土木工程師-專業(yè)案例（巖土）-基坑工程與地下工程-7.2地下工程

土木工程師-專業(yè)案例（巖土）-基坑工程與地下工程-7.2地下工程[單選題]1.某電站引水隧洞，圍巖為流紋斑巖，其各項(xiàng)評(píng)分見表，實(shí)測(cè)巖體縱波波速平均值為3320m/s，巖塊的縱波波速為41（江南博哥）76m/s。巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rb＝55.8MPa，圍巖最大主應(yīng)力σm＝11.5MPa，按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487—2008）的要求進(jìn)行的圍巖分類是下列哪一選項(xiàng)？()[2011年真題]題1表A.Ⅰ類B.Ⅱ類C.Ⅲ類D.Ⅳ類正確答案：C參考解析：根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487—2008）附錄N第N.0.7條規(guī)定，可按下面方法判別圍巖類型：①圍巖總評(píng)分為：T＝20＋28＋24－3－2＝67＜85，65＜T≤85，根據(jù)表N.0.7，判別為Ⅱ類圍巖。②圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比：S＝Rb·kv/σm，式中，kv＝（3320/4176）2＝0.63，代入得：S＝Rb·kv/σm＝55.8×0.63/11.5≈3.1＜4③根據(jù)表N.0.7注，由于強(qiáng)度應(yīng)力比小于4，圍巖級(jí)別相應(yīng)降低一級(jí)，可判斷為Ⅲ類圍巖。[單選題]2.某新建鐵路隧道埋深較大，其圍巖的勘察資料如下：①巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc＝55MPa，巖體縱波波速3800m/s，巖石縱波波速4200m/s。②圍巖中地下水水量較大。③圍巖的應(yīng)力狀態(tài)為極高應(yīng)力。試問(wèn)其圍巖的級(jí)別為下列哪個(gè)選項(xiàng)？()[2011年真題]A.Ⅰ級(jí)B.Ⅱ級(jí)C.Ⅲ級(jí)D.Ⅳ級(jí)正確答案：C參考解析：根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2016）附錄B表B1.2-1規(guī)定，當(dāng)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc＞30MPa時(shí)，為硬質(zhì)巖。因Rc＝55MPa，可知題干中圍巖屬于硬巖。①基本分級(jí)：巖體完整性系數(shù)為：Kv＝（3800/4200）2＝0.82＞0.75查表B.1.3可知屬于完整巖石，又因巖體縱波波速為3800m/s，查表B.1.5可知圍巖基本分級(jí)為Ⅱ級(jí)。②圍巖分級(jí)修正：a.地下水修正，地下水水量較大，根據(jù)表A.2.2-2，Ⅱ級(jí)修正為Ⅲ級(jí)。b.應(yīng)力狀態(tài)為極高應(yīng)力，根據(jù)表B.2.2-4，Ⅱ級(jí)不修正。c.綜合修正為Ⅲ級(jí)。[單選題]3.在飽和軟黏土地基中開槽建造地下連續(xù)墻，槽深8.0m，槽中采用泥漿護(hù)壁，已知軟黏土的飽和重度為16.8kN/m3，cu＝12kPa，φu＝0°。對(duì)于如下圖所示的滑裂面，保證槽壁穩(wěn)定的最小泥漿密度最接近于下列哪個(gè)選項(xiàng)的數(shù)值？()[2008年真題]題3圖A.1.00g/cm3B.1.08g/cm3C.1.12g/cm3D.1.22g/cm3正確答案：B參考解析：根據(jù)三角形楔體的靜力平衡條件計(jì)算如下（取1m寬度計(jì)算）：①滑體重W為：W＝（1/2）bhγ＝（1/2）×8×8×16.8＝537.6kN②由黏聚力產(chǎn)生的抗滑力為：③漿液產(chǎn)生的壓力為P為：P＝（1/2）γH2＝（1/2）γ×82＝32γ。④由靜力平衡可得：Pcosα＝WT解得：γ＝10.8kN/m3＝1.08g/cm3[單選題]4.兩車道公路隧道采用復(fù)合式襯砌，埋深12m，開挖高度和寬度分別為6m和5m。圍巖重度為22kN/m3，巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度為35MPa，巖體和巖石的彈性縱波速度分別為2.8km/s和4.2km/s。