1、专业案例-17 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：40，分数：100.00)1.某止水帷幕如图所示，土的天然重度 =18kN/m 3 ，一级基坑，试验算其稳定性。 （分数：2.50）_2.某基坑采用板桩作为支护结构，坑底采用集水池进行排水，板桩嵌固深度为 3m，试计算渗流稳定系数。（分数：2.50）_3.某二级基坑深度为 6m，地面作用 10kPa 的均布荷载，采用双排桩支护，土为中砂，黏聚力为 0，内摩擦角为 30，重度为 18kN/m 3 ，无地下水。支护桩直径为 600mm，桩间距为 1.2m，排距为 2.4m，嵌固深度4m。双排桩结构和桩间土的平
2、均重度为 20kN/m 3 ，试验算双排桩的嵌固稳定安全性。 （分数：2.50）_4.某基坑深度 5m，2m 以上为杂填土，重度 1 =18kN/m 3 ，黏聚力为 c 1 =3.5kPa，内摩擦角为 1 =20，2m 以下为淤泥质黏土，重度 2 =17kN/m 3 ，黏聚力为 c 2 =14kPa，内摩擦角为 2 =10，采用重力式水泥土墙支护。水泥土墙为 6 排 （分数：2.50）_5.填土土堤边坡高 H=4.0m，填料重度 =20kN/m 3 ，内摩擦角 =35，内聚力 c0，试求边坡坡角为多少时边坡稳定性系数最接近于 1.25。 （分数：2.50）_6.某基坑剖面如图所示，按水土分算原
3、则并假定地下水为稳定渗流，E 点处内外两侧水压力相等，试求墙身内外水压力抵消后作用于每米支护结构的总水压力净值(按图中三角形分布计算)( w =10kN/m 3 )。 （分数：2.50）_7.基坑坑底下有承压含水层，如图所示，已知不透水层土的天然重度 =20kN/m 3 ，水的重度 w =10kN/m 3 ，如要求基坑底抗突涌稳定系数 K 不小于 1.1，试求基坑开挖深度 h。 （分数：2.50）_8.重力式挡墙如图所示，挡墙底面与土的摩擦系数 =0.4，墙背与填土间摩擦角 =15，试求抗滑移稳定性系数。 （分数：2.50）_9.用砂性土填筑的路堤，高度为 3.0m，顶宽 26m，坡率为 1:
4、1.5，采用直线滑动面法验算其边坡稳定性，=30，c=0.1kPa，假设滑动面倾角 =25，滑动面以上土体重 W=52.2kN/m，滑面长 L=7.1m，试求抗滑动稳定性系数 K。 （分数：2.50）_10.某 25m 高的均质岩石边坡，采用锚喷支护，侧向岩石压力合力水平分力标准值(即单宽岩石侧压力)为2000kN/m，若锚杆水平间距 S xj =4.0m，垂直间距 s yj =2.5m，试求单根锚杆所受水平拉力标准值。 （分数：2.50）_11.基坑剖面如图所示，已知土层天然重度为 20kN/m 3 ，有效内摩擦角 “=30，有效黏聚力 c“=0，若不计墙两侧水压力，试按朗肯土压力理论分别计
5、算支护结构底部 E 点内外两侧的被动土压力强度 e p 及主动土压力强度 e a (水的重度为 w =10kN/m 3 )。 （分数：2.50）_12.已知作用于岩质边坡锚杆的水平拉力标准值 H tk =1140kN，锚杆倾角 =15，锚固体直径 D=0.15m，地层与锚固体的黏结强度 f rb =500kPa，如工程重要性等级、锚杆工作条件及安全储备都已考虑，试求锚固体与地层间的锚固长度。 （分数：2.50）_13.某一墙面直立，墙顶面与土堤顶面齐平的重力式挡墙高 3.0m，顶宽 1.0m，底宽 1.6m，已知墙背主动土压力水平分力 E x =175kN/m，竖向分力 E y =55kN/m
