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2018年注册岩土工程师专业案例考试真题及答案下午卷.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)
2018 年注册岩土工程师专业案例考试真题及答案下午卷 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. 在某地层中进行钻孔压水试验,钻孔直径为 0.10m,试验段长度为 5.0m,位于地下水位 以下,测得该地层的 P~Q 曲线如图所示,试计算该地层的渗透系数与下列哪项接近?(注: 1m 水柱压力为 9.8kPa)( ) 题 1 图 A. 0.052m/d B. 0.069m/d C. 0.073m/d D. 0.086m/d 【答案】 D 【解析】 根据《工程地质手册》(第五版)第 1246 页。 q=Q3/(L·P3)=25/(5.0×1.0)=5Lu<10Lu,满足。 地下水位位于试验段以下,且压水试验 P~Q 曲线为 B(紊流)型,用第一阶段压力和流量 计算: H1=P1/10=300/9.8=30.6m,Q1=12.5L/min=12.5×10-3×1440=18m3/d 2. 某边坡高度为 55m,坡面倾角为 65°,倾向为 NE59°,测得岩体的纵波波速为 3500m/s, 相应岩块的纵波波速为 5000m/s,岩石的饱和单轴抗压强度 Rc=45MPa,岩层结构面的倾角 为 69°,倾向为 NE75°,边坡结构面类型与延伸性修正系数为 0.7,地下水影响系数为 0.5, 按《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014)用计算岩体基本质量指标确定该边坡岩体的 质量等级为下列哪项?( ) A. Ⅴ B. Ⅳ C. Ⅲ D. Ⅱ 【答案】 B 【解析】 根据《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014)第 4.2 节、5.2 节。
①完整性指数 Kv=(vpm/vpr)2=(3500/5000)2=0.49 ②基本质量指标 BQ 计算 Rc=45MPa<90Kv+30=90×0.49+30=74.1MPa,取 Rc=45MPa Kv=0.49<0.04Rc+0.4=0.04×45+0.4=2.2,取 Kv=0.49 BQ=100+3Rc+250Kv=100+3×45+250×0.49=357.5 ③BQ 修正及岩体质量等级确定 查规范表 5.3.2-3。 结构面倾向与边坡面倾向间的夹角为:75°-59°=16°,F1=0.7。 结构面倾角为 69°,F2=1.0。 结构面倾角与边坡坡角之差为:69°-65°=4°,F3=0.2。 K5=F1×F2×F3=0.7×1.0×0.2=0.14 [BQ]=BQ-100(K4+λK5)=357.5-100×(0.5+0.7×0.14)=297.7 查表 4.1.1,岩体质量等级为Ⅳ级。 3. 某岩石地基载荷试验结果见下表,请按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011) 的要求确定地基承载力特征值最接近下列哪一项?( ) A. 1200kPa B. 1280kPa C. 1330kPa D. 1400kPa 【答案】 A 【解析】 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)附录 H.0.10 条。 ①计算各组的地基承载力特征值 极限荷载除以 3 的安全系数与对应于比例界限的荷载相比较,取小值。 第一组:4000/3=1333>1200,承载力特征值取 1200kPa。 第二组:4800/3=1600>1400,承载力特征值取 1400kPa。 第三组:3750/3=1250<1280,承载力特征值取 1250kPa。 ②地基承载力特征值的确定 取最小值作为岩石地基承载力特征值,即 fa=1200kPa。 4. 某拟建公路隧道工程穿越碎屑岩地层,平面上位于地表及地下分水岭以南 1.6km、长约 4.3km、埋深约 240m、年平均降水量 1245mm,试按大气降水入渗法估算大气降水引起的拟建 隧道日平均涌水量接近下列哪个值?(该地层降水影响半径按 R=1780m,大气降水入渗系 数λ=0.10 计算,汇水面积近似取水平投影面积且不计隧道两端入渗范围)( )