試問(wèn)施筑初期支護(hù)時(shí)拱部和邊墻噴射混凝土厚度范圍宜選用下列哪個(gè)選項(xiàng)？（單位：cm）()[2013年真題]A.5～8B.8～12C.12～20D.20～25正確答案：C參考解析：根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（第一冊(cè)土建工程）（JTG3370.1—2018）第3.6.2條，圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)為：BQ＝100＋3Rc＋250Kv式中，Kv為巖體完整性系數(shù)，根據(jù)附錄A第A.0.2條可知：Kv＝（vpm/vpr）2＝（2.8/4.2）2＝0.444又有：90Kv＋30＝90×0.444＋30＝69.96＞Rc＝35Kv＝0.444＜0.04Rc＋0.4＝1.8則：BQ＝100＋3Rc＋250Kv＝90＋3×35＋250×0.444＝316根據(jù)第3.6.4條表3.6.4可知圍巖分類為Ⅳ類。查附錄P表P.0.1可知，噴射混凝土厚度應(yīng)為12～20cm。[單選題]5.如圖所示某山區(qū)擬建一座尾礦堆積壩，堆積壩采用尾礦細(xì)砂分層壓實(shí)而成，尾礦的內(nèi)摩擦角為36°，設(shè)計(jì)壩體下游坡面坡度α＝25°。隨著庫(kù)內(nèi)水位逐漸上升，壩下游坡面下部會(huì)有水順坡滲出，尾礦細(xì)砂的飽和重度為22kN/m3，水下內(nèi)摩擦角33°。試問(wèn)壩體下游坡面滲水前后的穩(wěn)定系數(shù)最接近下列哪個(gè)選項(xiàng)？()[2014年真題]題5圖A.1.56，0.76B.1.56，1.39C.1.39，1.12D.1.12，0.76正確答案：A參考解析：由題意可知，滲水前穩(wěn)定系數(shù)為：滲水后穩(wěn)定系數(shù)為：Ks＝（γ′/γsat）×（tanφ/tanα）＝（12/22）×（tan33°/tan25°）＝0.76由此可知，A項(xiàng)數(shù)值最為接近。[單選題]6.有一傾倒式危巖體，高6.5m，寬3.2m（見下圖，可視為均質(zhì)剛性長(zhǎng)方體），危巖體的密度為2.6g/cm3。在考慮暴雨使后緣張裂隙充滿水和水平地震加速度值為0.20g的條件下，危巖體的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為下列哪個(gè)選項(xiàng)？（重力加速度取10m/s2）()[2014年真題]題6圖A.1.90B.1.76C.1.07D.0.18正確答案：C參考解析：根據(jù)《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第五版）第十篇第三章第二節(jié)邊坡穩(wěn)定分析方法，塌體的抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)為：式中，a為崩塌體寬的1/2，a＝1/2×3.2＝1.6m，h0為水位高，暴雨時(shí)等于巖體高，即h0＝6.5m。巖體抗傾覆力為：W＝3.2×6.5×2.6×10＝540.8kN/m水平地震力為：F＝ma＝3.2×6.5×2.6×0.20×10＝108.16kN/m所以危巖體的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為：[單選題]7.某公路路塹，存在一折線形均質(zhì)滑坡，計(jì)算參數(shù)如下表所示，若滑坡推力安全系數(shù)為1.20。第一塊滑體剩余下滑力傳遞到第二滑體的傳遞系數(shù)為0.85，在第三塊滑體后設(shè)置重力式擋墻，按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30—2015）計(jì)算作用在該擋墻上的每延米的作用力最接近下列哪個(gè)選項(xiàng)？()[2014年真題]題7表A.3900kNB.4970kNC.5870kND.6010kN正確答案：C參考解析：根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30—2015）第7.2.2條式（7.2.2-2），傳遞系數(shù)為：ψi＝cos（αi－1－αi）－sin（αi－1－αi）tanφi即0.85＝cos（35°－26°）－sin（35°－26°）×tanφi解得：tanφi＝0.88。