土木工程类专业案例分类模拟试题与答案27.docx
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土木工程类专业案例分类模拟试题与答案27
土木工程类专业案例分类模拟试题与答案27
一、单项选择题
1.某自重湿陷性黄土场地混凝土灌注桩桩径为800mm,桩长为34m,通过浸水载荷试验和应力测试得到桩身轴力在极限荷载下(2800kN)的数据及曲线图如下,试计算桩侧平均负摩阻力值。
深度(m)
桩身轴力(kN)
深度(m)
桩身轴力(kN)
2
2900
16
2800
4
3000
18
2150
6
3110
22
1220
8
3160
26
670
10
3200
30
140
12
3265
34
70
14
3270
A.-10.52kPa
B.-12.14kPa
C.-13.36kPa
D.-14.38kPa
答案:
C
解本题考查对中性点的理解。
中性点是桩土剪切位移、摩阻力和桩身轴力沿桩身变化的特征点。
在有负摩阻力的情况下,桩身中性点处的特性如下图:
由此可知,本题中桩身轴力由大变小深度处即为中性点处,即由自重湿陷性黄土引起的负摩阻力的计算范围为0~14m,根据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106—2003)附录A.0.14-4,平均负摩阻力为:
代入数据:
2.采用声波法对钻孔灌注桩孔底沉渣进行检测,桩直径1.2m,桩长35m,声波反射明显。
测头从发射到接受到第一次反射波的相隔时间为8.7ms,从发射到接受到第二次反射波的相隔时间为9.3ms,若孔低沉渣声波波速按1000m/s考虑,孔底沉渣的厚度最接近下列哪一个选项?
______
A.0.30m
B.0.50m
C.0.70m
D.0.90m
答案:
A
解采用声波法检测沉渣厚度,当入射波到达沉渣顶面时,反射时间为8.7ms,当入射波到达孔底时,反射时间为9.3ms,其中时间均为一个回程的时间,因此
3.土石坝下游有渗漏水出逸,在附近设导渗沟,用直角三角形量水堰测其明流流量,实测堰上水头为0.3m,按照《土石坝安全监测技术规范》(SL60—94)提供的计算方法,试问该处明流流量最接近于下列哪个选项的数值?
______
A.0.07m3/s
B.0.27m3/s
C.0.54m3/s
D.0.85m3/s
答案:
A
解根据《土石坝安全监测技术规范》(SL60—94)第D2.3.1条:
因此规范已过期,根据现行规范《土石坝安全监测技术规范》(DL/T5259—2010)H.3.3.1直角三角形量水堰,推荐计算公式为
式中:
Q——渗流量(m3/s);
H——堰上水头(m)。
4.某场地钻孔灌注桩桩身平均波速值为3555.6m/s,其中某根柱低应变反射波动力测试曲线如下图所示,对应图中时间t1、t2和t3的数值分别为60.0、66.0和73.5ms。
试问在混凝土强度变化不大的情况下,该桩桩长最接近下列哪个选项的数值?
______
A.10.7m
B.21.3m
C.24.0m
D.48.0m
答案:
C
解本题关键是正确理解t1、t2、t3,因t3处的反射幅值明显高于t2,且和t2-t1=66-60=6与t3-t2=73.5-66=7.5不相等,故t2处是陷反射,t3处是桩底反射。
因此,根据t3便可轻易算出桩长,计算如下:
5.某人工挖孔嵌岩灌注桩桩长为8m,其低应变反射波动力测试曲线如下图所示。
问该桩桩身完整性类别及桩身波速值符合下列哪个选项的组合?
______
A.Ⅰ类桩,C=1777.8m/s
B.Ⅱ类桩,C=1777.8m/s
C.Ⅰ类桩,C=3555.6m/s
D.Ⅱ类桩,C=3555.6m/s
答案:
C
解根据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106—2003)8.4.1条,
桩身完整性类别为Ⅰ类。
6.某钻孔灌注桩,桩长15m,采用钻芯法对桩身混凝土强度进行检测,共采取3组芯样,试件抗压强度(单位:
MPa)分别为:
第一组,45.4、44.9、46.1;第二组,42.8、43.1、41.8;第三组,40.9、41.2、42.8。
问该桩身混凝土强度代表值最接近下列哪个选项?
