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公路工程 注册土木工程师 注册 土木工程师

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注册土木工程师考试密押资料专业案例分类模拟题25注册土木工程师考试密押资料专业案例分类模拟题25专业案例分类模拟题25一、单项选择题问题:1. 下图为某工程场地钻孔剪切波速测试的结果，据此计算确定场地土层的等效剪切波速和该场地的类别。试问下列哪个选项的组合是正确的?_ A.173m/s，类B.261m/s，类C.192m/s，类D.290m/s，类答案:B解 覆盖层厚度为18m 查建筑抗震设计规范(GB 500112010)表4.1.6，场地为类。 问题:2. 某混凝土水工重力坝场地的设计地震烈度为8度，在初步设计的建基面标高以下深度15m范围内分布的地层和剪切波速列于下表。 层 序 地层名称 层底深度(m) 剪切波速vs(m/s) 中砂 6 235 圆砾 9 336 卵石 12 495 基岩 15 720 已知该重力坝的基本自振周期为0.9s，在考虑设计反应谱时，下列特征周期Tg和设计反应谱最大值的代表值max的不同组合中，哪个选项的取值是正确的?_A.Tg=0.20s，max=2.50B.Tg=0.20s，max=2.00C.Tg=0.30s，max=2.50D.Tg=0.30s，max=2.00答案:D解 根据水工建筑物抗震设计规范(DL 50732000)，其覆盖层厚度为12m，vsm为土层平均剪切波速，取建基面以下15m内且不深于场地覆盖层厚度的各层剪切波速，按土层厚度加权平均 属于中硬场地，场地类别为类，特征周期Tg=0.3s。 设计反应谱最大值代表值max，对于重力坝max=2.0。 问题:3. 在地震烈度为8度的场地修建采用天然地基的住宅楼，设计时需要对埋藏于非液化土层之下的厚层砂土进行液化判别。下列哪个选项的组合条件可初步判别为不考虑液化影响?_A.上覆非液化土层厚5m，地下水位深度3m，基础埋深2.0mB.上覆非液化土层厚5m，地下水位深度5m，基础埋深1.0mC.上覆非液化土层厚7m，地下水位深度3m，基础埋深1.5mD.上覆非液化土层厚7m，地下水位深度5m，基础埋深1.5m答案:D解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)，8度设防区，液化特征深度d0=8m；基础埋置深度db=2.0m(不超过2m，按2m计)。 Adud0+db-2，58+2-2=8 dwd0+db-3，38+2-3=7 du+dw1.5d0+2db-4.5，5+31.58+22-4.5=11.5 (A)液化 Bdud0+db-2，58+2-2=8 dwd0+db-3，58+2-3=7 du+dw1.5d0+2db-4.5，5+51.58+22-4.5=11.5 (B)液化 Cdud0+db-2，78+2-2=8 dwd0+db-3，38+2-3=7 du+dw1.5d0+2db-4.5，7+31.58+22-4.5=11.5 (C)液化 Ddud0+db-2，78+2-2=8 dwd0+db-3，58+2-3=7 du+dw1.5d0+2db-4.5，7+51.58+22-4.5=11.5 (D)不液化 问题:4. 某水利工程位于8度地震区，抗震设计按近震考虑。勘察时地下水位在当时地面以下的深度为2.0m，标准贯入点在当时地面以下的深度为6.0m。实测砂土(黏粒含量c3%)的标准贯入锤击数为20击。工程正常运行后下列四种情况中哪个选项在地震液化复判中应将砂土判为液化土?_A.场地普遍填方3.0mB.场地普遍挖方3.0mC.地下水位普遍上升3.0mD.地下水位普遍下降3.0m答案:B解 根据水利水电工程地质勘察规范(GB 504872008)附录P，填方和水位下降均致砂土液化可能性减小，排除选项A和选项D。 选项B挖方3m，c3%，取3%。 8度设防，近震N0=10。 挖方3m，水位地面淹没，dw=0。 ds当标贯点在地面以下5m以内的深度时，应取5m。 挖方3m，标贯点深为3m，按5m计，ds=5m。 Ncr=100.9+0.1(5-0)=14 工程正常运用时，标贯点和水位深度和开始不一样时，应对N作校正 式中：N实测标贯击数，N=20； ds工程正常运用时，标贯点在当时地面以下的深度，ds=3m； dw工程正常运用时，地下水在当时地面以下深度，dw=0(淹没)； ds标贯点在当时地面下深度，ds=6m； dw标贯时，地下水位在当时地面以下深度，dw=2m。 NNcr，液化 选项C地下水位上升3m Ncr=N00.9+0.1(ds-dw)=100.9+0.1(6-0)=15 ，ds=3m，dw=0，ds=6m，dw=2m NNcr，不液化 问题:5. 