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这是一篇关于注册道路专业基础的思维导图,主要内容包括:第一章建筑材料,第二章 土质学与土力学,第三章 工程地质,第四章 工程勘测,第五章 结构设计原理,第六章 职业法规。
编辑于2025-04-04 21:35:26这是一篇关于Atomic Habit的思维导图,主要内容包括:一、原子习惯三原则,二、习惯形成的四步模型。帮助读者理解如何通过微小的改变和合理的习惯养成策略来实现个人成长和目标达成。
这是一篇关于《被讨厌的勇气》的思维导图,主要内容包括:一、理论基石:阿德勒心理学核心框架,二、逻辑桥接页:从目的论到课题分离,三、实践方法论,四、动态关系图,一、第一夜:我们的不幸是谁的错?,二、第二夜:一切烦恼都来自人际关系,三、第三夜:让干涉你生活的人见鬼去,四、第四夜:要有被讨厌的勇气,五、第五夜:认真的人生"活在当下"。
这是一篇关于简单的逻辑学的思维导图,主要内容包括:- 一、学习逻辑学的思想准备,- 二、逻辑学的基本原理,- 三、论证:逻辑学的语言,- 四、非逻辑思维的根源,- 五、非逻辑思维的主要形式(谬误大全),- 总结:逻辑学的实践价值。
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第一章建筑材料
第一节 砂石材料
真实密度是指在规定条件下,烘干石料矿质实体单位真实体积的质量,计算公式为:ρt=ms/Vs。 表观密度是指在规定条件下,烘干石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观体积的质量,计算公式为:ρa=ms/(Vs+Vn)。 毛体积密度是指在规定条件下,烘干石料矿质实体包括孔隙(闭口、开口孔隙)体积在内的单位体积的质量,计算公式为:ρh=ms/(Vs+Vn+Vi)。 堆积密度是指烘干集料颗粒矿质实体的单位装填体积(包括集料颗粒间空隙体积、集料矿质实体及其闭口、开口孔隙体积)的质量,计算公式为:ρ=ms/(Vs+Vn+Vi+Vv)。 所以对于同一集料,各种密度参数的排列为:真实密度>表观密度>毛体积密度>堆积密度
孔隙率是指石料孔隙体积占石料总体积(包括孔隙体积在内)的百分率。石料的孔隙率计算公式为:n=Vn+Vi/Vh×100%=(1-ρh/ρt) ×100%。
根据含水率的计算公式:ω含=(m1-m0)/m0×100%。式中,m1为材料在含水状态下的质量,m0为材料在干燥状态下的质量。
在混合料中,粗集料起骨架作用,应具备一定的强度、耐磨、抗磨耗和抗冲击性能等,这些性能分别用压碎值、磨光值、磨耗值和冲击值等指标表示。
集料压碎值用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力,是衡量石料力学性质的指标,以评定其在公路工程中的适用性。压碎值是对集料的标准试样在标准条件下进行加荷,测试集料被压碎后,标准筛上筛余质量的百分率。该值越大,说明抗压碎能力越差。
磨光值是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标,采用加速磨光机磨光石料,并用摆式摩擦系数测定仪测得磨光后集料的摩擦系数。用高磨光值的石料来铺筑道路路面表层,可以提高路表的抗滑能力,保障车辆的安全行驶。该值愈高,表示其抗滑性愈好。
磨耗值用于确定石料抵抗表面磨损的能力,适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮撞击及磨耗能力的评定。该值越大,说明抗磨损能力越差。
冲击值反映石料抵抗冲击荷载的能力,对道路表层用集料非常重要。粗集料冲击值试验用击碎后小于2.36mm部分的质量百分率表示。该值越大,说明抵抗冲击荷载能力越差。
集料冲击值计算公式为:AIV=m1/m0×100%。
细度模数是用于评价细集料粗细程度的指标,为细集料筛分试验中各号筛上的累计筛余百分率之和。细度模数愈大,表示细集料愈粗。砂按细度模数分为粗、中、细和特细砂四种规格,相应的细度模数分别为:粗砂Mf=3.7~3.1;中砂Mf=3.0~2.3;细砂Mf=2.2~1.6;特细砂Mf=1.6~0.7。
第二节 水泥和石灰
普通硅酸盐水泥主要矿物有硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)四种。水泥熟料四种矿物的技术特性如表1-2-1所示。根据水化放热量可知,要使水泥具有比较低的水化热,应降低C3A的含量。
普通硅酸盐水泥的水化反应为放热反应,按其成分分为硅酸三钙水化、硅酸二钙水化、铝酸三钙水化和铁铝酸四钙水化。其水化反应有两个典型的放热峰:①反应最快的是铝酸三钙,对应第一个放热峰; ②其次是硅酸三钙,对应第二个放热峰。
生石灰(CaO)加水反应生成氢氧化钙的过程,称为石灰的消化或熟化。反应生成的产物氢氧化钙称为熟石灰或消石灰。
水泥细度为单位质量水泥的颗粒总表面积。水泥颗粒越细,与水发生反应的表面积越大,因而水化反应速度较快,而且较完全,早期强度也越高,但在空气中硬化收缩性较大,成本也较高。
细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒越细,与水起反应的表面积越大,越容易受潮,则水化迅速且完全,早期强度及后期强度均较高。但在空气中的硬化收缩较大,成本也较高。
