土木工程師（巖土）2025年基礎(chǔ)理論強(qiáng)化練習(xí)試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意）1.土中水的物理狀態(tài)按其活動(dòng)性可分為（）。A.自由水、毛細(xì)水和結(jié)合水B.飽和水、毛細(xì)水和重力水C.游離水、吸附水和薄膜水D.強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水2.根據(jù)有效應(yīng)力原理，土體破壞主要是由（）引起的。A.總應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度B.孔隙水壓力升高，有效應(yīng)力降低至零或負(fù)值C.飽和度超過100%D.土顆粒間的分子引力減弱3.下列關(guān)于土的壓縮性的描述，正確的是（）。A.壓縮系數(shù)越大，土的壓縮性越低B.壓縮指數(shù)越小，土的壓縮性越低C.a1-2值越大，表示土的側(cè)限壓縮變形越快D.e-p曲線越平緩，土的壓縮性越高4.進(jìn)行土體室內(nèi)剪切試驗(yàn)時(shí)，采用直接剪切試驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.可測(cè)定土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φB.可模擬土體在接近三軸應(yīng)力狀態(tài)下的破壞C.設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)快捷D.可直接測(cè)定土體的孔隙水壓力變化5.地基承載力特征值的確定方法中，不需要考慮土的強(qiáng)度指標(biāo)的是（）。A.基坑底部隆起判別法B.太沙基極限承載力公式法C.根據(jù)地基規(guī)范表格法D.壓板載荷試驗(yàn)法6.下列關(guān)于樁基礎(chǔ)類型的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.摩擦樁主要承受上部結(jié)構(gòu)荷載，樁側(cè)阻力起主要作用B.端承樁主要將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到深層堅(jiān)硬持力層上C.端承摩擦樁同時(shí)考慮樁端阻力和樁側(cè)阻力D.按樁身截面形狀可分為木樁、鋼樁、混凝土樁等7.在進(jìn)行地基沉降計(jì)算時(shí)，采用分層總和法需要考慮的附加壓力是（）。A.基底處的總壓力B.基底處的有效壓力C.深度z處土體上的附加應(yīng)力D.上部結(jié)構(gòu)傳來的全部荷載8.下列關(guān)于土坡穩(wěn)定性的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.土坡失穩(wěn)破壞通常沿著一個(gè)滑動(dòng)面發(fā)生B.安全系數(shù)FS是抗滑力與下滑力的比值，F(xiàn)S越小越安全C.土坡坡度越陡，其穩(wěn)定性越好D.增大土坡坡高或減小坡度可以提高土坡穩(wěn)定性9.地下水對(duì)土的工程性質(zhì)影響較大，下列說法錯(cuò)誤的是（）。A.地下水位升高會(huì)使土體有效自重應(yīng)力減小B.水的浮力作用對(duì)樁基承載力有不利影響C.毛細(xì)水上升會(huì)使土體產(chǎn)生凍脹和濕陷D.地下水會(huì)顯著提高砂土的主動(dòng)土壓力10.我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007）中，地基承載力特征值的確定主要依據(jù)是（）。A.地質(zhì)勘察報(bào)告提供的參數(shù)B.工程經(jīng)驗(yàn)C.相關(guān)計(jì)算分析D.規(guī)范規(guī)定的方法和原則二、填空題（每空2分，共20分）1.土的三相比例指標(biāo)中，表示土中孔隙體積與土顆粒體積之比的指標(biāo)是________。2.土的壓縮模量Es與壓縮系數(shù)a的關(guān)系為Es=________。3.當(dāng)土中孔隙水壓力隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸消散，土體發(fā)生固結(jié)沉降，這一過程遵循________定律。4.土壓力理論主要有________、庫侖理論和朗肯理論三種。5.樁基礎(chǔ)按施工方法可分為________和________兩大類。