2020年全国注册土木工程师（岩土）执业资格考试专业案例（下午卷）

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单选题

某建筑工程，地基土为黏性土，其地基承载力特征值fak＝110kPa，拟采用CFG桩复合地基提高地基强度，桩间距取1.4m，按正三角形布桩，设计要求复合地基承载力特征值为260kPa。为了给设计提供依据，采用双支墩压重平台进行单桩复合地基载荷试验，支墩置于原地基土上，根据《建筑地基检测技术规范》（JGJ 340—2015），试确定单个支墩底面积最小值接近下列哪个选项？（假设支墩及反力装置刚度均满足要求）（　　）

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正确答案：B

本题解析：

根据土力学基本原理与《建筑地基检测技术规范》（JGJ 340—2015）第5.2.2条规定，试验加载设备、试验仪器设备性能指标、加载方式、加载反力装置、荷载测量、沉降测量应符合本规范4.2.5条～第4.2.9条的规定。根据第4.2.6条规定，加载反力宜选择压重平台反力装置。压重平台反力装置应符合下列规定：①加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍；②应对加载反力装置的主要受力构件进行强度和变形验算；③压重应在试验前一次加足，并应均匀稳固地放置于平台上；④压重平台支墩施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍。

（1）承压板面积：

（2）最大加载量：

Q＝2×260×1.7＝884kN反力最大值：

P＝1.2×884＝1060.8kN两个支墩底面积和：

单个支墩底面积：

单选题

某建筑场地覆盖层厚度为8.0m，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第二组，若拟建建筑物自振周期为0.55s，阻尼比为0.45，按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版），试计算罕遇地震作用时水平地震影响系数为下列哪个选项？（　　）

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正确答案：D

本题解析：

（1）根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版）第4.1.6条规定，建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6（见题解表1）划分为四类。由表可知，场地类别为Ⅱ类。

题解表1　各类建筑场地的覆盖层厚度（m）

（2）第5.1.4条规定，建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值应按表5.1.4-1（见题解表2）采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2（见题解表3）采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。由第5.1.4条表5.1.4-1查得，αmax＝1.2，由第5.1.4条表5.1.4-2查得，Tg＝0.4s，罕遇地震，Tg＝0.4＋0.05＝0.45s，Tg＝0.45s＜T＝0.55s＜5Tg＝2.25s，影响系数位于曲线下降段。

题解表2　水平地震影响系数最大值

题解表3　特征周期值（s）

（3）阻尼比为0.45，根据第5.1.5条第2款规定，当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定。

①曲线下降段的衰减指数应按下式确定：

式中，γ为曲线下降段的衰减指数；ξ为阻尼比。

②阻尼调整系数应按下式确定：

式中，η2为阻尼调整系数，当小于0.55时，应取0.55。

取η2＝0.55。

（4）根据第5.1.5条规范图5.1.5规定，水平地震影响系数为：

单选题

某铁路单线浅埋隧道，围岩等级Ⅳ级，地面坡度1∶2，坑道跨度5.5m，坑道结构高度9.25m，隧道外侧拱肩至地面的垂直距离7.0m，围岩重度22.5kN/m3，计算摩擦角48°，顶板土柱两侧摩擦角为0.8倍计算摩擦角，根据《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016），隧道内侧在荷载作用下的水平侧压力合力最接近下列哪个选项？（　　）

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正确答案：C

本题解析：

（1）根据《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）条文说明第5.1.7条规定，根据偏压隧道的调查，大多数偏压隧道处于洞口段，属于地形浅埋偏压；在洞身段，地形偏压较少，多属于地质构造引起偏压。

在确定地形偏压隧道的作用时，考虑地面坡、围岩级别及外侧围岩的覆盖厚度（t），由于浅埋偏压隧道多属破碎、松散类围岩，故一般情况下，只在Ⅲ～Ⅴ级围岩中，当外侧覆盖厚度（t）小于或等于说明表5.1.7-1所列数值时，才考虑地形偏压。

按照Ⅳ石，最大覆盖层厚度t＝4m。

实际覆盖层厚度：

t＝4.25/[cos（arctan（0.5））]＝4.75m＞4.0m，判定为非偏压隧道。

（2）ha＝0.45×2S－1×ω＝0.45×24－1×[1＋0.1×（5.5－5）]＝3.78m

ha＝3.78m＜H＝4.25m＜2.5×3.78＝9.45m

属于浅埋隧道。

（3）根据《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）附录E.0.2第2款规定，地面基本水平的浅埋隧道，所受的作用（荷载）具有对称性。水平压力可按下式计算：

