土木工程師（巖土）2025年巖土設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)選擇最符合題意的選項(xiàng)，將選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在計(jì)算地基附加應(yīng)力時(shí)，采用均布荷載作用下的角點(diǎn)法進(jìn)行應(yīng)力疊加，其理論依據(jù)是（）。A.均布圓荷載下的應(yīng)力公式B.基爾霍夫應(yīng)力積分定理C.西蒙斯（Siemonsen）應(yīng)力系數(shù)法D.布西涅斯克（Boussinesq）應(yīng)力分布理論2.對(duì)于飽和粘性土，其抗剪強(qiáng)度主要由（）提供。A.土顆粒間的化學(xué)鍵合力B.水的浮力C.土顆粒間的有效應(yīng)力及粘聚力D.土體孔隙中的氣壓3.下列哪種原位測(cè)試方法主要用于估算地基土的壓縮模量？（）A.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）B.靜力觸探試驗(yàn)（CPT）C.載荷試驗(yàn)（PLT）D.十字板剪切試驗(yàn)（VST）4.在進(jìn)行淺基礎(chǔ)地基承載力計(jì)算時(shí)，若地基土為正常固結(jié)粘土，根據(jù)太沙基（Terzaghi）理論，其臨界荷載（pcr）與極限荷載（Pl）的關(guān)系是（）。A.pcr=PlB.pcr<PlC.pcr>PlD.不確定，取決于基礎(chǔ)形狀5.當(dāng)?shù)鼗翆虞^薄，且持力層承載力較高時(shí)，常優(yōu)先考慮采用（）。A.箱形基礎(chǔ)B.樁基礎(chǔ)C.擴(kuò)展基礎(chǔ)D.聯(lián)合基礎(chǔ)6.下列關(guān)于樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.樁周土體相對(duì)于樁向下位移時(shí)產(chǎn)生B.樁端持力層發(fā)生固結(jié)沉降時(shí)產(chǎn)生C.樁周存在可壓縮的欠壓密土層，且其上存在較硬土層時(shí)產(chǎn)生D.樁基施工引起的土體擾動(dòng)導(dǎo)致7.邊坡失穩(wěn)破壞的主要形式不包括（）。A.剪切破壞B.沖切破壞C.局部破壞D.傾覆破壞8.對(duì)于基坑開挖，當(dāng)基坑較深、周邊環(huán)境復(fù)雜時(shí)，通常優(yōu)先考慮采用（）作為主要的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。A.排樁（如鉆孔灌注樁、SMW工法）B.土釘墻C.地下連續(xù)墻D.放坡開挖9.地基處理的主要目的是（）。A.提高地基土的滲透性B.降低地基土的壓縮性C.增強(qiáng)地基土的抗剪強(qiáng)度D.以上都是10.在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，地基變形按其對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度分為三個(gè)等級(jí)，其中對(duì)建筑物危害最大的是（）。A.I級(jí)（沉降量小，對(duì)建筑物無影響）B.II級(jí)（沉降量較小，對(duì)建筑物有一定影響）C.III級(jí)（沉降量較大，對(duì)建筑物影響嚴(yán)重）D.IV級(jí)（沉降量很大，建筑物無法正常使用）二、填空題（請(qǐng)將正確答案填入橫線上）1.土體中某點(diǎn)的總應(yīng)力由有效應(yīng)力和______組成。2.根據(jù)有效應(yīng)力原理，土的抗剪強(qiáng)度與______和______有關(guān)。3.基礎(chǔ)埋置深度的確定，除了考慮地基承載力外，還應(yīng)滿足______、______和______的要求。4.當(dāng)基礎(chǔ)下土層較軟，而上部存在堅(jiān)硬土層時(shí)，采用______法計(jì)算沉降通常偏大。5.樁基礎(chǔ)按承載性狀分為______樁和______樁。6.常用的邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有______、______、______等。7.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須進(jìn)行______和______計(jì)算。8.地基處理換填法適用于處理______和______地基。9.在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物的______、______、______和______等因素，確定勘察等級(jí)。