【工程类职业资格】注册岩土工程师专业案例（基坑工程与地下工程）下午历年真题试卷汇编2及答案解析.doc

1、注册岩土工程师专业案例（基坑工程与地下工程）下午历年真题试卷汇编 2 及答案解析(总分：44.00，做题时间：90 分钟)1.以下各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。请在 30道题中选择 25 道题作答，如作答的题目超过 25 道题，则从前向后累计 25 道题止。_2.某工程桩锚结构设计采用一排锚杆，初始条件为锚杆水平拉力设计值 T d 为 400kN，自由段长度取 l f =6m，直径 d=150mm，倾角 =20。从锚头算起，锚杆穿过的土层的参数分别为：第一土层为黏性土，层厚 h 1 =3m，I L =05；第二土层粉细砂，层厚 h 2 =5m，状

2、态为中密密实。采用二次灌浆工艺，根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)表 443 取摩阻力值，二次注浆后摩阻力提高按 20考虑。问经计算，锚杆长度为( )m。（分数：2.00）A.175B.205C.220D.2563.某排桩基坑支护结构，基坑深度 15m。具体土层分布情况如表 7 一 1 所示。 （分数：2.00）A.370kPa；11 13kPaB.870kPa；11 13kPaC.870kPa；1465kPaD.370kPa；1465kPa4.某基坑采用土钉墙支护结构(见图 721)，土钉墙坡度 为 79，土钉墙整体稳定和局部稳定验算均满足规范要求。基坑深度 h=11m，为均

3、质土层，土的内摩擦角标准值 k =25。某排土钉距地面下深度h 1 =3m，设计长度 l=9m，倾角 =15，直径 d=110mm，极限摩阻力取 q sk =70kPa，土钉水平和竖向间距均为 15m。经计算，该土钉处水平荷载标准值 e ak =30kPa，荷载折减系数 =0741。当土钉杆体选用 HRB335 热轧钢筋，钢筋强度设计值 f y =300Nmm 2 ，按钢筋承载力和土钉受拉承载力等强设计时，为满足建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)的规定，此土钉宜选用的土钉杆体规格为( )。 （分数：2.00）A.1616B.1620C.1622D.1628某基坑采用如图 722 所

4、示的支护结构，即单层锚杆支护结构。已知 E a1 =4725kNm，E a2 =358kNm，E a3 =745kNm，E a4 =2555 kNm，K p =326，K a =031，=17kNm 3 ，锚杆位于坑顶下 10m，倾角 15，试计算锚杆拉力以及支护结构嵌固深度。 （分数：4.00）(1).锚杆拉力为( )kNm。（分数：2.00）A.1043B.108C.3893D.403(2).支护结构嵌固深度为( )m。（分数：2.00）A.307B.380C.408D.4705.某二级基坑场地中上层土为黏土，其下为粗砂层。黏土厚 10m，重度为 19kNm 3 ，粗砂层中承压水水位位于地

5、表下 20m 处。为保证基坑底的抗渗流稳定性，基坑深度不宜大于( )m。（分数：2.00）A.49B.537C.573D.637某开挖深度为 8m 的基坑，采用 600mm 厚的钢筋混凝土地下连续墙，墙体深度为 18m，支撑为一道550011 的钢管支撑，支撑平面间距为 3m，支撑轴线位于地面以下 2m。地下水位在地面以下 1m，地层为黏性土，天然重度 =18kNm 3 ，内摩擦角 =10，c=10kPa。不考虑地面荷载。若用朗肯土压力理论(水土合算)和静力平衡法进行计算，则：（分数：8.00）(1).主动土压力为( )kNm。（分数：2.00）A.1397B.17622C.19019D.35

6、239(2).被动土压力为( )kNm。（分数：2.00）A.17620B.15160C.13238D.2794(3).单根支撑的轴力为( )kN。（分数：2.00）A.17622B.15160C.7386D.2462(4).地下连续墙的最大弯矩为( )kNm。（分数：2.00）A.15160B.8567C.7386D.24626.某开挖深度 h=5m 的基坑，土层为软土，重度 =18kNm 3 ， 0 =10kPa，=0，支护结构入土深度t=5m，坑顶地面荷载 q=20kPa，设 N c =514，N 1 =10，则坑底土抗隆起稳定安全系数为( )。（分数：2.00）A.063B.071C.

