2017年注册土木工程师（岩土）《专业案例考试（下）》真题及详解一、案例分析题（每题的四个备选答案中只有一个符合题意）1．室内定水头渗透试验，试样高度40mm，直径75mm，测得试验时的水头损失为46mm，渗水量为每24小时3520cm3，问该试样土的渗透系数最接近下列哪个选项？（）A．1.2×10－4cm/sB．3.0×10－4cm/sC．6.2×10－4cm/sD．8.0×10－4cm/s答案：D解析：根据《土工试验方法标准》（GB/T 50123—2019）第16.2.3条，常水头渗透系数应按下式计算：k T＝2QL/[At（H1＋H2）]，在本题中可以简化为：k T＝QL/（AHt）。
式中，Q为时间t秒内的渗出水量（cm3）；A为试样的断面积（cm2）；H为平均水位差（cm）；L为两测压管中心间的距离（cm）。
代入数据得：2．取土试样进行压缩试验，测得土样初始孔隙比0.85，加载至自重压力时孔隙比为0.80。
根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021－2001）（2009年版）相关说明，用体积应变评价该土样的扰动程度为下列哪个选项？（）A．几乎未扰动B．少量扰动C．中等扰动D．很大扰动答案：C解析：根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009年版）第9.4.1条条文说明，土样受扰动的程度分为几乎未扰动、少量扰动、中等扰动、严重扰动四类，可根据压缩曲线特征评定，如果先期固结压力未能确定，可改用体积应变εv作为评定指标：式中：e0为土样的初始孔隙比，Δe为加荷至自重压力时的孔隙比变化量。
2%＜εv＝2.7%＜4%，查表9.1（见题2解表）得：该土扰动程度为中等扰动。
题2解表评价土试样扰动程度的参考标准3．某抽水试验，场地内深度10.0～18.0m范围内为均质、各向同性等厚、分布面积很大的砂层，其上下均为黏土层，抽水孔孔深20.0m，孔径为200mm，滤水管设置于深度10.0～18.0m段。
另在距抽水孔中心10.0m处设置观测孔，原始稳定地下水位埋深为1.0m，以水量为1.6L/s长时间抽水后，测得抽水孔内稳定水位埋深为7.0m，观测孔水位埋深为2.8m，则含水层的渗透系数k最接近以下哪个选项？（）A．1.4m/dB．1.8m/dC．2.6m/dD．3.0m/d答案：D解析：根据《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL 320—2005）附录B表B-1单孔抽水渗透系数计算公式表，由题意可知，该抽水试验为承压水完整井，计算公式为：式中，Q＝1.6L/s＝1.6×10－3×24×60×60＝138.24m3/d；M＝18.0－10.0＝8.0m，S＝7.0－1.0－（2.8－1.0）＝4.2m。
代入数据计算得：4．某公路工程采用电阻应变式十字板剪切试验估算软土路基临界高度，测得未扰动土剪损时最大微应变值R y＝300με，传感器的率定系数ξ＝1.585×10－4kN/με，十字板常数K＝545.97m－2，取峰值强度的0.7倍作为修正后现场不排水抗剪强度，据此估算的修正后软土的不排水抗剪强度最接近下列哪个选项？（）A．12.4kPaB．15.0kPaC．18.2kPaD．26.0kPa答案：C解析：根据《工程地质手册》（第五版）第三篇第四章第二节，计算土的不排水抗剪强度公式如下：S u＝K·ξ·R y＝545.97×1.585×10－4×300＝25.96kPa一般认为十字板测得的不排水抗剪强度是峰值强度，其值偏高。
需用用修正系数μ来折减，μ＝0.7，则修正后软土的不排水抗剪强度为：C u＝μS u＝0.7×25.96＝18.2kPa5．均匀深厚地基上，宽度为2m的条形基础，埋深1m，受轴向荷载作用。
经验算地基承载力不满足设计要求，基底平均压力比地基承载力特征值大了20kPa；已知地下水位在地面下8m，地基承载力的深度修正系数为1.60，水位以上土的平均重度为19kN/m3，基础及台阶上土的平均重度为20kN/m3。
如采用加深基础埋置深度的方法以提高地基承载力，将埋置深度至少增大到下列哪个选项时才能满足设计要求？（）A．2.0mB．2.5mC．3.0mD．3.5m答案：A解析：①基础加深前，依题，基底平均压力为：P k＝f ak＋20。
②基础加深后，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.4条，当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：f a＝f ak＋ηbγ（b－3）＋ηdγm（d－0.5）式中，b为基础底面宽度，不足3m时按3m取；f a为修正后的地基承载力特征值，kPa；f ak为地基承载力特征值，kPa；ηd和ηb为基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数；γ为基础底面以下土的重度，KN/m3；γm为基础底面以上土的加权平均重度，KN/m3；d为基础埋置深度，m。
故可得地基承载力为：P k＋20（d－1）＝f a＝f ak＋0＋ηdγm（d－0.5）＝f ak＋1.6×19×（d－0.5）即：P k＝f ak＋10.4d＋4.8，将P k＝f ak＋20代入，解得：d＝1.46m。
结合选项可知，2.0m为满足深度要求的最小值。