10.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007）規(guī)定，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)根據(jù)建筑物的重要性、______、地基復(fù)雜程度和______確定。三、計(jì)算題（請(qǐng)按題目要求進(jìn)行計(jì)算，列出主要計(jì)算公式和步驟）1.某場(chǎng)地地表以下土層分布及物理力學(xué)指標(biāo)如下：第一層為雜填土，厚1.0m，重度17kN/m3；第二層為淤泥質(zhì)粘土，厚6.0m，飽和重度18.5kN/m3，含水率w=35%，孔隙比e=1.0，粘聚力c=15kPa，內(nèi)摩擦角φ=10°；第三層為中風(fēng)化泥巖，厚無限。地下水位在雜填土底部?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一矩形獨(dú)立基礎(chǔ)，底面尺寸為2.0m×3.0m，基礎(chǔ)埋深d=1.0m?；A(chǔ)頂面作用有中心荷載Fk=800kN，偏心距e=0.1m。試計(jì)算：（1）基礎(chǔ)底面邊緣處的壓力設(shè)計(jì)值（P）；（2）基礎(chǔ)底面中心點(diǎn)的壓力設(shè)計(jì)值（Pc）；（3）若淤泥質(zhì)粘土的承載力特征值fak=80kPa，驗(yàn)算按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》初步判定的地基承載力是否滿足要求（不考慮深度修正）。2.某建筑場(chǎng)地進(jìn)行地基勘察，獲取地質(zhì)剖面及參數(shù)如下：地表為10m厚的粉土，飽和重度19kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=28°，粘聚力c=10kPa；其下為50m厚的飽和中砂，飽和重度20kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=35°，粘聚力c=0kPa。地下水位位于地表下2m處?，F(xiàn)需設(shè)計(jì)一樁基礎(chǔ)，樁身為C30混凝土（fcu=30MPa），采用靜壓樁施工。已知單樁豎向承載力特征值Quk=800kN。場(chǎng)地地面標(biāo)高為±0.00m，基礎(chǔ)底面埋深-1.5m。試計(jì)算：（1）樁周粉土層和樁端中砂層的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值（Qu）；（2）若安全等級(jí)為二級(jí)，荷載組合為正常使用極限狀態(tài)下的短期效應(yīng)組合，荷載設(shè)計(jì)值Qd=700kN，問此單樁能否滿足承載力要求？（提示：可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》相關(guān)公式估算樁側(cè)摩阻力和樁端阻力，假定樁長足夠穿越粉土層到達(dá)中砂層底部）。3.某場(chǎng)地邊坡高度H=10m，邊坡坡腳處設(shè)一擋土墻，墻高5m。墻后填土為粉質(zhì)粘土，重度γ=18kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=25°，粘聚力c=12kPa。地下水位距墻底2m。試按朗肯（Rankine）理論計(jì)算：（1）主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka；（2）作用于墻背的總主動(dòng)土壓力大小及作用點(diǎn)位置（距墻底的高度）。（假設(shè)墻背垂直、光滑，填土面水平）。四、簡答題（請(qǐng)簡明扼要地回答下列問題）1.簡述有效應(yīng)力原理及其在巖土工程中的重要性。2.簡述影響地基沉降的因素有哪些？3.在選擇樁基礎(chǔ)類型時(shí)，需要考慮哪些主要因素？4.簡述基坑開挖過程中可能發(fā)生的主要風(fēng)險(xiǎn)及其控制措施。5.簡述換填法和強(qiáng)夯法在地基處理中的主要區(qū)別。---試卷答案一、選擇題1.D*解析：均布荷載作用下的角點(diǎn)法是建立在布西涅斯克（Boussinesq）應(yīng)力分布理論基礎(chǔ)上的近似計(jì)算方法，通過將實(shí)際基礎(chǔ)劃分為若干個(gè)虛擬的矩形均布荷載作用在角點(diǎn)上，利用角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)進(jìn)行應(yīng)力疊加。2.C*解析：飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度是由土顆粒之間的有效應(yīng)力（σ'）和由土顆粒表面結(jié)合水膜提供的粘聚力（c）共同作用的結(jié)果，即τf=σ'tanφ+c。