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注册土木工程师考试密押资料全国注册土木工程师(水利水电工程)执业资格考试基础考试(下)分类模拟1注册土木工程师考试密押资料全国注册土木工程师(水利水电工程)执业资格考试基础考试(下)分类模拟1全国注册土木工程师(水利水电工程)执业资格考试基础考试(下)分类模拟1一、单项选择题问题:1. 如图所示的四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是：_ A.a)B.b)C.c)D.d)答案:C解析 因c)图中容器底部到自由液面距离最大。选C。问题:2. 如图所示有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升1m时(虚线位置)，闸门上的静水总压力：_ A.变大B.变小C.不变D.无法确定答案:A解析 由两种情况下静水压强分布图决定。选A。问题:3. 在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为：_ A.h1h2B.h1h2C.h1=h2D.无法确定答案:C解析 因为均匀流同一过水断面上测压管水头相等。选C。问题:4. 如图所示，断面突然缩小管道通过黏性恒定流，管路装有U形管水银差压计，判定差压计中水银液面为：_ A.A高于BB.A低于BC.A、B齐平D.不能确定高低答案:B解析 由总流的能量方程决定，即 选B。 问题:5. 圆管紊流附加切应力的最大值出现在：_A.管壁B.管中心C.管中心与管壁之间D.无最大值答案:C解析 由紊流附加切应力在过水断面上的分布特性确定。选C。问题:6. 如图所示，管道断面面积均为A(相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度J相同，如果沿程阻力系数也相等，则三管壁的边壁切应力0、通过的流量的相互关系为：_ A.0圆0方0矩，qv圆qv方qv矩B.0圆0方0矩，qv圆qv方q答案:解：设土的颗粒体积Vs=1，根据孔隙比定义，得Vv=Vse=e，V=1+e 根据土粒相对密度定义，得 Ws=dsVsw=dsw 根据含水率定义，得Ww=Ws=dsw W=Ww+Ws=(1+)dsw 根据土的重度定义 问题:2. 某土料场土料的分类为中液限黏质土，天然含水率=21%，土粒相对密度ds=2.70。室内标准功能击实试验得到的最大干密度dmax=1.85g/cm3。设计中取压密度Kc=95%并要求压实后土的饱和度Sr0.9。试问土料的天然含水率是否适合于填筑?碾压时土料应控制多大的含水率?答案:解：(1)求压实后土的孔隙比。 可先按式求填土的干密度： d=dmaxKc=1.850.95=1.76g/cm3 设Vs=1.0，根据干密度，可得e=0.534。 (2)求碾压含水率。 根据题意按饱和度Sr=0.9控制含水量。由式计算水的体积： Vw=SrVv=0.90.534=0.48cm3 因此，水的质量为： mw=wVw=0.48g 含水率为： 即碾压时土料的含水率应控制在18%左右，天然含水率比料场含水率高3%以上，不适于直接填筑，应进行翻晒处理。 问题:3. 某建筑场地的地质柱状图、土的有关指标列于图左中。试计算如图所示土层的自重应力及作用在基岩顶面的土自重应力和静水压力之和，并绘出分布图。 地质柱状图、土的有关指标(左)及应力分布图(右) 答案:解：本例天然地面下第一层细砂厚4.5m，其中地下水位以上和以下的厚度分别为2.0m和2.5m；第二层为厚4.5m的黏土层。依次计算土层及地下水位分界面2.0m、4.5m和9.0m深度处的土中竖向自重应力。 cz1=1h1=192.0=38kPa cz2=1h1+1h2=38+(19.4-10)2.5=61.5kPa cz3=1h1+1h2+2h3=61.5+(17.4-10)4.5=94.8kPa w=w(h2+h3)=10(2.5+4.5)=70.0kPa 作用在基岩顶面处的自重应力为94.8kPa，静水压力为70kPa，总应力为94.8+70=164.8kPa，分布如图右所示。 问题:4. 有一长度为2.0m，宽度为1.0m的矩形基础，其上作用均布荷载p=100kPa，如图所示(尺寸单位：m)。试用角点法分别计算此矩形面积的角点A、边点E、中心点O以及矩形面积外F点和G点下，深度z=1.0m处的附加应力。 答案:解：(1)A点下的附加应力 A点是矩形ABCD的角点。 荷载作用面积 l/b z/b c ABCD 2/1=2 1/1=1 0.1999 zA=c(ABCD)p=0.1999100=19.99kPa (2)E点下的附加应力 E点为两个相等矩形EADI和EBCI的公共角点。 荷载作用面积 l/b z/b c EADI 1/1=1 1/1=1 0.1752 zE=2c(EADI)p=20.1752100=35.04kPa (3)O点下的附加应力 O点为四个相等矩形OEAJ、OJDI、OICK和OKBE的公共角点。 荷载作用面积 l/b z/b c OEAG 1/0.5=2 1/0.5=2 0.1202 zO)=4c(OEAJ)p=40.1202100=48.08kPa (4)F点下的附加应力 F点为矩形FGAJ、FJDH、FGBK和FKCH的公共角点。 荷载作用面积 l/b z/b c FGAJ 2.5/0.5=5 1/0.5=2 0.1363 FGBK 0.5/0.5=1 1/0.5=2 0.0840 zF=2c(FGAJ)-c(FGBK)p=2(0.1363-0.0840)100=10.46kPa (5)G点下的附加应力 G点为矩形GADH和GBCH的公共角点。 