根據(jù)式（7.2.2-1），剩余滑力公式為：Ti＝FsWisinαi＋ψiTi－1－Wicosαitanφi－ciLi式中，傳遞系數(shù)為：ψ2＝cos（26°－26°）－sin（26°－26°）×0.88＝1故第一塊滑體剩余下滑力為：T1＝1.2×5000＋0－2100＝3900kN第二塊滑體剩余下滑力為：T2＝1.2×6500＋0.85×3900－5100＝6015kN第三塊滑體剩余下滑力，即作用在該擋墻上的每延米的作用力為：T3＝1.2×2800＋1×6015－3500＝5875kN由此可知，C項(xiàng)數(shù)值最為接近。[單選題]8.某公路Ⅳ級(jí)圍巖中的單線隧道，擬采用礦山法開挖施工。其標(biāo)準(zhǔn)斷面襯砌頂距地面距離為13m，隧道開挖寬度為6.4m，襯砌結(jié)構(gòu)高度為6.5m，圍巖重度為24kN/m3，計(jì)算摩擦角為50°。試問(wèn)根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3370.1—2018）計(jì)算，該隧道水平圍巖壓力最小值最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值（單位：kPa）？()[2012年真題]A.14.8B.41.4C.46.8D.98.5正確答案：A參考解析：根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（第一冊(cè)土建工程）（JTG3370.1—2018）第6.2.2條及附錄D，深埋單洞隧道形變壓力相關(guān)知識(shí)計(jì)算：①確定計(jì)算斷面的深淺埋類型：根據(jù)第D.0.1條，荷載等效高度為：hq＝q/γ。式中，q為根據(jù)式（6.2.2-1）計(jì)算出的深埋隧道垂直均布?jí)毫?，即q＝γh，且h＝0.45×2S－1ω。代入得到：hq＝q/γ＝γh/γ＝h＝0.45×2S－1ω式中，S為圍巖級(jí)別，故S＝4；ω為寬度影響系數(shù)，計(jì)算如下：ω＝1＋i（B－5）＝1＋0.1×（6.4－5）＝1.14因此可得：hq＝0.45×24－1×1.14＝4.104m根據(jù)附錄D.0.1條規(guī)定，礦山法施工條件下，IV級(jí)圍巖淺、深埋臨界高度?。篐p＝2.5hq＝2.5×4.104＝10.26＜13m故該斷面應(yīng)按深埋隧道計(jì)算。②確定深埋隧道垂直均勻分布圍巖壓力：q＝γhq＝24×4.104＝98.50kPa③確定隧道水平圍巖壓力最小值：水平圍巖壓力按規(guī)范取側(cè)壓系數(shù)，取K0＝0.15～0.30，取小值0.15。則可得：e1＝K0×q＝0.15×98.50＝14.78kPa由此可知，A項(xiàng)數(shù)值最為接近。[單選題]9.一地下結(jié)構(gòu)置于無(wú)地下水的均質(zhì)砂土中，砂土的γ＝20kN/m3、c＝0、φ＝30°，上覆砂土厚度H＝20m，地下結(jié)構(gòu)寬2a＝8m、高h(yuǎn)＝5m。假定從洞室的底角起形成一與結(jié)構(gòu)側(cè)壁成（45°－φ/2）的滑移面，并延伸到地面（如圖），取ABCD為下滑體。作用在地下結(jié)構(gòu)頂板上的豎向壓力最接近下列哪個(gè)選項(xiàng)？()題9圖A.65kPaB.200kPaC.290kPaD.400kPa正確答案：C參考解析：由題9圖可知：2a1＝2a＋2htan（45°－φ/2）＝8＋2×5×tan30°＝13.8m取1m洞室長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，ABCD體的總重量G為：G＝2a1γH＝13.8×20×20＝5520kN。AB（或CD）面所受總的水平力為：Ea＝γH2tan2（45°－φ/2）/2＝0.5×20×202×tan230°＝1333kNAB（或CD）面所受摩擦阻力為：F＝Ea×tanψ＝1333×tan30°＝769.6kN地下結(jié)構(gòu)頂板上的豎向壓力為：q＝（G－2F）/（2a1）＝（5520－2×769.6）/13.8＝288.5kPa由此可知，C項(xiàng)數(shù)值最為接近。[單選題]10.有一個(gè)如下圖所示寬10m、高15m的地下隧道，位于碎散的堆積土中，洞頂距地面深12m，堆積土的強(qiáng)度指標(biāo)c＝0，φ＝30°，天然重度γ＝19kN/m3，地面無(wú)荷載，無(wú)地下水，用太沙基理論計(jì)算作用于隧洞頂部的垂直壓力最接近于下列哪個(gè)選項(xiàng)的數(shù)值？