土木工程类专业案例分类模拟试题与答案26.docx

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土木工程类专业案例分类模拟试题与答案26

专业案例分类模拟试题与答案26

一、单项选择题

1.已知场地地震烈度7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组。

对建造于Ⅱ类场地上,结构自振周期为0.40s,阻尼比为0.05的建筑结构进行截面抗震验算时,相应的水平地震影响系数最接近下列哪个选项的数值?

______

A.0.08

B.0.10

C.0.12

D.0.16

答案:

B

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)表5.1.4-2,Ⅱ类场地,设计地震分组第一组,特征周期为0.35,结构自振周期T=0.4s。

Tg<T=0.4<5Tg,0.35<T<1.75

,7度烈度,地震加速度0.15g,αmax=0.12

γ=0.9

η2=1.0

2.某8层民用住宅,高25m。

已知场地地基土层的埋深及性状如下表所示。

问该建筑的场地类别可划分为下列哪个选项的结果?

请说明理由?

______层序岩土名称层底深度(m)性状fak(kPa)①填土1.0—120②黄土7.0可塑160③黄土8.0流塑100④粉土12.0中密150⑤细砂18.0中密—密实200⑥中砂30.0密实250⑦卵石40.0密实500⑧基岩———注:

fak为地基承载力特征值。

A.Ⅱ类

B.Ⅲ类

C.Ⅳ类

D.无法确定

答案:

A

解⑦层卵石层:

剪切波速vs>500m/s,覆盖层厚度为30m,等效剪切波速的计算深度d0取覆盖层厚和20m两者较小者。

20m内除①层填土和③层流塑黄土(fak≤130kPa)为软弱土外,其余为中软土,根据经验判断:

①层vs=150m/s;②层vs=180m/s;③层vs=100m/s;④层vs=200m/s;⑤层vs=250m/s;⑥层vs=300m/s。

查表4.1.6,覆盖层厚30m,150%<vse≤250,场地类别为Ⅱ类。

3.某建筑拟采用天然地基。

场地地基土由上覆的非液化土层和下伏的饱和粉土组成。

地震烈度为8度。

按《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)进行液化初步判别时,下列选项中只有哪个选项需要考虑液化影响?

______选项上覆非液化土层厚度du(m)地下水位深度dw(m)基础埋置深度db(m)①6.05.01.0②5.05.52.0③4.05.51.5④6.56.03.0

A.①

B.②

C.③

D.④

答案:

C

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第4.3.3条,天然地基建筑满足下列条件之一时,可不考虑液化影响。

(1)du>d0+db-2

(2)dw>d0+db-3

(3)du+dw>1.5d0+2db-4.5

式中:

dw——地下水位深度;

du——上覆非液化土厚度,计算时将淤泥和淤泥质土层扣除;

db——基础埋深(m),不超过2m(按2m计);

d0——液化土特征深度(m),8度、粉土d0=7。

A.

(1)6<7+2-2,左边<右边,不满足。

(2)5<7+2-3,左边<右边,不满足。

(3)6+5>1.5×7-4.5,左边>右边,满足(3),可不考虑液化

B.

(1)5<7+2-2,左边<右边,不满足。

(2)5.5<7+2-3,左边<右边,不满足。

(3)5+5.5>1.5×7+2×2-4.5,左边>右边,满足(3),可不考虑液化

C.

(1)4>7+2-2,左边<右边,不满足。

(2)5.5>7+2-3,左边<右边,不满足。

(3)4+5.5>1.5×7+2×2-4.5,左边<右边,应考虑液化

D.

(1)6.5>7+3-2,左边<右边,不满足。

(2)6>7+3-3,左边<右边,不满足。

(3)6.5+6>1.5×7+2×3-4.5,左边>右边,满足(3),不考虑液化

4.某场地抗震设防烈度为8度,场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第一组,建筑物A和建筑B的结构基本自振周期分别为:

TA=0.2s和TB=0.4s,阻尼比均为ζ=0.05,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010),如果建筑物A和B的相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数分别以αA和αB表示,试问两者的比值

最接近于下列何项数值?

______

A.0.83

B.1.23

C.1.13

D.2.13

答案:

C

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第5.1.4条和第5.1.5条,查表5.1.4-2,该场地特征周期值Tg=0.35s;

对于建筑物A,结构自振周期TA=0.2s,则αA=η2αmax=1×αmax=αmax

对于建筑物B,结构自振周期TB=0.4s,则

5.某建筑场地抗震设防烈度7度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.10g,场地类别Ⅲ类,拟建10层钢筋混凝土框架结构住宅。

结构等效总重力荷载为137062kN,结构基本自振周期为0.9s(已考虑周期折减系数),阻尼比为0.05。

试问当采用底部剪力法时,基础顶面处的结构总水平地震作用标准值与下列何项数值量为接近?

