土木工程类专业案例分类模拟试题与答案2.docx
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土木工程类专业案例分类模拟试题与答案2
专业案例分类模拟试题与答案2
单项选择题
(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)
1.已知某土层的天然孔隙比e0=0.82,在有侧限的条件下进行压缩固结试验,测得不同压力下孔隙比的数据列入表中,则该土层的压缩系数和压缩模量分别为______。
不同压力下的孔隙比压力p/kPa50100200300400孔隙比e0.810.8050.790.7730.76
A.0.10MPa-1;10.05MPa
B.0.15MPa-1;12.03MPa
C.0.17MPa-1;14.53MPa
D.0.17MPa-1;115.28MPa
答案:
B
解答:
压缩系数
压缩模量为
2.某砂土试样进行室内三轴剪切试验,围压为150kPa,破坏时的垂直压力为350kPa,同时测得孔隙水压力为50kPa,该砂土的有效内摩擦角为______。
A.23.6°
B.30°
C.43.6°
D.48°
答案:
B
解答:
根据《土工试验方法标准》(GBT50123—1999)第16.5.13条中的莫尔圆理论,该砂土内聚力为零,有效内摩擦角φ''=sin-1tanα,则:
3.饱和土样(Sr=1)的比重Gs=2.70,高度为20mm,压缩后的含水率w=28%,高度为19.5mm。
则压缩前的孔隙比e0为______。
A.0.256
B.0.500
C.0.802
D.0.907
答案:
C
解答:
饱和度公式为:
。
设A为土样压缩后的截面面积,因为土体饱和,所以,压缩后的孔隙比:
e1=wGs=28%×2.70=0.756。
又根据孔隙比的定义,有:
,整理得:
而压缩前孔隙比为:
联立计算,得:
e0=0.802。
4.不透水基岩上有水平分布的三层土,其厚度分别为4m、2m和1m,其水平向的渗透系数分别为1m/d,2m/d和4m/d。
其等效水平渗流系数为______m/d。
A.1.33
B.1.56
C.1.71
D.4.0
答案:
C
解答:
各层土中的水力坡降i(即Δh/L)与等效土层的平均水力坡降i相同,且通过等效土层H的总渗流量等于各层土的渗流量之和,引入达西定律,则水平渗流系数为:
。
式中,ki为土层i的渗透系数;Hi为相应的土层厚度;H为总土层厚度,即等效土层厚度。
则其等效水平渗流系数为:
5.某一土层采得粗砂试样,该试样高15cm,直径5.5cm,在常水头渗透试验仪中进行试验。
在静水头高为40cm下经过历时6.0s,流过水量为400cm3,在试验温度20℃下该试样的渗透系数是______cm/s。
A.0.81
B.0.94
C.1.05
D.1.17
答案:
C
解答:
根据《土工试验方法标准》(GBT50123—1999)第13.2.3条,渗透系数公式计算,有:
6.一圆柱形扰动饱和黏土试样,在100kPa的周围压力作用下固结完成后,再施加轴向压力进行不排水剪,直至试样破坏。
测得破坏时的孔隙水压力系数Af=0.7,如果已测得该土的c''=0,φ''=25°,该试样的强度指标φcu(ccu=0)是______。
A.15.4°
B.20.6°
C.24.8°
D.29.2°
答案:
A
解答:
根据《土工试验方法标准》(GBT50123—1999)第16.5节说明,计算如下:
固结不排水剪为:
uf=Af(σ1f-σ3f)=0.7σ1f-70,
根据有效应力表示一点的极限平衡条件:
σ1f-uf=(σ3f-uf)tan2(
),有:
总应力表示的一点的极限平衡条件为:
解得:
φcu=15.4°。
7.在某一黏性土层中采得6个试样,根据抗剪强度试验结果,经统计后得出土的抗剪强度指标的平均值,φm=17.5°,cm=15.0kPa,并得到相应的变异系数,δφ=0.25,δc=0.30,该土的抗剪强度指标为______。
A.φk=15.9°;ck=11.3kPa
B.φk=13.9°;ck=16.6kPa
C.φk=13.9°;ck=11.3kPa
D.φk=15.9°;ck=16.6kPa
答案:
C
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)第14.2.4条计算,土的内摩擦角和黏聚力的统计修正系数分别为:
=1-(
+
)×0.25=0.794,γc=1-0.826×0.3=1-0.2478=0.752。
则土的内摩擦角和黏聚力的标准值为:
φk=γφφm=0.794×17.5°=13.9°,ck=γccm=0.752×15=11.3kPa。
8.某土样的天然重度γ=17kN/m3,干重度γd=14.5kN/m3,饱和重度γsat=18kN/m3,液性指数IL=0,土的塑限wP为______。
A.5.9%
B.17.2%
C.21.6%
D.24.1%
答案:
B
解答:
因为
,所以w=wP。
设土粒的质量为ms,土体体积为V,水的质量为mw1和mw2,根据重度定义有:
天然重度:
,则
干重度:
,则
饱和重度:
,则
解得:
ms=14.5V,mw1=2.5V,mw2=3.5V。
则天然含水量为:
,wP=w=17.2%。
9.某软土用十字板剪力仪做剪切试验,测得量表最大读数Ry=215(0.01mm),轴杆与土摩擦时量表最大读数Rg=20(0.01mm);重塑土最大读数R''y=64(0.01mm),R''g=10(0.01mm),板头系数K=129.4m-2,钢环系数C=1.288N/0.01mm,则该土灵敏度等级为______。
A.低
B.中
C.高
D.无法判别
答案:
B
解答:
由公式cu=KC×(Ry-Rg),有:
原状土:
cu=129.4(m-2)×1.288×10-3(kN/0.01mm)×(215-20)(0.01mm)=32.5kN/m2
重塑土:
c''u=129.4(m-2)×1.288×10-3(kN/0.01mm)×(64-10)(0.01mm)=9kN/m2
则St=cu/c''u=32.5/9=3.61,2<St≤4,属中灵敏度土。
10.已知重型动力触探圆锥探头及杆件系统的质量为38.9kg,锥底面积为43cm2,落锤质量为63.5kg,落距76cm,重力加速度为9.81m/s2,锤击的贯入深度为4.8cm,据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版),该点的动贯入阻力值应为______MPa。
A.1.4
B.7.1
C.71
D.711
答案:
A
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)条文说明第10.4.1条,有:
11.某场地在10m处进行深层平板载荷试验,载荷板直径为0.25m,比例极限为250kPa,与之对应的沉降为2.5mm,土体泊松比为0.25,据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版),变形模量为______MPa。
A.8.6
B.10.6
C.12.6
D.15.6
答案:
B
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)第10.2.5条及其条文说明计算如下:
圆形承压板形状系数:
I0=0.785;
与承压板埋深有关的系数:
I1=0.5+0.23
=0.5+0.23×(0.25/10)=0.506;
与土的泊松比有关的系数:
I2=1+2μ2+2μ4=1+2×0.252+2×0.254=1.133;
与承压板埋深和土的泊松比有关的系数为:
ω=I0I1I2(1-μ2)=0.785×0.506×1.133×(1-0.0625)=0.422;
E0=ω·
=0.422×[(250×0.25)/2.5=10.55MPa。
12.黏土场地含水量w=44%,液限wL=61%,塑限wP=35%,该红黏土地基的状态及复浸水性类别分别为______。
A.软塑;Ⅰ类
B.可塑;Ⅰ类
C.软塑;Ⅱ类
D.可塑;Ⅱ类
答案:
D
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)第6.2.1条和第6.2.2条计算如下:
①含水比为:
,红黏土为可塑状态;
②
,I''r=1.4+0.0066wL=1.4+0.0766×61=1.80,Ir<I''r复浸水特性分类为Ⅱ类。
13.某基础宽2.5m,埋深1.8m,承受轴心荷载作用。
地表以下的土层为:
(1)填土,厚0.6m,γ=18.7kN/m3;
(2)粉质黏土,厚1.0m,γ=18.9kN/m3;(3)细砂,γ=19.2kN/m3,厚0.2m,φk=23°。
地下水位在地表下1.8m。
由公式计算持力层的地基承载力特征值最接近______kPa。
A.130
B.134
C.140
D.144
答案:
D
解答:
基础地面以上土的加权平均重度为:
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)表5.2.5可知,
φk=23°时,Mb=0.705,Md=3.655,Mc=6.245。
fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck=0.705×9.2×3+3.655×18.867×1.8+6.245×0=143.6kPa。
注意对于砂土,黏聚力ck=0,b小于3m时按3m取值。
14.某砂土场中的一钻孔在15m处进行重型动力触探试验,贯入18cm,锤击数为30击,触探杆在地面以上长度为1.5m,地下水位2.0m,修正后的锤击数为______击。
A.9.5
B.11.3
C.13.3
D.13.5
答案:
C
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)附录B第B.0.1条计算,杆长修正为:
L=15+1.5=16.5m,N=10×
=10×
=16.67;查表经插值后得修正系数α=0.668,N''63.5=0.668×16.67=11.14;地下水修正为:
N63.5=1.1N''63.5+1=1.1×11.14+1=13.25(击)。
15.某杂填土场地进行波速测试,平均剪切波波速为400m/s,平均压缩波波速度为700m/s,该场地地基土的重度为18kN/m3,场地的动弹性模量及动泊松比为______。
A.7.2×105;0.35
B.3.5×105;0.35
C.3.5×105;0.26
D.7.2×105;0.26
答案:
D
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)第10.10.5条条文说明,有:
①动弹性模量为:
②动泊松比为:
16.某民用建筑场地为碎石土场地,在9.0m处进行重型动力触探试验,测得锤击数为25击,该碎石土的密实度为______。
A.松散
B.稍密
C.中密
D.密实
答案:
C
解答:
修正系数
。
当插值点位于两点间中点时,
,N63.5=α1N''63.5=0.745×25=18.6。
则根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)表3.3.8-1可知,10<N63.5≤20,该碎石土为中密状态。
17.某边坡走向为东西向,倾向南,倾角为45°,边坡岩体中发育有一组结构面,产状为N135°E,40°SW,如假设边坡破坏时滑动动方向与边坡走向垂直,且结构面内聚力可忽略不计,当结构面内摩擦角小于______时,边坡不稳定。
A.40°
B.30°
C.20°
D.10°
答案:
B
解答:
已知滑动方向与结构面走向间的夹角为45°,则:
tanβ=tanα·cosθ=tan40°×cos45°=0.593,β=30.7°。
当φ<β时,边坡不稳定。
18.某均质土坝长1.2km,高20m,坝顶宽8m,坝底宽75m,要求压实度不小于0.95,天然料场中土料含水量为21,比重为2.70,重度为18kN/m3,最大干密度为16.8kN/m3,最优含水量为20,填筑该土坝需天然土料______m3
A.9.9×105
B.10.7×105
C.11.5×105
D.12.6×105
答案:
B
解答:
土坝体积V=0.5×(8+75)×20×1200=9.96×105m3,土料压实后的干重G=ηρdmaxV,G=0.95×16.8×996000=15.9×106kg。
根据《土工试验方法标准》(GBT50123—1999)第5.1.5条计算,天然土料的干密度为ρd=
=14.876≈14.88kN/m3;天然土料的体积为:
19.某基坑长30m,宽20m,场地中自0~15m为砂层,渗透系数为0.9m/d,地下水埋深为2.0m,要求基坑水位降至地表以下7.0m,基坑远离地表水体及隔水边界,抽水井深15m,自2.0m以下为过滤器,根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—1999),该基坑涌水量最接近于______t。
A.200
B.219
C.300
D.345
答案:
B
解答:
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—1999)附录F计算如下:
基坑等效半径为:
r0=0.29(a+b)=0.29×(30+20)=14.5m;
降水影响半径为:
R=
=34.2m;
涌水量为:
20.某场地地层构成如下:
第一层为粉土,厚度5m;第二层为黏土,厚度4m;两层土的天然重度均为18.0kN/m3;其下为强透水的砂层。
地下水为承压水,赋存于砂层中,承压水头与地面持平。
在该场地开挖基坑,不发生突涌的临界开挖深度为______m。
A.4.0
B.4.5
C.5.0
D.6.0
答案:
A
解答:
砂层以上最小预留土层厚度按下式估计:
γH=γw·h。
式中,γ为土的天然重度,为18.0kN/m3;H为基坑开挖后含水层顶面以上土层的厚度;γw为水的重度,取10kN/m3;h为承压水头高于含水层顶面的高度,为9m。
则H=γw·h/r=10×9/18=5m,最大开挖深度为:
9-5=4m。
21.某地下连续墙支护结构,其渗流流网如图所示。
已知土的孔隙比e=0.92,土粒相对密度ds=2.65,坑外地下水位距地表1.2m,基坑开挖深度8.0m,a、b点所在流网网格长度L1=1.8m,则对a~b区段的渗流稳定性的判断正确的是______。
A.i=0.26≤[i=0.43,渗流稳定
B.i=0.26≥[i=0.25,渗流不稳定
C.i=0.34≤[i=0.43,渗流稳定
D.i=0.34≥[i=0.30,渗流不稳定
答案:
C
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)条文说明第7.3.2条计算,水在土体中渗流时受到土阻力因而产生水头损失,单位体积的土颗粒所受到渗流作用力为渗流力J,J和水力梯度i的大小成正比,方向和渗流方向一致,则:
J=iγ。
又渗流力等于土的浮重度γ''时的水力梯度称为临界水力梯度icr,有:
J=icrγw=γ'',
,则
。
而共有12条等势线:
,则i=0.34≤[i=
=0.43。
式中,[i为容许水力梯度;K为安全系数,取K=2.0。
