1、专业案例-特殊条件下的岩土工程及答案解析(总分：76.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：38，分数：76.00)1.某粉土层，18kN/m 3，e0.78，a0.2MPa -1，地下水位为-5.0m，当地下水位降至-35m 时，试计算地面沉降量(35m 以下为岩层)。（分数：2.00）_2.某市地处冲积平原，地下水位埋深在地面下 4m，由于开采地下水，地下水位下降速率为 1m/年，地层有关参数平均值见表，试求 20 年内该市地面总沉降量(第 3 层以下为岩层)。 题 6-2 表物理力学指标层 序 地 层 厚度(m) 层底深度(m) e0 a(MPa-1) Es(MPa)1
2、粉质黏土 5 5 0.75 0.32 粉土 8 13 0.65 0.253 细砂 11 24 15（分数：2.00）_3.某城市地下水下降速率为 2m/年，现水位为地面下 10m，土层分布：012m 黏土，e0.86，a0.332MPa -1；1227m 粉细砂，E s12MPa；2752m 粉土，e0.73，a0.24MPa -1；5259m 中细砂，E s28MPa；5977m 粉质黏土，e0.61，a0.133MPa -1；77m 以下为岩层。试估算10 年后地面沉降量。（分数：2.00）_4.试按表中参数计算膨胀土地基的分级变形量。 （分数：2.00）_5.在岩质边坡稳定评价中，多数用
3、岩层的视倾角来分析。现有一岩质边坡，岩层产状的走向为 N17E，倾向 NW，倾角 43，挖方走向为 N12W，在两侧开坡，如果纵横比例尺为 1:1，试计算垂直于边坡走向的纵剖面图上岩层的视倾角。 （分数：2.00）_6.某铁路路基通过多年冻土区，地基为粉质黏土，d s2.7，2.0g/cm 3，冻土总含水率 w040%，起始融沉含水率 w21%，塑限 wp20%，试计算该段多年冻土融沉系数 0及融沉等级。（分数：2.00）_7.某铁路路基位于石灰岩地层形成的地下暗河附近，暗河洞顶埋深 8m，顶板基岩为节理裂缝发育得不完整散体结构，基岩面以上覆盖层厚 2m，石灰岩内摩擦角 60，安全系数取 1.
4、25，按铁路特殊路基设计规范(TB 10035 2002)，试用坍塌时扩散角估算安全距离 L。 （分数：2.00）_8.某小流域山区泥石流沟，泥石流中固体物占 80%，固体物密度 2.7103kg/m3，洪水设计流量 100m3/s，泥石流沟堵塞系数 2.0，试按铁路工程地质手册的雨洪修正法估算泥石流流量 Qc。（分数：2.00）_9.某铁路隧道通过岩溶化极强的灰岩，由地下水补给的泉水流量 Q510 5m3/d，相应于 Q的地表流域面积 F100km 2，隧道通过含水体的地下集水面积 A10km 2，年降水量 H1800mm，降水入渗系数0.4。试按铁路工程地质手册的降水入渗法估算隧道通过含水
5、体地段的经常涌水量 Q，并用地下径流模数法核对。（分数：2.00）_10.某边坡高 10m，边坡坡率 1:1，路堤填料 20kN/m 3，c10kPa，25，试求直线滑动面的倾角=32时的稳定系数。（分数：2.00）_11.某滑坡拟采用抗滑桩治理，桩布设在紧靠第 6 条块的下侧，滑面为残积土，底部为基岩，试按图示及下列参数计算对桩的滑坡水平推力 F6H (F5380kN/m，G 6420kN/m，18，c11.3kPa，安全系数 t1.15)。（分数：2.00）_12.如图所示，当地下水位下降 1.0m 后，试求地面沉降。 （分数：2.00）_13.陇东陕北地区自重湿陷性黄土挖深井取样的试验数
6、据见图，拟建乙类建筑应消除土层的部分湿陷量并控制剩余湿陷量不大于 200mm，试确定从基底算起的地基处理厚度。 （分数：2.00）_14.某黄土地基，采用探井取土样，取土深度分别为 2.0m、4.0m、6.0m，土样高度 h020mm，对其进行实验室压缩浸水试验，试验结果见表，试判断黄土地基是否属于湿陷性黄土。 黄土压缩浸水试验结果(单位:mm) 题 6-14 表试 验 编 号 1 2 3加 200kPa 后沉降 0.4 0.57 0.37浸水后沉降 1.64 1.93 0.90（分数：2.00）_15.某无限长土坡，土坡高 H，土重度 19kN/m 3，饱和重度 sat20kN/m 3，滑动