______
A.41.6MPa
B.42.6MPa
C.43.2MPa
D.45.5MPa
答案:
A
解根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106—2003)第7.6.1条、7.6.2条,混凝土芯样试件抗压强度代表值,应按一组三块试件强度的平均值确定:
受检桩中不同深度的芯样抗压强度代表值中的最小值,为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。
7.某PHC管桩,桩径500mm,壁厚125mm,桩长30m,桩身混凝土弹性模量为36×106kPa(视为常量),桩底用钢板封口,对其进行单桩静载试验并进行桩身内力测试。
根据实测资料,在极限荷载作用下,桩端阻力为1835kPa,桩侧阻力如图所示,试问该PHC管桩在极限荷载条件下,桩顶面下10m处的桩身应变最接近于下列何项数值?
______
A.4.16×10-4
B.4.29×10-4
C.5.55×10-4
D.5.72×10-4
答案:
D
解由于上部荷载未知,这里由下向上计算桩身受力,在桩顶面下10m处,桩的轴力为
总桩侧阻力
总桩端阻力Qpk=3.14×0.25×0.25×1835=360kN
总桩限荷载Quk=Qsk+Qpk=3140+360=3500kN
100m处轴力
10m处应变
8.某灌注桩,桩径1.2m,桩长60m,采用声波透射法检测桩身完整性,两根钢制声测管中心间距为0.9m,管外径为50mm,壁厚2mm,声波探头外径28mm。
水位以下某一截面平测实测声时为0.206ms,试计算该截面处桩身混凝土的声速最接近下列哪一选项?
______
注:
声波探头位于测管中心;声波在钢材中的传播速度为5420m/s,在水中的传播速度为1480m/s;仪器系统延识时间为0s。
A.4200m/s
B.4400m/s
C.4600m/s
D.4800m/s
答案:
B
解根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106—2003)10.4.1及10.3.2条文说明
(1)声波在钢管中的传播时间
(2)声波在水中的传播时间
(3)声波在钢管中和水中的传播时间之和
t''=t钢+t水=12.900×10-6s=12.900×10-3ms
(4)两个测管外壁之间的净距离
l=0.9-0.05=0.85m
(5)声波在混凝土中的传播时间
tci=0.206-0-12.900×10-3=0.1931ms=1.931×10-4
(6)该截面混凝土声速
9.某住宅楼钢筋混凝土灌注桩桩径为0.8m,桩长为30m,桩身应力波传播速度为3800m/s。
对该桩进行高应变应力测试后得到下图所示的曲线和数据,其中Rx=3MN。
判定该桩桩身完整性类别为下列哪一选项?