水泥的凝结时间用凝结时间测定仪测定,试样用标准稠度水泥净浆。国家标准规定,硅酸盐水泥初凝不小于45min,终凝不大于390min。其他通用水泥的初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h。
水泥的凝结和硬化与水泥的细度、水灰比(拌和水量)、硬化时间、温度有关。
水泥的体积安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。在测定水泥的凝结时间和体积安定性时,需要采用标准稠度的水泥净浆。所以确定水泥的标准稠度用水量是为了准确评定水泥的凝结时间和体积安定性。
为避免因过量游离氧化镁或石膏引起的体积安定性不良,国家标准规定,硅酸盐水泥中氧化镁(MgO)含量不得超过5.0%,如果水泥经压蒸安定性试验合格,则氧化镁的含量允许放宽到6.0%;三氧化硫(SO3)的含量不得超过3.5%。
复合硅酸盐水泥的代号是“P·C”。普通硅酸盐水泥代号是“P·O”;硅酸盐水泥代号是“P·Ⅰ”或“P·Ⅱ”;C项,粉煤灰硅酸盐水泥代号是 “P·F”。
在有水分的环境中,生石灰会因与水发生化学反应而变质,这个过程是石灰的消解(又称熟化),故生石灰必须储存在干燥环境中。
生石灰的熟化过程特点是放热量大与体积急剧膨胀(体积可增大1~2.5倍左右),而过火石灰熟化慢,会造成膨胀不均匀,使抹灰层表面开裂或隆起,因此必须将石灰浆在贮存坑中放置两周以上的时间,方可使用。
在凝结硬化过程中,石灰产生显著收缩变形;建筑石膏体积微膨胀;硅酸盐水泥和混凝土仅发生微量收缩变形。
石灰熟化为放热效应,熟化时体积增大1~2.5倍。生石灰中夹杂有欠火石灰和过火石灰。过火石灰熟化速度很慢,当石灰已硬化,其中过 火石灰颗粒才开始熟化,体积膨胀要引起隆起和开裂。为消除过火石 灰的危害,石灰浆应在储灰坑中“陈伏”两周以上,使其充分熟化。
第三节 无机结合料稳定材料
影响水泥稳定土强度的主要因素是水泥成分、剂量和土质。随着水泥剂量的增加,水泥稳定土的强度增大。
无机结合料稳定材料组成设计包括原材料检验、混合料的目标配合比 设计、混合料的生产配合比设计和施工参数确定四方面的内容。ABD三项均属于目标配合比设计的内容。C项,抗压强度通过无侧限抗压强度试验测得,不属于组成设计的目的
无机结合料稳定材料的强度标准根据相应的公路等级和在路面结构中的层位而定。无机结合料稳定材料抗压强度试件采用高径比1∶1的圆柱体试件。
采用重型击实方法或震动压实法确定不同结合料剂量混合料的最佳含水率和最大干(压实)密度
无机结合料稳定材料组成设计包括原材料检验、混合料的目标配合比设计、混合料的生产配合比设计和施工参数确定四方面的内容。其中,在混合料的目标配合比设计中,应选择不少于5个不同结合料剂量制备混合料试件。
A项,火山灰反应是指水泥中掺入的活性混合材料能够与水泥水化产生的氢氧化钙发生反应,生成水化硅酸钙等水化产物。 B项,沉淀反应是指向已知的某种溶液中加入能够与之反应的溶液或试剂,使得溶液中的溶质与所加试剂发生化学反应,而且生成物在此水溶液中微溶或不溶,从而沉淀下来。 C项,碳化反应是指氢氧化钙(来自生石灰或水泥水化产物)在潮湿条件下与二氧化碳反应生成碳酸钙的反应。 D项,钙矾石延迟生成反应是指早期混凝土经受高温处理后,已经形成的钙矾石部分或全部分解,后期温度降低后,在硬化混凝土内部重新生成钙矾石晶体的过程。
子主题
第四节 水泥混凝土和砂浆
和易性(又称工作性)是指混凝土拌合物易于施工操作(拌合、运输、浇筑、振捣)并达到质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合性能,包括流动性、黏聚性和保水性。混凝土拌合物和易性的测试采用坍落度、维勃稠度法两种方法。坍落度越大,则拌合物的流动性越好。施工所需的混凝土拌合物坍落度的大小主要根据构件的截面尺寸大小、钢筋疏密、捣实方式来选取。
试验证明,砂率对拌合物的和易性有很大影响。在保持水和水泥用量一定的条件下,砂率对拌合物坍落度的影响存在极大值。因此,砂率有一合理值,采用合理砂率时,在用水量和水泥用量不变的情况下,可使拌合物获得所要求的流动性和良好的黏聚性与保水性。
单位体积用水量决定水泥砂浆的数量和稠度,它是影响混凝土和易性的最主要因素。无论是水灰比、水泥浆数量还是水泥浆稠度,对混凝土和易性的影响最终都体现为用水量的多少。
B项,混凝土中掺入减水剂,在保持坍落度不变的情况下,可减少用水量10%~15%,混凝土强度可提高10%~20%,特别是早期强度提高更显著。 A项,混凝土流动性是指混凝土搅拌物在本身自重或机械振捣作用下产生流动,能均匀密实流满模板的性能,反映了混凝土搅拌物的稀稠程度及充满模板的能力,是坍落度指标反映出的一种性能; C项,黏聚性也是由坍落度反映出的和易性中的一种性能; D项,捣实性是指混凝土拌合物易于振捣密实、排出所有被挟带空气的性能。
无论是水泥浆的多少,还是水泥浆的稀稠。实际上对混凝土拌合物流动性起决定作用的是用水量的多少。因为无论是提高水灰比或增加水泥浆用量最终都表现为混凝土用水量的增加。加入减水剂等外加剂是最有效的提高混凝土拌合物的流动性的方法。
在混凝土配合比设计中,选择合理砂率的主要目的是改善混凝土拌合物的和易性。在用水量和水泥用量不变的情况下,采用合理砂率,可使拌合物获得所要求的流动性。可以通过增加砂石用量来改善水灰比,控制流动性偏大。