ei＝γ·hi·λ式中，γ为围岩重度；hi为内外侧任意点至地面的距离；λ为侧压力系数。

tanφc＝tan48°＝1.11

tanθ＝tan（0.8×48°）＝0.793

（4）水平土压力计算：

e1＝22.5×（4.25＋5.5/2）×0.23＝36.23kPa

e2＝22.5×（7＋2.75＋6.5）×0.23＝84.1kPa

Ea＝（1/2）×（36.23＋84.1）×（2.75＋6.5）＝557kN/m

单选题

某换填垫层地基上建造条形基础和圆形独立基础平面布置如图，基础埋深均为1.5m，地下水位很深，基底以上土层的天然重度为17kN/m3，基底下换填垫层厚度2.2m，重度为20kN/m3，条形基础荷载（作用于基础底面处）500kN/m，圆形基础荷载（作用于基础底面处）1400kN。换填垫层的压力扩散角为30°时，求换填垫层底面处的自重压力和附加压力之和的最大值最接近下列哪个选项？（　　）

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正确答案：D

本题解析：

解法一：

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.7。

（1）条形基础的附加压力：

（2）圆形基础的附加压力：

（3）换填垫层底面处的自重压力：

Pcz＝17×1.5＋20×2.2＝69.5kPa

（4）换填垫层底面处的自重压力和附加压力之和的最大值：

Pz1＋Pz2＋Pcz＝86.6＋50.6＋69.5＝206.7kPa

解法二：

根据《建筑地基处理技术规范》（JG J79—2012）第4.2.2条。

（1）验算附加压力是否叠加：

2ztanθ＝2×2.2×tan30°＝2.54m＞2－3/2＝0.5m，应力将产生叠加。

（2）基底自重应力：pc＝1.5×17＝25.5kPa

条形基础基底压力：pk1＝500/（2.5×1）＝200kPa

条形基础垫层底面处的附加压力：

圆形基础基底压力：

圆形基础垫层底面处的附加压力：

（3）垫层底面处自重压力和附加压力的最大值：

Pz1＋Pz2＋pcz＝86.55＋50.60＋1.5×17＋2.2×20＝206.65kPa

单选题

某轻钢结构广告牌，结构自重忽略不计。作用在该结构上的最大力矩为200kN·m，该构筑物拟采用正方形的钢筋混凝土独立基础，基础高度1.6m，基础埋深16m。基底持力层土深宽修正后的地基承载力特征值为60kPa，若不允许基础的基底出现零应力区，且地基承载力满足规范要求，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011），基础边长的最小值应取下列何值？（钢筋混凝土重度25kN/m3）（　　）

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正确答案：D

本题解析：

根据《建筑地基基础设计范》（GB 50007—2011）第5.2.2条。

本题中，设基础边长为b。

（1）基础自重：Gk＝1.6×25×b2＝40b2。

（2）不允许出现零应力区，对矩形基础，偏心距应小于，即。解得：b≥3.1m。

（3）承载力验算：轴心作用下恒满足。

根据第5.2.1条第2款规定，当偏心荷载作用时，应符合下式规定：

pkmax≤1.2fa式中，pkmax为相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值（kPa）。

即：

1.6×25＋200×6/b3≤1.2×60解得：b≥3.35m。

（4）对b取大值，即b≥3.35m。

单选题

某地下结构抗浮采用预应力锚杆，基础的钢筋混凝土抗水板厚度为300m，混凝土强度等级C35，其上设置的抗浮预应力锚杆拉力设计值为320kN，锚杆与抗水板的连接如图。图中锚垫板为正方形钢板，为满足《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）的要求，该钢板的边长至少为下列何值？（C35混凝土抗压强度设计值为16.7N/mm2，抗拉强度设计值为1.57N/mm2，抗水板钢筋的混凝土保护层厚度为50mm，钢板厚度满足要求。）（　　）

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正确答案：C

本题解析：

预应力锚杆受拉时，防水板受到锚垫板向下的作用力，防水板应能承受锚垫板的冲切力，按抗冲切验算，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第8.2.8条规定，柱下独立基础的受冲切承载力应按下列公式验算：

Fl≤0.7βhpftamh0式中，βhp为受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0；当h大于或等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；ft为混凝土轴心抗拉强度设计值，单位为kPa；h0为基础冲切破坏锥体的有效高度，单位为m；am为冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，单位为m。

h0＝300－50－50＝200mm

h＝300－50＝250mm＜800mm

所以可得：βhp＝1.0。

由am≤at＋h0可得：at≥am－h0＝364－200＝164mm。

单选题

某大面积地下建筑工程，基坑开挖前基底平面处地基土的自重应力为400kPa，由土的固结试验获得基底下地基土的回弹再压缩参数，并确定其再压缩比率与再加荷比关系曲线如图。已知基坑开挖完成后基底中心点的地基回弹变形量为50mm，工程建成后的基底压力为100kPa，按照《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）计算工程建成后基底中心点的地基沉降变形量，其值最接近下列哪个选项？（　　）

