土木工程师-专业案例（道路工程）-路基工程-路基防护、加固与支挡结构设计.docx

土木工程师-专业案例（道路工程）-路基工程-路基防护、加固与支挡结构设计单选题1.东北地区某高速公路，冻结深度2.3m。重力式挡土墙，黏质土地基，挡土墙前趾地基受水流冲刷，局部（江南博哥）冲刷深度为1.5m。该挡土墙前趾基础埋置深度不应小于()。2019年真题A.1.0mB.1.25mC.2.3mD.2.5m 正确答案：D参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第5.4.3条规定，挡土墙宜采用明挖基础。基础的埋置深度应符合下列要求：基础最小埋置深度不应小于1.0m。风化层不厚的硬质岩石地基，基底应置于基岩未风化层以下。受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底应置于局部冲刷线以下不小于1.0m。当冻结深度小于或等于1.0m时，基底应在冻结线以下不小于0.25m，且最小埋置深度不小于1.0m。冻结深度大于1.0m时，基础最小埋置深度不应小于1.25m，并应对基底至冻结线以下0.25m深度范围的地基土采取措施，防止冻害。由于该挡土墙前趾地基受水流冲刷，局部冲刷深度为1.5m，因此其基础埋置深度不应小于1.51.02.5m。由于该高速公路冻结深度2.3m，因此其基础最小埋置深度不应小于1.25m。取较大数值，即2.5m。单选题2.某一级公路重力式路堤挡土墙，如图所示，挡土墙墙身高4m，顶宽1m，墙背仰斜坡度41，墙后填土表面坡度11.5，路基填料采用砂性土，其重度18kN/m3，内摩擦角35°，填土与墙背间的摩擦角17.5°。计算该挡土墙土压力水平和垂直分力最接近下列哪个选项？()题2图（尺寸单位：cm）A.75.3kN，49.4kNB.86.5kN，53.1kNC.95.4kN，58.5kND.106.5kN，81.6kN 正确答案：C参考解析：墙背仰斜坡度41，墙背倾斜角arctan0.2514.04°。墙后填土表面坡度11.5，墙后填土表面的倾斜度33.69°。土压力系数：则土压力：Ea1/2H2Ka1/2×18×42×Ka111.89kN土压力水平分力：ExEacos（）111.89×cos（14.04°17.5°）95.4kN土压力垂直分力：EyEasin（）111.89×sin（14.04°17.5°）58.5kN单选题3.某一级公路边坡永久性岩层锚固，如图所示，锚杆采用预应力热处理螺纹钢筋，抗拉强度设计值为1000N/mm2，锚杆与滑动面相交处滑动面倾角30°，锚杆与水平面的夹角35°，滑动面内的摩擦角30°，通过分析确定该边坡的下滑力E280kN，试计算锚杆直径最接近下列哪个选项？()题3图A.25mmB.28mmC.30mmD.32mm 正确答案：B参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第5.5.4条和5.5.6条规定，预应力锚杆锚固力设计时，应根据边坡稳定性分析确定的边坡下滑力，按下式计算锚固力：式中，Pd为锚杆设计锚固力（kN）；E为边坡下滑力（kN）；为锚杆与滑动面相交处滑动面倾角（°）；为锚杆与水平面的夹角（°）；为滑动面内摩擦角（°）。则得锚固力：根据式5.5.5得锚杆体截面积：AK1Pd/Fptk式中，K1为安全系数，Fptk为锚杆体材料抗拉强度标准值。按表5.5.6-4可得本题K12。AK1Pd/Fptk2.0×296/1000×103592mm2锚杆直径：D（4×A/3.14）0.527.5mm28mm单选题4.某高速公路K6680附近有一段岩质路堑边坡，边坡加固方案采用预应力筋进行永久锚同，锚杆直径dg30mm，锚杆锚固段钻孔直径d0.1m，锚杆与滑动面相交处滑动面倾角20°，锚杆与水平面的夹角10°，滑动面内的摩擦角25°；注浆体与较硬岩的黏结强度设计值为1000kPa，钢筋与锚固砂浆间黏结强度设计值为2.4MPa，通过分析得到该边坡的下滑力E1000kN。问锚杆锚固段长度至少必须达到下列哪个选项？()A.3.0mB.5.0mC.8.0mD.9.0m 正确答案：C参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第5.5.4条和5.5.6条。