6、，墙身自重 W=180kN/m，试求挡墙抗倾覆稳定性系数。 （分数：2.50）_14.某地段软黏土厚度超过 15m，软黏土重度 =16kN/m 3 ，内摩擦角 =0，内聚力 c u =12kPa，假设土堤及地基土为同一均质软土，若采用泰勒稳定数图解法确定土堤临界高度见铁路工程特殊岩土勘察规程(TB 100382012)，试求建筑在该软土地基上且加荷速率较快的铁路路堤临界高度 H c 。 （分数：2.50）_15.一均匀黏性土填筑的路堤存在如图圆弧形滑面，滑面半径 R=12.5m，滑面长 L=25m，滑带土不排水抗剪强度 C u =19kPa，内摩擦角 =0，下滑土体重 W 1 =1300kN，
7、抗滑土体重 W 2 =315kN，下滑土体重心至滑动圆弧圆心的距离 d 1 =5.2m，抗滑土体重心至滑动圆弧圆心的距离 d 2 =2.7m，试求抗滑动稳定系数。 （分数：2.50）_16.根据勘察资料，某滑坡体正好处于极限平衡状态，且可分为 2 个条块，每个条块重力及滑面长度如题表所示，滑面倾角如题图所示，现设定各滑面内摩擦角 =10，稳定系数 K=1.0，试用反分析法求滑动面黏聚力 c 值。 条块编号 重力 G(kN/m) 滑动面长 L(m) 1 600 11.55 2 1000 10.15 （分数：2.50）_17.某滑坡需做支挡设计，根据勘察资料滑坡体分 3 个条块，如题图、表所示，已
8、知 c=10kPa，=10，滑坡推力安全系数取 1.15，试求第 3 块滑体的下滑推力 F 3 。 条块编号 条块重力 G (kN/m) 条块滑动面长度 L (m) 1 500 11.03 2 900 10.15 3 700 10.79 （分数：2.50）_18.采用土钉加固一破碎岩质边坡，其中某根土钉有效锚固长度 L=4.0m，该土钉计算承受拉力 E=188kN，锚孔直径 d=108mm，锚孔壁对砂浆的极限剪应力 =0.25MPa，钉材与砂浆间黏结力 g=2.0MPa，钉材直径 d b =32mm(材质为 HRB335)，试求该土钉抗拔安全系数。 （分数：2.50）_19.一锚杆挡墙肋柱的某
9、支点处垂直于挡墙面的反力 R n =250kN，锚杆对水平方向的倾角 =25，肋柱的竖直倾角 =15，锚孔直径 D=108mm砂浆与岩层面的极限剪应力 =0.4MPa，计算安全系数 K=2.5。当该锚杆非锚固段长度为 2.0m 时，试求锚杆设计长度。 （分数：2.50）_20.由两部分组成的土坡断面如图所示，假设破裂面为直线进行稳定性计算，已知坡高为 8m，边坡斜率为1:1，两种土的重度均为 =20kN/m 3 ，黏土的内聚力 c=12kPa，内摩擦角 =22，砂土内聚力c=0，=35，=30，试求直线滑裂面对应的抗滑稳定安全系数。 （分数：2.50）_21.一重力式挡土墙底宽 b=4.0m，
10、地基为砂土，如果单位长度墙的自重为 G=212kN，对墙址力臂 x 0 =1.8m，作用于墙背主动土压力垂直分量 E az =40kN，力臂 x f =2.2m，水平分量 E ax =106kN(在垂直、水平分量中均已包括水的侧压力)，力臂 z f =2.4m，墙前水位与基底平，墙后填土中水位距基底 3.0m，假定基底面以下水的浮力为三角形分布，墙趾前被动土压力忽略不计，试求该墙绕墙趾倾覆的稳定安全系数。（分数：2.50）_22.基坑锚杆承载能力拉拔试验时，已知锚杆上水平拉力 T=400kN，锚杆倾角 =15，锚固体直径D=150mm，锚杆总长度为 18m，自由段长度为 6m，在其他因素都已考
