2025年度勘察設計注冊土木工程師資格考試[巖土]復習題及答案一、專業(yè)知識（上午）（一）工程地質(zhì)1.某建筑場地進行巖土工程勘察，在深度10m處取原狀土樣，測得土的天然重度γ=18kN/m3，含水量w=20%，土粒比重Gs=2.7。試計算該土樣的孔隙比e、飽和度Sr和干重度γd。-答案：-首先根據(jù)公式\(\gamma=\frac{(G_s+e)\gamma_w}{1+e}\)，\(\gamma_w=10kN/m3\)，已知\(\gamma=18kN/m3\)，\(G_s=2.7\)，代入可得\(18=\frac{(2.7+e)\times10}{1+e}\)。-展開式子：\(18(1+e)=(2.7+e)\times10\)，即\(18+18e=27+10e\)。-移項可得：\(18e-10e=27-18\)，\(8e=9\)，解得\(e=1.125\)。-然后根據(jù)飽和度公式\(Sr=\frac{wG_s}{e}\)，將\(w=20\%=0.2\)，\(G_s=2.7\)，\(e=1.125\)代入，可得\(Sr=\frac{0.2\times2.7}{1.125}=0.48=48\%\)。-最后根據(jù)干重度公式\(\gamma_d=\frac{\gamma}{1+w}\)，將\(\gamma=18kN/m3\)，\(w=0.2\)代入，可得\(\gamma_d=\frac{18}{1+0.2}=15kN/m3\)。2.某地區(qū)有一滑坡體，滑體平均厚度為10m，長度為50m，寬度為30m，滑帶土的內(nèi)摩擦角\(\varphi=15^{\circ}\)，黏聚力\(c=10kPa\)，滑體重度\(\gamma=20kN/m3\)。假設滑坡體處于極限平衡狀態(tài)，試計算滑坡體的下滑力和抗滑力。-答案：-首先計算滑坡體的體積\(V=10\times50\times30=15000m3\)。-滑坡體的重量\(W=\gammaV=20\times15000=300000kN\)。-假設滑坡體的滑動面為平面，下滑力\(T=W\sin\alpha\)，由于沒有給出滑坡體的坡度\(\alpha\)，這里假設為簡單情況，若滑動面水平傾角為\(\theta\)，且處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)庫侖定律\(F_s=\frac{cL+W\cos\theta\tan\varphi}{W\sin\theta}=1\)（\(F_s\)為安全系數(shù)，極限平衡時\(F_s=1\)）。-抗滑力\(R=cL+W\cos\theta\tan\varphi\)，滑體的周長\(L=2\times(50+30)=160m\)。-假設滑動面傾角\(\theta=10^{\circ}\)，下滑力\(T=W\sin\theta=300000\times\sin10^{\circ}\approx300000\times0.1736=52080kN\)。-抗滑力\(R=cL+W\cos\theta\tan\varphi=10\times160+300000\times\cos10^{\circ}\times\tan15^{\circ}\)-\(\cos10^{\circ}\approx0.985\)，\(\tan15^{\circ}=0.268\)，則\(R=160+300000\times0.985\times0.268=160+80022=80182kN\)。（二）巖土力學1.某飽和黏性土試樣，在三軸不固結(jié)不排水試驗中，圍壓\(\sigma_3=100kPa\)，破壞時的偏應力\((\sigma_1-\sigma_3)=150kPa\)。試求該土樣的不排水抗剪強度\(c_{u}\)和內(nèi)摩擦角\(\varphi_{u}\)。-答案：-在三軸不固結(jié)不排水試驗（UU試驗）中，對于飽和黏性土，\(\varphi_{u}=0\)。-根據(jù)摩爾-庫侖強度理論\(\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi_{u}}{2})+2c_{u}\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi_{u}}{2})\)，因為\(\varphi_{u}=0\)，所以\(\sigma_1=\sigma_3+2c_{u}\)。-已知\((\sigma_1-\sigma_3)=150kPa\)，即\(2c_{u}=150kPa\)，解得\(c_{u}=75kPa\)。2.某土樣進行直剪試驗，垂直壓力\(\sigma=200kPa\)，剪切破壞時的剪應力\(\tau=100kPa\)。若該土樣的抗剪強度指標\(c=20kPa\)，試求土樣的內(nèi)摩擦角\(\varphi\)。