6.特殊土是指工程性質(zhì)具有特殊性的土，如________、膨脹土、濕陷性黃土等。7.進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，應(yīng)按詳細(xì)勘察、初步勘察和________三個(gè)階段進(jìn)行。8.地震作用下，土體可能發(fā)生液化、震陷和________等現(xiàn)象。9.測(cè)定土的天然含水率時(shí)，常用的試驗(yàn)方法是________法。10.工程中常用的原位測(cè)試方法有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)和________試驗(yàn)等。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）1.簡(jiǎn)述土的物理狀態(tài)指標(biāo)（含水率w、孔隙比e、飽和度Sr）的概念及其工程意義。2.簡(jiǎn)述影響土體抗剪強(qiáng)度的主要因素。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某土樣試驗(yàn)測(cè)得：土粒相對(duì)密度Gs=2.70，含水率w=18%，孔隙比e=0.6。試計(jì)算該土樣的飽和度Sr。（計(jì)算結(jié)果精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位）2.某矩形基礎(chǔ)寬度b=3.0m，埋深d=1.5m?；A(chǔ)底面處作用有豎向中心荷載Fk=1200kN。地基土為粘土，重度γ=18kN/m3，飽和重度γsat=20kN/m3，地下水位在基礎(chǔ)底面處。試計(jì)算基礎(chǔ)底面處的平均附加應(yīng)力系數(shù)αw，并估算基礎(chǔ)中心點(diǎn)下1.0m深度處的附加應(yīng)力σz。（計(jì)算結(jié)果精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位）五、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某土坡坡高5m，坡度1:2（豎:橫），土的重度γ=18kN/m3，內(nèi)聚力c=15kPa，內(nèi)摩擦角φ=30°。試用瑞典條分法（假設(shè)條塊間切向力為零）估算該土坡的安全系數(shù)FS。（計(jì)算過程需列出主要公式和計(jì)算步驟）2.某工程需要進(jìn)行地基勘察，場(chǎng)地位于沿海地區(qū)，土層主要為飽和粉砂，厚度較大。根據(jù)工程初步要求，需查明粉砂層的物理力學(xué)性質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)（N值）沿深度的變化情況，并評(píng)估其地震液化的可能性。請(qǐng)簡(jiǎn)述應(yīng)采用哪些勘察方法（如勘探點(diǎn)布置、勘探手段、原位測(cè)試方法等），并說明選擇這些方法的原因。---試卷答案一、選擇題1.A解析思路：土中水按物理狀態(tài)分為自由水（重力水、毛細(xì)水）、毛細(xì)水和結(jié)合水（薄膜水）。選項(xiàng)A正確地劃分了這三種狀態(tài)。2.B解析思路：有效應(yīng)力原理是巖土工程的核心原理之一，土體破壞是因土中孔隙水壓力升高，導(dǎo)致有效應(yīng)力降低至零或負(fù)值，使土顆粒間有效接觸應(yīng)力不足而破壞。3.D解析思路：壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cc越大，表示土的壓縮性越高。a1-2是壓縮系數(shù)的一種表達(dá)形式，其值越大，土的壓縮性越高。選項(xiàng)D描述正確。4.C解析思路：直接剪切試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、快捷，但其缺點(diǎn)是不能嚴(yán)格控制應(yīng)力條件，且不能量測(cè)孔隙水壓力。選項(xiàng)C是主要優(yōu)點(diǎn)。5.A解析思路：基坑底部隆起判別法主要用于判斷基坑開挖時(shí)土體是否會(huì)因壓力差而隆起，其判別依據(jù)是土的有效應(yīng)力狀態(tài)，不直接涉及地基承載力特征值的計(jì)算公式或指標(biāo)。其他選項(xiàng)均為確定地基承載力的方法或考慮因素。6.D解析思路：選項(xiàng)A、B、C分別描述了摩擦樁、端承樁和端承摩擦樁的定義和特點(diǎn)，均正確。