11、虑的情况下，试求锚杆锚固体与土层的平均摩阻力。 （分数：2.50）_23.基坑剖面如图所示，已知黏土饱和重度 m =20kN/m 3 ，水的重度取 w =10kN/m 3 ，如果要求坑底抗突涌稳定安全系数 K 不小于 1.2，承压水层侧压管中水头高度为 10m，则该基坑在不采取降水措施的情况下，试求最大开挖深度。 （分数：2.50）_24.永久性岩层锚杆采用三根热处理钢筋，每根钢筋直径 d=10mm，抗拉强度设计值为 f y =1000N/mm 2 ，锚固体直径 D=100mm，锚固段长度为 4.0m，锚固体与软岩的黏结强度特征值为 f rb =0.3MPa，钢筋与锚固砂浆间黏结强度设计值 f
12、 b =2.4MPa，已知夹具的设计拉拔力 y=1000kN，当拉拔锚杆时，试计算锚杆轴向拉力设计值。 （分数：2.50）_25.某风化破碎严重的岩质边坡高 H=12m，采用土钉加固，水平与竖直方向均为每间隔 1m 打一排土钉，共12 排，如图所示，按铁路路基支挡结构设计规范(TB100252006)提出的潜在破裂面估算方法，试计算第 2、4、6、8、10 排土钉非锚固段长度 l。 （分数：2.50）_26.某基坑开挖深度为 10m，地面以下 2.0m 为人工填土，填土以下 18m 厚为中砂、细砂，含水层平均渗透系数 k=1.0m/d，砂层以下为黏土层，潜水地下水位在地表下 2.0m，已知基坑
13、的等效半径为 r 0 =10m，降水影响半径 R=76m，要求地下水位降到基坑底面以下 0.5m，井点深为 20m，基坑远离边界，不考虑周边水体影响，试求该基坑降水的涌水量。 （分数：2.50）_27.在加筋土挡墙中，水平布置的塑料土工格栅置于砂土中，已知单位宽度的拉拔力为 T=130kN/m，作用于格栅上的垂直应力为 v =155kPa，土工格栅与砂土间摩擦系数为 f=0.35，问当抗拔安全系数为 1.0时，依据铁路路基支挡结构设计规范(TB100252006)，试求该土工格栅的最小锚固长度。 （分数：2.50）_28.基坑剖面如图所示，板桩两侧均为砂土，=19kN/m 3 ，=30，c=0
14、，基坑开挖深度为 1.8m，如果嵌固稳定安全系数 K=1.3，试按嵌固稳定计算悬臂式板桩的最小入土深度。 （分数：2.50）_29.有一岩石边坡，坡率 1:1，坡高 12m，存在一条夹泥的结构面，如图所示，已知单位长度滑动土体重力为 740kN/m，结构面倾角 35，结构面内夹层 c=25kPa，=18，在夹层中存在静水头为 8m 的地下水，试求该岩坡的抗滑稳定性系数。 （分数：2.50）_30.有一重力式挡土墙墙背垂直光滑，无地下水，打算使用两种墙背填土，一种是黏土，c=20kPa，=22，另一种是砂土，c=0，=38，重度都是 20kN/m 3 ，试求墙高 H 等于多少时，采用黏土填料和砂