混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值是混凝土各种力学指标的基本代表值,是指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件,在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。
轴心抗压强度也称为棱柱体抗压强度。采用150mm×150mm×(300~450)mm的棱柱体试件,经标准养护到28d测试而得的单位面积所能承受的极限抗压荷载,其测试和计算方法与立方体抗压强度类似。同一材料的轴心抗压强度fcp小于立方体强度fcu,其比值大约为fcp=(0.7~0.8)fcu。
混凝土在长期荷载作用下,沿作用力方向产生的变形,会随时间的增大而不断增长。这种随时间而产生的变形,称徐变。
混凝土的抗冻等级是指标准养护条件下28d龄期的立方体试件,在水饱和后,进行冻融循环试验,其抗压强度下降不超过25%,质量损失不超过5%时的最大循环次数。
混凝土是典型的承压材料,混凝土抗拉强度很低,只有其抗压强度的1/10~1/20,而且这个比值随着混凝土强度等级的提高而降低。
普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T 55—2011)的规定,当混凝土的设计强度等级小于C60时,砂浆的配制强度可以按下式确定:fcu,0=fcu,k+1.645σ=7.5+1.645×1.88=10.59N/mm2。
《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T 55—2011)的规定,初步计算混凝土配合比的步骤是:①求配制强度;②确定用水量;③求水泥用量;④选取砂率;⑤求砂石用量。
某混凝土配合比设计中,已知单位用水量为180kg,水灰比为0.5,砂率为30%,按重量法计(假定混凝土拌合物的体积密度为2400kg/m3),则石子用量为( )kg。
由水灰比可知,水泥用量为:C=180/0.5=360kg,由于表观密度为2400kg/m3,所以集料用量为2400-180-360=1860kg,故由SP=30%得:S/(S+G)=S/1860=30%,解得S=558kg,由此可知:G=1860-558=1302kg。
已知混凝土的砂率为0.35,则砂石比为
于砂率的计算公式为:Sp=S/(S+G)。转化公式得:S/G=Sp/(1-Sp),由题意得:S/G=0.35/0.65=0.54。
混凝土是一种弹塑性体,它在受力时,既会产生弹性变形,又会产生塑性变形,其应力σ与应变ε之间的关系是曲线关系。随着应变的增加,应力先逐渐增大,最后趋于稳定。Ec是弹性模量,是指弹性阶段应力与应变的比值,随着σ逐渐增加,Ec不变,而曲线的斜率减小。
提高混凝土抗渗性的途径是增大混凝土的密实度和改变混凝土中的孔隙结构,减少连通孔隙。提高混凝土的抗渗性的有效措施包括:①掺入引气剂;②减小水灰比;③在混凝土中掺入减水剂、优质粉煤灰; ④保证混凝土施工质量等。
碱-集料反应是指混凝土内水泥中的碱性氧化物(Na2O、K2O)与集料 中的活性氧化硅发生化学反应,生成碱-硅酸凝胶。该凝胶吸水后会产生很大的体积膨胀,导致混凝土膨胀开裂而破坏。
主要工程的混凝土使用的骨料应进行碱活性检验。经判定骨料有潜在危害时,应遵守有关规定使用。
为控制碱-骨料反应,应严格控制水泥中碱(Na2O、K2O)的含量,禁止使用含有活性氧化硅(如蛋白石)的骨料。
骨料的弹性模量愈高、所占体积比愈大,收缩愈小。AB两项,混凝土的收缩与水泥的强度无关,与水泥的用量有关,水泥的用量愈多,收缩愈大; C项,混凝土在潮湿的空气或水中养护,会产生膨胀,但养护环境湿度大,温度高,混凝土的收缩不一定大。 D.骨料的弹性模量愈高、所占体积比愈大,收缩愈小
早强剂可以加速混凝土硬化速度,但凝结速度不变。氯化钙早强剂的主要成分为三乙醇胺,由它提供的钙离子,更易于混凝土生成膨胀性的侵蚀产物钙矾石,致使混凝土的抗硫酸盐侵蚀性降低。
混凝土属于弹塑性材料,在短期荷载作用下的变形通常同时包括弹性变形和塑性变形两部分,弹性变形部分在短期荷载作用下的变形是可以完全恢复的,而卸载后的塑性变形是不能恢复的
1m3混凝土中各材料用量为:水泥349kg,水186kg,砂641kg,碎石1192kg。由于施工现场砂的含水率为3%,石子的含水率为1%,则该混凝土的施工配合比是
水泥质量为349kg,砂的质量为:641×(1+3%)=660.23kg,石子的质量为:1192×(1+1%)=1203.92kg,则该混凝土的施工配合比为:水泥∶砂∶石子=1∶1.89∶3.45。
表示砂浆流动性的指标为
流动性指砂浆在重力或外力作用下流动的性能。砂浆流动性用“稠度值”表示,通常用砂浆稠度测定仪测定。稠度值大的砂浆表示流动性较好。工程中砂浆的流动性可根据经验来评价、控制。实验室中可用砂浆稠度仪来测定其稠度值(沉入度),进而评价控制其流动性。
新拌砂浆的和易性是指新拌砂浆是否便于施工并保证质量的综合性质。新拌砂浆的施工和易包括流动性和保水性两方面的性能。
不吸水基面(如致密的石材),砂浆强度的因素主要为
砂浆的强度与其组成材料、配合比以及砌体材料等很多因素有关。对于不吸水基面(如致密的石材),砂浆强度的影响因素与混凝土相似,主要为水泥的强度和水灰比。对于吸水基面(如烧结砖),无论砂浆拌和时用多少水,基底吸水后保留在砂浆中的水量基本相同。砂浆强度主要与水泥强度和水泥用量有关。