7、080D.0917.某铁路深埋隧道，其围岩为类围岩，岩体重度 24kNm 3 ，隧道宽 80m，高 10m，该隧道嗣岩垂直均布压力为( )kPa。（分数：2.00）A.432B.562C.622D.731有一宽 60m，高 50m 隧道位于松散岩体中，围岩等效摩擦角为 40，重度为 22kNm 3 ，按塌落拱理论计算。（分数：4.00）(1).均布垂直荷载为( )kPa。（分数：2.00）A.120B.140C.160D.180(2).单位长度侧壁的平均侧向围岩压力为( )kN。（分数：2.00）A.252B.232C.212D.1928.坝基由各向异性的三层水平土层组成。土层 a、b、c 厚

8、度分别为 8m、5m、7m；垂直和水平的渗透系数分别是 k av =0010ms，k ah =0040ms；k bv =0020ms，k bh =0050ms；k cv =0030ms，k ch =0090ms。当水垂直、平行于土层层面渗流时，三土层的平均渗透系数分别为 k vave 、k have ，则平均渗透系数的数值近似为( )。（分数：2.00）A.k have =00734ms；k have =01562msB.k have =00008ms；k have =00006msC.k have =00156ms；k have =00600msD.k have =00087ms；k hav

9、e =00600ms9.地下水位由距地面 2m，下降到距地面 20m 的软黏土层顶面，从而引起软黏土层的压缩，如图 725 所示。在软黏土层的中点 A 取土样，试验得到压缩系数 a=06MPa 1 ，在地下水位开始下降时，A 点的初始孔隙比 e 0 =10。软黏土层的最终压缩量为( )mm。 （分数：2.00）A.2245B.2432C.2925D.333910.位于地表下 50m 有一新探明的矿床，厚 50m，水平移动系数、下沉系数分别为 030、002mmm，移动角为 60，矿床开采后地表最大水平变形值为( )mmm。（分数：2.00）A.1110 3B.1410 3C.1610 3D.2

10、110 311.某半径为 40m 的深埋、圆形隧道，围岩水平应力等于垂直应力，应力为 p=1000kPa，围岩内聚力c=20kPa，内摩擦角为 30，根据芬纳(Fenner)公式计算，若使支护力为 0，松动半径应为( )m。（分数：2.00）A.481B.346C.155D.12512.某矩形基坑位于均质粉砂土场地中，场地中粉砂土厚 15m，渗透系数为 2md，其下伏地层为泥岩，基坑尺寸为 20m50m，深 70m，降水井深度为 15m，地下水位为 15m，基坑施工时要求水位降至基坑底面以下 05m。基坑采用完整井群降水，附近无地表水体(基坑远离边界)，按建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201

11、999)计算，基坑涌水量为( )m 3 d。（分数：2.00）A.282B.334C.412D.56413.某边长为 10m 的正方形基坑，在每个角布置一口降水井，井群符合潜水完整井稳定流条件，含水层厚10m，单井涌水量为 75m 3 d，渗透系数为 5md，潜水井影响半径为 90m。请问按建筑基坑支护技术规程(JGJ 120 一 1999)计算时，基坑中心处地下水位降深为( )m。（分数：2.00）A.687B.291C.473D.37314.一深 6m 的基坑，降水期间地下水变幅为 1 m，降水井过滤器的工作长度 10m，分布范围的等效半径为 13m，水力坡度取 110，若采用管井井点抽水

12、其井深应为( )m。（分数：2.00）A.9B.13C.16D.2515.图 726 为某地基土层剖面图。根据测压管中水位可知，承压水头高出砂层顶面 5m，砂层为承压水层。现在黏土层中开挖 4m 深的基坑，要求确定防止基坑底板发生流土的水深 h 至少应为( )m。 （分数：2.00）A.10B.12C.14D.16注册岩土工程师专业案例（基坑工程与地下工程）下午历年真题试卷汇编 2 答案解析(总分：44.00，做题时间：90 分钟)1.以下各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。请在 30道题中选择 25 道题作答，如作答的题目超过 25 道题，则从前向