______

A.5875kN

B.6375kN

C.6910kN

D.7500kN

答案:

A

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第5.1.4条和第5.1.5条,查表5.1.4-1,水平地震影响系数最大值αmax=0.08,查表5.1.4-2得特征周期值Tg=0.45s,则地震影响系数

根据第5.2.1条,计算结构总水平地震作用标准值

FEk=α1Geq=0.043×137062=5876kN

6.在存在液化土层的地基中的低承台群桩基础,若打桩前该液化土层的标准贯入锤击数为10击,打入式预制桩的面积置换率为3.3%,按照《建筑抗震设计规范》计算,试问打桩后桩间土的标准贯入试验锤击数最接近于下列何项数值?

______

A.10击

B.18击

C.13击

D.30击

答案:

C

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第4.4.3条第3款,打桩后桩间土的标准贯入试验锤击数N1=Np+100ρ(1-e-0.3Np)=10+3.3×(1-e-3)=13(击)。

7.已知某建筑场地抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.30g,设计地震分组为第一组。

场地覆盖层厚度为20m,等效剪切波速为240m/s,结构自振周期为0.4s,阻尼比为0.4,在计算水平地震作用时,相应于多遇地震的水平地震影响系数值最接近于下列哪个选项?

______

A.0.24

B.0.22

C.0.14

D.0.12

答案:

D

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)表4.1.6,场地类别为Ⅱ类。

根据第5.1.4条和第5.1.5条,水平地震影响系数最大值αmax=0.24,特征周期值Tg=0.35s。

,取0.55。

则水平地震影响系数值

8.某场地的钻孔资料和剪切波速测试结果见下表,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)确定的场地覆盖层厚度和计算得出的土层等效剪切波速vse与下列哪个选项最为接近?

______波速测试结果土层序号土层名称层底深度(m)剪切波速(m/s)①粉质黏土2.5160②粉细砂7.0200③-1残积土10.5260③-2孤石12.0700③-3残积土15.0420④强风化基岩20.0550⑤中风化基岩

A.10.5m,200m/s

B.13.5m,225m/s

C.15.0m,235m/s

D.15.0m,250m/s

答案:

C

解按《建筑抗震设计规范》第4.1.4条规定,取土层①、②、③-1、③-2、③-3为覆盖层,厚度为15.0m。

将孤石③-2视同残积土③-1计算等效剪切波速,vse=15.0/(2.5/160+4.5/200+5.0/260+3.0/420)=232m/s

将孤石③-2视同残积土③-3计算等效剪切波速,vse=15.0/(2.5/160+4.5/200+3.5/260+4.5/420)=240m/s

取最接近选项C。

9.某8层建筑物高25m,筏板基础宽12m,长50m。

地基土为中密细砂层。

已知按地震作用效应标准组合传至基础底面的总竖向力(包括基础自重和基础上的土重)为100MN。

基底零压力区达到规范规定的最大限度时,该地基土经深宽修正后的地基土承载力特征值fa至少不能小于下列哪个选项的数值,才能满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)关于天然地基基础抗震验算的要求?

______

A.128kPa

B.167kPa

C.251kPa

D.392kPa

答案:

C

基础边缘最大压力计算

建筑物高宽比

,基础底面与地基土之间脱离区(零应力区)取15%,得

(2)按《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)表4.2.3,地基土为中密细砂层,地基抗震承载力调整系数取ξ=1.3

pmax≤1.2faE=1.2×1.3fa

10.某建筑拟采用天然地基,基础埋置深度1.5m。

地基土由厚度为du的上覆非液化土层和下伏的饱和砂土组成。

地震烈度8度。

近期内年最高地下水位深度为dw。

按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)对饱和砂土进行液化初步判别后,下列哪个选项还需要进一步进行液化判别?

