1、专业知识-岩土工程检测与监测及答案解析(总分：102.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：51，分数：102.00)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。 题 9-1 表深度(m) 桩身轴力(kN) 深度(m) 桩身轴力(kN)2 2900 16 28004 3000 18 21506 3110 22 12208 3160 26 67010 3200 30 14012 3265 34 7014 3270（分数：2.00）_2.采用声
2、波法对钻孔灌注桩孔底沉渣进行检测，桩径 1.2m，桩长 35m，声波反射明显。测头从发射到接收到第一次反射波的相隔时间为 8.7m/s，从发射到接收到第二次反射波的相隔时间为 9.3m/s，若孔底沉渣声波波速按 1000m/s 考虑，孔底沉渣的厚度为多少?（分数：2.00）_3.某自由杆，上端受激励，试绘出传感器安装于上、下端和L 外的速度反射波。（分数：2.00）_4.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L 处的速度反射波。（分数：2.00）_5.试分析打桩时应力波的传播规律。（分数：2.00）_6.试绘制桩身阻抗变化的应力波反射法的时域波形。 （分数：2.00）_7.
3、试判定应力波反射波形的优劣。（分数：2.00）_8.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。 （分数：2.00）_9.试分析应力波反射法的浅层缺陷波形的特征。（分数：2.00）_10.根据混凝土桩实测波形试判断波形异常及其原因。（分数：2.00）_11.根据高应变动力试桩的实测波形，试分析土阻力的大致分布。（分数：2.00）_12.根据预制桩在打入不同深度时的高应变实测波形，试定性分析打入过程承载力的变化情况。（分数：2.00）_13.根据预制桩打入过程的高应变实测波形，试分析桩身结构的完整性情况。 （分数：2.00）_14.一根长度适中以侧阻为主的混凝土桩，试分析
4、当增加土阻力 Ruk、最大弹性位移 Qk、卸载水平 Un和减小卸载弹性位移 Qkm时，对计算力波形有何影响。（分数：2.00）_15.试分析波形拟合法的土阻力对计算各时段力波形的影响。 （分数：2.00）_16.已知自由杆的杆长 18m，应力波波速 C3600m/s，于受激励一端测得速度波形为半正弦，幅值2m/s。试推算出杆的另一端在 2.0ms、5.0ms、5.5ms 和 7.0ms 时的速度值(忽略一切阻尼)。 （分数：2.00）_17.已知混凝土质量密度 2450kg/m 3，实测应力波波速 C3600m/s，试求混凝土的弹性模量。（分数：2.00）_18.一均质自由杆，长度为 L，A
5、端受激励，产生一方形速度波，幅值 1.0m/s，试绘出杆两端 A、C 和中点 B 在 06L/C 之间的速度和位移时程曲线(忽略一切阻尼)。（分数：2.00）_19.已知灌注桩直径 1.0m，纵波波速 C3500m/s，混凝土重度 24kN/m 3，试求桩的力学阻抗。（分数：2.00）_20.已知钢管桩外径 0.8m，内径 0.76m，材料质量密度 7800kg/m 3，纵波波速 C5120m/s，试求出材料的弹性模量和桩的力学阻抗。（分数：2.00）_21.已知一根长 20m,截面 0.2m0.2m 均匀混凝土杆，弹性模量 E3.210 10N/m2，质量密度2400kg/m 3，杆下端固定
6、，杆上端受到一半正弦脉冲力 激励，F 0100N,5ms。据此即可求出t3.0ms、5.5ms 时杆中最大应力及传播深度(忽略切阻尼)。（分数：2.00）_22.某 PC600(110)A 型预应力管桩，桩长 40m，C60 混凝土，进行单桩静载荷试验，其 Q-s 曲线如图，试确定该桩的极限承载力标准值。 （分数：2.00）_23.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，其中某截面声速 0.2m/s，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
7、延迟时间 t00)。（分数：2.00）_24.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。（分数：2.00）_25.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。（分数：2.00）_26.某工程采用预应力管桩基础(PH500)，静压法沉桩，场地土层为淤泥质黏土18kN/m 3， sat20kN/m 3，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
8、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。（分数：2.00）_27.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 P0100kPa，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。（分数：2.00）_28.某海上钢管桩，外径 0.9m，壁厚 22mm，桩长 59m，入土深度 27m，该桩进行静载荷试验，最大加荷 Qmax9600kN，相应沉降 s78.73mm，单
9、桩极限承载力 Qu9000kN，钢管桩表面粘贴电阻应变片进行内力测试，泥面下 1016m 为硬塑黏土，在其顶和底标高位置测得桩身应变值分别为 702 和 532，试计算黏土层的极限侧阻力。（分数：2.00）_29.某 0.45m0.45m 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xoa10mm 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。（分数：2.00）_30.某灌注桩，桩径 1.5m，桩长 43m，桩顶
10、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Quk22000kN,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(-)如图所示，试确定抗拔系数。（分数：2.00）_31.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。（分数：2.00）_32.某岩石地基，属较完整岩体，进行饱和单轴抗压强度