某8层建筑物高24m，筏板基础宽12m，长50m，地基土为中密一密实细砂，深宽修正后的地基承载力特征值fa=250kPa。按建筑抗震设计规范(GB 500112010)验算天然地基抗震竖向承载力。问在容许最大偏心距(短边方向)的情况下，按地震作用效应标准组合的建筑物总竖向作用力应不大于下列哪个选项的数值?_A.76500kNB.99450kNC.117000kND.195000kN答案:B解 地基抗震承载力 faE=afa，a=1.3 faE=1.3250=325kPa，pmax1.2faE=1.2325=390kPa ，基底面与地基土之间零应力区面积不应超过基底面面积的15%。 问题:6. 某公路桥梁场地地面以下2m深度内为亚黏土，重度18kN/m3；深度29m为粉砂、细砂，重度20kN/m3；深度9m以下为卵石，实测7m深度处砂层的标贯值为10。场区水平地震系数Kh为0.2，地下水位埋深2m。已知地震剪应力随深度的折减系数Cv=0.9，标贯击数修正系数Cn=0.9，砂土黏料含量Pc=3%。按公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)，7m深度处砂层的修正液化临界标准贯入锤击数Nc最接近的结果和正确的判别结论应是下列哪个选项?_ A.Nc为10，不液化B.Nc为10，液化C.Nc为12，液化D.Nc为12，不液化答案:C解 根据公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)第2.2.3条，当N1Nc时为液化。 N1=CnN 式中：Cn标贯击数修正系数； N实测标贯击数； Kh水平地震系数，8度设防时Kh=0.2； Cv地震剪应力随深度折减系数，ds=7m，Cv=0.945； e标贯点处土的有效覆盖压力； 0标准贯入点处土的总覆压力。 0=udw+d(ds-dw)=182+20(7-2)=136kPa e=udw+(d-10)(ds-dw)=182+(20-10)(7-2)=86 式中：u水位以上土重度； d水位以下土重度； dw水位埋深； ds标贯点深度。 为黏粒含量修正系数，Pc为黏粒含量，取3%，则 0=136kPa，查表2.2.3-1，Cn=0.9 N1=CnN=0.910=9 N1Nc，液化。 二、计算题问题:1. 某场地土层分布如下：01.5m为填土，土层剪切波速vs=80m/s；1.57.5为粉质黏土，vs=210m/s；7.519m为粉细砂，vs=243m/s；1926m为砾石，vs=350m/s；26m以下为砾岩，vs500m/s。试判定该场地的类别。答案:确定场地覆盖层厚度 按建筑抗震设计规范(GB 500112010)第4.1.4条规定，覆盖层厚度为地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离，所以该场地覆盖层厚度为26m。 (2)计算等效剪切波速 计算深度d0取覆盖层厚度和20m两者的较小值，故d0=20m。 覆盖层厚度26m，vse在140250m/s之间，场地类别为类。 问题:2. 某独立基础尺寸2.0m1.5m，埋深1.5m，上部结构传来竖向力Fk=1000kN，弯矩Mk=100kNm，作用地震竖向拉力F1=60kN，水平力Hk=190kN，地基为密实中砂，承载力特征值fak=220kPa，内摩擦角k=30，重度=18kN/m3，基底与土之间摩擦系数=0.18，试验算地基抗震承载力和抗水平滑移承载力。 答案:解 (1)经深、宽修正后的地基承载力特征值 根据建筑抗震设计规范(GB 500072010)表5.2.4得d=3.0，d=4.4。 fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) =220+0+4.4181.0=299.2kPa (2)地基抗震承载力 faE=afa 根据建筑地基基础设计规范(GB 500112010)表4.2.3，地基土抗震承载力调整系数a=1.5。 faE=1.5299.2=448.8kPa (3)验算竖向承载力 偏心距 pmin=343.3-185=158.3kPa0 考虑地震力作用时，基础底面压力满足要求。 (4)验算抗水平滑移承载力 基底竖向力 Fk-F1+Gk=1030kN 基底摩阻力 10300.18=185.4kN 基础侧面被动土压力 Eal=15.21.5=22.8kN 根据现行构筑物抗震设计规范(GB 501911993)，基础正侧面土的水平抗力可采用被动土压力的1/3。 基础抗水平滑移承载力 所以，基础抗水平滑移承载力满足要求。 问题:3. 某建筑物的土层分布：03m黏土，承载力特征值fak=150kPa；36m粉砂，平均标贯击数N=6.5；67.5m粉土，粒径小于0.005mm的黏粒含量14%；7.510m粉砂，平均标贯击数N=10。8度地震区，地下水位在地面下1.5m，试判断粉砂层是否液化。