所以a~b区段渗流是稳定的。
22.压水试验的压力表读数为0.05MPa,高于地表0.5m,压入流量Q=88L/min,试验段深度6.0m至11.02m,地下水位埋深8.5m,钻杆及接头的压力损失均为0.039MPa,钻孔直径150mm,则岩体的渗透系数k为______m/d。
A.1.18
B.1.38
C.2.56
D.2.88
答案:
D
解答:
试验段压水时所施加的总压力为:
p=(6+0.5)×10+(0.05-0.039)×103=76kPa,换算成水柱压力高度为7.6m,则:
23.某河流如图所示,河水深2m,河床土层为细砂,其ds=2.7,e=0.8,抽水管插入土层3m,管内进行抽水,则管内水位降低______m时会引起流砂。
A.2.68
B.2.74
C.2.83
D.2.85
答案:
C
解答:
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)第7.3.2条条文说明计算,当渗流力J等于土的浮重度γ''时,土处于产生流砂临界状态;渗流力和水力梯度i的大小成正比;即:
J=iγ=γ'',i=
。
又水力梯度i为单位渗流长度上的水头损失,有:
,i=
。
即当水位降低2.83m时会产生流砂。
24.某一细颗粒土层,通过土体微结构分析,测得土体平均孔隙直径D=0.04mm,水膜的表面张力T=7.56×10-5kN/m。
毛细力的方向角α=0°,水的重度γw=9.8kN/m3。
则土体毛细上升高度hc为______m。
A.0.385
B.0.77
C.1.54
D.7.7
答案:
B
解答:
毛细上升高度:
25.某公路工程中的隧道围岩的资料如下:
(1)岩体饱和单轴抗压强度为38MPa;
(2)围岩地质构造变动强烈,岩体位于断裂带内;
(3)有4组节理,杂乱,以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m;
(4)岩体呈碎石状压碎结构;
(5)围岩不受地下水的影响;
(6)岩体弹性波速为3000m/s。
该围岩类别为______级。
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
答案:
C
解答:
根据《公路工程地质勘察规范》(JTJ064—1998)附录G对隧道围岩体进行分级时,综合考虑围岩的定量指标和定性指标:
①岩石等级划分:
岩体饱和单轴抗压强度为38MPa>30MPa,属硬质岩;
②受地质构造影响程度等级:
围岩地质构造变动强烈,岩体位于断裂带内,受地质构造影响程度等级为严重;
③节理发育程度:
有4组节理,杂乱,以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m,节理很发育;
综上可知:
围岩类别为硬质岩、受构造影响严重,岩体结构为碎石状压碎结构,弹性波速为3000m/s,该围岩体类别为Ⅲ级。
26.某建筑工程岩体,岩石点荷载强度指数Is(50)为4.2,波速比为0.91,地下水影响修正系数为0.1,主要软弱结构面产状影响修正系数为0.2,初始应力状态影响修正系数为0.5,根据《工程岩体分级标准》(GB50218—1994),该岩体的级别可确定为______级。
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
答案:
C
解答:
根据《工程岩体分级标准》(GB50218—1994)第4.1.1条及4.2.2条,有:
Rc=
=22.82×4.20.75=66.95;
Kv=(vpm/vpr)2=0.912=0.8281;
90Kv+30=90×0.8281+30=104.529>Rc
0.04Rc+0.4=0.04×66.95+0.4=3.1>Kv
BQ=90+3Rc+250Kv=90+3×66.95+250×0.8281=497.875;
[BQ=BQ-100(K1+K2+K3)=497.875-100×(0.1+0.2+0.5)=417.875;
岩体级别可确定为Ⅲ级。
27.某工程岩体风化岩石饱和单轴抗压强度为4.2MPa,压缩波速度为2.1km/s,新鲜岩石饱和单轴抗压强度为10.5MPa,压缩波速度为3.4km/s,该岩石的风化程度为______。
A.微风化
B.中等风化
C.强风化
D.全风化
答案:
B
解答:
根据《岩土工程体勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)附录A计算,风化系数为:
Kf=ft风化/ft新鲜=4.2/10.5=0.4,波速比为:
Kv=vp风化/vp新鲜=2.1/3.4=0.62,则该岩石的风化程度为中等风化。
28.如图所示(图中单位为mm),某建筑采用柱下独立方形基础,基础底面尺寸为2.4m×2.4m,柱截面尺寸为0.4m×0.4m。
基础顶面中心处作用的柱轴向力为F=700kN,力矩M=0,根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002),试问基础的柱边截面处的弯矩设计值最接近于下列何项数值?