11、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。（分数：2.00）_33.某软土地基进行十字抗剪切试验，板头尺寸 50mm100mm(D50mm，H100mm)，十字板常数K436.78m -2，钢环系数 C1.3N/0.01mm，剪切破坏时扭矩 M0.02kNm，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，a2/3)。（分数：2.00）_34.图中的 p-s 曲线是黏性土典型的旁压试验压力一变形曲线，试根据 p-s 曲线确定地基承载力特征值。 （分数：2.00）
12、_35.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。（分数：2.00）_36.某灌注桩，桩径 1.0m，桩长 20m，C30 混凝土，土层分布：04m 淤泥质黏土，410m 为黏土。10m 之内每 2m 粘贴电阻应变片，量测桩身内力，在桩顶极限荷载 Qu1200kN 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(E c3.010 4MPa)。 题 9-36 表土 层 淤泥质黏土 淤泥质黏土 黏土 黏土 黏
13、土测点深(m) 2 4 6 8 1010 -5 4.61 4.076 1.783 0.457 0.397（分数：2.00）_37.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。 （分数：2.00）_38.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 1844m 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。（分数：2.00）_39.某预制桩，截面 0.35m
14、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：05.3m 粉质黏土，f s28.87kPa；5.311m 淤泥质黏土，f s14.5kPa；1118m 粉质黏土qc1500kPa，f s61kPa。试确定单桩极限承载力。（分数：2.00）_40.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。 （分数：2.00）_41.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。 （分数：2.00）_42.某钻孔灌注桩，桩径
15、 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。（分数：2.00）_43.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 2200pa，计算作用在锤顶的锤击力。（分数：2.00）_44.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
16、度导纳曲线如图所示，试计算波速。 （分数：2.00）_45.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。 （分数：2.00）_46.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。 （分数：2.00）_47.某海上钢管桩，外径 1.22m，壁厚 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。 （分数：2.00）_48.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
17、整性。 （分数：2.00）_49.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/b0.015 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。（分数：2.00）_50.某填土地基的填料经击实试验，得到含水率和于密度如表所示，填土采用羊角碾分层碾压，试问填料含水率如何控制。 （分数：2.00）_51.某场地土层分布：00.5m 填土，19kN/m 3；0.51.2m 黏土，18kN/m 3；1.26.0m 黏土( c12%)，17kN/m 3。在粉土层进行平板载荷试验，压板面积 0.5m2，试坑尺寸 2.2m2.2m，地基承载力特
18、征值 fak120kPa，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?（分数：2.00）_专业知识-岩土工程检测与监测答案解析(总分：102.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：51，分数：102.00)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。 题 9-1 表深度(m) 桩身轴力(kN) 深度(m) 桩身轴力(kN)2 2900 16 28004 3000 18 21506 3110 22 12
19、208 3160 26 67010 3200 30 14012 3265 34 7014 3270（分数：2.00）_正确答案：()解析：深度 14m 以上桩产生负摩阻力，负摩阻力 2.采用声波法对钻孔灌注桩孔底沉渣进行检测，桩径 1.2m，桩长 35m，声波反射明显。测头从发射到接收到第一次反射波的相隔时间为 8.7m/s，从发射到接收到第二次反射波的相隔时间为 9.3m/s，若孔底沉渣声波波速按 1000m/s 考虑，孔底沉渣的厚度为多少?（分数：2.00）_正确答案：()解析：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 8.7s，当入射波到达孔底时，反射时间为 9.3s，