______
A.Ⅰ类
B.Ⅱ类
C.Ⅲ类
D.Ⅳ类
答案:
C
解①根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106—2003)公式(9.4.12-1)计算桩身完整性系数β
从题干和图中可知:
F(t1)=14MN,ZV(t1)=14MN,F(tx)=5MN,ZV(tx)=6MN,Rx=3MN,代入上面公式计算得β=0.724。
②按上述规范表9.4.12确定该桩桩身完整性类别
由于0.6≤β<0.8,因此该桩桩身完整性类别为Ⅲ类。
本题计算时严格按照公式代入数值,若按图中F(tx)与ZV(tx)的差值代入则计算结果为0.852,即会误选为B。
10.某建筑工程基础采用灌注桩,桩径
(2)删除最大值3530kN后重新统计:
(3)求单桩竖向抗压承载力特征值Ra
二、计算题
1.某灌注桩,桩径1.0m,桩长50m,采用声波透射法检测桩身完整性,两根钢制声测管间距0.9m,管外径50mm,壁厚2mm,测头直径30mm,其中某截面声波传播时间ti=0.2ms,钢材波速为5420m/s,水波速为1481m/s,试计算桩身混凝土的声速(仪器系统延迟时间t0=0)。
答案:
解tci=ti-t0-t''
两测管外壁间净距离l=0.9-0.05=0.85m
tci=ti-t0-t''=0.2-0-11.538×10-3=0.18846ms
桩身混凝土声速为4510m/s。
2.某多层住宅采用水泥土搅拌桩复合地基,桩径0.5m,桩间距1.5m,正三角形布桩,采用双桩复合静载荷试验检验复合地基承载力,试计算压板面积。
答案:
解复合地基面积置换率
压板面积
3.某场地原地下水位在地面下0.5m,采用井点降水,场地某位置地面下10m处埋设孔隙水压力传感器,量测得到孔隙水压力测定值为12kPa,计算该位置的水位降深。
答案:
解场地水位降深
4.某工程采用预应力管桩基础(PHC500),静压法沉桩,场地土层为淤泥质黏土γ=18kN/m3,γsat=20kN/m3,水位地面下0.2m,距桩位5.0m处的地面下3.0m有一上水管,在水管附近埋设孔隙水压力传感器,量测孔隙水压力值进行沉桩速率控制,问孔隙水压力为多少时应停止沉桩。
答案:
解根据《孔隙水压力测试规程》(CECS55:
93)规定,超孔隙水压力p与有效覆盖压力之比应小于60%。
pc=18×0.2+10×2.8=31.6kPa
u/pc≤0.6,u≤0.6×31.6=18.96kPa
当孔隙水压力升至18.96kPa时应停止沉桩,待u部分消散再进行沉桩。
5.某场地土层分布为,填土,厚度0.9m;黏土,厚度2.6m;淤泥质黏土,厚度5.0m。
采用堆载预压地基处理,堆载p0=100kPa,地下水位地面下0.9m,在淤泥质黏土层底埋设孔隙水压力传感器量测孔隙水压力变化情况,经过2个月预压,测得孔隙水压力120kPa,试计算其淤泥质黏土固结度。
答案:
解孔隙水压力传感器埋设地面下8.5m处,其静水压力为7.6×10=76kPa
堆载后瞬时u0=100+76=176kPa
2个月后u=120-76=44kPa
固结度
6.某海上钢管桩,外径0.9m,壁厚δ=22mm,桩长59m,入土深度27m,该桩进行静载荷试验,最大加荷Qmax=9600kN,相应沉降S=78.73mm,单桩极限承载力Qu=9000kN,钢管桩表面黏贴电阻应变片进行内力测试,泥面下10~16m为硬塑黏土,在其顶和底标高位置测得桩身应变值分别为702με和532με,试计算黏土层的极限侧阻力。
答案:
解钢管桩截面面积A
E=2.1×105MPa
Q1=σA=EεA=2.1×108×0.06×702×10-6=8845.2kN
Q2=2.1×108×0.06×532×10-6=6703kN
黏土层极限侧阻力qsik
7.某0.45m×0.45m预制桩,桩长20.5m,C40混凝土,配筋率为1%。