選項(xiàng)D是按樁身材料或截面形狀分類，與荷載傳遞機(jī)制無關(guān)。7.C解析思路：分層總和法計(jì)算地基沉降時(shí)，需要將地基分層，并計(jì)算每一層土上作用的有效應(yīng)力所引起的附加應(yīng)力，再積分求得總沉降。因此需要考慮深度z處土體上的附加應(yīng)力。8.C解析思路：土坡穩(wěn)定性與坡度關(guān)系是：在一定范圍內(nèi)，坡度越陡越不穩(wěn)定。選項(xiàng)C的描述與事實(shí)相反。9.D解析思路：水對(duì)土壓力的影響主要體現(xiàn)在靜水壓力和孔隙水壓力上。根據(jù)朗肯土壓力理論，地下水位升高會(huì)減小土的主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。毛細(xì)水上升主要影響土的凍脹、濕陷等物理性質(zhì)。地下水位對(duì)靜止土壓力無直接影響，但會(huì)增加土體自重（浮力影響已包含在重度計(jì)算中）。選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.D解析思路：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007），地基承載力的確定應(yīng)遵循“規(guī)范規(guī)定的方法和原則”，包括按規(guī)范表格法、規(guī)范公式法、載荷試驗(yàn)法等，并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)。但規(guī)范本身的方法和原則是核心依據(jù)。二、填空題1.孔隙比e解析思路：孔隙比e定義為土中孔隙體積Vv與土顆粒體積Vs之比，即e=Vv/Vs。2.1/a解析思路：壓縮模量Es是土體在側(cè)限條件下，豎向壓應(yīng)力σ與豎向應(yīng)變?chǔ)胖取嚎s系數(shù)a是壓縮指數(shù)Cc，即e-p曲線的斜率。兩者互為倒數(shù)關(guān)系，Es=1/a。3.太沙基一維固結(jié)解析思路：土體固結(jié)是指孔隙水壓力隨時(shí)間消散、有效應(yīng)力增長(zhǎng)、土體變形的過程。這一過程遵循太沙基提出的一維固結(jié)理論描述的規(guī)律。4.庫侖解析思路：朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論是古典土壓力理論的兩大代表。此外還有主動(dòng)、被動(dòng)土壓力狀態(tài)。5.鉆探取樣、沉管灌注解析思路：樁基礎(chǔ)按施工方法可分為兩大類：一類是先成孔再灌注或插入樁身（如鉆探成孔灌注樁、沉管灌注樁等）；另一類是直接將預(yù)制樁打入、壓入或振入土中（如預(yù)制打入樁、鉆孔灌注樁也可歸為此類，但傳統(tǒng)上區(qū)分主要按成孔方式）。6.軟土解析思路：特殊土是指具有特殊工程性質(zhì)，需要專門研究或采取特殊處理措施的土，如軟土（淤泥、淤泥質(zhì)土等）、膨脹土、濕陷性黃土、紅粘土、鹽漬土等。7.勘察綱要解析思路：巖土工程勘察工作通常分為三個(gè)階段：初步勘察、詳細(xì)勘察和施工勘察。在詳細(xì)勘察之前，通常需要進(jìn)行初步勘察，并在此基礎(chǔ)上編制詳細(xì)的勘察綱要。8.地震滑坡解析思路：地震作用下，土體可能發(fā)生液化、震陷、噴砂冒水、地基失穩(wěn)破壞以及邊坡和結(jié)構(gòu)物的滑坡、倒塌等現(xiàn)象。9.烘箱解析思路：測(cè)定土的天然含水率最常用且標(biāo)準(zhǔn)的方法是將土樣置于烘箱中烘干至恒重，通過烘干前后土樣質(zhì)量的差值計(jì)算含水率，即烘干法。10.輕便觸探解析思路：工程中常用的原位測(cè)試方法包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）、靜力觸探試驗(yàn)（CPT）、旁壓試驗(yàn)（PT）、十字板剪切試驗(yàn)等。輕便觸探試驗(yàn)（APT）也是一種常用的、輕型原位測(cè)試方法。三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：土的物理狀態(tài)指標(biāo)是描述土體物理性質(zhì)的參數(shù)。*含水率w：表示土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量之比，用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。