若会液化，采用砂石桩法处理地基，要求复合地基承载力特征值fspk=170kPa，试设计砂石桩复合地基。答案:计算液化判别标贯击数临界值 8度地震，设计地震分组为第一组，N0=12，=0.8 dw=1.5m，粉砂，c=3 6m处粉砂， 10m处粉砂， (2)确定砂石桩面积置换率 砂石桩采用沉管挤密碎石桩对土有挤密作用，根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)，式4.4.3计算挤土桩面积置换率 N1=Np+100m(1-e-0.3Np) 式中：N1打桩后的标准贯入击数； Np打桩前的标准贯入击数； m面积置换率。 6m处 10m处 (3)砂石桩设计 砂石桩，桩径0.5m，桩长10m，采用沉管挤密碎石桩，三角形布桩，m=0.087 估算桩体承载力特征值 fspk=mfpk+(1-m)fsk fsk=150kPa，要求复合地基承载力特征值fspk=170kPa，即 170=0.087fpk+(1-0.087)150=0.087fpk+137fpk=379kPa 桩体承载力特征值应达379kPa。 碎石桩复合地基竣工后应进行复合地基载荷试验，检验复合地基承载力是否满足设计要求；桩体应进行重型动力触探，检验密实度；桩间粉砂土层应进行标贯试验，检验标贯击数是否能达N1值。 4. 某预制方桩，截面尺寸0.35m0.35m，桩长13.0m，桩顶离地面6.0m，桩底离地面19m，土层分布：08.0m为粉质黏土，qsik=25kPa；8.014.4m为粉土，qsik=30kPa，黏粒含量2.5%；14.418m为粉砂，qsik=35kPa；1819m为砾砂，qsik=50kPa，qpk=3000kPa。试回答：(1)粉土和粉砂不发生液化时的单桩竖向抗震承载力特征值；(2)粉土和粉砂发生液化，在13m处标贯击数N=11，17m处标贯击数N=18，地下水位2.5m，8度地震区，试计算单桩竖向抗震承载力特征值。答案:解 (1)粉土和粉砂土层不发生液化时，单桩竖向抗震承载力特征值计算 单桩极限承载力标准值 Quk=40.35(2.025+6.430+3.635+1.050)+0.3523000 =1.4(50+192+126+50)+367.5 =585.2+367.5=952.7kN 单桩承载力特征值 Ra=952.7/2=476.4kN 按规范建筑抗震设计规范(GB 500112010)规定，非液化土中单桩竖向抗震承载力特征值可比非抗震设计时提高25%。 所以单桩竖向抗震承载力特征值为476.41.25=595.9kN。 (2)粉土和砂土层发生液化时，单桩竖向抗震承载力特征值计算 13m处粉土 11/19.01=0.580.6 17m处粉砂 18/21.21=0.85 桩承受全部地震作用，根据规范GB 500112010表4.4.3，土层液化影响折减系数，粉土，粉砂。 Quk=40.352.025+6.430+3.635+1.050+0.3523000 =1.4(50+64+126+50)+367.5=773.5 考虑液化时单桩竖向抗震承载力特征值为 地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用(=0.1max)，这时单桩承载力应扣除液化土层的全部摩阻力和桩承台下2.0m深度范围内非液化土的桩周摩阻力。 Quk=40.35(2.00+6.40+3.60+1.050)+0.3523000 =70+367.5=437.5kN 考虑液化时，单桩竖向抗震承载力特征值为 RaE=437.5121.25=273.4kN 当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土层时，桩的抗震验算取以上、两种情况，按不利情况设计。 5. 某工程为桩箱基础，采用0.35m0.35m预制桩，桩长13m，桩顶离地面6.0m，总桩数330根，土层分布同上题，作用于箱基顶部竖向荷载Fk+Gk=79200kN，结构总水平地震力FE=13460kN，由FE作用产生的倾覆力矩设计值ME=38539kNm，已知边桩距中心轴ymax=5.0m，8度地震区，类场地，结构自振周期T=1.1s，土的阻尼比=0.05，试验算桩基础竖向抗震承载力。 答案:解 根据上题知，考虑粉土和砂土液化：桩承受全部地震作用时，单桩竖向地震承载力特征值RE=483.4kN；地震作用按=0.1max时，单桩竖向地震承载力特征值RE=273.4kN。 基桩的竖向力计算如下： (1)桩承受全部地震作用时，边桩竖向力为 (2)地震作用按水平地震影响系数最大值10%采用时 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)表5.1.4-2，类场地特征周期Tg=0.35s。 地震影响系数和=0.1max两者比值为 因此，由地震作用引起的倾覆力矩ME应减小到28%。 