土层分布:
填土,厚20m;黏土,厚0.8m;淤泥,厚15m;黏土,厚7m。
对该桩进行单向多循环水平承载力试验,当泥面处桩水平位移xoa=10mm时,单桩水平承载力特征值为40kN,试计算桩侧土水平抗力系数比例系数m值。
答案:
解预制桩水平承载力按变形控制。
单桩水平承载力特征值
b0为扣除保护层厚度的桩截面宽度,b0=0.39m,ρg=1%,vx=2.441
,桩身计算宽度b0=1.5b+0.5=1.5×0.45+0.5=1.175
8.某灌注桩,桩径1.5m,桩长43m,桩顶下25.2m处扩颈2.5m,桩端扩底直径2.5m,土层分布依次为填土、粉质黏土、粉土、粉质黏土、粉砂和粉质黏土,对该桩进行竖向静载荷试验,单桩极限承载力Quk=22000kN,其中端阻力占17%,之后又进行抗拔试验,上拔荷载和上拔量关系曲线(v-δ)如图所示,试确定抗拔系数。
答案:
解根据v-δ曲线,该桩抗拔极限承载力vk=13200kN
抗压端阻力qpk=22000×17%=3440kN
抗拔系数
9.某人工挖孔灌注桩,桩端持力层强风化硬质岩,为了确定端阻力,分别在3个孔的孔底进行平板载荷试验,压板直径0.3m,3个点的承载力极限值分别为7000kPa、7200kPa和6800kPa,试确定桩端阻力特征值。
答案:
解根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)规定,对于单桩承载力很高的大直径端承型桩,可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值。
根据规范GB50007—2002附录H,将极限承载力除以3为岩石地基承载力特征值。
3个点的承载力特征值分别为2333kPa、2400kPa和2266kPa,将其最小值作为岩石地基承载力特征值。
桩端阻力特征值qpa=2266kPa
10.某岩石地基,属较完整岩体,进行饱和单轴抗压强度试验,6次的试验值分别为39MPa、40MPa、42MPa、40.5MPa、39.5MPa、41MPa,试确定岩石地基承载力特征值,并说明试样尺寸大小和加荷速率。
答案:
解试样尺寸一般为
,在压力机上以每秒500~800kPa速率加荷。
平均值
标准差
变异系数
回归修正系数
岩石地基承载力特征值
11.某软土地基进行十字抗剪切试验,板头尺寸50mm×100mm(D=50mm,H=100mm),十字板常数K=436.78m-2,钢环系数C=1.3N/0.01mm,剪切破坏时扭矩M=0.02kN·m,试求软土的抗剪强度(顶面与底面在土体破坏时剪应力分布均匀,a=2/3)。
答案:
解
12.图中的p-s曲线是黏性土典型的旁压试验压力—变形曲线,试根据p-s曲线确定地基承载力特征值。
答案:
解黏性土旁压试验的p-s曲线,分为三段,Ⅰ段为较短曲线,Ⅱ段为直线段,其延伸线与纵轴有交点,S0为变形校正值,Ⅱ、Ⅲ段曲线交点(切点)对应的压力为fak,pu为土体破坏时的极限压力。
13.某砖混结构住宅,采用天然地基条形基础,地基为软土,在基础梁上间距10m设置3个沉降观测点A、B、C,各观测点之间间距分别为5m,沉降量分别为120mm、200mm和170mm,试计算基础梁挠度。
答案:
解按照《岩土工程监测规范》(YS5229—96),挠度fc
结构梁挠度允许值为
,挠度超出许范围。
14.某灌注桩,桩径1.0m,桩长20m,C30混凝土,土层分布:
0~4m淤泥质黏土,4~10m为黏土。
10m之内每2m黏贴电阻应变片,量测桩身内力,在桩顶极限荷载Qu=1200kN下,量测的混凝土表面应变值如表所示,试计算淤泥质黏土和黏土的极限侧阻力(Ec=3.0×104MPa)。
土层
淤泥质黏土
淤泥质黏土
黏土
黏土
黏土
测点深(m)
2
4
6
8
10
ε×10-5
4.61
4.076
1.783
0.457