13、后累计 25 道题止。_解析：2.某工程桩锚结构设计采用一排锚杆，初始条件为锚杆水平拉力设计值 T d 为 400kN，自由段长度取 l f =6m，直径 d=150mm，倾角 =20。从锚头算起，锚杆穿过的土层的参数分别为：第一土层为黏性土，层厚 h 1 =3m，I L =05；第二土层粉细砂，层厚 h 2 =5m，状态为中密密实。采用二次灌浆工艺，根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)表 443 取摩阻力值，二次注浆后摩阻力提高按 20考虑。问经计算，锚杆长度为( )m。（分数：2.00）A.175B.205C.220 D.256解析：解析：锚杆总长度 l 的计算公式为：l=l

14、 f +l m1 +l m2 。据题意具体分析如下： 在黏性土中的锚杆长度为：h 1 sin=3sin20=877m，则在黏性土中的锚固段长度为：l m1 =877 一 l f =8776=277m。 根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)表 443，锚杆极限摩阻力 q sk 取值分别为：a当为黏性土时，I L =05，极限摩阻力 q sk1 =53kPa，提高系数为 12；b当为粉细砂时，中密密实，极限摩阻力 q sk2 =63kPa，提高系数为 12。在黏性土中的提供的轴向设计承载力的计算公式为：N u1 =dq sk1 12l m1 s 。取 s =13，则： N u1 =d

15、q sk1 12l m1 s =314015531227713=638kN。 又因要求的锚杆受力承载力设计值 N u =T d cos=400cos20=4257kN，则在粉细砂层 中的需要的锚固段长度为： l m2 =(N u 一 N u1 ) s (dq sk2 12) =(4257638)13(3140156312)=1321 m 锚杆总长度为：l=l f +l m1 +l m2 =6+277+1321=2198m220m。3.某排桩基坑支护结构，基坑深度 15m。具体土层分布情况如表 7 一 1 所示。 （分数：2.00）A.370kPa；11 13kPaB.870kPa；11 13k

16、Pa C.870kPa；1465kPaD.370kPa；1465kPa解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)第 341 条，具体计算如下： 8m 处粉细砂应按水土分算方法计算水平荷载，其中地下水位以下按天然重度考虑： 土的自重应力为：h i i =419+419=152kNm 2 ； 水的浮力为：(z 一 h wa ) w =(83)10=50kNm 2 ； 水的压力为：(z 一 h wa ) w =(83)10=50kNm 2 ； 主动土压力系数为：K a =tan 2 (45一 k 2)=tan 2 (45一 302)=033； 水平荷载标准值为：e ak =q 0

17、 +h i i 一(z 一 h wa ) w K a 一 2c k +(zh wa ) w =(10+15250)03320057+50=870kPa。 15m 处黏土应按水土合算方法计算水平荷载，其中地下水位以下也按天然重度考虑，不单独计算水压力： 土水的自重应力为：h i i =419+419+7195=2885kNm 2 ； 主动土压力系数：K w =tan 2 (45一 k 2)=tan 2 (45一 202)=049； 水平荷载标准值为： e ak =(q 0 +h i i )K a 一 2c k 4.某基坑采用土钉墙支护结构(见图 721)，土钉墙坡度 为 79，土钉墙整体稳定和局

18、部稳定验算均满足规范要求。基坑深度 h=11m，为均质土层，土的内摩擦角标准值 k =25。某排土钉距地面下深度h 1 =3m，设计长度 l=9m，倾角 =15，直径 d=110mm，极限摩阻力取 q sk =70kPa，土钉水平和竖向间距均为 15m。经计算，该土钉处水平荷载标准值 e ak =30kPa，荷载折减系数 =0741。当土钉杆体选用 HRB335 热轧钢筋，钢筋强度设计值 f y =300Nmm 2 ，按钢筋承载力和土钉受拉承载力等强设计时，为满足建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)的规定，此土钉宜选用的土钉杆体规格为( )。 （分数：2.00）A.1616B.162