7、面土的抗剪强度c0，30，若安全系数 Fs1.3，试求坡角 值。（分数：2.00）_16.与题 6-15 同条件，但土体处于饱和状态，水沿顺坡方向渗流，当安全系数 Fs1.3 时，试求容许坡角。（分数：2.00）_17.某基坑深 4.0m，土层分布为：06.0m 黏土， sat18kN/m 3；6.010m 砂土，砂土层存在承压水，水压力 60kPa。地下水位与地面平，坑内水位平坑底，为保证基坑不产生流土，试计算坑外应降水的深度。（分数：2.00）_18.某边坡，假定为平面型破坏，其坡角 55，坡高 H10m，破裂面倾角 35，土体19kN/m 3，黏聚力 c5kPa，内摩擦角 30，试求边坡
8、稳定系数、临界坡高和当 90时的临界坡高。（分数：2.00）_19.某一滑坡体，其参数见表，滑坡推力安全系数 t1.05，试计算推力 F3。 题 6-19 表块 号 滑体重力 滑带长度 倾角 黏聚力 摩擦角 传递系数(kN) l(m) () c(kPa) () 11000 50 40 20 20.3 0.733 53760 100 18 18 19 1.0 5220 20 18 18 19（分数：2.00）_20.一无限长土坡与水平面夹角为 ，土的饱和重度 sat20.4kN/m 3，30，c0，地下水沿土坡表面渗流，试求土坡稳定系数 Ks1.2 时的 角容许值。（分数：2.00）_21.某路
9、堤的地基土为薄层均匀冻土层，稳定融土层深度为 3.0m，融沉系数为 10%，融沉后体积压缩系数为 0.3MPa-1，E s3.33kPa，基底平均总压力为 180kPa，试求该层的融沉压缩总量。（分数：2.00）_22.某组原状土样室内压力与膨胀率 ep(%)的关系见表，试按膨胀土地区建筑技术规范(GBJ 11287)计算膨胀力 pc(可用作图或插入法近似求得)。（分数：2.00）_23.对取自同一土样的五个环刀试样按单线法分别加压，待压缩稳定后浸水，由此测得相应的湿陷系数 s见表，试按湿陷性黄土地区建筑规范(GB 500252004)求湿陷起始压力值。 题 6-23 表试验压力(kPa) 5
10、0 100 150 200 250湿陷系数 s 0.003 0.009 0.019 0.035 0.060（分数：2.00）_24.某一滑动面为折线型的均质滑坡，其主轴断面及作用力参数如表所示，试求该滑坡的稳定性系数 Ks值。（分数：2.00）_25.某单层建筑位于平坦场地上，基础埋深 d1.0m，按该场地的大气影响深度取胀缩变形的计算深度zn3.6m，计算所需的数据列于题表，试按膨胀土地区建筑技术规范(GDJ 11287)计算胀缩变形量。（分数：2.00）_26.调查确定泥石流中固体体积比为 60%，固体质量密度为 2.710 3kg/m3，试求该泥石流的流体密度(固液混合体的密度)。（分数
11、：2.00）_27.在陕北地区一自重湿陷性黄土场地上拟建一乙类建筑，基础埋置深度为 1.5m，建筑物下一代表性探井中土样的湿陷性成果如表所示，试求场地湿陷量 s。 题 6-27 表取样深度(m)自重湿陷系数 zs 湿陷系数 s取样深度(m)自重湿陷系数 zs湿陷系数 s1 0.012 0.075 9 0.040 0.0452 0.010 0.076 10 0.042 0.0433 0.012 0.070 11 0.040 0.0424 0.014 0.065 12 0.040 0.0405 0.016 0.060 13 0.050 0.0506 0.030 0.060 14 0.010 0.0
12、107 0.035 0.055 15 0.008 0.0088 0.030 0.050（分数：2.00）_28.某一滑动面为折线型的均质滑坡，某主轴断面和作用力参数如图、表所示，取滑坡推力计算安全系数 t1.05，试求第块滑体剩余下滑力 p3。（分数：2.00）_29.根据勘察资料，某滑坡体正好处于极限平衡状态，滑坡推力安全系数为 1.0，其滑体参数：第 1 块，滑面倾角 30，滑面长度 L11m，滑块重 G696kN/m，内摩擦角 114；第 2 块，滑面倾角10，滑面长 L13.6m，滑块重 G950kN/m，内摩擦角 211。试求滑动面的黏聚力 c(设 1、2块滑体 c 值一样)（分数：
13、2.00）_30.某黄土试样进行室内双线法压缩试验，一个试样在天然湿度下压缩至 200kPa 压力稳定后浸水饱和，另一试样在浸水饱和状态下加荷至 200kPa，试验成果数据如表所示，试求黄土湿陷起始压力 Psh。 题 6-30 表压力 p(kPa) 0 50 100 150 200 200 浸水饱和天然湿度下试样高度 hp(mm) 20 19.81 19.55 19.28 19.01 18.64浸水饱和状态下试样高度h p(mm) 20 19.60 19.28 18.95 18.64 18.64（分数：2.00）_31.在湿陷性黄土地区建设场地初勘时，在探井地面下 4.0m 取样，其试验成果为