荷载作用面积 l/b z/b c GADH 2.5/1=2.5 1/1=1 0.2017 GBCH 1/0.5=2 1/0.5=2 0.1202 zG=c(GADH)-c(GBCH)p=(0.2017-0.1202)100=8.15kPa 问题:5. 某厂房为框架结构，桩基底面为正方形，边长为l=b=4.0m，基础埋深为d=1.0m。上部结构传至基础顶面的荷重F=1440kN。地基为粉质黏土，土的天然重度=16.0kN/m3，土的天然孔隙比e=0.97。地下水位深3.4m，地下水位以下土的饱和重度sat=18.2kN/m3。土的压缩系数：地下水位以上为a1=0.30MPa-1，地下水位以下为a2=0.25MPa-1。计算柱基中点的沉降量。答案:解：(1)绘制柱基剖面图与地基剖面图，如图所示。 (2)计算地基土的自重应力。 基础底面 d=d=16.01=16.0kPa 地下水面 cw=3.4=3.416.0=54.4kPa 地面以下26处 =3.4+4.6=3.416.0+4.68.2=92.1kPa (3)计算基础底面的接触压力p。 设基础的重度为，则： (4)计算基础底面的附加应力。 0=p-d=110.0-16.0=94.0kPa (5)计算地基中的附加应力。 预估受力层的厚度为6m，分四层进行计算。基础底面为正方形，用角点法计算，分成相等的四小块，计算边长为l=b=2.0m。附加应力z=4c0kPa，列表1计算。 附加应力计算表1 深度(m) l/b z/b 附加应力系数c 附加应力z(kPa) 0 1.0 0 0.2500 94.0 1.2 1.0 0.6 0.2229 84.0 2.4 1.0 1.2 0.1516 57.0 4.0 1.0 2.0 0.0840 31.6 6.0 1.0 3.0 0.0447 16.8 (6)地基层受压厚度zn的确定。 由图中自重应力分布与附加应力分布两条曲线，寻找z=0.2cz的深度zn。 固结度Ut与时间因素Tv的关系曲线 当深度z=6.0m时，z=16.8kPa，cz=83.9kPa，z0.2cz，故受压层的厚度zn=6.0m预估深度合适。若不满足条件，回到(5)进一步进行计算。 (7)地基土每层的沉降量计算。 按式计算，结果见表2。 (8)柱基中点的总沉降量。 S=Si=16.3+12.9+9.0+6.1=44.3mm 问题:6. 某饱和黏土层的厚度为10m，在大面积(20m20m)荷载P0=120kPa作用下，土层的初始孔隙比e=1.0，压缩系数a=0.3MPa-1，渗透系数k=18mm/年。按黏土层在单面或双面排水条件下，分别求：(1)加荷1年时的沉降量；(2)沉降量达140mm时所需的时间。答案:解：(1)求t=1年时的沉降量 大面积荷载，黏土层中附加应力沿深度均匀分布，即z=P0=120kPa。 黏土层的最终沉降量： 竖向固结系数： 对于单面排水，时间因数为，由图中的曲线=1，得相应的固结度Ut=40%，则t=1年时的沉降量为St=0.4180=72mm。 固结度Ut与时间因素Tv的关系曲线 对于双面排水，时间因数为。同理，由图查得Ut=75%，则t=1午时的沉降量为St=0.75180=135mm。 (2)求沉降量达140mm时所需的时间 由固结度的定义得： 由图按=1，查得Tv=0.53。 固结度Ut与时间因素Tv的关系曲线 对于单面排水，所需的时间为： 对于双面排水，所需的时间为： 可见，达到同一固结度时，双面排水比单面排水所需的时间短得多。 问题:7. 已知土中某点的应力状态为1=700kPa，3=200kPa，土的抗剪强度参数为c=20kPa，=30，试判断该土是否发生剪切破坏。答案:解：由公式得： 由于土体在围压为3=200kPa下，所能承受的最大的主应力为1f=669.3700kPa，说明土体应力莫尔圆与抗剪强度线相割，土体发生剪切破坏。 同理，可计算3f： 由于由主应力和抗剪强度参数计算所能承受的最小主应力为3f=210.2kPa，大于土中实际的最小主应力3=200kPa，说明土体应力莫尔圆与抗剪强度线相割，土体发生剪切破坏。 问题:8. 如图所示，某挡土墙墙高10m，墙后填土表面水平，墙背直立、光滑。地表作用q=10kPa的均布荷载，各层土的物理力学性质指标见图1，地下水位埋深6m。试计算作用在挡土墙上的总压力。 图1 答案:解：第一层： 层顶：z1顶=q=10kPa a1顶=z1顶Ka1=100.59=5.90kPa 层底：z1底=q+1H1=10+172=44kPa a1底=z1底Ka1=440.59=25.96kPa 第二层： 第三层： 水的水平推力： 主动土压力与水压力分布如图2所示。 图2 总主动土压力： EA=(5.90+25.96)2+13.14(4-2.42)+(46.76+62.44)4 =260.68kN/m 总水平推力： E=Ea+Ew=260.68+80=340.68kN/m 问题:9. 某条形基础，宽度b=3m，埋深d=1m。地基土的重度=19kN/m3，饱和重度sat=20kN/m3，土的抗剪强度指标c=10kPa，=10。地下水位距地面很深。试求：(1)地基土的临塑荷载pcr和临界荷载；(2)若地下水位上升至基础底面，承载力将有何变化(假定土体的抗剪强度指标没有变化)?答案:解：(1)由=10查表得承载力系数，Nq=1.73，Nc=4.17，则有： pcr=qNq+cNc=104.17+1911.73=74.57kPa (2)当地下水位上升时，若假定土体的强度指标不变，而承载力系数不变。地下水位以下的土采用有效重度=sat-