ME=3853928%=10790.9kNm 6. 和上题同条件，若粉质黏土的地基水平抗力系数的比例系数m1=15MN/m4，粉土m2=25MN/m4，粉土黏粒(0.005mm的颗粒)为2.5%，在深度8.8m处标贯试验击数N=10，群桩效应综合系数h=1.0，试验算桩基水平地震承载力。答案:计算液化判别标准贯入击数临界值Ncr 8度地震区，第一组，N0=12，=0.8，da=8.8m，dw=2.5m Ncr=120.8ln(0.68.8+1.5)-0.12.5=15.97 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)第4.4.3条，对液化土层的水平抗力应乘以液化折减系数。 从建筑抗震设计规范(GB 500112010)表4.4.3查得：N=0.63，ds=8.8，。 (2)计算m值 根据建筑桩基技术规范(JGJ 942008)表5.7.5注第3条，当地基为可液化土层时，应将m值乘以表5.3.12中的折减系数(查表为)；根据其附录C，分层土主要影响深度hm=2(d+1)=2(0.395+1)=2.8m范围内的m值计算。 (3)计算水平变形系数 b0=1.5b+0.5=1.50.35+0.5=1.025m C30混凝土，Ec=3107kN/m2，EI=0.8531071.2510-3=31875kNm2 (4)计算单桩水平承载力特征值 h=0.82213=10.74，由建筑桩基技术规范(JGJ 942008)表5.4.2知，桩顶水平位移系数x=2.44(桩顶铰接)。 根据建筑桩基技术规范(JGJ 942008)，预制桩水平承载力设计值为 式中：xoa桩顶容许水平位移，取10mm。 (5)计算群桩复合基桩水平承载力特征值 Rh1=hRh=1.0Rh=1.067.3=67.3kN (6)计算箱基侧面被动土压力 2.5m处土压力强度 ep=2.5181.42=63.9kPa 箱基底部土压力 ep=(2.518+3.58)1.42+3.510=138.66kPa 作用在箱基侧面被动土压力为 根据构筑物抗震设计规范(GB 501911993)规定，基础侧面土的水平抗力可采用被动土压力的。 箱基侧面土的水平抗力为 434.3610.71/3=1549.2kN (7)验算桩箱基础抗地震水平承载力 T=67.3330+1549.2=22209+1549.2=23758.2kN T=23758.2kNFE=13460kN 桩箱基础地震水平承载力满足要求。 问题:7. 某工程的结构自振周期T=1.0s，8度地震区，设计地震分组为第一组，场地土层分布为：02.7m填土，剪切波速vs=160m/s；2.75.5m砂质黏土，vs=160m/s；5.56.6黏土，vs=180m/s；6.612.6m砂卵石，vs=280m/s；12.618.0m基岩，vs=600m/s。试计算地震影响系数(阻尼比=0.05)。答案:解 (1)确定场地覆盖层厚度 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)第4.1.4条关于建筑场地覆盖层厚度的确定，该场地覆盖层厚度为12.6m。 (2)计算等效剪切波速 计算深度d0取覆盖层厚度和20m两者较小值，故d0=12.6m。 根据覆盖层厚度和等效剪切波速，查建筑抗震设计规范(GB 500112010)表4.1.6，场地类别为类。 (3)计算地震影响系数a 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)表5.1.4-1和表5.1.4-2，对于8度地震、类场地和设计地震第一组，其水平地震影响系数最大值max=0.16，特征周期Tg=0.35s。 T=1.05，故TgT5Tg。 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)图5.1.5地震影响系数曲线 式中：Tg5Tg曲线段衰减指数，取0.9。 2阻尼调整系数，=0.05时，取1.0。 问题:8. 已知有如图所示属于同一设计地震分组的A、B两个土层模型，试判断其场地特征周期Tg的大小。 答案:解 (1)分别求出地面至基岩面范围内的等效剪切波速 (2)确定覆盖层厚度 A、B模型均为12m。 (3)按规范判别场地类型 场地类型均为类。 由此得出，两个模型特征周期应相同。 问题:9. 建筑场地抗震设防烈度8度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.2g，基础埋深2m，采用天然地基，场地地质剖面如图所示，地下水位于地面下2m。为分析基础下粉砂、粉土、细砂液化问题，钻孔时沿不同深度进行了现场标贯试验，其位置标高及相应标贯试验击数如图所示，粉砂、粉土及细砂的黏粒含量百分率c也标明在图上，试计算该地基液化指数IlE及确定它的液化等级。 