第五节 沥青材料
用来评价沥青的胶体结构类型和感温性的指标是
沥青黏度随温度的不同而产生明显的变化,这种黏度随温度变化的感应性称为感温性。针入度指数(PI)是应用针入度和软化点的试验结果来表征沥青感温性的一种指标,同时也可采用针入度指数值来判别沥青的胶体结构状态。PI值大表示沥青的感温性小,一般认为PI值在-1~+1之间的沥青适宜修筑沥青路面。
A项,软化点是反映沥青温度敏感性的指标;B项,针入度是在规定温度下测定沥青的条件黏度,针入度值越大,表示沥青越软,稠度越小;C项,沥青的延性是指当其受外力的拉伸作用时,所能承受的塑性变形的总能力,通常是用延度作为条件延性指标来表征。
不属于评价石油沥青耐老化性能的试验方法是
沥青在运输、施工和沥青路面的使用过程中,受到加热、拌和、摊铺、碾压、交通荷载以及温度、光照、雨水等各种因素的作用,逐渐改变其原有的性能而变硬、变脆、开裂,这种变化称为沥青的老化。沥青在长期的使用过程中要求有较好的抗老化性,即耐久性。现行评价沥青老化性能的试验方法包括薄膜烘箱加热试验、旋转薄膜加热试验和压力老化容器法(PAV)。
老化的实质是在大气综合作用下,沥青中低分子组分向高分子组分转化,即油分转化为树脂,树脂转化为地沥青质,最终地沥青质逐渐增多。
油分赋予沥青以流动性;树脂赋予沥青以良好的黏结性、塑性和可流动性
石油沥青的主要技术性质有以下四点:①黏滞性,表示沥青抵抗变形或阻滞塑性流动的能力,对黏稠(半固体或固体)的石油沥青用针入度表示,对液体石油沥青则用黏滞度表示。②温度敏感性,是指沥青的黏性和塑性随温度变化而改变的程度,由软化点表征。③塑性,是指沥青受到外力作用时,产生变形而不破坏,当外力撤销,能保持所获得的变形的能力。④大气稳定性,是指石油沥青在温度、阳光、空气和水的长期综合作用下,保持性能稳定的能力。
建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青,均按针入度划分牌号,而每个牌号还应保证相应的延度、软化点、溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。沥青牌号越大,针入度越大(即黏性越小)、延度越大(即塑性越大)、软化点越低(即温度稳定性越差)。
温度稳定性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。沥青软化点是反映沥青温度敏感性的指标,软化点高表示沥青的耐热性或温度稳定性好。
用于接缝的沥青材料,所处地区气温较低时,应选用
牌号主要依据针入度来划分,但延度与软化点等也需符合规定。同一品种中温度敏感性越大牌号越大,则针入度越大(黏性越小),延度越大(塑性越好),软化点越低(温度敏感性越大)。气温较低时,应选用软化点低,温度敏感性大的沥青,故应选用牌号较大的沥青。
煤沥青俗称柏油,其工程性能较差,与石油沥青相比,焦油沥青的黏结性、抗水性、温度稳定性较差,但耐腐蚀性较好。
建筑石油沥青黏性较大,耐热性较好,所以软化点较高,但塑性较小,主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程,应注意防止过分软化。
石油沥青结构属于胶体结构。
沥青在热、阳光和氧气的长期作用下,其内部组分变化是
油分→树脂→地沥青质
第六节 沥青混合料
沥青混合料抽提试验的目的是检查沥青混合料中的
混合料在试验路段上试铺,进一步观察摊铺、碾压过程和成型路面的表面状况,判断混合料的级配和油石比。如不满意应调整,重新试拌试铺,直至满意为止。另一方面,试验室密切配合现场指挥,在拌和厂或摊铺机旁采集沥青混合料试样,进行马歇尔试验,同时还应进行浸水马歇尔试验和车辙试验,以进行水稳定性和高温稳定性检验。试验室还应到现场进行抽提试验,以确保现场用料的级配和油石比与设计相同。而油石比是指沥青混合料中沥青质量与矿料质量的比例,以百分数计。
悬浮-密实结构的沥青混合料虽然具有较高的黏聚力,但内摩擦角比较低,因此高温稳定性较差。骨架-空隙结构的沥青混合料,虽然具有较大的内摩擦角φ,但黏聚力c较低。骨架-密实结构的沥青混合料,不仅具有较高的黏聚力c,而且具有较大的内摩擦角φ。故骨架-密实结构是最理想的沥青混合料结构类型。
对于连续级配密实式沥青混合料,因粗集料数量相对较少,细集料数量较多,使粗集料悬浮在细集料之中,此种沥青混合料的组成结构,悬浮-密实结构
沥青混合料分为:①悬浮-密实结构。当采用连续密级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料时,矿料由大到小形成连续级配的密实混合料,由于粗集料的数量较少,细集料的数量较多,较大颗粒被小一档颗粒挤开,使粗集料以悬 浮状态存在于细集料之间。②骨架-空隙结构。当采用连续开级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料时,粗集料较多,彼此紧密相接,细 集料的数量较少,不足以充分填充空隙,形成骨架空隙结构。③骨架-密实结构。采用间断型级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料时,是综合以上两种结构之长的一种结构。它既有一定数量的粗骨料形成骨架,又根据粗集料空隙的多少加入细集料,形成较高的密实度。