-答案：-根據(jù)庫侖抗剪強度公式\(\tau=c+\sigma\tan\varphi\)。-已知\(\tau=100kPa\)，\(c=20kPa\)，\(\sigma=200kPa\)，代入公式可得\(100=20+200\tan\varphi\)。-移項可得\(200\tan\varphi=100-20=80\)。-解得\(\tan\varphi=\frac{80}{200}=0.4\)，則\(\varphi=\arctan(0.4)\approx21.8^{\circ}\)。（三）基礎工程1.某柱下獨立基礎，底面尺寸為\(2m\times3m\)，基礎埋深\(d=1.5m\)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的豎向力\(F=1200kN\)，基礎及基礎上土的平均重度\(\gamma_{G}=20kN/m3\)。試計算基底平均壓力\(p_{k}\)。-答案：-根據(jù)基底平均壓力公式\(p_{k}=\frac{F+G}{A}\)，其中\(zhòng)(G=\gamma_{G}Ad\)，\(A=2\times3=6m2\)。-\(G=20\times6\times1.5=180kN\)。-\(p_{k}=\frac{F+G}{A}=\frac{1200+180}{6}=\frac{1380}{6}=230kPa\)。2.某樁基礎，樁徑\(d=0.8m\)，樁長\(l=20m\)，樁端持力層為中密砂層，樁側(cè)土為黏性土。已知樁側(cè)阻力特征值\(q_{sa}=30kPa\)，樁端阻力特征值\(q_{pa}=1500kPa\)。試計算單樁豎向承載力特征值\(R_{a}\)。-答案：-根據(jù)單樁豎向承載力特征值公式\(R_{a}=q_{pa}A_{p}+u_{p}\sumq_{sia}l_{i}\)，其中\(zhòng)(A_{p}=\frac{\pid^{2}}{4}=\frac{\pi\times0.8^{2}}{4}\approx0.5024m2\)，\(u_{p}=\pid=\pi\times0.8\approx2.512m\)。-假設樁側(cè)土分布均勻，\(R_{a}=q_{pa}A_{p}+u_{p}q_{sa}l\)。-代入數(shù)據(jù)可得\(R_{a}=1500\times0.5024+2.512\times30\times20\)-\(R_{a}=753.6+1507.2=2260.8kN\)。二、專業(yè)知識（下午）（一）巖土工程勘察1.某建筑場地進行鉆探，鉆孔深度為30m，采用泥漿護壁回轉(zhuǎn)鉆進。在深度15m處采取了一組原狀土樣，試簡述采取原狀土樣的操作要點。-答案：-設備選擇：應選用合適的取土器，如薄壁取土器，其內(nèi)徑不宜小于75mm，刃口角度和壁厚應符合相關(guān)規(guī)范要求。-鉆進要求：在鉆進至取土深度前，應控制鉆進速度，避免對土層的過度擾動。一般采用回轉(zhuǎn)鉆進，鉆進參數(shù)要適中，保證孔壁的穩(wěn)定性。-清孔：鉆進到預定取土深度后，要進行清孔，清除孔底的沉渣，使孔底干凈平整，以確保取土器能順利切入土層。-取土操作：將取土器緩慢下放至孔底，然后以均勻的速度壓入土層，壓入過程中要保持取土器的垂直和穩(wěn)定，避免晃動和傾斜。壓入深度應根據(jù)取土器的長度和土層情況合理確定。-土樣取出：取土完成后，要小心地將取土器提出孔口，避免土樣受到震動和擾動。在提出過程中，要防止土樣掉落和失水。-土樣封裝：將取出的土樣及時進行封裝，一般采用蠟封或塑料薄膜密封，以防止土樣水分散失和受到外界污染。同時，要在土樣上標明土樣的編號、深度、取樣日期等信息。2.某巖土工程勘察報告中，對場地的地震效應進行了評價。簡述場地地震效應評價的主要內(nèi)容。-答案：-場地地震烈度：根據(jù)國家地震區(qū)劃圖和相關(guān)規(guī)范，確定場地的基本地震烈度或設計地震動參數(shù)，為工程抗震設計提供依據(jù)。-場地土類型和建筑場地類別：通過對土層的剪切波速測試等手段，劃分場地土類型（如堅硬土、中硬土、中軟土、軟弱土等），并結(jié)合覆蓋層厚度確定建筑場地類別（如Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類）。-地震液化可能性：對飽和砂土和粉土進行地震液化判別，采用標準貫入試驗、靜力觸探試驗等方法，判斷土層在地震作用下是否可能發(fā)生液化，并評估液化等級和危害程度。-地震穩(wěn)定性：分析場地在地震作用下的穩(wěn)定性，包括邊坡的穩(wěn)定性、地基的震陷等。對于可能存在滑坡、崩塌等地質(zhì)災害的場地，要評估地震對其穩(wěn)定性的影響。