19、0 C.1622D.1628解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ1201999)第 614 条，具体计算如下： 此土钉至坡脚的距离： b=(hh 1 )cos(90一 )=(113)cos(90一 79)=815m。 由正弦定理：a=bsinAsinB=815sin ( 一 k )2sin+(+ k )2=402m； 则直线滑裂面外土钉锚杆端长度： l m =la=9402=498m。 单根土钉受拉承载力设计值为： T u =dp sk l m 3 s =3140117049813=93kN。 20 钢筋抗拉强度设计值为：A g f y =20 2 4300=94000N=94kNT

20、u =93kN。 故满足等强度要求，即此土钉宜选用的土钉杆体规格为120。某基坑采用如图 722 所示的支护结构，即单层锚杆支护结构。已知 E a1 =4725kNm，E a2 =358kNm，E a3 =745kNm，E a4 =2555 kNm，K p =326，K a =031，=17kNm 3 ，锚杆位于坑顶下 10m，倾角 15，试计算锚杆拉力以及支护结构嵌固深度。 （分数：4.00）(1).锚杆拉力为( )kNm。（分数：2.00）A.1043B.108 C.3893D.403解析：解析：本题按等值梁法计算。根据题意，对土压力零点以上梁建立力矩平衡方程，土压力零点的位置已知，解方程

21、即可求得支点力为： 611T=4725632+358448+745216+2555067。 解得：T=1043kNm。故锚杆拉力：R=Tcos15=10430966=108kNm。(2).支护结构嵌固深度为( )m。（分数：2.00）A.307B.380C.408 D.470解析：解析：根据题意可知锚杆拉力为：R= =108kNm；根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 120一 1999)第 411 条，其计算公式为：5.某二级基坑场地中上层土为黏土，其下为粗砂层。黏土厚 10m，重度为 19kNm 3 ，粗砂层中承压水水位位于地表下 20m 处。为保证基坑底的抗渗流稳定性，基坑深度不宜大于( )

22、m。（分数：2.00）A.49B.537 C.573D.637解析：解析：根据建筑地基基础设计规范(GB 50007 一 2002)附录 W 第 W01 条，本题可按基坑底抗渗流稳定性计算，设基坑深度为 h，则 11，式中， m 为透水层以上土的饱和重度；t+t为透水层顶面距基坑底面的深度；P w 为含水层水压力。 则 某开挖深度为 8m 的基坑，采用 600mm 厚的钢筋混凝土地下连续墙，墙体深度为 18m，支撑为一道550011 的钢管支撑，支撑平面间距为 3m，支撑轴线位于地面以下 2m。地下水位在地面以下 1m，地层为黏性土，天然重度 =18kNm 3 ，内摩擦角 =10，c=10kP

23、a。不考虑地面荷载。若用朗肯土压力理论(水土合算)和静力平衡法进行计算，则：（分数：8.00）(1).主动土压力为( )kNm。（分数：2.00）A.1397B.17622 C.19019D.35239解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)第 34 节，基坑开挖具体情况如图 723所示，具体计算如下：(2).被动土压力为( )kNm。（分数：2.00）A.17620B.15160 C.13238D.2794解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)第 35 节，被动土压力系数为：K p =tan 2 (45+ 。则计算如下： z=0 时，地下连续墙在

24、基坑表面处的被动土压力强度为： E p =zK p + =238kPa； z=10 时，地下连续墙在基坑表面处的被动土压力强度为： (3).单根支撑的轴力为( )kN。（分数：2.00）A.17622B.15160C.7386 D.2462解析：解析：用静力平衡法计算单根支撑的轴力。支护结构在水平方向所受的合力为 0；设 N 为每一根支撑的轴力，因为每一根支撑要承担 3m 宽的地下连续墙的土压力。则：N+3E p =3E a ，N=3(E a 一 E p )=3(176221516)=7386kN。(4).地下连续墙的最大弯矩为( )kNm。（分数：2.00）A.15160B.8567 C.7