车辙试验主要是用来评价沥青混合料的
高温稳定性
我国现行国家标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40—2004)规定,采用马歇尔稳定度试验来评价沥青混合料高温稳定性;对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路所用沥青混合料,还应通过动稳定度试验检验其抗车辙能力
车辙试验的试验温度与轮压可根据有关规定和需要选用,非经注明,试验温度为60℃
我国现行国家标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40—2004)规定,用于上面层、中面层沥青混凝土混合料在60℃时的动稳定度,对高速公路和城市快车路应不小于800次/mm,对一级公路、城市主干道应不小于600次/mm。
沥青路面在低温下的破坏主要是由于沥青混合料的抗拉强度不足或变形能力较差而出现低温收缩开裂。
通常采用马歇尔稳定度和流值作为评价沥青混合料的()主要技术指标。 A.施工和易性 B.高温稳定性 C.低温抗裂性 D.耐久性 【答案】B
马歇尔稳定度和流值为高温稳定性的评价指标。A项,沥青混合料应具备良好的施工和易性,以便在拌和、摊铺及碾压过程中使集料颗粒 以设计级配要求的状态分布,集料表面被沥青膜完整覆盖,并能被压 实到规定的密度。C选项的评价指标为温度收缩系数和纯拉劲度。D选项的评价指标为空隙率、沥青饱和度和残留稳定度。
根据马歇尔试验的结果可知,沥青混合料中稳定度随沥青含量增加而增加,达到峰值后,稳定度随沥青含量增加而降低。
马歇尔稳定试验的形变速度加荷
按标准方法制备的试件,在60℃的条件下,保温45min,然后将试件放置于马歇尔稳定度仪上,以(50±5)mm/min的形变速度加荷,直至试件破坏时的最大荷载(以kN计)称为马歇尔稳定度。
沥青混合料的高温稳定性是指在高温条件下,沥青混合料承受多次重复荷载作用而不发生过大的累积塑性变形的能力。马歇尔稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下,在马歇尔仪中的最大破坏荷载(kN);流值是达到最大破坏荷重时试件的垂直变形(0.1mm)
沥青混合料的水稳定性检验,按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验或冻融劈裂试验,检验试件的残留稳定度或冻融劈裂强度比是否满足相应的技术要求。
确定最佳沥青用量(或油石比)最常用的方法是马歇尔法。
沥青混合料的配合比设计时,对矿料的配合比设计,在高速公路、一级公路、城市快车道、主干道等交通量大、轴载重的道路,级配范围宜偏向下(粗)限
对于交通量大、轴载重的道路,合成级配可以考虑偏向级配范围的下限,而对于中小交通量或人行道路等,合成级配宜偏向级配范围的上限。
第七节 建筑钢材
抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。低碳钢在受拉过程中经历了弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段,其力学性能可由屈服强度、极限抗拉强度和伸长率等指标来反映。超过屈服强度后,钢材因塑性变形使钢材内部的组织结构发生变化。因此设计钢结构时,确定钢结构容许应力的主要依据是钢材的屈服强度。
对钢材的冷弯性能要求越高,实验时采用的弯曲角度越大,弯心直径对试件直径的比值越小
将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧,使它产生塑性变形,从而提高屈服强度,这个过程称为冷加工强化处理。冷加工强化的原因是:钢材在塑性变形中晶格的缺陷增多,而缺陷的晶格严重畸变,对晶格进一步滑移起到阻碍作用,故钢材的屈服点提高,从而提高强度,但随之塑性和韧性降低,弹性模量降低。
屈强比是指钢材屈服点与抗拉强度的比值,它反映钢材的可靠性和利用率。屈强比小,钢材的可靠性大,结构安全。然而屈强比过小,则 钢材利用率低。
5.衡量钢材塑性变形能力的技术指标为( A.屈服强度 B.抗拉强度 C.断后伸长率 D.冲击韧性
断后伸长率指金属材料受外力(拉力)作用断裂时,试件伸长的长度 与原来长度的百分比,是衡量钢材塑性变形能力的技术指标。AB两项均是钢材的一种强度指标;D项,冲击韧性是钢材的一种动力性能指标。
P表示磷元素,属于碳素结构钢中的有害元素,是碳素钢中的杂质,它在低温下使钢变脆,在高温下也会使钢塑性减小;S表示硫元素,是有害的元素,属于杂质,能生成易于熔化的硫化物。相同牌号的碳素结构钢A、B、C、D四个等级中D质量最好,故含的P、S量也最低。
碳是影响钢材性能的主要元素之一,在碳素钢中随着含碳量的增加, 其强度和硬度提高,塑性和韧性降低。当含碳量大于1%时,脆性增加,硬度增加,强度下降。含碳量大于0.3%时,钢的可焊性显著降低。此外,含碳量增加,钢的冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性降低。
在设计中,一般以屈服强度作为钢材强度取值的依据。如碳素结构钢Q235的屈服强度应不小于235MPa。
已知某钢材试件拉断后标距部分长度为300mm,原标距长度为200mm,则该试件伸长率为( )。 A.33.3% B.50% C.66.7% D.150% 【答案】B
