧层④层顶面的附加应力
σz 最接近下列何值?(承台及其上覆土的重度取 20kN/m3)( )
题 10 表
题 10 图
A. 8.5kPa
B. 18kPa
C. 30kPa
D. 40kPa
【答案】 C
【解析】
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)第 5.4.1 条规定,对于桩距不超过 6d 的群桩基
础,桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力 1/3 的软弱下卧层时,可按下列公式验
算软弱下卧层的承载力:
式中,
σz+γmz≤faz
σz=[(Fk+Gk)-3/2(A0+B0)·∑qsikli]/[(A0+2t·tanθ)(B0+2t·tanθ)]
承台重为:
A0、B0 为桩群外缘矩形底面的长、短边边长:
Gk=2×4.2×5.8×20=974.4kN
A0=2.3×2+0.6=5.2m,B0=2.4+0.6=3.0m
Es1/Es2=16/3.2=5.0
t 为硬持力层厚度
t=3m>0.5B0=1.5m
查第 5.4.1 条表 5.4.1 可得,θ=25°。
作用于软弱下卧层④层顶面的附加应力σz 为:
σz=[(Fk+Gk)-3/2(A0+B0)·∑qsikli]/[(A0+2t·tanθ)(B0+2t·tanθ)]
=[(6300+974.4)-3/2(5.2+3.0)×(4×35+4×55+2×60)]/[(5.2+2×3×tan25°)
(3.0+2×3×tan25°)=29.55kPa
由此可知,C 项数值最为接近。
11. 某钻孔灌注桩单桩基础,桩径 1.2m,桩长 16m,土层条件如图所示,地下水位在桩顶
平面处。若桩顶平面处作用大面积堆载 p=50kPa,根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008),
桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn 最接近下列何值?(忽略密实粉砂层的压缩量)( )
题 11 图
A. 240kN
B. 680kN
C. 910kN
D. 1220kN
【答案】 B
【解析】
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)第 5.4.4 条,桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷
载,当无实测资料时可按下列规定计算:
①中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值,可按下列公式计算:
当地面分布大面积荷载时:
qsin=ξniσ′i
σ′i=p+σ′γi
因为持力层为基岩,则:ln/l0=1,又 l0=12m,ln=12m。
则桩周第 i 层土平均竖向有效应力为:
qsin=ξniσ′i=0.2×101.0=20.2kPa>qsk=15kPa
取 qsin=15kPa。