-地震動參數(shù)確定：根據(jù)場地的地質(zhì)條件和地震環(huán)境，確定設計地震動參數(shù)，如地震加速度時程曲線、反應譜等，用于結(jié)構(gòu)的動力分析和抗震設計。（二）巖土工程設計1.某深基坑工程，開挖深度為8m，采用排樁+錨桿支護體系。試簡述排樁+錨桿支護體系的設計步驟。-答案：-資料收集：收集工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，了解場地周邊環(huán)境，包括建筑物、地下管線等情況，確定基坑的設計使用年限和安全等級。-方案初選：根據(jù)基坑的開挖深度、地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，初步選擇排樁的類型（如灌注樁、預制樁等）和錨桿的參數(shù)（如長度、間距等）。-土壓力計算：采用合適的土壓力理論（如朗肯土壓力理論或庫侖土壓力理論）計算作用在排樁上的土壓力，考慮地下水的影響，確定水壓力。-排樁設計：根據(jù)土壓力計算結(jié)果，對排樁進行內(nèi)力分析和截面設計，確定排樁的直徑、間距、配筋等參數(shù)，保證排樁的強度和穩(wěn)定性。-錨桿設計：根據(jù)排樁的受力情況，確定錨桿的數(shù)量、長度、傾角和拉力設計值。進行錨桿的抗拔承載力計算，確保錨桿能夠提供足夠的錨固力。-整體穩(wěn)定性分析：對基坑支護體系進行整體穩(wěn)定性分析，包括圓弧滑動穩(wěn)定性、傾覆穩(wěn)定性和坑底隆起穩(wěn)定性等，采用合適的計算方法（如瑞典條分法、畢肖普法等），保證支護體系的整體安全。-變形計算：計算基坑在開挖過程中的變形，包括排樁的水平位移、基坑周邊地面的沉降等，控制變形在允許范圍內(nèi)，避免對周邊環(huán)境造成不利影響。-構(gòu)造設計：進行排樁和錨桿的構(gòu)造設計，如排樁的樁頂冠梁設計、錨桿的錨固段構(gòu)造等，保證支護體系的耐久性和可靠性。-設計優(yōu)化：根據(jù)計算結(jié)果和工程實際情況，對支護方案進行優(yōu)化，在保證安全的前提下，降低工程造價和施工難度。2.某地基處理工程，采用水泥攪拌樁法處理軟土地基。簡述水泥攪拌樁的施工工藝和質(zhì)量控制要點。-答案：-施工工藝：-場地平整：施工前要對場地進行平整，清除障礙物，保證施工機械的正常運行。-樁位放線：根據(jù)設計圖紙，在場地內(nèi)準確放出水泥攪拌樁的樁位，做好標記。-樁機就位：將水泥攪拌樁機移動到樁位處，調(diào)整樁機的垂直度和水平度，使鉆頭對準樁位中心。-預攪下沉：啟動攪拌機，使鉆頭沿導向架邊旋轉(zhuǎn)邊下沉，下沉速度應符合設計要求，一般不宜大于1m/min。-制備水泥漿：按照設計配合比制備水泥漿，水泥漿應攪拌均勻，不得有結(jié)塊現(xiàn)象。-噴漿攪拌提升：當鉆頭下沉到設計深度后，開啟水泥漿泵，將水泥漿壓入土層中，同時鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊提升，提升速度不宜大于0.5m/min，保證水泥漿與土充分攪拌。-重復攪拌：為了使水泥漿與土更好地混合，可進行重復攪拌，即再次將鉆頭下沉到一定深度，然后再提升攪拌。-成樁：攪拌提升到設計樁頂標高后，停止噴漿，將樁機移至下一個樁位，繼續(xù)施工。-質(zhì)量控制要點：-水泥質(zhì)量：水泥應符合設計要求，有質(zhì)量檢驗報告，嚴禁使用過期、受潮的水泥。-配合比：嚴格按照設計配合比制備水泥漿，控制水灰比和水泥用量，保證水泥漿的強度和性能。-樁長和樁徑：施工過程中要控制樁長和樁徑，保證樁長達到設計要求，樁徑偏差應在允許范圍內(nèi)。-攪拌均勻性：要保證水泥漿與土充分攪拌均勻，避免出現(xiàn)攪拌不勻、斷樁等現(xiàn)象?？赏ㄟ^觀察攪拌樁機的電流、提升速度等參數(shù)來判斷攪拌效果。-垂直度：控制攪拌樁的垂直度，垂直度偏差不應大于1%，可采用經(jīng)緯儀或吊線等方法進行監(jiān)測。-施工記錄：做好施工記錄，包括樁位、樁長、水泥用量、攪拌時間、提升速度等參數(shù)，以便對施工質(zhì)量進行追溯和評估。-質(zhì)量檢測：施工完成后，要按照相關(guān)規(guī)范進行質(zhì)量檢測，如采用鉆芯法、靜力觸探法等檢測樁身的強度和完整性。（三）巖土工程監(jiān)測1.某高層建筑深基坑工程，在施工過程中進行了巖土工程監(jiān)測。簡述深基坑工程監(jiān)測的主要項目和監(jiān)測頻率。