20、因此 3.某自由杆，上端受激励，试绘出传感器安装于上、下端和L 外的速度反射波。（分数：2.00）_正确答案：()解析：(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L 外所接收到的速度反射波如图 c)所示。 4.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L 处的速度反射波。（分数：2.00）_正确答案：()解析：(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L 处所接收到的速度反射波如图 c)所示。 5.试
21、分析打桩时应力波的传播规律。（分数：2.00）_正确答案：()解析：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F(t)-F 0sin(t/)式中：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(z，t)f(z-C 0t)桩顶处 z0，则上式-C 0t 用 z-C0t 代换后得在 t 时，即锤击过程结束的瞬时(z，)的波形如图所示，脉冲力分布长度为 C0，在应力波前沿未到达桩底之前，式 (z，)是有效的，当 tL/C 0(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
22、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。6.试绘制桩身阻抗变化的
23、应力波反射法的时域波形。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：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(t 1t 22L/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(t 1t 22L/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
24、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)扩底砸(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。7.试判定应力波反射波形的优劣。（分数：2.00）_正确答案：()解析：
25、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。8.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。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：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，2l 处有扩颈的反相位反射波。t 2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
26、反射波。9.试分析应力波反射法的浅层缺陷波形的特征。（分数：2.00）_正确答案：()解析：对于桩身浅层缺陷，当敲击脉冲力较宽，使波长 L(L 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 100200Hz 的信号，或者高、低频信号混叠的波形，同时看不到桩底反射。图为浅层缺陷实测波形的例子。 波形 a)为桩径 0.6m 钻孔桩，0.5m 处夹泥。 10.根据混凝土桩实测波形试判断波形异常及其原因。（分数：2.00）_正确答案：()解析：图中 a)波形正常，b)、c)、d)、e)、
27、f)波形异常。异常原因： b)力传感器未上紧，波形产生自振； c)波形信号不回零，表明靠近测点附近混凝土有塑性变形； d)波形峰值处力大于速度，表明靠近测点附近桩身有扩颈或有垫层和桩相连； 11.根据高应变动力试桩的实测波形，试分析土阻力的大致分布。（分数：2.00）_正确答案：()解析：根据图中波形分析如下： a)波形是在打桩期间进行测试的，桩很容易打入，从波形特征反映，几乎无桩侧、桩端阻力。 b)波形表明，桩侧阻力很小，几乎无端承力。 c)波形表明，桩侧阻力很大。 d)波形表明，侧阻力小，端阻力大。 e)波形表明，仅有桩端阻力，无侧阻力。 f)波形表明，侧阻力较大，端阻力很大。 12.根据
28、预制桩在打入不同深度时的高应变实测波形，试定性分析打入过程承载力的变化情况。（分数：2.00）_正确答案：()解析：应力波沿桩身传播，遇土阻力时要产生上行压力波，它使测点的力波上升，使速度波下降，所以土阻力愈大，力和速度二者分开距离愈大。 从图看出： a)、b)波形表明，2L/C 前力 F 和速度 波形分开距离不太大，桩尖反射强烈，说明桩身处于较差土层，侧阻力不大，桩尖未进入持力层，端阻力很小。 c)波形表明，桩已进入好土层，侧阻增大，端阻力在提高。 d)波形表明，2L/C 以后，速度波往下拉很多，桩已进好持力层，端阻力大大增加。 13.根据预制桩打入过程的高应变实测波形，试分析桩身结构的完整
29、性情况。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：打桩时，应力波沿桩身传播，遇桩身有缺陷时，反射为拉力波。上行拉力波到了测点，使速度波上升，力波下降。图中 a)波形表明桩身无缺陷；b)、c)波形的 2L/C 以前速度波位于力波的上面，表明桩身有严重缺陷，该缺陷可能是桩身产生裂缝。而且，裂缝随锤击数的增加而加大。14.一根长度适中以侧阻为主的混凝土桩，试分析当增加土阻力 Ruk、最大弹性位移 Qk、卸载水平 Un和减小卸载弹性位移 Qkm时，对计算力波形有何影响。（分数：2.00）_正确答案：()解析：根据土的理想弹塑性模型，知：(1)增加土阻力 Ruk时，使 2L/C 前后的计算力波形 Fc(t)上升。(2)增加土的加载最大弹性位移 Qk值时，使计算的力波形，在 2L/C 以前下降，2L/C 以后上升。(3)减小卸载最大弹性位移 Qkm，使 2L/C 以后的计算力波形 Fc(t)下降。(4)增加卸载水平 Un，使 2L/C 以后的计算力波形 Fc(t)的尾部下降。15.试分析波形拟合法的土阻力对计算各时段力波形的影响。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：图中实线是实测力波形 Fm(t)，虚线是以实测速度波形为已知条件的计算力波形 Fc(t)，可以把波形分为四个时段讨论土阻力的影响。(1)时段 I：从冲击开始至 2L/C 时段，该时段