14、：天然含水率 w(%)为14，天然密度 (g/cm 3)为 1.50，比重 as，为 2.70，孔隙比 e0为 1.05，其上覆黄土的物理性质与此土相同，对此土样进行室内自重湿陷系数 zs测定时，应在多大的压力下稳定后浸水(浸水饱和度取为 85%)。（分数：2.00）_32.存在大面积地面沉降的某市，其地下水位下降平均速率为 1m/年，现地下水位在地面下 5m 处，主要地层结构及参数见表，试用分层总和法计算今后 15 年内地面总沉降量。 题 6-32 表层 号 地 层 名 称 层厚 h(m) 层 底 埋 深 压缩模量 Es(MPa)1 粉质黏土 8 8 5.22 粉土 7 15 6.73 细砂
15、 18 33 124 不透水岩石（分数：2.00）_33.对某路基下岩溶层采用灌浆处理，其灌浆的扩散半径 R1.5m，灌浆段厚度 h5.4m，岩溶裂隙率0.24，有效充填系数 0.85，超灌系数 1.2，岩溶裂隙充填率 0.1，试估算单孔灌浆量。（分数：2.00）_34.关中地区某自重湿陷性黄土场地的探井资料如图所示，从地面下 1.0m 开始取样，取样间距均为1.0m，假设地面标高与建筑物0 标高相同，基础埋深为 2.5m，当基底下地基处理厚度为 4.0m 时，试求下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量。 （分数：2.00）_35.某膨胀土场地有关资料如表所示，若大气影响深度为 4.0m，拟建建筑
16、物为两层，基础埋深为 1.2m，按膨胀土地区建筑技术规范(GBJ 11287)的规定，试算膨胀土地基胀缩变形量。 （分数：2.00）_36.在关中地区某空旷地带，拟建一多层住宅楼，基础埋深为现地面下 1.50m。勘察后某代表性探井的试验数据如表所示。经计算黄土地基的湿陷量 s369.5mm。为消除地基湿陷性，下列哪个选项的地基处理方案最合理? 题 6-36 表土样编号 取样深度(m) 饱和度(%) 自重湿陷系数 湿陷系数 湿陷起始压力 (kPa)3-1 1.0 42 0.007 0.068 543-2 2.0 71 0.011 0.064 623-3 3.0 68 0.012 0.049 70
17、3-4 4.0 70 0.014 0.037 773-5 5.0 69 0.013 0.048 1013-6 6.0 67 0.015 0.025 1043-7 7.0 74 0.017 0.018 1123-8 8.0 80 0.013 0.014 3-9 9.0 81 0.010 0.017 1833-10 10.0 95 0.002 0.005 (1)强夯法，地基处理厚度为 2.0m；(2)强夯法，地基处理厚度为 3.0m；(3)土或灰土垫层法，地基处理厚度为 2.0m；(4)土或灰土垫层法，地基处理厚度为 3.0m。（分数：2.00）_37.位于季节性冻土地区的某城市市区内建设住宅楼，
18、地基土为黏性土，标准冻深为 1.60m，冻前土w21%，w p17%，冻结期间地下水位埋深 hw3m，试计算该场地的设计冻深。（分数：2.00）_38.某拟建砖混结构房屋，位于平坦场地上，为膨胀土地基，根据该地区气象观测资料算得：当地膨胀土湿度系数 w0.9。问当以基础埋深为主要防治措施时，一般基础埋深至少应达到多少?（分数：2.00）_专业案例-特殊条件下的岩土工程答案解析(总分：76.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：38，分数：76.00)1.某粉土层，18kN/m 3，e0.78，a0.2MPa -1，地下水位为-5.0m，当地下水位降至-35m 时，试计算地面沉降
19、量(35m 以下为岩层)。（分数：2.00）_正确答案：()解析：0m 处水压力为零，水位下降至-35m 处的水压力为 0.01300.3MPa 2.某市地处冲积平原，地下水位埋深在地面下 4m，由于开采地下水，地下水位下降速率为 1m/年，地层有关参数平均值见表，试求 20 年内该市地面总沉降量(第 3 层以下为岩层)。 题 6-2 表物理力学指标层 序 地 层 厚度(m) 层底深度(m) e0 a(MPa-1) Es(MPa)1 粉质黏土 5 5 0.75 0.32 粉土 8 13 0.65 0.253 细砂 11 24 15（分数：2.00）_正确答案：()解析：3.某城市地下水下降速率