-答案：-主要項目：-支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力：通過在支護結(jié)構(gòu)（如排樁、支撐等）中埋設應變計等傳感器，監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化，了解支護結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。-支護結(jié)構(gòu)位移：采用全站儀、水準儀等儀器，監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)的水平位移和豎向位移，掌握支護結(jié)構(gòu)的變形情況。-基坑周邊地表沉降：在基坑周邊一定范圍內(nèi)設置沉降觀測點，監(jiān)測地表的沉降變化，評估基坑開挖對周邊環(huán)境的影響。-地下水位：采用水位觀測井等設備，監(jiān)測地下水位的變化，了解地下水對基坑穩(wěn)定性的影響。-土體分層沉降：在基坑內(nèi)和周邊土體中埋設分層沉降標，監(jiān)測不同深度土體的沉降情況，分析土體的變形特性。-土體側(cè)向位移：通過測斜管等儀器，監(jiān)測土體的側(cè)向位移，了解土體的滑動和變形趨勢。-監(jiān)測頻率：-基坑開挖初期：當基坑開挖深度較淺時，監(jiān)測頻率可適當降低，一般可每2-3天監(jiān)測一次。-基坑開挖中期：隨著開挖深度的增加，支護結(jié)構(gòu)和土體的受力狀態(tài)變化較大，監(jiān)測頻率應提高，一般每天監(jiān)測一次。-基坑開挖后期：在基坑開挖至設計標高后，可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況，適當調(diào)整監(jiān)測頻率，如每2-3天監(jiān)測一次。-遇到特殊情況：如暴雨、地震等自然災害或支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常變形時，應加密監(jiān)測頻率，甚至進行實時監(jiān)測。三、案例分析1.某建筑場地的地基土為黏性土，設計采用柱下獨立基礎?；A底面尺寸為\(2.5m\times3m\)，基礎埋深\(d=2m\)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的豎向力\(F=1500kN\)，水平力\(H=200kN\)。地基土的承載力特征值\(f_{ak}=200kPa\)，土的重度\(\gamma=18kN/m3\)。試驗算該基礎的地基承載力是否滿足要求。-答案：-首先計算基礎及基礎上土的重量\(G=\gamma_{G}Ad\)，其中\(zhòng)(\gamma_{G}=20kN/m3\)，\(A=2.5\times3=7.5m2\)，則\(G=20\times7.5\times2=300kN\)。-計算基底平均壓力\(p_{k}=\frac{F+G}{A}=\frac{1500+300}{7.5}=\frac{1800}{7.5}=240kPa\)。-計算基底邊緣最大壓力\(p_{kmax}=\frac{F+G}{A}+\frac{M}{W}\)，其中\(zhòng)(M=H\timesh\)（假設水平力作用點距基礎底面高度\(h=1m\)），\(M=200\times1=200kN\cdotm\)，\(W=\frac{1}{6}bl^{2}=\frac{1}{6}\times2.5\times3^{2}=3.75m3\)。-\(p_{kmax}=240+\frac{200}{3.75}\approx240+53.33=293.33kPa\)。-根據(jù)地基承載力修正公式\(f_{a}=f_{ak}+\eta_\gamma(b-3)+\eta_t66dsj1\gamma_{m}(d-0.5)\)，對于黏性土，假設\(\eta_=0\)，\(\eta_17w8m11=1.6\)，\(\gamma_{m}=\gamma=18kN/m3\)，\(b=2.5m\lt3m\)，則\(f_{a}=200+1.6\times18\times(2-0.5)=200+43.2=243.2kPa\)。-要求\(p_{k}\leqf_{a}\)且\(p_{kmax}\leq1.2f_{a}\)，\(p_{k}=240kPa\ltf_{a}=243.2kPa\)，\(1.2f_{a}=1.2\times243.2=291.84kPa\ltp_{kmax}=293.33kPa\)，基底邊緣最大壓力不滿足要求，地基承載力不完全滿足要求，需要對基礎設計進行調(diào)整。2.某邊坡工程，邊坡高度\(H=10m\)，邊坡坡度為\(1:1.5\)，邊坡土體為粉質(zhì)黏土，重度\(\gamma=20kN/m3\)，內(nèi)摩擦角\(\varphi=20^{\circ}\)，黏聚力\(c=25kPa\)。采用瑞典條分法計算該邊坡