15、土填料的墙背总主动土压力两者基本相等。 （分数：2.50）_31.重力式挡土墙的断面如图所示，墙基底倾角 6，墙背面与竖直方向夹角 20，用库仑土压力理论计算得到单位长度的总主动土压力为 E a =200kN/m，墙体单位长度自重 300kN/m，墙底与地基土间摩擦系数为 0.33，墙背面与土的摩擦角为 15，试计算该重力式挡土墙的抗滑稳定安全系数。 （分数：2.50）_32.有一个水闸宽度 10m，闸室基础至上部结构的每延米总自重为 2000kN/m(不考虑浮力)，上游水位H=10m，下游水位 h=2m，地基土为均匀砂质粉土，闸底与地基土摩擦系数为 0.4，不计上下游的水平土压力，验算其抗滑
16、稳定安全系数。 （分数：2.50）_33.在饱和软黏土地基中开挖条形基坑，采用 8m 长的板桩支护，地下水位已降至板桩底部，坑边地面无荷载，地基土重度为 =19kN/m 3 ，通过十字板现场测试得地基土的抗剪强度为 30kPa，按建筑地基基础设计规范(GB 500072011)规定，为满足入土深度底部抗隆起稳定性要求，试求基坑最大开挖深度。 （分数：2.50）_34.某类岩石边坡坡高 22m，坡顶水平，坡面走向 N10E，倾向 SE，坡角 65，发育一组优势硬性结构面，走向为 N10E，倾向 SE，倾角 58，岩体的内摩擦角为 =34，试按建筑边坡工程技术规范(GB 503302002)估算边
17、坡坡顶塌滑边缘至坡顶边缘的距离 L 值。 （分数：2.50）_35.某岩石滑坡代表性剖面如图所示，由于暴雨使其后缘垂直张裂缝瞬间充满水，滑坡处于极限平衡状态(即滑坡稳定系数 K s =1.0)，经测算滑面长度 L=52m，张裂缝深度 d=12m，每延米滑体自重为G=15000kN/m，滑面倾角 =28，滑面岩体的内摩擦角 =25，试计算滑面岩体的黏聚力(假定滑动面未充水，水的重度可按 10kN/m 3 计)。 （分数：2.50）_36.无限长土坡如图所示，土坡坡角为 30，砂土与黏土的重度都是 18kN/m 3 ，砂土 c 1 =0， 1 =35，黏土 c 2 =30kPa， 2 =20，黏土
18、与岩石界面的 c 3 =25kPa， 3 =15，如果假设滑动面都是平行于坡面，求最小安全系数的滑动面位置。 （分数：2.50）_37.有一滑坡体体积为 10000m 3 ，滑体重度为 20kN/m 3 ，滑面倾角 20，内摩擦角 =30，黏聚力c=0，水平地震加速度 a=0.1g 时，试用静力法计算稳定系数 K s 。 （分数：2.50）_38.浅埋洞室半跨 b=3.0m，高 h=8m，上覆松散体厚度 H=20m，重度 =18kN/m 3 ，黏聚力 c=0，内摩擦角=20，用太沙基理论求 AB 面上的均布压力。 （分数：2.50）_39.现需设计一个无黏性土的简单边坡，已知边坡高度为 10m
19、，土的内摩擦角 =45，黏聚力 c=0，试求边坡坡角 为何值，其安全系数 K s =1.3。 （分数：2.50）_40.某基坑潜水含水层厚度为 20m，含水层渗透系数 k=4m/d，平均单井出水量 q=500m 3 /d，井群的影响半径 R 0 =130m，井群布置如图所示，试按行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ 1202012)计算该基坑中心点水位降深 s。 （分数：2.50）_专业案例-17 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：40，分数：100.00)1.某止水帷幕如图所示，土的天然重度 =18kN/m 3 ，一级基坑，试验算其稳定性。 （分数：2.