25、386D.2462解析：解析：根据剪力和弯矩的关系，弯矩的极值出现在剪力为 0 的位置。设地下连续墙上的在基坑底面以上 y 处 A 点处的弯矩为 0，如图 724 所示。每米地下连续墙上由支撑提供的支撑力为：N 1 = =2462kN；Q=N 1 一 E ay ，其中，Q 为 A 点的剪力，E ay 为 A 点以上主动土压力的合力。令 Q=N 1 E ay =2462 一 0518(6676 一 y) 2 0704=0，解得 y=044 m。则最大弯矩为： 6.某开挖深度 h=5m 的基坑，土层为软土，重度 =18kNm 3 ， 0 =10kPa，=0，支护结构入土深度t=5m，坑顶地面荷载

26、q=20kPa，设 N c =514，N 1 =10，则坑底土抗隆起稳定安全系数为( )。（分数：2.00）A.063B.071 C.080D.091解析：解析：根据建筑地基基础设计规范(GB 500072002)附录 V，进行基坑底抗隆起稳定性验算： 安全系数 F= 7.某铁路深埋隧道，其围岩为类围岩，岩体重度 24kNm 3 ，隧道宽 80m，高 10m，该隧道嗣岩垂直均布压力为( )kPa。（分数：2.00）A.432B.562 C.622D.731解析：解析：宽度影响系数 w：取 f=01，w=1+f(B 一 5)=1+01(85)=13； 围岩垂直均布压力：q=0452 64 w=0

27、452 64 2413=5616kPa； 则该隧道围岩垂直均布压力为5616kPa。有一宽 60m，高 50m 隧道位于松散岩体中，围岩等效摩擦角为 40，重度为 22kNm 3 ，按塌落拱理论计算。（分数：4.00）(1).均布垂直荷载为( )kPa。（分数：2.00）A.120B.140 C.160D.180解析：解析：可按塌落拱理论计算，具体分析如下： 塌落拱高度 h 1 为：h 1 = (2).单位长度侧壁的平均侧向围岩压力为( )kN。（分数：2.00）A.252B.232C.212 D.192解析：解析：平均侧向围岩压力 P s 为：P s = h(2h 1 +h)tan 2 (4

28、5一 2)。式中， 为围岩重度；h 为隧道的高度；h 1 为塌落拱高度； 为等效摩擦角。 则有：P s = 8.坝基由各向异性的三层水平土层组成。土层 a、b、c 厚度分别为 8m、5m、7m；垂直和水平的渗透系数分别是 k av =0010ms，k ah =0040ms；k bv =0020ms，k bh =0050ms；k cv =0030ms，k ch =0090ms。当水垂直、平行于土层层面渗流时，三土层的平均渗透系数分别为 k vave 、k have ，则平均渗透系数的数值近似为( )。（分数：2.00）A.k have =00734ms；k have =01562msB.k ha

29、ve =00008ms；k have =00006msC.k have =00156ms；k have =00600ms D.k have =00087ms；k have =00600ms解析：解析：具体计算如下： 当水垂直于土层层面渗流时，土层平均渗透系数为 k have ，计算公式为：当水平行于土层层面渗流时，土层平均渗透系数为 k have ，计算公式为： 9.地下水位由距地面 2m，下降到距地面 20m 的软黏土层顶面，从而引起软黏土层的压缩，如图 725 所示。在软黏土层的中点 A 取土样，试验得到压缩系数 a=06MPa 1 ，在地下水位开始下降时，A 点的初始孔隙比 e 0 =1

30、0。软黏土层的最终压缩量为( )mm。 （分数：2.00）A.2245B.2432 C.2925D.3339解析：解析：软黏土层的压缩是由于地下水位下降引起有效应力增加，产生附加应力。在软黏土层顶面以下，该附加应力为一常量。 取 A 点，计算土的压缩模量为：E s = =333MPa。 地下水位下降前，软黏土层顶面处的竖直方向的有效应力为： p 0 = i h i =19102+(20 一 1)10l 8=218kPa。 水位下降后，软黏土层顶面处竖直方向的有效应力为： p 1 = i h i =191020：380kPa； 因为地下水位下降引起的附加应力为：p=p 1 一 p 1 =3802