答案:解(1)计算各测点的标贯临界击数 计算粉砂层Ncr值。 8度地震区，第一组，N0=12，=0.8，dw=2.0m，砂土c=3 点1 Ncr1=120.8ln(0.63+1.5)-0.12=9.5411，不液化。 点2 Ncr2=120.8ln(0.65+1.5)-0.12=12.5211，液化。 点3 Ncr3=120.8ln(0.67+1.5)-0.12=14.7913，液化。 粉土层液化问题，根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)条文4.3.3条规定，抗震设防裂度8度，粉土黏粒含量百分率大于13，可判为不液化土，故不必计算Ncr值。 细砂层Ncr计算。 点6 Ncr6=120.8ln(0.613+1.5)-0.12=19.4913，液化。 点7 Ncr7=120.8ln(0.615+1.5)-0.12=20.6515，液化。 因此基础为条基，满足建筑抗震设计规范(GB 500112010)4.2.1条和4.3.3条规定，只需计算地面以下15m深度内的Ncr值。 (2)计算地基液化指数IlE值 点2处，d2=2m，Z2=5m，W2=10m-1 点3处，d3=2m，Z3=7m，W2=8.67m-1 点6处，d6=2m，Z6=13m，W6=4.67m-1 点7处，d7=1m，Z7=14.5m，W7=3.67m-1 其中Zi表示该点所代表土层中点深度。 该场地为中等液化场地。 问题:10. 某场地抗震设防烈度为7度，场地典型地层条件见表，拟建场地地下水位深度为1.00m，试判断从建筑抗震来说场地类别属于哪一类? 成因年代 土层编号 土 名 层底深度(m) 剪切波速(m/s) Q4 1 粉质黏土 1.50 90 2 黏质粉土 3.00 140 3 粉砂 6.00 160 Q3 4 细砂 11.0 350 岩层 750答案:解 根据上述地层条件，其覆盖层厚度为11m。 相应等效剪切波速为 查建筑抗震设计规范(GB 500112010)，场地类别为类。 问题:11. 某建筑场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。场地地基土层的剪切波速见表。按50年超越概率63%考虑，阻尼比为0.05，结构基本自振周期为0.40s，试计算地震水平影响系数。 层 序 土层名称 层底深度(m) 剪切波速啦(m/s) 填土 5.0 120 淤泥 10.0 90 粉土 16.0 180 卵石 20.0 460 基岩 800答案:解 层vs=460m/s，为层(vs=180m/s)的2.56倍，且往下vs400m/s时，可取地面至该层顶面的距离为覆盖层厚，即16.0m。 查建筑抗震设计规范(GB 500112010)表4.1.6，场地类别为类。 查表5.1.4-2，特征周期Tg=0.45s T=0.4sTg=0.45s，0.1TTg =2max 查表5.1.4-1，8度设防，max=0.16 阻尼比=0.05，2=1 =max2=0.161.0=0.16 C 问题:12. 某场地覆盖厚10m的粉细砂，剪切波速vs=150m/s，场地抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，今修建一高100m、直径8m的烟囱，烟囱自振周期，试判断土的类型、场地类别、场地特征周期、最大水平地震影响系数、烟囱地震影响系数(阻尼比=0.05)。答案:解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)表4.1.3，vs=150m/s，土的类型为软弱土。 根据表4.1.6，场地类别为类场地。 根据表5.1.4-2，场地特征周期Tg=0.35s。 根据表5.1.4-1，水平地震影响系数最大值max=0.08。 烟囱基本自振周期 地震影响系数 =20.2r-1(T-5Tg)max T=1.835Tg=50.35-1.75s，1=0.02，2=1.0，r=0.9 =1.00.20.9-0.02(1.83-1.75)0.08=0.0187 问题:13. 某烟囱采用壳体基础，基础直径14m，埋深4m，地基持力层为稍密粉砂，fak=156kPa，=18.5kN/m3，烟囱筒自重45000kN，若地震力作用于地面以上60m处，试验算地基承载力(地震影响系数=0.018)。答案:解 经深、宽修正后地基承载力特征值 fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) b=2，d=3 fa=156+218.5(6-3)+318.5(4-0.5)=156+305.3=461.3kPa 地震地基承载力特征值 faE=afa a=1.1 faE=1.1461.3=507.4kPa 地震水平惯性力 FE=G1=0.018745000=841.5kN 对基底力矩 M=F(60+4)=841.564=53856kNm pmin=372.4-199.9=172.5kPa0 问题:14. 