（注：土的側(cè)壓力采用朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)計(jì)算。）()[2007年真題]題10圖A.210kPaB.230kPaC.250kPaD.270kPa正確答案：A參考解析：根據(jù)太沙基理論：題10解圖[單選題]11.在飽和軟黏土地基中開挖條形基坑，采用8m長(zhǎng)的板樁支護(hù)，如圖所示。地下水位已降至板樁底部，坑邊地面無(wú)荷載，地基土重度為γ＝19kN/m3，通過(guò)十字板現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得地基土的抗剪強(qiáng)度為30kPa，按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，為滿足基坑抗隆起穩(wěn)定性要求，此基坑最大開挖深度不能超過(guò)()m。題11圖A.1.2B.3.3C.6.1D.8.5正確答案：B參考解析：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007—2011）附錄V規(guī)定，坑底土坑隆起穩(wěn)定性的驗(yàn)算公式為：式中，Nc為承載力系數(shù)，條形基礎(chǔ)時(shí)取Nc＝5.14；τ0為抗剪強(qiáng)度；γ為土的重度；t為支護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度；h為基坑開挖深度；q為地面荷載。故可得坑底土坑隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算：，解得：h＝3.3m。[單選題]12.某鐵路深埋隧道，其圍巖為Ⅳ類圍巖，巖體重度24kN/m3，隧道寬8.0m，高10m，該隧道圍巖垂直均布?jí)毫?)kPa。A.43.2B.56.2C.62.2D.112.3正確答案：D參考解析：根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2016）附錄D第D.0.1條第1款規(guī)定，垂直均布?jí)毫砂聪率接?jì)算確定：q＝γh，h＝0.45×2s－1ω式中，ω為寬度影響系數(shù)：ω＝1＋i（B－5）。B為坑道寬度；i為坑道寬度每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率：當(dāng)B＜5m時(shí)，取i＝0.2；當(dāng)B＞5m時(shí)，可取i＝0.1；s為圍巖級(jí)別；h為圍巖壓力計(jì)算高度。計(jì)算過(guò)程如下：①本題中：i＝0.1，則寬度影響系數(shù)為：ω＝1＋0.1×（8－5）＝1.3。②圍巖壓力計(jì)算高度為：h＝0.45×24－1×1.3＝4.68m。③圍巖垂直均布?jí)毫椋簈＝24×4.68＝112.32kPa≈112.3kPa。[單選題]13.基坑剖面如圖所示，已知砂土的重度γ＝20kN/m3，φ＝30°，c＝0，計(jì)算土壓力時(shí)，如果C點(diǎn)主動(dòng)土壓力值達(dá)到被動(dòng)土壓力值的1/3，則基坑外側(cè)所受條形附加荷載q最接近下列()kPa。題13圖A.80B.120C.180D.240正確答案：D參考解析：根據(jù)《土力學(xué)》相關(guān)知識(shí)點(diǎn)可知，由于C點(diǎn)埋深11m，小于b0＋3b1＝3＋3×3＝12m，在支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)荷載影響范圍之內(nèi)，具體分析如下：C點(diǎn)外側(cè)被動(dòng)土壓力epjk：C點(diǎn)內(nèi)側(cè)由土引起的主動(dòng)土壓力值e′ajk：C點(diǎn)內(nèi)側(cè)由外荷載引起的主動(dòng)土壓力eajk：σ1k＝q1b0/（b0＋2b1）＝q×3/（3＋2×3）＝q/3eajk＝σ1kKai＝1/3q×tan2（45°－30°/2）＝q/9故可得：q/9＋73.3＝1/3×300。解得：q＝240.3kPa。[單選題]14.某排樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑深度15m。具體土層分布情況如表所示。題