其中，有效應(yīng)力是控制因素。3.B*解析：靜力觸探試驗(yàn)（CPT）通過測(cè)量探頭阻力（比貫入阻力qc），其數(shù)值與土的密度、強(qiáng)度、變形模量等參數(shù)有較好的相關(guān)性，可直接或間接估算地基土的壓縮模量等壓縮性指標(biāo)。SPT主要提供擊數(shù)，反映土的強(qiáng)度和密實(shí)度。載荷試驗(yàn)是測(cè)定地基承載力最直接的方法。十字板剪切試驗(yàn)主要用于測(cè)定飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度。4.B*解析：根據(jù)太沙基理論，對(duì)于正常固結(jié)粘土，地基的極限荷載（Pl）等于臨界荷載（pcr），因?yàn)橥馏w中不存在先期固結(jié)應(yīng)力差引起的超孔隙水壓力積累。對(duì)于超固結(jié)粘土，Pl>pcr。5.C*解析：當(dāng)?shù)鼗翆虞^薄，意味著持力層位置較淺，且持力層承載力較高，此時(shí)采用擴(kuò)展基礎(chǔ)（即淺基礎(chǔ)中的獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)）最為經(jīng)濟(jì)和方便，可以直接將上部荷載傳遞到淺層的良好持力層上。6.D*解析：樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因是樁周土體相對(duì)于樁向下位移，導(dǎo)致土對(duì)樁產(chǎn)生向下的拉應(yīng)力。主要原因包括：樁周存在可壓縮的欠壓密土層，其自重固結(jié)或預(yù)壓導(dǎo)致土體下沉；樁端持力層發(fā)生固結(jié)沉降；地面沉降（如附近抽水、大量堆載）使樁周土體相對(duì)于樁向下位移。樁基施工引起的土體擾動(dòng)（如振動(dòng)、擠壓）可能產(chǎn)生正摩阻力或使土體密實(shí)，一般不直接導(dǎo)致負(fù)摩阻力。7.B*解析：邊坡失穩(wěn)的主要破壞形式包括沿滑動(dòng)面的剪切破壞、繞坡腳或坡頂?shù)膬A覆破壞、以及因剪切和傾覆組合或局部失穩(wěn)發(fā)展而成的局部破壞。沖切破壞通常不是邊坡整體失穩(wěn)的主要形式，更多見于基礎(chǔ)或墻體的局部破壞。8.C*解析：地下連續(xù)墻具有剛度大、強(qiáng)度高、止水性好、可適用于深基坑、周邊環(huán)境復(fù)雜（如鄰近建筑物、地下管線密集）等特點(diǎn)，是深大基坑支護(hù)的理想結(jié)構(gòu)形式，尤其適用于基坑較深的情況。9.D*解析：地基處理的目的根據(jù)具體工程問題而定，但通常包括提高地基承載力、降低地基壓縮性（減少沉降）、改善地基的穩(wěn)定性（如邊坡加固）、增強(qiáng)地基的抗?jié)B性能等。因此，D選項(xiàng)最全面。10.C*解析：地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)根據(jù)建筑物的重要性、層數(shù)或高度、地基復(fù)雜程度和基礎(chǔ)形式等因素確定。其中，地基復(fù)雜程度（如軟土厚度、液化勢(shì)、特殊性土等）對(duì)變形的影響最為顯著。當(dāng)?shù)鼗貏e復(fù)雜，或建筑物對(duì)不均勻沉降極為敏感時(shí)，可能屬于III級(jí)（沉降量較大，對(duì)建筑物影響嚴(yán)重），此時(shí)對(duì)變形控制要求最高，危害最大。二、填空題1.孔隙水壓力2.有效應(yīng)力，粘聚力3.地基承載力，變形（或沉降），防水4.分層總和法5.豎向抗壓，摩擦6.擋土墻，土釘墻，錨桿支護(hù)7.整體穩(wěn)定性，局部變形（或構(gòu)件承載力）8.濕陷性黃土，膨脹土9.工程類型，規(guī)模，重要性，地基條件10.地基復(fù)雜程度，基礎(chǔ)形式三、計(jì)算題1.解：（1）計(jì)算基礎(chǔ)底面處土的自重應(yīng)力σc：σc=γ?d+γ?h=17kN/m3×1.0m+18.5kN/m3×6.0m=17+111=128kPa計(jì)算基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力系數(shù)：l/b=3.0m/2.0m=1.5，m/l=2.0m/3.0m=0.667由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》查表得，矩形基礎(chǔ)中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力系數(shù)α?