某建筑场地抗震设防烈度为7度，地基设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为二组，地下水位埋深2.0m，未打桩前的液化判别等级如表所示，采用打入式混凝土预制桩，桩截面为400mm400mm，桩长l=15m，桩间距s=1.6m，桩数2020根，置换率m=0.063，试求打桩后液化指数减了多少。 地质年代 土层名称 层底深度(m) 标准贯入试验深度(m) 实测击数 临界击数 计算厚度(m) 权函数 液化指数 新近 填土 1 Q4 黏土 3.5 粉砂 8.5 4 5 11 1.0 10 5.45 5 9 12 1.0 10 2.5 6 14 13 1.0 9.3 7 6 14 1.0 8.7 4.95 8 16 15 1.0 8.0 Q3 粉质黏土 20答案:解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)，对于打入式预制桩及其他挤土桩，当平均桩距为2.54.0倍桩径且桩数不少于55时，可计入打桩对土的加密作用及桩身对液化土变形限制的有利影响，打桩后桩间土的标贯击数可按下式计算 N=Np+100(1-e-0.3Np) 式中：N打桩后的标贯击数； 打入式预制桩的面积置换率； Np打桩前的标贯击数。 由表中数据知，4m、5m和7m处标贯击数小于临界标贯击数，粉砂会产生液化，6m和8m处NNcr，不液化。 打桩后4m、5m和7m处的标贯击数 4m处 N4=5+1000.063(1-e-0.35)=5+6.3(1-0.223) =5+6.30.777=9.89Ncr=11，液化。 5m处 N=9+1000.063(1-e-0.39)=9+6.3(1-0.067) =9+6.30.933=14.88Ncr=12，不液化。 7m处 N7=6+1000.063(1-e-0.36)=6+6.3(1-0.165) =6+6.30.835=11.26Ncr=14，液化。 土层厚度d和中点深度z 4m处 7m处 权函数 4m处 W=10m-1 7m处 W=8.67m-1 液化指数 未打桩土层液化指数 IlE=5.45+2.5+4.95=12.9 打桩后IlE减少了12.9-2.71=10.19，土层由中等液化等级变为轻微液化等级。 问题:15. 某建筑场地土层条件及测试数据见表，试判断该场地类别。 土层名称 层底深度(m) 剪切波速vs(m/s) 土层名称 层底深度(m) 剪切波速vs(m/s) 填土 1.0 90 细砂 16 420 粉质黏土 3.0 180 黏质粉土 20 400 淤泥质黏土 11.0 110 基岩 25 500答案:解 细砂层的剪切波波速(vs=420m/s)为淤泥质黏土层(vs=110m/s)的3.8倍，且其下土层vs均不小于400m/s，所以覆盖层厚度为11.0m。 土层等效剪切波速 场地类别属于类。 问题:16. 某一高层建筑物箱形基础建于天然地基上，基底标高-6.0m，地下水埋深-8.0m，地震设防烈度为8.0度，基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，为判定液化等级进行标准贯入试验结果如图所示，试按建筑抗震设计规范(GB 500112010)计算液化指数并划分液化等级。 答案:解 (1)临界标贯击数计算 此建筑为高层建筑，应判别20m范围内土层的液化。 8度地震区，第一组，N0=12，=0.8，dw=8m，细砂c=3，粉土c=3.5。 -10m处，Ncr=120.8ln(0.610+1.5)-0.18=11.668 -12m处，Ncr=120.8ln(0.612+1.5)-0.18=13.0910 -18m处， 三处的标贯击数均小于临界值，会产生液化。 (2)各点土层厚度，中点深度及影响权函数 -10m处，d10=3m，Z10=9.5m，W10=7.0m-1 -12m处，d12=3m，Z12=12.5m，W12=5.0m-1 -18m处，d18=4m，Z18=18m，W18=1.33m-1 (3)地基液化指数 场地地基属中等液化等级。 问题:17. 某普通多层建筑，其结构自震周期T=0.5s，阻尼比=0.05，天然地基场地覆盖层厚度30m，等效剪切波速vse=200m/s，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组，按多遇地震考虑，试求水平地震影响系数。答案:解 地基场地覆盖层厚度30m，vse=200m/s，场地类别为类，特征周期Tg=0.35s，水平地震影响系数最大值max=0.16。 TgT=0.5s5Tg=1.758 =0.05，阻尼调整系数2=1.0 =0.05，曲线衰减指数=0.9 18. 