下列关于冲击韧性的叙述合理的是( )。 A.冲击韧性指标是通过对试件进行弯曲试验来确定的 B.使用环境的温度影响钢材的冲击韧性 C.钢材的脆性临界温度越高,说明钢材的低温冲击韧性越好 D.对于承受荷载较大的结构用钢,必须进行冲击韧性检验 【答案】B
冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力,使用环境的温度影响钢材的冲击韧性。A项,钢材的冲击韧性试验采用中间开有V型缺口的标准弯曲试件,置于冲击试验机的支架上,并使缺口置于受拉的一侧。冲击韧性的指标以冲断试件所需能量的多少来表征,符号为αk,单位为J/cm2;C项,发生冷脆时的温度称为脆性临界温度,其数值越低,说明钢材的低温冲击韧性越好;D项,对可能工作在负温下的直接承受动荷载的结构用钢,必须进行冲击韧性检验。
列关于牌号分别为Q235-A和Q235-D的碳素结构钢的叙述,不正确的是( )。 A.两者要求的屈服强度值相同 B.两者要求的伸长率值相同 C.前者的质量优于后者 D.两者要求的抗拉强度值相同 【答案】C
HPB300级钢筋的强度较低,塑性、焊接性能好,便于加工成型,主要用于钢筋混凝土板和小型构件的受力筋以及各种钢筋混凝土结构的构造筋;BC两项,HRB335级钢筋和HRB400级钢筋强度较高,塑性和焊接性能也较好,但不便于加工,故广泛用作大型、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋;D项,HRB500级钢筋强度高,但塑性和焊接性能较差,一般经冷拉后作预应力钢筋。
第八节 其他建筑材料
反映土工合成材料力学性质的指标主要有:①抗拉强度。抗拉强度是指试样在拉力机上拉伸至断裂的过程中,单位宽度所承受的最大拉 力,单位为kN/m。②撕裂强度。撕裂强度反映了试样抵抗扩大破损裂 口的能力,可评价不同土工织物和土工膜扩大破损的难易。③顶破强度。顶破强度是反映土工织物(或土工膜)抵抗垂直织物平面的法向压力的能力。④刺破强度。刺破强度是反映土工织物和土工膜在小面积上受到法向集中荷载,直到刺破所能承受的最大作用力。⑤穿透强度。穿透强度是模拟工程施工过程中,一些具有尖角的石块或其他锐利物掉落在土工织物和土工膜上时,土工织物或土工膜抵御穿透的能力。
完整性好的木材,强度特征最好的为顺纹抗拉强度,若生长过程中出现缺陷,很容易因尖点作用使其顺纹抗拉强度急剧降低,故影响作用最大的强度性能为顺纹抗拉强度。
当含水率小于纤维饱和点时,木材强度随含水率降低而提高,而体积随含水率降低而收缩,所以纤维饱和点是木材物理力学性能发生改变的临界含水率。平衡含水率是指木材在一定空气状态(温度、相对湿度)下最后达到的吸湿或稳定含水率叫平衡含水率。
木材具三维各向异性的构造。其不同类型强度相对大小:顺纹抗拉>抗弯>顺纹抗压>横纹切断>顺纹抗剪>横纹抗压>横纹抗拉。木材的力学抗拉强度顺纹方向大,横纹方向小,表现为各向异性。
影响木材强度的因素主要包括:①含水率,在纤维饱和点以下时,强度随水分的增多而下降;②环境温度,强度随温度的升高而降低,当环境温度高于50℃时,不应采用木结构;③外力作用时间(负荷时间),木材长期负荷下的强度,一般仅为极限强度的50%~60%;④ 缺陷
当含水率大于纤维饱和点含水率时,含水率变化对木材强度与体积无影响。当含水率小于纤维饱和点含水率时,含水率变化对木材强度与体积有影响。因为纤维饱和点是一个临界含水率。
土工合成材料的抗拉强度是指试样在拉力机上拉伸至断裂的过程中,单位宽度所承受的最大拉力,单位为kN/m。测定方法为条带拉伸试验,试样分宽条和窄条两种。宽条试样宽200mm,长100mm,宽长B/L=2;窄条试样50mm,长100mm,宽长B/L=1/2。规定拉伸速度为50mm/min。
第二章 土质学与土力学
第一节 土的物理化学性质及工程分类
粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%,且IP>17的土称为黏土
细粒土中粗粒组质量为总质量的25%~50%(含50%)的土称含粗粒的粉质土或含粗粒的黏质土。黏性土是指含黏土粒较多,透水性较小的 土。工程上根据塑性指数分为粉质黏土和黏土,塑性指数大于10,且小于等于17的土为粉质黏土,塑性指数大于17的土为黏土。
塑性指数是指土的液限与塑限的差值,习惯上用不带百分号的数值表示。塑性指数反映在可塑状态下的含水率范围。此值可作为黏性土分类的指标。根据计算公式可得该土的塑性指数为:IP=ωL-ωP=46-24=22。
松砂受振时土颗粒在其跳动中会调整相互位置,土的结构趋于稳定和密实
衡量土的粒径级配是否良好,常用的判定指标是不均匀系数
对于级配连续的土,不均匀系数Cu>5时级配良好;对于级配不连续的土,需要同时满足不均匀系数Cu>5、曲率系数Cc介于1~3才能判断为级配良好
土的饱和度Sr是指土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比,表明孔隙被水充满的程度,用百分数表示,即:Sr=Vw/Vv×100%。
土的物理性指标中天然密度、土粒比重、含水率能直接测出,其他指标都是通过这三个指标换算得到。