31、18=162kPa； 在整个软黏土层内，该附加应力都是相同的。则软黏土的最终压缩量为： 10.位于地表下 50m 有一新探明的矿床，厚 50m，水平移动系数、下沉系数分别为 030、002mmm，移动角为 60，矿床开采后地表最大水平变形值为( )mmm。（分数：2.00）A.1110 3B.1410 3C.1610 3 D.2110 3解析：解析：矿床开采后地表主要移动和变形值计算如下： 最大下沉值： max =q m =0025=01 mm； 主要影响半径：r=Htan=50tan60=2887m； 最大倾斜值：i max = max r=012887=0003464mmm； 地表最大水平

32、变形值： max =152bi max =152030003464=15810 3 mmm。11.某半径为 40m 的深埋、圆形隧道，围岩水平应力等于垂直应力，应力为 p=1000kPa，围岩内聚力c=20kPa，内摩擦角为 30，根据芬纳(Fenner)公式计算，若使支护力为 0，松动半径应为( )m。（分数：2.00）A.481B.346C.155 D.125解析：解析：根据芬纳(Fenner)公式计算：12.某矩形基坑位于均质粉砂土场地中，场地中粉砂土厚 15m，渗透系数为 2md，其下伏地层为泥岩，基坑尺寸为 20m50m，深 70m，降水井深度为 15m，地下水位为 15m，基坑施工

33、时要求水位降至基坑底面以下 05m。基坑采用完整井群降水，附近无地表水体(基坑远离边界)，按建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)计算，基坑涌水量为( )m 3 d。（分数：2.00）A.282B.334C.412D.564 解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)附录 F 第 F01 条，该题为均质含水层潜水完整井远离边界的情况，涌水量的计算公式为：Q=1366k ， 则有： 潜水层厚度H：H=1515=135m。 基坑水位降深 S：S=135 一(15705)=6m。 降水影响半径 R：R=2S =624m。式中，K 为渗透系数。 基坑等效半径 r 0 ：r

34、0 =029(a+b)=029(20+50)=203m。式中，a、b 均为基坑尺寸。 基坑涌水量 Q：Q=1366k 13.某边长为 10m 的正方形基坑，在每个角布置一口降水井，井群符合潜水完整井稳定流条件，含水层厚10m，单井涌水量为 75m 3 d，渗透系数为 5md，潜水井影响半径为 90m。请问按建筑基坑支护技术规程(JGJ 120 一 1999)计算时，基坑中心处地下水位降深为( )m。（分数：2.00）A.687B.291 C.473D.373解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1201999)第 83 节，按潜水完整井稳定流计算如下：基坑等效半径 r 0 为：r 0

35、029(a+b)=029(10+10)=58m。式中，a 为基坑边长，b 为基坑另一边长。 等效半径与亏降水井影响半径之和 R 0 为：R 0 =r 0 +R=58+90=958m。 基坑涌水量 Q 为：Q=4q=475=300m 3 d。式中，q 为单井涌水量。 降水井距离坑中心的距离 r 为：r=05 =707m。 基坑中心处地下水位降深 S 为： 14.一深 6m 的基坑，降水期间地下水变幅为 1 m，降水井过滤器的工作长度 10m，分布范围的等效半径为 13m，水力坡度取 110，若采用管井井点抽水，其井深应为( )m。（分数：2.00）A.9B.13 C.16D.25解析：解析：根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 120 一 1999)第 83 节，井深应为：H W =H W1 +H W2 +H W3 +H W4 +H W5 +H W6 =6+(0510)+11013+1+1+3=128133m。15.图 726 为某地基土层剖面图。根据测压管中水位可知，承压水头高出砂层顶面 5m，砂层为承压水层。现在黏土层中开挖 4m 深的基坑，要求确定防止基坑底板发生流土的水深 h 至少应为( )m。 （分数：2.00）A.10B.12C.14 D.16解析：解析：土层发生流土破坏需满足发生流土的临界条件，即渗透力 j=，则有： 黏土层渗透力为：j=i w =