拟在抗震设防烈度为8度的场地建一桥墩，基础埋深2.0m，场地覆盖土层为20m，地质年代均为Q4，地表下为5.0m的新近沉积非液化黏性土层，其下为15m的松散粉砂，地下水埋深dw=5.0m，试按现行公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)计算0/e随深度的变化。答案:解 标准贯入点处土的总上覆压力0为 0=udw+d(ds-dw) 标准贯入点处土的有效覆盖压力e为 e=udw+(d-10)(ds-dw) 式中：u地下水位以上土重度，砂土u=18kN/m3，亚砂土u=18.5kN/m3； d地下水位以下土重度，砂土d=20kN/m3，亚砂土d=20.5kN/m3； ds标准贯入点深度； dw地下水位深度。 地下水位以上05m 地下水位以下520m u=18.5kN/m3，dw=5.0m，d=20.5kN/m3 由此看出，地下水位以上值随深度不变，地下水位以下值随深度ds增加而增加。 19. 根据上题条件，如水位以上黏性土重度u=18.5kN/m3，水位以下粉砂重度d=20kN/m3，试分别计算地面下5.0m处和10m处地震剪应力比(地震剪应力与有效覆盖压力之比)。答案:解 根据现行公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)地震剪应力比为 式中：Kn水平地震系数，8度设防Kn=0.2； Cv地震剪应力随深度的折减系数，ds=5.0m，Cv=0.965，ds=10m，Cv=0.902。 ds=5.0m处 ds=10m处 所以5.0m处地震剪应力比为0.125，10m处地震剪应力比为0.158。 问题:20. 某建筑场地土层分布及实测剪切波速如表所示，试求计算深度范围内土层的等效剪切波速。 层序 岩土名称 层厚di(m) 层底深度(m) 实测剪切波速vsi(m/s) 1 填土 2.0 2.0 150 2 粉质黏土 3.0 5.0 200 3 淤泥质粉质黏土 5.0 10.0 100 4 残积粉质黏土 5.0 15.0 300 5 花岗岩孤石 2.0 17.0 600 6 残积粉质黏土 8.0 25.0 300 7 风化花岗岩 500答案:解 根据实测剪切波速vsi值，场地覆盖层厚度为25m，等效剪切波速计算深度d0取覆盖层厚度和20m两者的较小者，同时v500m/s的孤石应视为周围的土层。 问题:21. 某建筑场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第二组，场地类别为类，建筑物结构自震周期T=1.65s，结构阻尼比取0.05，当进行多遇地震作用下的截面抗震验算时，试求相应于结构自震周期的水平地震影响系数值。答案:解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)，类场地，地震分组为第二组，其特征周期Tg=0.55s，8度设防，多遇地震，地震加速度0.3g，其水平地震影响系数最大值max=0.24。 TgT=1.65s5Tg=50.55=2.75s =0.05，2=1，r=0.9 问题:22. 某建筑场地抗震设防烈度为7度，地下水位埋深为dw=5.0m，土层分布如表所示，拟采用天然地基，按照液化初判条件，建筑物基础埋置深度db最深不能超过多大临界深度时，方可不考虑饱和粉砂的液化影响? 层 序 土层名称 层底深度(m) 1 6 2 9 3 10 4 答案:解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)，对天然地基，上覆非液化土层厚度和地下水位深符合下列条件之一时，可不考虑液化影响。 dud0+db-2 (1) dwd0+db-3 (2) du+dw1.5d0+2db-4.5 (3) 式中：dw地下水位深； du上覆盖非液化土层，将淤泥和淤泥质土扣除； db基础埋置深度，不超过2m时按2.0m计； d0液化土特征深度，砂土7度设防时d0=7m。 du=10-3=7m，d0=7m 满足式(1)时 dbdu-d0+2=7-7+2=2m 满足式(2)时 dbdw-d0+3=5-7+3=1.0m 满足式(3)时 所以基础最深不能超过3.0m，方可不考虑饱和砂土的液化影响。 问题:23. 桥梁勘察的部分成果参见表，根据勘察结果，按现行公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)进行结构的抗震计算时，试计算地表以下20m深度内各土层的平均剪切模量Gm(重力加速度g=9.81m/s2)。 