20、为 2m/年，现水位为地面下 10m，土层分布：012m 黏土，e0.86，a0.332MPa -1；1227m 粉细砂，E s12MPa；2752m 粉土，e0.73，a0.24MPa -1；5259m 中细砂，E s28MPa；5977m 粉质黏土，e0.61，a0.133MPa -1；77m 以下为岩层。试估算10 年后地面沉降量。（分数：2.00）_正确答案：()解析：地下水下降速率 2m/年，原水位-10m，10 年后水位为-30m，水位下降施加于土层上的p 见表。 4.试按表中参数计算膨胀土地基的分级变形量。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：分级变形量 5.在岩质边坡稳定评
21、价中，多数用岩层的视倾角来分析。现有一岩质边坡，岩层产状的走向为 N17E，倾向 NW，倾角 43，挖方走向为 N12W，在两侧开坡，如果纵横比例尺为 1:1，试计算垂直于边坡走向的纵剖面图上岩层的视倾角。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：设岩层走向与开挖剖面夹角为 ，则 90-17-1261 6.某铁路路基通过多年冻土区，地基为粉质黏土，d s2.7，2.0g/cm 3，冻土总含水率 w040%，起始融沉含水率 w21%，塑限 wp20%，试计算该段多年冻土融沉系数 0及融沉等级。（分数：2.00）_正确答案：()解析：融沉系数7.某铁路路基位于石灰岩地层形成的地下暗河附近，暗河洞顶
22、埋深 8m，顶板基岩为节理裂缝发育得不完整散体结构，基岩面以上覆盖层厚 2m，石灰岩内摩擦角 60，安全系数取 1.25，按铁路特殊路基设计规范(TB 10035 2002)，试用坍塌时扩散角估算安全距离 L。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：8.某小流域山区泥石流沟，泥石流中固体物占 80%，固体物密度 2.7103kg/m3，洪水设计流量 100m3/s，泥石流沟堵塞系数 2.0，试按铁路工程地质手册的雨洪修正法估算泥石流流量 Qc。（分数：2.00）_正确答案：()解析：泥石流流体密度 9.某铁路隧道通过岩溶化极强的灰岩，由地下水补给的泉水流量 Q510 5m3/d，相应于 Q的
23、地表流域面积 F100km 2，隧道通过含水体的地下集水面积 A10km 2，年降水量 H1800mm，降水入渗系数0.4。试按铁路工程地质手册的降水入渗法估算隧道通过含水体地段的经常涌水量 Q，并用地下径流模数法核对。（分数：2.00）_正确答案：()解析：采用降水入渗法计算 (2)采用地下径流模数法计算 10.某边坡高 10m，边坡坡率 1:1，路堤填料 20kN/m 3，c10kPa，25，试求直线滑动面的倾角=32时的稳定系数。（分数：2.00）_正确答案：()解析：11.某滑坡拟采用抗滑桩治理，桩布设在紧靠第 6 条块的下侧，滑面为残积土，底部为基岩，试按图示及下列参数计算对桩的滑坡
24、水平推力 F6H (F5380kN/m，G 6420kN/m，18，c11.3kPa，安全系数 t1.15)。（分数：2.00）_正确答案：()解析：传递系数cos( n-1- n)-sin( n-l- n)tan ncos( 5- 6)-sin( 5- 6)tan ncos(35-20)-sin(35-20)tan180.966-0.2590.3250.882第 6 块滑体的剩余下滑力F6F 5+ tGnt-Gnntan n-cnln3800.882+1.15G 6sin20-G6cos20tan18-11.312335.16+1.154200.342-4200.940.325-135.62
25、36.4kN/m剩余下滑力对桩的滑坡水平推力F6HF 6cos20236.40.939222.1kN/m12.如图所示，当地下水位下降 1.0m 后，试求地面沉降。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：水位下降后土的自重应力增加。下降前 1h18118kPa 218+10238kPa，218+10128kPa 338+9365kPa下降后 118kPa 218+201+10148kPa 218+20138kPa 348+9375kPa水位下降后自重应力增量1 点 102 点 248-3810kPa2点 238-2810kPa3 点 375-6510kPa13.陇东陕北地区自重湿陷性黄土挖深