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正确答案：C

本题解析：

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.3.11条规定，回弹再压缩变形量计算可采用再加荷的压力小于卸荷土的自重压力段内再压缩变形线性分布的假定按下式进行计算：

式中，s′c为地基土回弹再压缩变形量，单位为mm；

sc为地基的回弹变形量，单位为mm；

r′0为临界再压缩比率，相应于再压缩比率与再加荷比关系曲线上两段线性交点对应的再压缩比率，由土的固结回弹再压缩试验确定；

R′0为临界再加荷比，相应在再压缩比率与再加荷比关系曲线上两段线性交点对应的再加荷比，由土的固结回弹再压缩试验确定；

为对应于再加荷比R′＝1.0时的再压缩比率，由土的固结回弹再压缩试验确定，其值等于回弹再压缩变形增大系数；

p为再加荷的基底压力，单位为kPa。

由图可知：r′0＝0.7，R′0＝0.3；p＝100kPa＜R′0×pc＝0.3×400＝120kPa

单选题

某场地拟采用弃土和花岗岩残积土按体积比3∶1均匀混合后作为填料。已知弃土天然重度为20.0kN/m3，大于5mm土粒质量占比为35%，2～5mm为30%，小于0.075mm为20%，颗粒多呈亚圆形；残积土天然重度为18kN/m3，大于2mm土粒质量占比为20%，小于0.075mm为65%。混合后土的细粒部分用液塑限联合测定仪测得圆锥入土深度与含水率关系曲线见下图，按《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009年版）的定名原则，混合后土的定名应为以下哪种土？（请给出计算过程）（　　）

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正确答案：A

本题解析：

（1）弃土和花岗岩残积土按体积比3∶1均匀混合后。

①大于2mm的颗粒含量

多呈亚圆形，为圆砾。

②小于0.075mm的颗粒含量

（2）符合混合土的颗粒组成，命名为含黏土圆砾。

单选题

已知某场地处于不同场地类别的分界线附近，设计地震分组为第一组，典型钻孔资料和剪切波速测试结果详见下表，试根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版）用插值方法确定场地特征周期Tg最接近下列哪个选项？（　　）

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正确答案：C

本题解析：

（1）根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版）第4.1.4条规定，建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求：①一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。②当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。③剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。④土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。

所以，建筑场地覆盖层厚度dov＝46m。

（2）第4.1.5条规定，土层的等效剪切波速，应按下列公式计算：

式中，d0为计算深度，单位为m，取覆盖层厚度和20m两者的较小值；t为剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di为计算深度范围内第i土层的厚度，单位为m；υsi为计算深度范围内第i土层的剪切波速，单位为m/s；n为计算深度范围内土层的分层数。

所以有：

（3）第4.1.6条文说明中图7，可看出Tg＝0.39s。

单选题

某景区自然形成悬挑岩石景观平台，由巨厚层状水平岩层组成（如图所示），岩质坚硬且未见裂隙发育，岩体抗压强度60MPa、抗拉强度1.22MPa、重度25kN/m3，悬挑部分宽度B＝4m，长度L＝4m，厚度h＝3m。为了确保安全，需控制游客数量，问当安全系数为3.0时，该悬挑景观平台上最多可以容纳多少人？（游客自重按800N/人计，人员集中靠近于栏杆观景）（　　）

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正确答案：C

本题解析：

根据《工程地质手册》（第五版）第680页，拉裂式崩塌的典型情况如图6-3-20（见题解图）所示。以悬臂梁形式突出的岩体，在AC面上承受最大的弯矩和剪力，若层顶部受拉，底部受压，A点附近拉应力最大。在长期重力和风化营力作用下，A点附近的裂隙逐渐扩大，并向深处发展。拉应力将越来越集中在尚未裂开的部位，一旦拉应力超过岩石的抗拉强度时，上部悬出的岩体就会发生崩塌。这类崩塌的关键是最大弯矩截面AC上的拉应力能否超过岩石的抗拉强度。故可以用拉应力与岩石的抗拉强度的比值进行稳定性检算。

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题解图　拉裂式崩塌图式（1）对比可知，手册中仅计算了自重对于截面AC的弯矩，本题尚需要计算游客站在栏杆处对于截面AC的弯矩。计算的自重和游客均布荷载的力都是单宽力。

（2）计算截面AC受到的弯矩

游客在景观平台上的单宽力：，n代表人数。

AC截面

岩体自重：单宽自重G＝γhL。

AC截面的总弯矩：

M＝M1＋M2＝600＋0.8n（kN·m/m）（3）当AC断面上尚未出现裂缝，则A点上的拉应力为：

（4）稳定性系数K值可用岩石的允许抗拉强度与点所受的拉应力比值求得：

解得：n＝12.5人，即最多容纳12人。

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