序号 土层岩性 厚度(m) 重度(kN/m3) 剪切波速(m/s) 1 新近沉积黏性土 3 18.5 120 2 粉砂 5 18.5 138 3 一般黏性土 10 18.5 212 4 老黏性土 14 20 315 5 中砂 7 18.0 360 6 卵石 3 22.5 386 7 风化花岗岩 535答案:解 根据公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)，场地土的平均剪切模量按下式计算 式中：Gm平均剪切模量； hi第i层土厚度； i第i层土的质量密度； vi第i层土的剪切波速； n覆盖土层层数。 当覆盖土层超过20m时，取自地表起20m范围内土层的平均剪切模量，当覆盖土层厚小于20m时，取实际厚度范围内土层的平均剪切模量。 问题:24. 某建筑物按地震作用效应标准组合的基础底面边缘最大压力pmax=380kPa，地基土为中密状态的中砂，问该建筑物基础深、宽修正后的地基承载力特征值fa至少应达到多少，才能满足验算天然地基地震作用下的竖向承载力要求?答案:解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010) pmax1.2faE pfaE，faE=afa 式中：faE调整后地基抗震承载力； fa经深度修正后的地基承载力特征值； a地基抗震承载力调整系数，持力层为中密中砂，a=1.3； p地震作用效应标准组合的基础底面平均压力； pmax地震作用效应标准组合的基础边缘最大压力。 faE=afa=1.3fa=316.7 所以经修正后地基承载力特征值fa达243.6kPa，才能满足地震作用下竖向承载力要求。 问题:25. 同一场地上甲乙两座建筑物的结构自震周期分别为T甲=0.25s，T乙=0.60s，已知建筑场地类别为类，设计地震分组为第一组，若两座建筑的阻尼比都取0.05，试求在抗震验算时甲、乙两座建筑的地震影响系数之比。答案:解 场地类别为类，设计地震分组为第一组，特征周期Tg=0.35s。 甲建筑结构自震周期0.1T=0.25sTg=0.35s 其地震影响系数甲=2max 乙建筑T=0.6sTg=0.35s，T=0.6s5Tg=1.75s 其地震影响系数 =0.9 问题:26. 已知某建筑场地土层分布如表所示，为了按建筑抗震设计规范(GB 500112010)划分抗震类别，测量土层剪切波速的钻孔应达到何种深度即可?并说明理由。 层序 岩土名称和性状 层厚(m) 层底深度(m) 1 填土fak=150kPa 5 5 2 粉质黏土fak=200kPa 10 15 3 稍密粉细砂 15 30 4 稍密中密圆砾 30 60 5 坚硬稳定基岩 答案:解 划分场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按建筑抗震设计规范(GB 500112010)表4.1.6划分，等效剪切波速的计算深度，取覆盖层厚度和20m二者的较小值，由上题表土层分布，测量土层剪切波速至第3层稍密粉细砂即可，或检测至20m深。问题:27. 在抗震设防烈度为8度的场区修建一座桥梁，场区地下水位埋深5m，场地土层：05m，非液化黏性土；515m，松散均匀的粉砂；15m以下为密实中砂。 按现行公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)计算判别深度为515m的粉砂层为液化土层，液化抵抗系数均为0.7，若采用摩擦桩基础，试求深度515m的单桩摩阻力的综合折减系数。 答案:解 根据公路工程抗震设计规范(JTJ 00489)第2.2.4条，当地基内有液化土层时，液化土层的桩侧阻力可根据液化抵抗系数Ce予以折减。 当0.6Ce0.8时，埋深ds10m，；10ds20m，。 所以510m的粉砂，；1015m的粉砂，。 的加权平均值为 问题:28. 高层建筑高42m，基础宽10m，深、宽修正后的地基承载力特征值fa=300kPa，地基抗震承载力调整系数a=1.3，按地震作用效应标准组合进行天然地基基础抗震验算，问下列哪一选项不符合抗震承载力验算的要求，并说明理由。 (1)基础底面平均压力不大于390kPa； (2)基础边缘最大压力不大于468kPa； (3)基础底面不宜出现拉应力； (4)基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。 答案:解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112010)，天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘调整系数e。 faE=afa fa=300kPa，a=1.3 faE=3001.3=390kPa (1)pkfaE=390kPa，正确。 (2)pkmax1.2faE=1.2390=468kPa，正确。 (3)高宽比大于4的高层建筑(该建筑高宽比为4.2)，在地震作用下，基础底面不宜出现拉应力，正确。 (4)高、宽比4.24的高层不符合，不正确。 问题:29. 某土