______
A.105kN·m
B.145kN·m
C.185kN·m
D.225kN·m
答案:
A
解答:
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第8.2.7条第3款计算,由图可知,
代入数据得,基础的柱边截面处的弯矩设计值:
M1=
×1.02×[(2×2.4+0.4)×(2×150-2×1.4×20)+0=105.73kN·m。
29.某毛石基础如图所示,荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值为110kPa,基础中砂浆强度等级为M5,根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)设计,试问基础高度风至少应取下列何项数值?
______
A.0.5m
B.0.75m
C.1.0m
D.1.5m
答案:
B
解答:
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第8.1.2条,基础高度:
式中,基础底面宽度b=2.5m;基础顶面的墙体宽度b0=1.5m。
查表8.1.2,毛石基础,pk=110kPa时,tanα限值为1:
1.50,则代入数据得,基础高度H0≥0.75m。
30.某条形基础,上部结构传至基础顶面的竖向荷载Fk=320kN/m,基础宽度b=4m,基础埋置深度d=2m,基础底面以上土层的天然重度γ=18kN/m3,基础及其上土的平均重度为20kN/m3,基础底面至软弱下卧层顶面z=2m,已知扩散角θ=25°。
试问,扩散到软弱下卧层顶面处的附加压力最接近于下列何项数值?
______
A.35kPa
B.45kPa
C.57kPa
D.66kPa
答案:
C
解答:
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第5.2.7条,式(5.2.7-2)计算:
条形基础取1m为计算长度,则基础底面面积A=4m2
基础底面平均压力值pk=
=(320+20×4×2)/4=120kPa,
基础底面处土的自重压力pc=γd=18×2=36kPa,b=4m,z=2m,代入数据得,附加压力pz=4×(120-36)/(4+2×2×tan25°)=57.3kPa。
31.某建筑方形基础,作用于基础底面的竖向力为9200kN,基础底面尺寸为6m×6m,基础埋深2.5m,基础底面上下土层为均质粉质黏土,重度为19kN/m3,综合e-P关系试验数据如表所示,基础中心点下的附加应力系数
A.10mm
B.23mm
C.35mm
D.57mm
答案:
B
解答:
先计算土的压缩系数:
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第5.3.5条,最终沉降量:
根据式(5.2.2-1),基础底面平均压力值:
基础底面处土的附加压力p0=pk-γmd=305.6-19×2.5=258.1kPa;
代入数据得,s=0.4×258.1×(2×0.86+4×0.55-2×0.86+5.5×0.38-4×0.55)/10.9=20mm。
32.某建筑物基础承受轴向压力,其矩形基础剖面及土层的指标如图所示。
基础底面尺寸为1.5m×2.5m。
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)由土的抗剪强度指确定的地基承载力特征值fa,应与下列何项数值最为接近?
______
A.138kPa
B.143kPa
C.148kPa
D.153kPa
答案:
B
解答:
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第5.2.5条,即fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck
查表5.2.5得,Mb=0.61,Md=3.44,Mc=6.04;
基底以下土的重度γ=18-10=8kN/m3
基础底面宽度b=1.5m,基础底面以上土的加权平均重度
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