（1）预应力锚杆锚固力设计时，应根据边坡稳定性分析确定的边坡下滑力，按下式计算锚固力。式中，Pd为锚杆设计锚固力（kN）；E为边坡下滑力（kN）；为锚杆与滑动面相交处滑动面倾角（°）；为锚杆与水平面的夹角（°）；为滑动面内摩擦角（°）。由题目得该边坡的下滑力E1000kN，锚杆与滑动面相交处滑动面倾角20°，锚杆与水平面的夹角10°，滑动面内的摩擦角25°，则得锚固力：（2）预应力锚杆宜采用黏结型锚固体，地层与注浆体间黏结长度应按下式计算。LrK2Pd/（dfrb）式中，Lr为地层与注浆体间黏结长度（m）；K2为安全系数，按表5.5.6-4选取；d为锚固段钻孔直径（m）；frb为地层与注浆体间黏结强度设计值（kPa），应通过试验确定，当不具备试验条件时可按表5.5.6-1、表5.5.6-2选用。由题意得锚杆锚固段钻孔直径d0.1m；frb即注浆体与较硬岩的黏结强度设计值为1000kPa；查表5.5.6-4得K22。所以有：LrK2Pd/（dfrb）2×909.8/（×0.1×1000）5.8m（3）注浆体与锚杆体间黏结长度应满足下式的要求LgK2Pd/（ndgfb）式中，Lg为注浆体与锚杆体间黏结长度（m）；dg为锚杆体材料直径（m）；fb为注浆体与锚杆体间黏结强度设计值（kPa），应通过试验确定，当不具备试验条件时，可按表5.5.6-3选用；n为锚杆体根数（根）。根据题意得锚杆直径dg30mm，n1，fb查表为2400，所以有：LgK2Pd/（ndgfb）2×909.8/（1××0.03×2400）8.0m（4）锚固长度应取Lr和Lg中的大值，且不应小于3m，也不宜大于10m，故取8.0m。单选题5.某一级公路在K5120K5170段设置一重力式挡土墙，典型断面如图所示。墙面直立，墙顶宽1.4m，墙底水平，墙底宽2.6m，最大墙高5.5m，墙背倾角18°；墙背填土重度118kN/m3，内摩擦角33°，填土与墙背的摩擦角18°；墙身材料重度223kN/m3；该处地基为软质岩石，地基容许承载力为0.4MPa，基底与基底土的摩擦系数0.40。用库仑土压力理论计算得到每延米的总主动土压力Ea144.3kN/m。计算该挡土墙的抗滑稳定系数最接近下列哪个选项？()题5图（尺寸单位：m）A.1.06B.1.10C.1.16D.1.20 正确答案：C参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第H.0.2条规定，抗滑稳定系数按下式计算。GS23×（1.42.6）×5.5×0.5253kN/m墙后主动土压力的水平分量：ExEacos（）144.3×cos36°116.74kN/m墙后主动土压力的竖向分量：EyEasin（）144.3×sin36°84.82kN/m该挡土墙的抗滑稳定系数：Kc（GEy）/Ex（25384.82）×0.4/116.741.158单选题6.某高速公路K3410K3460段有一重力式路肩墙，典型断面如图所示。墙顶宽1.3m，墙底水平，宽2.8m，墙高6m。墙后填土与墙顶齐平，填土重度118kN/m3，内摩擦角35°；墙身材料重度223kN/m3；用库仑土压力理论计算得到每延米的主动土压力水平分量Ex124.4kN/m，主动土压力竖直分量Ey83.9kN/m。计算该公路挡土墙抗倾覆安全系数最接近以下哪个选项？()题6图（尺寸单位：m）A.1.74B.1.78C.1.82D.1.86 正确答案：C参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第H.0.2条规定，抗倾覆安全系数按下式计算：GS23×（1.32.8）6/2282.9kN/m墙身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其它荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离：ZG（A1Z1A2Z2）/A6×1.3×1.3/26×1.5/2×（1.31.5/3）/（1.32.8）×6/21.07m墙后主动土压力的竖向分量到墙趾的距离：Zx1.31.5/31.8m。墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离：ZyH/36/32m。该公路挡土墙抗倾覆安全系数：K0（GZGEyZx）/ExZy（282.9×1.0783.9×1.8）/（124.4×2）1.82单选题7.