土的饱和度Sr是指土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比,表明孔隙被水充满的程度,用百分数表示,计算公式为:Sr=Vw/Vv×100%。饱和度为100%的土称为饱和土,当饱和度Sr=100%时,孔隙比为:e=Vv/Vs=Vw/Vv=0.6/(1-0.6)=1.5。
根据水受颗粒表面静电引力作用的强弱,可以将土中水划分为三种类型:强结合水、弱结合水和自由水。弱结合水是紧靠强结合水外围的一层水膜。在这层水膜范围内,水分子和水化阳离子仍受到一定程度的静电引力,离颗粒表面距离越远,受静电引力越小。这部分水仍然不能传递静水压力,但水膜较厚的弱结合水能向邻近较薄水膜处缓慢转移。当土中含有较多的弱结合水时,即表现为高塑性、易膨胀收缩性、低强度和高压缩性。因此,弱结合水对黏性土性质影响很大。
常以p1=100kPa、p2=200kPa及相对应的孔隙比e1和e2计算土的压缩系数α1-2=(e1-e2)/(p2-p1),常用单位为MPa-1,压缩系数越大,同样的压力差下,孔隙率减少越多,同等条件下沉降越大,压缩性越大。
黏性土处在可塑状态时含水量的变化范围为塑性指数Ip,习惯上用不带%符号的数值表示,即IP=ωL-ωP。由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响黏性土特征的各种重要因素。塑性指数越大,表明土的颗粒越细,比表面积越大,土的黏粒或亲水矿物(如蒙脱石)含量越高,土处在可塑状态的含水量变化范围就越大。
黏性土随着含水量的不同,可呈现固态、半固态、可塑状态、流动状态,从流动状态到半固态,随着含水量的减小,土的体积减小,但当黏性土由半固体状态转入固体状态时,其体积不再随含水量的减小而变化。本题中随着含水量的增加,土体体积增大,所以黏性土开始由固体状态转入半固体状态。
塑性指数能综合反映土的矿物成分和颗粒大小的影响,因此,塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。
第二节 土中水的运动规律
土中的孔隙很复杂,形成了无数的毛细管,因为水的表面张力作用,水可以上升到某一高度,这种现象称为毛细管作用,这种细微孔隙中的水被称为毛细水。当大气温度降至负温时,土层中的温度也随之降低,土体孔隙中的自由水首先在0℃时冻结成冰晶体。随着气温的继续下降,冰晶体不断扩大,在土层中形成冰夹层,土体积发生隆胀,即引起土的冻胀。细粒土的毛细管作用最强,因此最易发生冻胀。
地下水的运动规律,称为达西定律。公式表示为:v=ki。式中,v是指渗透速度 (cm/s);k是指土的渗透系数(cm/s);i是指水力坡降,i=h/L。水力坡降与水头差有关,渗流路径与渗透力方向有关,
液性指数是指天然含水率和塑限之差与塑性指数之比值,反映土在天然条件下所处的状态。黏性土的天然状态按液性指数可分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑五个状态,即表征黏性土软硬状态的指标是液性指数。
土坡滑动面的形状与土体的类型及分布有关。其中,砂、卵石、风化砾石等粗粒料筑成的均质无黏性土坡,滑动破坏面常近似为一个平面;对均质黏性土坡,滑动面通常是一光滑的曲面,近似圆弧曲面;对于非均质的黏性土坡,例如土石坝坝身或地基中存在软弱夹层时,土坡破坏往往沿着软弱夹层发生滑动,此时的滑动面常常是平面和曲面组成的复合滑动面。
结合水可分为强结合水和弱结合水,结合水不能传递静水压力。土中自由水包括重力水和毛细水,能传递静水压力。
毛细水在上升过程中,不仅受到重力的作用,还受到表面张力的支配,能沿着使土的细孔隙从潜水面上升到一定的高度。故选C项。
达西定律即线性渗透定律,该定律表明渗流速度与水力坡度的一次方 成正比。达西定律适用于雷诺数Re≤10的地下水层流运动。
水在土体中渗流,受到土骨架的阻力,同时水也对土骨架施加推力,单位体积内土骨架所受到的水推力称为渗透力(或动水力)。其作用方向与渗流方向一致。因为渗透力J=rw×i,i为水力梯度,rw为单位体积重力,所以J也是一种体积力;Gd=i×γw,式中,i为水力坡度,所以其数值与水头梯度成正比。
当渗透力与土的有效重度相等时,土颗粒之间的压力就等于零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定,这种现象称为流砂现象。流砂现象发生在土体表面渗流逸出处,不发生于土体内部。其主要发生在细砂、粉砂及轻亚黏土等土层中,而在粗颗粒土及黏土中则不易发生。
水在土体中渗流,受到土骨架的阻力,同时水也对土骨架施加推力,单位体积内土骨架所受到的水推力称为渗透力(或动水力)。
产生流砂的充分而必要的条件是动水力方向向上且等于或大于土的有效重度
第三节 土中应力计算
关于土的自重应力,下列说法正确的是 A.土的自重应力只发生在竖直方向上,在水平方向上没有自重应力 B.均质饱和地基的自重应力为γsat·h,其中γsat为饱和重度,h为计算位置到地表的距离 C.表面水平的半无限空间弹性地基,土的自重应力计算与土的模量没有关系 D.表面水平的半无限空间弹性地基,自重应力过大也会导致地基土的破坏 【答案】C
C项,表面水平的半无限空间弹性地基中,土的自重应力只与土的重度和计算深度有关,与土的模量无关。A项,土的自重应力一般是指土的自身有效重力在土体中引起的应力,土的自重应力包括竖向自重应力和水平向自重应力。B项,在计算地下水位以下土层的自重应力时应用有效重度。D项,地基的变形破坏是由于附加应力引起的,附加应力=总应力-自重应力,当自重应力变大时,附加应力不变,不会导致地基发生破坏。