______

A.du=7.0m;dw=6.0m

B.du=7.5m;dw=3.5m

C.du=9.0m;dw=5.0m

D.du=3.0m;dw=7.5m

答案:

B

解非液化土判别条件为符合下列条件之一:

du>d0+db-2

(1)

dw>d0+db-3

(2)

du+dw>1.5d0+2db-4.5(3)

上式中,d0为液化土特征深度,对于8度地震下饱和砂土,查表可知d0=8m;db为基础埋置深度,本题目中埋深小于2m,因此db=2m。

(1)~(3)右边项分别为:

8m、7m、11.5m。

根据4个备选答案比较上式。

可知答案A满足式(3);答案C满足式

(1)和式(3);答案D满足式

(2);答案B全不满足。

11.如图所示,位于地震区的非浸水公路挡土墙,墙高5m,墙后填料的内摩擦角φ=36°,墙背摩擦角δ=φ/2,填料的重度γ=19kN/m3。

抗震设防烈度为9度,无地下水。

试问作用在该墙上的地震主动土压力Ea与下列哪个选项最接近?

______

提示:

库仑主动土压力系数基本公式

A.180kN/m

B.150kN/m

C.120kN/m

D.70kN/m

答案:

D

解根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89)第3.1.6条,作用在该墙上的地震主动土压力Ea应按库伦理论计算。

抗震设防烈度为9度时,由表3.1.6查得地震角为6°。

按地震角修正后的参数为

φE=36°-6°=30°,δE=18°+6°=24°

主动土压力系数为

12.某场地设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,地层资料见下表,问按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)确定的特征周期最接近下列哪个选项?

______地层资料土名层底埋深(m)土层厚度(m)土层剪切波速(m/s)粉细砂99170粉质黏土3728130中砂4710230粉质黏土5811200中砂668350砾石8418550强风化岩9410600

A.0.20s

B.0.35S

C.0.45s

D.0.55s

答案:

C

解土层等效剪切波速

覆盖层厚度为66m,查《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)表4.1.6得出场地类别为Ⅲ类,再查表5.1.4-2得出特征周期为0.45s。

13.公路桥梁抗震级别为A类,8度区地震基本峰值加速度为0.20g,设计桥台台身高度为8m,台后填土为无黏性土,填土γ=18,φ=33°,求EI地震作用下桥台的主动土压力为何值?

______

A.105

B.176

C.236

D.286

答案:

C

解根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02—01—2008)5.5.2条得:

非地震条件下作用于台背的主动土压力系数为(公式5.5.2-2)

桥梁设防类别为A类,E1地震作用,查表3.1.4-2,抗震重要性系数为Ci=1.0

将以上及题干给定条件代入公式5.5.2-1

14.某水利工程场地勘察,在进行标准贯入试验时,标准贯入点在当时地面以下的深度为5m,地下水位在当时地面以下的深度为2m。

工程正常运用时,场地已在原地面上覆盖了3m厚的填土。

地下水位较原水位上升了4m。

已知场地地震设防烈度为8度,比相应的震中烈度小2度,现需对该场地粉砂(黏粒含量ρc=6%)进行地震液化复判。

按照《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487—2008),当时实测的标准贯人锤击数至少要不小于下列哪个选项的数值时,才可将该粉砂复判为不液化土?

______

A.14

B.13

C.12

D.11

答案:

D

解根据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487—2008)附录P.0.4得

根据已知条件,ds=8.0m,dw=1.0m,d''s=5.0m,d''w=2.0m,N0=12,pc=6%

按式(P.0.4-3),

按式(P.0.4-2),

15.某Ⅲ类场地上的建筑结构,设计基本地震加速度0.30g,设计地震分组第一组,按《建筑抗震设计规范》(CB50011—2010)规定,当有必要进行罕遇地震作用下的变形验算时,算得的水平地震影响系数与下列哪个选项的数值最为接近?

(已知结构自振周期T=0.75s,阻尼比ζ=0.075)______

A.0.55

B.0.62

C.0.74

D.0.83

答案:

C

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)5.1.4、5.1.5条得

水平地震影响系数最大值αmax:

按表5.1.4-1,αmax=1.20

特征周期:

按表5.1.4-2,Tg=0.45+0.05=0.50s

阻尼调整系数和衰减指数

Tg<T<5Tg,水平地震影响系数α,按图5.1.5

16.8度地区地下水位埋深4m,某钻孔桩桩顶位于地面以下1.5m,桩顶嵌入承台底面0.5m,桩直径0.8m,桩长20.5m,地层资料见表,桩全部承受地震作用,问按《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)的规定,单桩竖向抗震承载力特征值最接近于下列哪个选项?