6．某饱和软黏土地基上的条形基础，基础宽度3m，埋深2m，在荷载F、M共同作用下，该地基发生滑动破坏，已知圆弧滑动面如图（图中尺寸单位为mm）所示，软黏土饱和重度16kN/m3，滑动面上土的抗剪强度指标：c＝20kPa，φ＝0。
上部结构传至基础顶面中心的竖向力F＝360kN/m，基础及基础以上土体的平均重度为20kN/m3，求地基发生滑动破坏时作用于基础上的力矩M的最小值最接近下列何值？（）题6图（尺寸单位：mm）A．45kN·m/mB．118kN·m/mC．237kN·m/mD．285kN·m/m答案：C解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.4.1条，地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。
当地基发生滑动破坏时，最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求：M R/M S≥1.2。
式中，M R为滑动力矩；M S为抗滑力矩。
上式偏保守，理论上M R/M S＝1.0时发生滑动破坏，代入数据得：解得：M＝237kN·m/m。
7．某3m×4m矩形独立基础如图（图中尺寸单位为mm）所示，基础埋深2.5m，无地下水。
已知上部结构传递至基础顶面中心的力为F＝2500kN，力矩为M＝300kN·m。
假设基础底面压力线性分布，求基础底面边缘的最大压力最接近下列何值？（基础及其上土体的平均重度为20kN/m3）（）题7图（尺寸单位：mm）A．407kPaB．427kPaC．465kPaD．506kPa答案：B解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.2条第2款，当偏心荷载作用时：p kmax＝[（F k＋G k）/A]＋（M k/W）式中，M k为相应于作用的标准组合时，作用于基础底面的力矩值，KN·m；W为基础底面的抵抗矩，m3；p kmax为相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值，kPa。
依题意可得：F x＝Fcos60°＝2500cos60°＝1250kNF y＝Fsin60°＝2500sin60°＝2165kN偏心距为：e＝∑M/∑N＝（1250×1.5－300）/（2165＋3×4×2.5×20）＝0.57＜b/6＝4/6＝0.67，为小偏心。
当基础底面形状为矩形且偏心距e＜b/6时，p kmax应按下式计算：代入数据计算得：8．某矩形基础，底面尺寸2.5m×4.0m，基底附加压力p0＝200kPa，基础中心点下地基附加应力曲线如图所示。
问：基底中心点下深度1.0～4.5m范围内附加应力曲线与坐标轴围成的面积A（图中阴影部分）最接近下列何值？（图中尺寸单位为mm）（）题8图（尺寸单位：mm）A．274kN/mB．308kN/mC．368kN/mD．506kN/m答案：B解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.3.5条，计算地基变形时，地基内的应力分布，可采用各向同性均质线性变形体理论。
其最终变形量可按下式进行计算：式中，s为地基最终变形量（mm）；s′为按分层总和法计算出的地基变形量；ψs为沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定；n为地基变形计算深度范围内所划分的土层数；p0为相应于作用的准永久组合时基础底面处的附加压力（kPa）；E si为基础底面下第i层土的压缩模量（MPa）；z i和z i－1基础底面至第i层土、第i－1层土底面的距离（m）；αi和αi－1为基础底面计算点至第i层土、第i－1层土底面范围内平均附加应力系数。
已做l＝2.0m，b＝1.25m，查附录K表K.0.1，各参数计算结果见题8解表。
题8解表计算结果汇总附加应力曲线与坐标轴围成的面积A为：9．位于均值黏性土地基上的钢筋混凝土条形基础，基础宽度为2.4m，上部结构传至基础顶面相应于荷载效应标准组合时的竖向力为300kN/m，该力偏心距为0.1m，黏性土地基天然重度18.0kN/m3，孔隙比0.83，液性指数0.76，地下水位埋藏很深。
由载荷试验确定的地基承载力特征值f ak＝130kPa，基础及基础上覆土的加权平均重度取20.0kN/m3。
根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）验算，经济合理的基础埋深最接近下列哪个选项的数值？（）A．1.1mB．1.2mC．1.8mD．1.9m答案：B解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.4条，当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：ƒa＝ƒak＋ηbγ（b－3）＋ηdγm（d－0.5）式中，b为基础底面宽度，不足3m时按3m取；f a为修正后的地基承载力特征值，kPa；f ak为地基承载力特征值，kPa；ηd和ηb为基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数；γ为基础底面以下土的重度，kN/m3；γm为基础底面以上土的加权平均重度，kN/m3；d为基础埋置深度，m。
黏性土孔隙比为0.83，液性指数为0.76，查表5.2.4（见题9解表）得：ηb＝0.3，ηd＝1.6。