工程意義：影響土的物理狀態(tài)（如稠度狀態(tài)）、強(qiáng)度、壓縮性、滲透性等。w越大，通常粘性土越軟，強(qiáng)度越低，壓縮性越高。*孔隙比e：表示土中孔隙體積與土顆粒體積之比。工程意義：是影響土體壓縮性、承載力的關(guān)鍵指標(biāo)。e越大，表示土越疏松，壓縮性越高，承載力越低。*飽和度Sr：表示土中孔隙體積被水充滿的程度，用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示（Sr=Vw/Vv×100%）。工程意義：影響土的滲透性、凍脹性、濕陷性等。Sr越高，土體越趨近飽和，滲透性越差，凍脹、濕陷風(fēng)險(xiǎn)越高。2.解析思路：土體抗剪強(qiáng)度是土體抵抗剪切破壞的能力，其主要影響因素包括：*土的性質(zhì)：不同種類的土（如粘性土、砂土）其抗剪強(qiáng)度組成和數(shù)值差異很大。粘性土主要依靠?jī)?nèi)聚力c，砂土主要依靠?jī)?nèi)摩擦角φ。*土的密度：土的密度（如干密度ρd）越大，土顆粒接觸越緊密，抗剪強(qiáng)度通常越高。*土的含水率：對(duì)于粘性土，含水率w增大，土中孔隙水壓力升高，有效應(yīng)力降低，內(nèi)聚力c會(huì)減小，導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度降低。對(duì)于砂土，含水率影響相對(duì)較小，但過濕可能形成“濕陷”狀態(tài)。*應(yīng)力歷史：土的應(yīng)力歷史（如固結(jié)比OCR）會(huì)影響粘性土的抗剪強(qiáng)度，符合庫侖-摩爾破壞準(zhǔn)則。*外加因素：如溫度、時(shí)間、土中是否存在粘粒膜等也會(huì)對(duì)某些土的抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響。四、計(jì)算題1.解析思路：計(jì)算飽和度Sr需要先計(jì)算孔隙率n，再利用公式計(jì)算。*孔隙率n=e/(1+e)=0.6/(1+0.6)=0.6/1.6=0.375*飽和度Sr=n×100%=0.375×100%=37.50%*（驗(yàn)算：w=Sr/(1+Sr)×Gs=0.375/(1+0.375)×2.70=0.375/1.375×2.70≈0.2727×2.70≈0.7383。w≠Sr/(1+Sr)×Gs，說明給定數(shù)據(jù)可能存在矛盾，但按題目要求計(jì)算飽和度。若按含水率w=18%，Gs=2.70計(jì)算e：w=Sre/(1+e)=>0.18=0.375e/(1+e)=>0.18(1+e)=0.375e=>0.18+0.18e=0.375e=>0.18=0.375e-0.18e=0.195e=>e=0.18/0.195≈0.9231。重新計(jì)算飽和度Sr=e/(1+e)×100%=0.9231/(1+0.9231)×100%≈0.4757×100%=47.57%。此結(jié)果與n=37.5%矛盾，說明原始數(shù)據(jù)Gs=2.70,w=18%,e=0.6不兼容。嚴(yán)格來說應(yīng)重新檢查題目數(shù)據(jù)。若僅按給定e=0.6計(jì)算，則Sr=37.50%）*最終按題目要求，使用n=37.50%計(jì)算結(jié)果：飽和度Sr=37.50%2.解析思路：計(jì)算附加應(yīng)力系數(shù)αw和附加應(yīng)力σz。*基底附加壓力pk=Fk/A=Fk/(b×1)=1200/(3.0×1)=400kPa*基底處自重應(yīng)力σcz=γd=18×1.5=27kPa*基底處附加應(yīng)力σz=pk-σcz=400-27=373kPa*估算基礎(chǔ)底面處的平均附加應(yīng)力系數(shù)αw：對(duì)于矩形基礎(chǔ)中心點(diǎn)下，基礎(chǔ)埋深較淺（d/b=1.5/3.0=0.5），且地基為飽和粘土（滲透性低），其影響范圍相對(duì)較小，可近似認(rèn)為地基中附加應(yīng)力分布接近于基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力的分布。因此，平均附加應(yīng)力系數(shù)αw≈1.0。（嚴(yán)格計(jì)算需要查表或采用更精確方法，但題目要求估算且未提供深度，此為合理簡(jiǎn)化）*估算中心點(diǎn)下1.0m深度處的附加應(yīng)力σz：由于深度z=1.0m大于基礎(chǔ)埋深d=1.5m，且基礎(chǔ)寬度b=3.0m，可認(rèn)為超出影響深度范圍，中心點(diǎn)下1.0m處的附加應(yīng)力σz趨于零?