20、50）_正确答案：()解析：解 流土类型的渗流稳定性应符合下式 ，一级基坑，K s =2.0 2.某基坑采用板桩作为支护结构，坑底采用集水池进行排水，板桩嵌固深度为 3m，试计算渗流稳定系数。（分数：2.50）_正确答案：()解析：解 3.某二级基坑深度为 6m，地面作用 10kPa 的均布荷载，采用双排桩支护，土为中砂，黏聚力为 0，内摩擦角为 30，重度为 18kN/m 3 ，无地下水。支护桩直径为 600mm，桩间距为 1.2m，排距为 2.4m，嵌固深度4m。双排桩结构和桩间土的平均重度为 20kN/m 3 ，试验算双排桩的嵌固稳定安全性。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解
21、根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1202012)4.12.5 条 p a1 =qK a =100.333=3.3kPa p a2 =(q+H)K a =(10+1810)0.333=63.3kPa p p =HK p =1843.0=216kPa G=V=20(2.4+0.6)10=600kN 4.某基坑深度 5m，2m 以上为杂填土，重度 1 =18kN/m 3 ，黏聚力为 c 1 =3.5kPa，内摩擦角为 1 =20，2m 以下为淤泥质黏土，重度 2 =17kN/m 3 ，黏聚力为 c 2 =14kPa，内摩擦角为 2 =10，采用重力式水泥土墙支护。水泥土墙为 6 排 （分数：2.5
22、0）_正确答案：()解析：解 根据建筑基坑支护技术规程(JGJ 1202012)6.1 节 杂填土顶主动土压力强度 杂填土底主动土压力强度 淤泥质土顶主动土压力强度 挡墙底主动土压力强度 基坑底被动土压力强度 挡墙底被动土压力强度 G=V=19(50.6+0.85)(5+7)=877.80kN 抗倾覆验算 抗滑移验算 拉应力验算 ，满足规范要求。 压应力验算 ，满足规范要求。 剪应力验算 6.2m 处的主动土压力强度 6.2 处被动土压力强度 G“=V“=196.23.85=453.53 5.填土土堤边坡高 H=4.0m，填料重度 =20kN/m 3 ，内摩擦角 =35，内聚力 c0，试求边坡
23、坡角为多少时边坡稳定性系数最接近于 1.25。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据建筑边坡工程技术规范(GB 503302002)第 5.2.4 条，平面滑动法边坡稳定系数为 c=0， 6.某基坑剖面如图所示，按水土分算原则并假定地下水为稳定渗流，E 点处内外两侧水压力相等，试求墙身内外水压力抵消后作用于每米支护结构的总水压力净值(按图中三角形分布计算)( w =10kN/m 3 )。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 总水压力 7.基坑坑底下有承压含水层，如图所示，已知不透水层土的天然重度 =20kN/m 3 ，水的重度 w =10kN/m 3 ，如要求基坑底抗突涌稳
24、定系数 K 不小于 1.1，试求基坑开挖深度 h。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 按建筑基坑支护技术规程(JGJ 1202012)附录 C 8.重力式挡墙如图所示，挡墙底面与土的摩擦系数 =0.4，墙背与填土间摩擦角 =15，试求抗滑移稳定性系数。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 抗滑稳定性系数 G n =Gcos 0 =480cos10=472.7kN/m G t =Gsin 0 =480sin10=83.4kN/m E at =E a sin(- 0 -)=400sin(75-10-15) =306.4kN/m E an =E a cos(- 0 -)=400co
25、s(75-10-15)=257.1kN/m 9.用砂性土填筑的路堤，高度为 3.0m，顶宽 26m，坡率为 1:1.5，采用直线滑动面法验算其边坡稳定性，=30，c=0.1kPa，假设滑动面倾角 =25，滑动面以上土体重 W=52.2kN/m，滑面长 L=7.1m，试求抗滑动稳定性系数 K。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据建筑边坡工程技术规范(GB 503302002)5.2.4 条，采用平面滑动法时 10.某 25m 高的均质岩石边坡，采用锚喷支护，侧向岩石压力合力水平分力标准值(即单宽岩石侧压力)为2000kN/m，若锚杆水平间距 S xj =4.0m，垂直间距 s yj
26、 =2.5m，试求单根锚杆所受水平拉力标准值。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据建筑边坡工程技术规范(GB 503302002)9.2.1 条 11.基坑剖面如图所示，已知土层天然重度为 20kN/m 3 ，有效内摩擦角 “=30，有效黏聚力 c“=0，若不计墙两侧水压力，试按朗肯土压力理论分别计算支护结构底部 E 点内外两侧的被动土压力强度 e p 及主动土压力强度 e a (水的重度为 w =10kN/m 3 )。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 土的有效黏聚力 c“=0 12.已知作用于岩质边坡锚杆的水平拉力标准值 H tk =1140kN，锚杆倾角 =15，
27、锚固体直径 D=0.15m，地层与锚固体的黏结强度 f rb =500kPa，如工程重要性等级、锚杆工作条件及安全储备都已考虑，试求锚固体与地层间的锚固长度。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据建筑边坡工程技术规范(GB 503302002)7.2.1 条，锚杆轴向拉力标准值为 由(GB 503302002)中 7.2.3 条 13.某一墙面直立，墙顶面与土堤顶面齐平的重力式挡墙高 3.0m，顶宽 1.0m，底宽 1.6m，已知墙背主动土压力水平分力 E x =175kN/m，竖向分力 E y =55kN/m，墙身自重 W=180kN/m，试求挡墙抗倾覆稳定性系数。 （分数：2.