题 4 图 A. 4600m3/d B. 4960m3/d C. 5220m3/d D. 5450m3/d 【答案】 B 【解析】 根据《铁路工程地质水文地质勘察规范》(TB 10049—2014)附录 E.1.2 或《铁路工程地质 手册》(修订版,1999)第 196 页。 可得:A=(1.6+1.78)×4.3=14.534km2 则大气降水引起的拟建隧道日平均涌水量为: Qs=2.74λ·W·A=2.74×0.10×1245×14.534=4958.0m3/d 【说明】所谓分水岭,即以此为界,分为两个汇水流域。以本题为例,分水岭南侧的水向南 汇流形成地表产流与地下径流,其北侧的水向北汇流形成地表产流与地下径流,不发生交叉 现象,而隧道的南侧未有分水岭存在,则其汇水范围由降水影响半径 R 决定。 5. 作用于某厂房柱对称轴平面的荷载(相应于作用的标准组合)如图所示。F1=880kN, M1=50kN·m;F2=450kN,M2=120kN·m,忽略柱子自重。该柱子基础拟采用正方形,基底 埋深 1.5m,基础及其上土的平均重度为 20kN/m3,持力层经修正后的地基承载力特征值 fa 为 300kPa,地下水位在基底以下。若要求相应于作用的标准组合时基础底面不出现零应力 区,且地基承载力满足要求,则基础边长的最小值接近下列何值?( )
题 5 图 A. 3.2m B. 3.5m C. 3.8m D. 4.4m 【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。 ①根据偏心距计算基础尺寸 基础面积不出现零应力区,则: e=Mk/(Fk+Gk)≤b/6,即(450×1.8+50+120)/(880+450+20×1.5×b2)≤b/6 整理得:b3+44.33b-196≥0,解得:b≥3.5m。 ②持力层承载力验算 取 b=3.5m,此时 e=b/6 pk=Fk/A+γGd=(880+450)/3.52=108.6kPa≤fa=300kPa pkmax=2pk=2×108.6=217.2kPa≤1.2fa=1.2×300=360kPa 持力层满足要求。 6. 圆形基础上作用于地面处的竖向力 Nk=1200kN,基础直径 3m,基础埋深 2.5m,地下水 位埋深 4.5m,基底以下的土层依次为:厚度 4m 的可塑黏性土、厚度 5m 的淤泥质黏土。基 底以上土层的天然重度为 17kN/m3,基础及其上土的平均重度为 20kN/m3。已知可塑黏性土 的地基压力扩散线与垂直线的夹角为 23°,则淤泥质黏土层顶面处的附加压力最接近于下 列何值?( ) A. 20kPa B. 39kPa C. 63kPa D. 88kPa 【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、5.2.7 条。 ①基底附加压力计算 基础底面以上土的自重压力为: pc=2.5×17=42.5kPa 基底压力为: pk=Fk/A+γGd=1200/(3.14×1.52)+20×2.5=219.9kPa 基底附加压力为: p0=pk-pc=219.9-42.5=177.4kPa ②淤泥质黏土层顶面处的附加压力 附加压力扩散至软弱下卧层顶面的面积: A′=π(d+2ztanθ)2/4=3.14×(3+2×4×tan23°)2/4=32.11m2 由 p0A=pzA′,可得: pz=p0A/A′=(177.4×3.14×1.52)/32.11=39.03kPa 【说明】此题别出心裁,考的是圆形基础下卧层验算,这就需要我们了解压力扩散角法的原 理,即基底附加压力与基础面积的乘积和下卧层顶面处附加压力与扩散面积的乘积相等。 7. 如下图所示,某边坡其坡角为 35°,坡高为 6.0m,地下水位埋藏较深,坡体为均质黏 性土层,重度为 20kN/m3,地基承载力特征值 fak 为 160kPa,综合考虑持力层承载力修正系 数ηb=0.3、ηd=1.6。坡顶矩形基础底面尺寸为 2.5m×2.0m,基础底面外边缘距坡肩水 平距离 3.5m,上部结构传至基础的荷载情况如下图所示(基础及其上土的平均重度按 20kN/m3 考虑)。按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)规定,该矩形基础最小 埋深接近下列哪个选项?( ) 题 7 图 A. 2.0m B. 2.5m C. 3.0m D. 3.5m 【答案】 C 【解析】 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)第 5.4.2 条。 ①根据地基承载力确定基础埋深 假设为小偏心:
ηb=0.3,ηd=1.6 fa=fak+ηbγ(b-3)+ηbγm(d-0.5)=160+0+1.6×20×(d-0.5)=144+32d 由 pk≤fa,即 84+20d≤144+32d,解得:d≥-5m。 由 pkmax≤1.2fa,即 228+20d≤1.2×(144+32d),解得:d≥3.0m。 满足假设。 ②根据坡顶建筑物稳定性确定基础埋深 由 a≥2.5b-d/tanβ,即 3.5≥2.5×2.5-d/tan35°,解得:d≥1.93m。 ③矩形基础最小埋深的确定 矩形基础最小埋深:取大值 d≥3.0m。 8. 某基坑开挖深度 3m,平面尺寸为 20m×24m,自然地面以下地层为粉质黏土,重度为 20kN/m3,无地下水,粉质黏土层各压力段的回弹模量见下表(MPa)。按《建筑地基基础设 计规范》(GB 50007—2011),基坑中心点下 7m 位置的回弹模量最接近下列哪个选项?( ) 题 8 表 A. 20MPa B. 200MPa C. 240MPa D. 300MPa 【答案】 C 【解析】 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)第 5.3.10 条。 ①基底下 7m 处土层的自重应力 土层的自重应力为:10×20=200kPa。 ②基底下 7m 处土层的附加压力 基坑底面处的附加压力为:P0=-Pc=-3×20=-60kPa。 基底下 7m 处:z/b=7/10=0.7,l/b=12/10=1.2。 查规范附录 K.0.1-1:αi=(0.228+0.207)/2=0.2175。 ③回弹模量选择 基坑开挖过程中的压力段变化范围: 基底下 7m 处开挖前的平均自重应力为 200kPa。 开挖卸荷以后的压力为:-52.2+200=147.8kPa。 取 147.8~200kPa 压力段,选取对应的回弹模量 E0.15—0.2=240MPa。
9. 某建筑采用灌注桩基础,桩径 0.8m,承台底埋深 4.0m,地下水位埋深 1.5m,拟建场地 地层条件见下表,按照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)规定,如需单桩竖向承载力 特征值达到 2300kN,考虑液化效应时,估算最短桩长与下列哪个选项最为接近?( ) 题 9 表 A. 16m B. 20m C. 23m D. 26m 【答案】 B 【解析】 根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)第 5.3.12 条。 ①液化影响折减系数计算 承台底面上 1.5m 为液化粉土,承台底面下 1.0m 为液化细砂,不满足规范条件,液化影响折 减系数取 0,即不考虑粉土、细砂层摩阻力,中粗砂为不液化土层。 ②根据单桩竖向承载力特征值反算桩长 假设桩端位于卵石层中,进入卵石层的桩长为 li,则: 解得:li=3.94m,则最短桩长为:l=20-4+3.94=19.94m。 【说明】承台底上下非液化土、非软弱土不满足要求时,液化折减系数取 0,承台埋深 4.0m, 桩长应从承台底算起。 10. 某建筑场地地层条件为:地表以下 10m 内为黏性土,10m 以下为深厚均质砂层。场地 内进行了三组相同施工工艺试桩,试桩结果见下表。根据试桩结果估算,在其他条件均相同 时,直径 800mm、长度 16m 桩的单桩竖向承载力特征值最接近下列哪个选项?(假定同一土 层内,极限侧阻力标准值及端阻力标准值不变)( ) 题 10 表 A. 1790kN B. 3060kN
C. 3280kN D. 3590kN 【答案】 A 【解析】 根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)第 5.2.2 条。 ①砂层极限侧摩阻力计算 第一组、第二组试桩桩径相同,桩长不同,则第二组试桩单桩极限承载力标准值的变化是由 5m 厚砂层侧阻力引起,根据 Quk=Qsk+Qpk,则: 3156=2402+u∑qsikli=2402+3.14×0.6×qsik×5,解得:qsik=80kPa。 ②直径 800mm、桩长 16m 的极限承载力标准值计算 直径 800mm、桩长 16m 时,与第三组试桩桩径相同,桩长不同,直径 800mm、桩长 16m 的试 桩单桩极限承载力标准值的变化是由 4m 厚砂层侧阻力引起,则: Quk=4396-u∑qsikli=4396-3.14×0.8×80×4=3592.16kN ③单桩竖向承载力特征值 Ra=Quk/2=3592.16/2=1796.08kN 【说明】此题不同以往考题,很有新意,考察对单桩极限承载力标准值、单桩竖向承载力特 征值的理解与应用,从 2018 年的命题风格来看,会加大对基本原理的掌握和灵活应用,不 再是单纯的套公式解题。 11. 某建筑采用夯实水泥土桩进行地基处理,条形基础及桩平面布置见下图。根据试桩结 果,复合地基承载力特征值为 180kPa,桩间土承载力特征值为 130kPa,桩间土承载力发挥 系数取 0.9。现设计要求地基处理后复合承载力特征值达到 200kPa,假定其他参数均不变, 若仅调整基础纵向桩间距 s 值,试算最经济的桩间距最接近下列哪个选项?( ) 题 11 图(尺寸单位:mm) A. 1.1m B. 1.2m C. 1.3m D. 1.4m 【答案】 B 【解析】 根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)第 7.1.5 条、7.1.6 条。 ①根据定义计算置换率
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