；蛘吒鶕?jù)簡(jiǎn)化估計(jì)，若假設(shè)附加應(yīng)力隨深度線性衰減（不精確），則σz≈(1.0-1.5)/1.0×373=-0.5×373=-186.5kPa。但實(shí)際土中應(yīng)力衰減更復(fù)雜，通常認(rèn)為超出一定深度后附加應(yīng)力很小。更合理的解釋是該深度處的應(yīng)力幾乎為零。若題目意圖是計(jì)算偏心荷載或其他復(fù)雜情況下的應(yīng)力，則需更多信息。此處按常規(guī)理解，深度1.0m處的附加應(yīng)力可忽略不計(jì)或認(rèn)為等于零。但按題目要求“估算”，給出一個(gè)非零值可能不符合物理實(shí)際。此處按αw=1.0計(jì)算得到的基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力373kPa是合理的基準(zhǔn)，而中心點(diǎn)下1.0m處的應(yīng)力接近零。若必須給出一個(gè)計(jì)算值，可考慮簡(jiǎn)化模型或經(jīng)驗(yàn)值。此處選擇給出一個(gè)趨近于零但非精確為零的值，或直接說明趨于零。*若必須給出計(jì)算值，采用Boussinesq公式估算（忽略埋深影響，僅作形式演示，實(shí)際不適用）：σz=(3/2)*(pk/π)*sin(θ)*cos(φ)/(z/b)^2，中心點(diǎn)θ=π/2,cos(π/2)=0，故中心點(diǎn)旁側(cè)z處垂直應(yīng)力為0。若考慮對(duì)稱軸上z處，則sin(θ)=1。簡(jiǎn)化為σz≈(3/2)*(pk/π)/(z/b)^2。取αw≈(3/2π)為簡(jiǎn)化系數(shù)。σz≈αw*pk=(3/2π)*373≈0.477*373≈178kPa。此值雖非零，但物理意義可疑。更合理的是直接說明趨于零。但題目要求計(jì)算，此處提供178kPa作為基于給定參數(shù)的“計(jì)算”結(jié)果，并注明其近似和物理合理性存疑。五、綜合分析題1.解析思路：使用瑞典條分法計(jì)算土坡安全系數(shù)FS。*假設(shè)土坡為簡(jiǎn)單條分，條塊間切向力為零，取1個(gè)典型豎直條塊進(jìn)行分析。*土坡高度H=5m，坡度1:2，則坡腳處距坡頂水平距離X=2*H=2*5=10m。*取條塊寬度Δx=1m（或根據(jù)坡長(zhǎng)適當(dāng)選擇，此處為簡(jiǎn)化計(jì)算）。*計(jì)算條塊自重W：*條塊頂部寬度b_top=X+Δx-(H/2)*cot(α)=10+1-(5/2)*cot(26.57°)≈11-2.5*2=11-5=6m*條塊底部寬度b_bottom=X-(H/2)*cot(α)=10-2.5*2=6m*條塊平均寬度b_avg=(b_top+b_bottom)/2=(6+6)/2=6m*條塊高度h=H=5m*W=γ*h*b_avg=18*5*6=540kN/m*計(jì)算作用在條塊上的力：*重力W沿坡面的分力T=W*sin(α)=540*sin(26.57°)=540*0.4472≈242.3kN*重力W沿垂直坡面的分力P=W*cos(α)=540*cos(26.57°)=540*0.8944≈483.9kN*主動(dòng)土壓力Ea作用在坡面，方向平行于坡面，指向坡內(nèi)。根據(jù)朗肯理論，Ea=P*tan(φ-α)=483.9*tan(30°-26.57°)=483.9*tan(3.43°)≈483.9*0.0602≈29.2kN*計(jì)算安全系數(shù)FS：*抗滑力=Ea+c*L=29.2+15*(b_avg*h)=29.2+15*(6*5)=29.2+450=479.2kN*滑動(dòng)力=T=242.3kN*安全系數(shù)FS=抗滑力/滑動(dòng)力=479.2/242.3≈1.98*（注意：α為坡面與水平面的夾角，cot(α)=1/tan(α)，tan(30°-26.57°)≈tan(3.43°)≈0.0602。計(jì)算結(jié)果FS=1.98，大于1，表示土坡穩(wěn)定。）2.解析思路：針對(duì)飽和粉砂層進(jìn)行地基勘察以評(píng)估液化可能性。*勘察方法選擇：*勘探點(diǎn)布置：應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地面積、工程重要性、地質(zhì)條件復(fù)雜性進(jìn)行布置。應(yīng)包括控制性勘探點(diǎn)（如進(jìn)行詳細(xì)取樣和測(cè)試）、工程勘察點(diǎn)。在飽和粉