26、井取样的试验数据见图，拟建乙类建筑应消除土层的部分湿陷量并控制剩余湿陷量不大于 200mm，试确定从基底算起的地基处理厚度。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：最后 4m 土的剩余湿陷量 s1.2100(0.016+0.050+0.040+0.040)17.52cm20cm最后 5m 土的剩余湿陷量s17.52+1.2100+0.04222.56cm20cm所以地基处理厚度为 9.0m。14.某黄土地基，采用探井取土样，取土深度分别为 2.0m、4.0m、6.0m，土样高度 h020mm，对其进行实验室压缩浸水试验，试验结果见表，试判断黄土地基是否属于湿陷性黄土。 黄土压缩浸水试验结果(
27、单位:mm) 题 6-14 表试 验 编 号 1 2 3加 200kPa 后沉降 0.4 0.57 0.37浸水后沉降 1.64 1.93 0.90（分数：2.00）_正确答案：()解析：取土样深度分别为 2.0m、4.0m 和 6.0m，均小于 10.0m，试样压力均为 200kPa。 15.某无限长土坡，土坡高 H，土重度 19kN/m 3，饱和重度 sat20kN/m 3，滑动面土的抗剪强度c0，30，若安全系数 Fs1.3，试求坡角 值。（分数：2.00）_正确答案：()解析：设滑体重为 W，坡角为 ，沿滑面下滑力为 TWsin 沿滑面抗滑力为 RWcostan 16.与题 6-15
28、同条件，但土体处于饱和状态，水沿顺坡方向渗流，当安全系数 Fs1.3 时，试求容许坡角。（分数：2.00）_正确答案：()解析：设土体 c0，为无黏性土坡，土坡下滑力除土体本身重量外，还受到渗流力作用，渗流力为J wi式中： w水的重度；i水力梯度，当顺坡渗流时 isin。下滑力 T+JWsin+ wi(W+ w)sin抗滑力 RWcostan对于单位土体，土的自重 W 等于浮重度 。比较以上两个例题，对于无黏性土土坡安全系数，当存在水的顺坡渗流时，其安全系数降低/ sat0.5。在同样的安全系数 Fs1.3、有水渗流时，容许坡角小得多。17.某基坑深 4.0m，土层分布为：06.0m 黏土，
29、 sat18kN/m 3；6.010m 砂土，砂土层存在承压水，水压力 60kPa。地下水位与地面平，坑内水位平坑底，为保证基坑不产生流土，试计算坑外应降水的深度。（分数：2.00）_正确答案：()解析：当水沿土渗流时所产生的渗流力了等于土的浮重度 时，土处于流动的临界状态，渗流力Ji w式中：i水力梯度； w水的重度，本题取 10kN/m3。当坑外打水位观测井时，其水位高为18.某边坡，假定为平面型破坏，其坡角 55，坡高 H10m，破裂面倾角 35，土体19kN/m 3，黏聚力 c5kPa，内摩擦角 30，试求边坡稳定系数、临界坡高和当 90时的临界坡高。（分数：2.00）_正确答案：()
30、解析：单位宽度滑体体积 VABC(2)单位宽度滑体重量 WWV ABC36.2m 219kN/m3692kN(3)稳定系数 Ks(4)临界坡高(即 Ks1 时的临界坡高)H cr(5)坡角 90时的临界坡高 Hcr19.某一滑坡体，其参数见表，滑坡推力安全系数 t1.05，试计算推力 F3。 题 6-19 表块 号 滑体重力(kN)滑带长度l(m)倾角 () 黏聚力c(kPa)摩擦角 () 传递系数 11000 50 40 20 20.3 0.733 53760 100 18 18 19 1.0 5220 20 18 18 19（分数：2.00）_正确答案：()解析：块体抗滑力R1G 1cos
31、 1f1+c1l111000cos40tan20.3+50204118kNR253760cos18tan19+1810019388kNR35220cos18tan19+20182066kN块体下滑力T1G 1sin 111000sin40110000.6437071kNT2537600.30916613kNT352200.3091613kN推力F11.05T 1-R11.057071-41183307kNF2F 1 1+1.05T2-R233070.733+1.0516613-19388480kNF3F 2 2+1.05T3-R34801.0+1.051613-2066108kN20.一无限长土坡与水平面夹角为 ，土的饱和重度 sat20.4kN/m 3，30，c0，地下水沿土坡表面渗流，试求土坡稳定系数 Ks1.2