=0.237，邊緣點(diǎn)下的附加應(yīng)力系數(shù)α?=α<0xE2><0x82><0x99>=0.273(偏心距e=0.1m，l/b=1.5時(shí))計(jì)算基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力σz：σz=C?=4α?×q?=4×0.273×(Fk+Gk)/A其中，基礎(chǔ)自重Gk=γ?dA+γ?hA=17×1.0×6.0+18.5×6.0×3.0=102+331=433kNq?=Fk+Gk=800+433=1233kNA=2.0m×3.0m=6.0m2σz=4×0.273×1233/6.0=279.8kPa基礎(chǔ)底面邊緣處的壓力設(shè)計(jì)值P：P=σc+σz=128+279.8=407.8kPa（2）基礎(chǔ)底面中心點(diǎn)的壓力設(shè)計(jì)值Pc：Pc=σc+C?=128+4α?×q?=128+4×0.237×1233/6.0=128+248.2=376.2kPa（3）地基承載力驗(yàn)算：地基承載力設(shè)計(jì)值f=fak×γ_m×γ_bγ_m=(γ?d+γ?h)/(d+h)=(17×1.0+18.5×6.0)/(1.0+6.0)=137/7=19.57kN/m3深度修正系數(shù)γ_b：查規(guī)范，對(duì)于條形基礎(chǔ)，取基礎(chǔ)寬度b=3.0m，查表得γ_b=1.0(當(dāng)b≤3m時(shí))f=80×19.57/1.0=1575.6kPa基礎(chǔ)底面邊緣處壓力設(shè)計(jì)值P=407.8kPa<f=1575.6kPa結(jié)論：初步判定的地基承載力滿足要求。2.解：（1）計(jì)算樁側(cè)摩阻力設(shè)計(jì)值Qs：假設(shè)樁長L=10m（題目未給，需假設(shè)或按經(jīng)驗(yàn)估算），樁穿越10m粉土進(jìn)入50m中砂。考慮樁周10m粉土和40m中砂。粉土層：假設(shè)平均粘聚力c?=10kPa，平均內(nèi)摩擦角φ?=28°，重度γ?=19kN/m3。按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》公式估算樁側(cè)摩阻力（簡化）：Qs_粉=α_粉×u×L_粉×q_sk其中，樁周長u=πd(假設(shè)樁徑d)，q_sk為樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值?？山迫_sk≈10c?+σ?'tanφ?（經(jīng)驗(yàn)公式或查表），σ?'為平均有效應(yīng)力，取σ?'≈σc=γ?h=19kN/m3×10m=190kPa。q_sk_粉≈10×10+190×tan(28°)≈100+190×0.5317≈176kPaα_粉可取0.8（經(jīng)驗(yàn)值）Qs_粉=0.8×πd×10m×176kPa=4430.5πdkN中砂層：假設(shè)平均粘聚力c?=0，平均內(nèi)摩擦角φ?=35°，重度γ?=20kN/m3。按類似公式：Qs_砂=α_砂×u×L_砂×q_skq_sk_砂≈0+σ?'tanφ?=20×40m×tan(35°)=800×0.7002=560.16kPaα_砂可取0.9（經(jīng)驗(yàn)值）Qs_砂=0.9×πd×40m×560.16kPa=20166.24πdkN總樁側(cè)摩阻力設(shè)計(jì)值Qu=Qs_粉+Qs_砂=(4430.5+20166.24)πd=24596.74πdkN（注：此為簡化估算，實(shí)際設(shè)計(jì)需查規(guī)范具體公式和參數(shù)）（2）計(jì)算樁端阻力設(shè)計(jì)值Qp：Qp=α_p×A_p×q_pk其中，樁端面積Ap=π(d/2)2=πd2/4，樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值q_pk。假設(shè)樁端進(jìn)入中砂層底部，取q_pk=4c?+σ?'tanφ?=4×0+20×40×tan(35°)=800×0.7002=560.16kPa（同中砂層側(cè)摩阻力估算方法）。α_p通常取0.4~0.65，取0.5（經(jīng)驗(yàn)值）Qp=0.5×πd2/4×560.16=0.5×πd2×140.04=70.01πd2kN（3）總單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值Qu：Qu=Qs+Qp=24596.74πd+70.01πd2kN（4）承載力驗(yàn)算：安全等級(jí)二級(jí)，荷載組合為正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合，荷載設(shè)計(jì)值Qd=700kN。要求Qu≥Qd24596.74πd+7