28、50）_正确答案：()解析：解 据建筑地基基础设计规范(GB 500072011)第 6.7.5 条 挡土墙重心至墙趾的水平距离 14.某地段软黏土厚度超过 15m，软黏土重度 =16kN/m 3 ，内摩擦角 =0，内聚力 c u =12kPa，假设土堤及地基土为同一均质软土，若采用泰勒稳定数图解法确定土堤临界高度见铁路工程特殊岩土勘察规程(TB 100382012)，试求建筑在该软土地基上且加荷速率较快的铁路路堤临界高度 H c 。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据铁路工程特殊岩土勘察规程(TB 100382012)条文说明 6.2.4 15.一均匀黏性土填筑的路堤存在如图圆
29、弧形滑面，滑面半径 R=12.5m，滑面长 L=25m，滑带土不排水抗剪强度 C u =19kPa，内摩擦角 =0，下滑土体重 W 1 =1300kN，抗滑土体重 W 2 =315kN，下滑土体重心至滑动圆弧圆心的距离 d 1 =5.2m，抗滑土体重心至滑动圆弧圆心的距离 d 2 =2.7m，试求抗滑动稳定系数。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 据工程地质手册第四版 P548(6-2.7)式，抗滑动稳定系数 K 为 16.根据勘察资料，某滑坡体正好处于极限平衡状态，且可分为 2 个条块，每个条块重力及滑面长度如题表所示，滑面倾角如题图所示，现设定各滑面内摩擦角 =10，稳定系数 K
30、=1.0，试用反分析法求滑动面黏聚力 c 值。 条块编号 重力 G(kN/m) 滑动面长 L(m) 1 600 11.55 2 1000 10.15 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据建筑地基基础设计规范(GB 500072011)6.4.3 条 第一块滑体的剩余下滑力 F 1 =0+ t G 1t -G 1 ntan 1 -c 1 l 1 = t G 1 sin 1 -G 1 cos 1 tan 1 -c 1 l 1 =1.0600sin30-600cos30tan10-c 1 11.55 =208.4-11.55c 1 传递系数 =cos( 1 - 2 )-sin( 1 -
31、2 )tang 2 =cos(30-10)-sin(30-10)tan10 =0.88 第二块滑体的剩余下滑力 F2= + t G 2t -G 2n tan 2 -C 2 l 2 = 17.某滑坡需做支挡设计，根据勘察资料滑坡体分 3 个条块，如题图、表所示，已知 c=10kPa，=10，滑坡推力安全系数取 1.15，试求第 3 块滑体的下滑推力 F 3 。 条块编号 条块重力 G (kN/m) 条块滑动面长度 L (m) 1 500 11.03 2 900 10.15 3 700 10.79 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解 根据建筑地基基础设计规范(GB 500072011)6.
32、4.3 条 传递系数 =cos( 1 - 2 )-sin( 1 - 2 )tan 2 =cos(25-10)-sin(25-10)tan10=0.920 =cos( 2 - 3 )-sin( 2 - 3 )tan 3 =cos(10-22)-sin(10-22)tan10=1.015 第一块滑体的剩余下滑力 F 1 =0+ t G 1t -G 1n tan 1 -c 1 l 1 = t G 1 sin 1 -G 1 cos 1 tan 1 -c 1 l 1 =1.15500sin25-500cos25tan10-1011.03=52.80 第二块滑体的剩余下滑力 F2= + t G 2t -G 2n tan 2 -C 2 l 2 = + t