某一级公路K24300K24306段需设置一重力式挡土墙，地面横坡为15。地基为砂类土，地基允许承载力不小于0.3MPa，基底与基底土的摩擦系数0.40，典型断面如图所示。墙顶宽1.0m，墙面坡度采用10.15，墙背倾角11°，墙趾至墙顶高H4.5m，墙底倾斜角08°，填土表面倾角6°，填土重度18kN/m3，填土与墙背的摩擦角15°。经计算可得挡土墙每延米自重G192.6kN/m，主动土压力Ea125.2kN/m，试问该挡土墙抗滑安全系数最接近下列哪个选项？()题7图（尺寸单位：m）A.1.30B.1.33C.1.36D.1.39 正确答案：C参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第H.0.2条规定，抗滑稳定系数按下式计算。墙后主动土压力的水平分量：ExEacos（）125.2×cos26°112.5kN/m墙后主动土压力的竖向分量：EyEasin（）125.2×sin26°54.9kN/m该挡土墙的抗滑稳定系数：Kc（GEyExtan0）/Ex（GEy）tan0（192.654.9112.5×tan8°）×0.4/112.5（192.654.9）tan8°1.355单选题8.某高速公路重力式路堤墙典型断面如图所示，地基为土质地基，墙面直立，墙顶宽A1.2m，墙底水平，墙底宽1.8m，墙高H4m，墙背坡比10.15。墙后填土坡比11.5，填土重度118kN/m3，内摩擦角32°，填土与墙背的摩擦角18°。墙身材料重度223kN/m3。用库仑土压力理论计算得到每延米的总主动土压力Ea85.62kN/m。则该挡土墙趾部的压应力最接近下列哪个选项？()题8图（尺寸单位：m）A.462kPaB.468kPaC.482kPaD.488kPa 正确答案：B参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第H.0.2条规定，基底压应力按下式计算。GS23×（1.21.8）×4/2138kN/marctan0.158°32墙后主动土压力的水平分量：ExEacos（）85.62×0.89576.63kN/m墙后主动土压力的竖向分量：EyEasin（）85.62×0.44638.19kN/m墙身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其它荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离：ZG4×1.2×1.2/24×0.6/2×（1.20.2）/（1.21.8）×4/21.8/20.14m墙后主动土压力的竖向分量到墙趾的距离：Zx4/31.33墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离：Zy1.20.6×1/31.820.7m弯矩组合值：MEEyZyExZx38.19×0.776.63×1.3375.19kN/mMGGZG138×（0.14）19.32kN/m偏心距：因e0B/60.30m，因此压应力：12Nd/312×（138×1.21.4×38.19）/3×（1.8/20.586）467.5kPa单选题9.西南地区某高速公路K23320K23380段有一重力式路堤墙。典型断面如图所示，墙顶宽1m，墙背倾角11°，墙趾至墙顶高H5m，墙底倾斜角08°，填土表面水平，内摩擦角34°，填土重度18kN/m3，填土与墙背的摩擦角为15°。经计算可得挡土墙每延米自重G196.5kN/m，对墙趾力臂ZG0.85m，总主动土压力Ea92.4kN/m，土压力水平分量的力臂Zy1.82m，垂直分量的力臂Zx1.76m。试问该挡土墙绕墙趾倾覆的稳定安全系数最接近下列哪个选项？()题9图A.1.41B.1.47C.1.53D.1.58 正确答案：D参考解析：根据公路路基设计规范（JTGD302015）第H.0.2条，抗倾覆安全系数按下式计算：墙后主动土压力的水平分量：ExEacos（）92.4×cos26°83kN/m墙后主动土压力的竖向分量：EyEasin（）92.4×sin26°40.5kN/m该挡土墙绕墙趾倾覆的稳定安全系数：K0（GZGEyZx）/ExZy（196.5×0.8540.5×1.76）/（83×1.82）1.578