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2014年注册岩土工程师专业案例考试真题及答案上午卷.doc

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一、案例分析题 (每题的四个备选答案中只有一个符合题意)
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。
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