0.397
答案:
解0~2m土层
σ=Ecε=3.0×107×4.61×10-5=1383.4kPa
Q=σA=1383.4×0.785=1086kN
2~4.0m土层
σ=3.0×107×4.076×10-5=1222.9kPa
Q=σA=1222.9×0.785=960kN
淤泥质黏土极限侧阻力平均值
4~6m土层
σ=3.0×107×1.783×10-5=534.9kPa
Q=σA=534.9×0.785=419.9kN
6~8m土层
σ=3.0×107×0.457×10-5=137.1kPa
Q=σA=137.1×0.785=107.6kN
8~10m土层
σ=3×107×0.397×10-5=119.2kPa
Q=σA=119.2×0.785=93.6kN
黏土极限侧阻力平均值
15.某直径0.8m的冲击成孔灌注桩,桩长32m,桩端持力层为中风化岩,低应变反射波实测波形如图所示,试计算波速。
答案:
解该桩从桩底反射波判断,有良好的嵌岩效果,波速C为
16.某钻孔灌注桩,桩径1.0m,桩长45m,C25混凝土,配筋率0.4%,采用钢弦式钢筋应力计量测桩身内力,其中18~44m为硬塑黏土,桩顶荷载达极限值时黏土顶、底标高处量测的钢筋应力分别为186836kPa和12000kPa,试计算黏土层极限侧阻力和桩端极限阻力。
答案:
解钢筋应变值:
黏土层顶
层底
混凝土应力:
顶面σc=Ecεc=1.2×107×93168×10-8=11180.2kPa
底面σc=1.2×107×6000×10-8=721.2kPa
极限侧阻
极限端阻qpk=721.2×0.785=566.1kPa
17.某预制桩,截面0.35m×0.35m,桩长18m,桩端持力层为粉质黏土,土层经双桥探头静力触探测试结果如下:
0~5.3m粉质黏土,fs=28.87kPa;5.3~11m淤泥质黏土,fs=14.5kPa;11~18m粉质黏土qc=1500kPa,fs=61kPa。
试确定单桩极限承载力。
答案:
解
18.某预应力管桩PHC500(100),桩长24m,2节桩每节12m,经低应变反射波法检测,无桩底反射,但接头位置反射波如图所示,试判定波速。
答案:
解
19.某沉管灌注桩,桩径426mm,桩长17m,低应变反射波法实测波形如图所示,试判断桩的完整性。
答案:
解该桩波速
桩身在5ms处扩颈,位置
,桩身完整性为Ⅰ类桩。
20.某钻孔灌注桩,桩径0.8m,桩长50m,预埋声测管,采用单孔法检验桩身完整性,一发双收探头,两探头间距300mm,当遇到孔底沉渣时,传播时间明显增长,第一个振子收到的时间为9.1ms,第二个振子收到的时间为9.3ms,计算声波在沉渣中的传播速度。
答案:
解
21.某预应力管桩PHC500(125)A进行高应变动力试桩,在桩顶下1.0m处的桩两侧面安装应变式力传感器,锤重40kN,锤落高1.2m,由传感器量测桩身混凝土表面应变值ε=2200με,计算作用在锤顶的锤击力。
答案:
解PHC型管桩为高强混凝土,强度等级C80,弹性模量Ec=3.8×104MPa
桩截面积
σ=εE=3.8×107×2200×10-6=8360kPa
F=σAp=0.147×8360=1228.9kN
22.某长螺旋钻孔灌注桩,桩径0.8m,桩长12.5m,采用瞬态机械阻抗法检验桩的完整性,其速度导纳曲线如图所示,试计算波速。
答案:
解
23.某灌注桩进行高应变动力试桩,其力和速度波形如图所示,试定性分析该桩承载力大小。
答案:
解高应变动力试桩成果为力F和速度乘以阻抗vZ
波形,应力波沿桩土系统传播时,遇到桩侧阻力的反射波,使力波上升,速度波下降,F和vZ波形两者拉开;在2L/C前,两者拉开一定距离,说明侧阻力较大,2L/C以后vZ波形下拉很大,说明端阻力很大,桩承载力与桩土相对位移有关,位移滞后于速度,它的端阻力发挥滞后。