______土层名称层底埋深(m)土层厚度(m)标准贯入锤击数N临界标准贯入锤击数Ncr极限侧阻力标准值(kPa)极限端阻力标准值(kPa)粉质黏土①5.05——30粉土②15.01071020密实中砂③30.015——504000

A.1680kN

B.2100kN

C.3110kN

D.3610kN

答案:

B

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)4.4.2、4.4.3条,得

粉土②的

,查表4.4.3,桩周摩阻力折减系数:

ds<10m,取1/3

10m<ds<20m,取2/3

求折减后单桩极限承载力

单桩承载力特征值

单桩竖向抗震承载力:

RaE=1.25Ra=1.25×1683=2104kN

17.某场地设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组,地下水位深度2.0m,地层分布和标准贯入点深度及锤击数见表。

按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)进行液化判别得出的液化指数和液化等级最接近下列哪个选项?

______土层序号土层名称层底深度(m)标贯深度ds(m)标贯击数N①填土2.0②②-1粉土(黏粒含量为6%)8.04.05②-26.06③③-1粉细砂15.09.012③-212.018④中粗砂20.016.024⑤卵石

A.12.0、中等

B.15.0、中等

C.16.5、中等

D.20.0、严重

答案:

C

解根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)4.3.4、4.3.5条得

①液化判别

N0=10,β=0.8,dw=2.0m,粉土ρc=6%,砂土ρc=3%

4m处:

6m处:

9m处:

12m处:

16m处:

所以,4m、6m、9m处液化,其余不液化。

②土层厚度及影响权函数值计算

根据4.3.5条得,Wi计算时,当砂层中点厚度不大于5m时应采用10,等于20m时应采用零值,5~20m时应按线性内插法取值

d4=3m,

,W4=10

d6=3m,

,W6=9.0

d9=2.5m,

,W9=7.17

③液化指数IL

根据4.3.5得中等液化,IL=16.52,选C。

二、计算题

1.某住宅小区两幢高层建筑基坑支护,施工图预算131万元,试计算岩土工程设计概算符合正确性精度要求是多少?

答案:

解岩土工程设计概算符合正确精度为5%以内。

,x=131×0.05+131=137.6万

2.某钻孔深100m,Ⅰ类土为0~16m、30~50m、60~70m,Ⅱ类土为80~85m、95~100m,Ⅲ类土为16~30m、50~58m、70~75m、85~90m,Ⅳ类土为58~60m、75~80m、90~95m。

试计算:

(1)32程勘察费;

(2)从地面下2~100m,每2m进行一次单孔法波速测试收费;(3)地面和其下22m深处、地面和其下100m处分别同时测试场地微振动(频域和幅值域)收费。

答案:

工程勘察收费

10m×46元+6m×48元+4m×147元+10m×176元+10m×82元+10m×98元+8m×277元+2m×489元+10m×121元+5m×307元+5m×542元+5m×204元+5m×335元+5m×592元+5m×204元=20280元

(2)波速测试收费

(7×135+8×162+10×216+10×216×1.3+10×216×1.69+5×216×2.197)×1.22=16143元

(3)场地微振动测试收费

[(7200+9900)×1.3+(7200+14400)×1.3×1.22=50310×1.22=61378.2元

3.某钻孔深度20m,河水深12m,土层分布:

0~3m为砂土,3~5m为硬塑黏土,5~7m为粒径≤50mm、含量大于50%的卵石,7~10m为软岩,10~20m为较硬岩,0~10m跟管钻进,试计算收费。

答案:

解工程勘察实物收费

2m×71元×3+3m×117元×3+2m×207元×3+3m×117元×3+10m×301元×2.5=11299元

工程勘察技术收费

11299×100%=11299元

0~3m砂土标贯2个,收费144×2=288元

总收费(11299+288)×2=23174元

4.某自由杆,上端受激励,试绘出传感器安装于上、下端和ΔL处的速度反射波。

答案:

(1)传感器安装在上端的速度反射波如图a)所示;

(2)传感器安装在下端所接收到的速度反射波如图b)所示;

(3)传感器安装在ΔL处所接收到的速度反射波如图c)所示。

5.试绘出下端固定的自由杆,上端受激励,传感器安装于上、下端和ΔL处的速度反射波。

答案:

(1)传感器安装在上端的速度反射波如图a)所示;

(2)传感器安装在下端所接收到的速度反射波为零如图b)所示;

(3)传感器安装在ΔL处所接收到的速度反射波如图c)所示。

6.试分析打桩时应力波的传播规律。

答案:

解 打桩时,当锤重远小于桩重,锤对桩的作用可假定是半正弦压力脉冲,如下式

式中:

τ——脉冲力持续时间;

F0——脉冲力峰值。

桩顶处应力

设下行压力波波速为C0,则下行应力波为

σ(z,t)=f(z-C0t)

桩顶处z=0,则

上式-C0t用z-C0t代换后得

在t=τ时,即锤击过程结束的瞬时

σ(z,τ)的波形如图所示,脉冲力分布长度为C0τ,在应力波前沿未到达桩底之前,式σ(z,r)是有效的,当t=L/C0(L为桩长)后,应力波将产生反射,后续行为将依赖于桩端土的支承条件,如果桩尖持力层为基岩,可近似视为固定端,此时入射压力波反射仍为压力波,桩端总应力等于入射波和反射波相加,压力波如图a)阴影部分所示。

如果桩端持力层为很软的软土,不能限制桩端位移,可近似视为自由端,反射的应力波为拉力波,桩端总应力为入射波和反射波的代数和,其拉力波如图b)阴影部分所示。

实际大部分工程桩桩端持力层介于以上两种情况之间,反射的上行波是压力波还是拉力波视桩端土层情况,如果桩较长,桩端土为黏性土,往往反射的上行波为拉力波,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,会在距桩尖一定位置把桩拉裂。

工程中打桩,一般锤重为桩重的一半左右,而不是远小于桩重,又加有锤垫和桩垫,实际脉冲力不是简单的半正弦脉冲,比半正弦要复杂得多。

7.试绘制桩身阻抗变化的应力波反射法的时域波形。

答案:

解桩时域波形有:

完整桩,截面突变桩,断桩,半断桩,缩颈、离析和夹泥桩,扩底桩,嵌岩桩,截面渐变桩等。

以上几种不同阻抗变化的理想时域曲线绘制如下:

(1)完整桩[图a)

完整桩仅有桩底反射,反射波和入射波同相位。

(2)截面突变桩[图b)

桩身截面变小处反射波为上行拉力波,遇桩顶自由端反射为下行压力波(t1=t2=2ΔL/C);桩身截面变大处反射为上行压力波,遇桩顶自由端反射为下行拉力波(t1=t2=2ΔL/C)。

(3)断桩[图c)

在断桩处应力波产生多次反射,反射波和入射波同相位,看不到桩底反射。

(4)半断桩[图d)

桩身缺口处的反射波和入射波同相位,桩底反射波和入射波同相位。

(5)缩颈、离析和夹泥桩[图e)

缩颈桩和离析桩,开始部位的反射波和入射波同相位,缩颈和离析结束部位的反射波和入射波反相位,缩颈和离析不严重的桩,部分应力波发生透射传播,可看到桩底反射,反射波和入射波同相位。

(6)扩底桩[图f)

扩底桩在扩底开始处的反射波和入射波反相位,扩底结束处的反射波和入射波同相位。

(7)嵌岩桩[图g)

嵌岩效果好的桩,桩底反射波和入射波反相位。

(8)截面渐变桩[图h)

截面渐变桩不易判断,截面渐变过程和侧阻力增加的反射波近似,渐变结束处的反射波和入射波同相位。

8.试判定应力波反射波形的优劣。

答案:

解应力波反射法所采集的较好波形应该是:

(1)多次锤击的波形重复性好;

(2)波形真实反映桩的实际情况,完好桩桩底反射明确;

(3)波形光滑,不应含毛刺或振荡波形;

(4)波形最终回归基线。

9.如图所示的桩,用应力波反射法检测桩身结构完整性,试绘出速度响应波形。

答案:

解如图a)所示的桩,在t1处桩身有截面变小的同相位反射波。

土层由淤泥进入砂层,两层交界处有反相位反射波。

桩底有同相位反射波。

如图b)所示的桩,t1处有扩颈的反相位反射波。

t2和t3处,土层由好变差和由差变好,都产生阻力波的反射,即产生上行压力波,运动速度向上,与入射波反相位,桩底为同相位反射波。

10.试分析应力波反射法的浅层缺陷波形的特征。

答案:

解对于桩身浅层缺陷,当敲击脉冲力较宽,使波长λ≥L(L为缺陷深度)时,应力波传播不满足波动理论,而是质弹体系的刚体振动,其自振频率比应力反射波频率低得多,所以浅层缺陷的反射波常为频率很低、振幅大、周期长,常出现主频达100~200Hz的信号,或者高、低频信

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