24.某钻孔灌注桩,桩径1.2m,桩长30m,埋设3根声测管进行声波透射法检测,3个剖面的声速曲线如图所示,试分析该桩完整性。
答案:
解从3个检测剖面的声速v和波幅A沿深度的波形图分析:
(1)桩顶下2.0m左右,3个剖面的v和A皆超过临界值(虚线),说明灌注桩接近桩顶位置是隔水层和混凝土的混合物,形成低质混凝土,即浮浆层未剔除所致。
(2)桩身浮浆层往下工剖面和Ⅲ剖面v、A正常。
Ⅱ剖面,在20m左右v偏低,小于临界值;幅值A下降,判断该处桩身有轻微缺陷。
当桩头浮浆层剔除干净后,该桩为Ⅱ类桩。
25.某海上钢管桩,外径1.22m,壁厚δ=38mm,桩长95m,利用蒸汽锤作为锤击设备,实测力和速度波形如图所示,试定性分析桩承载力。
答案:
解从实测F和vZ波形看出,桩顶下70m左右桩侧无侧阻力,主要是桩外露海水表面段+水深+泥面下10多米的淤泥层,往下桩进入较好土层,F和vZ拉开较大距离,桩有较大侧阻力。
该桩以侧阻为主,端阻占的比例不大。
26.某灌注桩,桩径0.8m,桩长50m,埋设2根声测管进行声波透射法检测,其声速和波幅曲线如图所示,试分析桩身完整性。
答案:
解从v和A的深度曲线看出,v的临界值v0=4.2km/s,A的临界值A0=125dB,桩身的v和A均未超过临界值,但近桩底5.0m时,其声速和波幅突然降低,说明该桩孔底沉渣较厚,厚度近5.0m左右,该桩采用正循环方法清孔,清孔时间仅40min,造成沉渣太厚。
27.某粉质黏土天然地基进行平板载荷试验,压板面积0.5m2,各级荷载下的累计沉降如表所示。
若按s/b=0.015所对应的荷载为地基承载力特征值,试确定粉质黏土地基承载力特征值。
p(kPa)
54
81
108
135
162
189
216
s(mm)
2.15
5.01
8.95
13.9
21.05
30.55
40.35
答案:
解压板面积0.5m2,若为正方形,其边长707mm,s/b=0.015,s=707×0.015=10.61mm
s=10.61mm所对应的荷载为117.1kPa,但该试验最大加载为216kPa,216/2=108kPa。
所以粉质黏土地基承载力特征值为108kPa。
p(kPa)
54
81
108
135
162
189
216
s(mm)
2.15
5.01
8.95
13.9
21.05
30.55
40.35
28.某填土地基的填料经击实试验,得到含水率和干密度如表所示,填土采用羊角碾分层碾压,试问填料含水率如何控制。
w(%)
12.2
14.0
17.7
21.6
25.0
26.5
29.3
ρd(g/cm3)
1.2
1.33
1.45
1.48
1.52
1.50
1.44
答案:
解绘制含水率w和干密度ρd的关系曲线,得到最大干密度所对应的最优含水率为22.5%,所以现场分层碾压时填料的含水率控制在22.5%±2%,压实效果最好。
29.某场地土层分布:
0~0.5m填土,γ=19kN/m3;0.5~1.2m黏土,γ=18kN/m3;1.2~6.0m黏土(ρc=12%),γ=17kN/m3。
在粉土层进行平板载荷试验,压板面积0.5m2,试坑尺寸2.2m×2.2m,地基承载力特征值fak=120kPa,某多层建筑,基础采用条形基础,埋深2.0m,条形基础的地基承载力特征值可采用多少?
答案:
解平板载荷试验的压板面积0.5m2,边长707mm。
试坑尺寸2.2m×2.2m,2.2m>3b=3×0.707=2.12m。
试验结果的fak为无埋深的地基承载力特征值,当条形基础埋深2.0m,地基承载力特征值经深度修正后的fa
fa=fak+ηdγm(d-0.5)
ηd=1.5
fa=120+1.5×17.85×(2-0.5)=120+40=160kPa
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- 土木工程 类专业 案例 分类 模拟 试题 答案 27