在土体中只有通过土粒接触点传递的应力,才能使土粒彼此挤紧,从而引起土体变形。此应力称为粒间应力,又称有效应力,用σ′表示
地下水位上升将使土中自重应力减小的土层位置是
变动后水位以下
随着地下水位的下降,土中有效自重应力发生的变化是
原水位以上不变,原水位以下增大
地基中的附加应力是指地基在外荷载作用下产生的附加于原有应力的应力增量。基底压力是指上部结构荷载和基础自重通过基础传递,在基础底面处施加于地基上的单位面积压力。基底附加压力P0是上部结构和基础传到基底的基底压力与基底处原先存在于土中的自重应力之差,按下式计算:P0=Pk-σc=P-γmd。由公式可知:P>P0。
在基础底面以下压缩层范围内,存在有一层压缩模量很大的硬土层,按弹性理论计算附加应力分布时,有何影响?( )。 A.没有影响 B.附加应力变大 C.附加应力变小 D.附加应力先增大后减小 【答案】C
当基础底面以下压缩层范围内,存在有一层压缩模量很大的硬土层 时,可以认为是“上软下硬”的土层分布情况,会发生附加应力的“应力集中”现象,若按弹性理论计算附加应力分布时,计算出的附加应力相比实际应力会减小。
第四节 土的力学性质
为了提高填土的强度,增加土的密实度,降低其透水性和压缩性,通常用分层压实的办法来处理地基。实践经验表明,对过湿的土进行夯实或碾压时就会出现软弹现象,此时土的密实度是不会增大的。对很干的土进行夯实或碾压,显然也不能把土充分压实。所以,要使土的压实效果最好,其含水率一定要适当。在一定的压实能量下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水率,称为土的最优含水率(或 称最佳含水率),用ωop表示。相对应的干重度称为最大干重度,用 γdmax表示。因此要保证其具有足够的密实度,就要控制填土的干密度。
土的压缩性是指外力作用下土颗粒重新排列、土体体积缩小的特性。土的压缩主要是由于孔隙体积减小而引起,其中土颗粒本身的压缩量是非常小的,可不考虑,但土中水、气具有流动性,在外力作用下会沿着土中孔隙排出,从而引起土体积减小而发生压缩。
在一定的压实能量下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水率,称为土的最优含水率(或称最佳含水率),用ωop表示。相对应的干重度称为最大干重度,用γdmax表示。土样中粗粒含量越多,则该土样的最大干重度越大,而最佳含水率越小。
下列关于土的击实试验的说法,不正确的是 A.土的塑限愈大,最优含水率愈小 B.土的塑性指数愈大,最优含水率愈大 C.土的天然含水率与最优含水率无关 D.击实功愈小,最优含水率愈大 【答案】A
A项,最优含水率可采用经验公式ωop=ωp±2%计算,故土的塑限愈大,最优含水率愈大。B项,最优含水率随塑性指数的增大而增大;C项,最优含水率主要取决于土的结构,天然含水率的改变只引起土的状态的改变,不会改变土的最优含水率,所以最优含水率与天然含水率无关;D项,最优含水率随击实功的减小而增大。
土处于极限平衡状态时,极限平衡面与大主应力作用面之间的夹角
为( )。A.45°+φ/2
根据太沙基的有效应力原理,土体内的剪应力只能由土骨架承担。此时的库仑抗剪强度定律用有效应力来表示,所以土的抗剪强度与该面上的有效正应力成正比。当土中某点处于极限平衡条件时,破裂面与大主应力作用面的夹角(破裂角αf)为(45°+φ/2)。
当土发生排水固结时,其抗剪强度增加,所以抗剪切性能不固结不排水试验最弱,固结排水试验最强,因此三轴压缩试验在不同排水条件下得到的内摩擦角的关系是:
已知地基土的有效应力抗剪强度指标c=20kPa,φ=32°,问当地基中基点的孔隙压力u=50kPa,小主应力σ3=150kPa,而大主应力σ1为多少,该点刚好发生剪切破坏?( ) A.325.5kPa B.375.5kPa C.397.6kPa D.447.6kPa 【答案】D
饱和黏土的抗剪强度指标 A.与排水条件有关
饱和黏土强度性质的影响因素极其复杂,除黏性土的结构性、固结与排水条件、孔隙水压力、应力历史、应力应变状态、应力水平以及应力路径等影响因素外,还包括如土的含水量、各向异性、加荷速率与受荷时间、动力特性和流变性质等影响因素。
根据一维排水固结理论可知,土样破坏面与最大主应力作用面即水平面的夹角为45°+φ/2,当采用不固结不排水试验方法对饱和黏性土进行剪切试验时,其抗剪强度线为水平线,即φ=0°,所以土样破坏面与水平面的夹角为45°。
某斜面上作用有正应力σ=200kPa,其孔隙水压力为140kPa,地基为软黏土φu=0,cu=20kPa,φ′=20°,c′=6kPa,总应力法、有效应力法计算的抗剪强度分别为( )。 A.20kPa;27.8kPa B.40kPa;26kPa C.40kPa;20kPa D.160kPa;140kPa 【答案】A
运用总应力法计算得:τu=σtanφu+cu=200×0+20=20kPa;运用有效应力法计算得:τ′=σ′tanφ′+c′=(200-140)×tan20°+6=27.8kPa。
同一土样的三个饱和试样进行三轴不固结不排水剪切试验,试样在试验过程中的含水量和体积均保持不变,改变σ3数值只能引起孔隙水压力同等数值变化,试样受剪前的有效固结应力却不发生改变,因而测得的强度与围压的大小无关。
某土样的排水剪指标c′=20kPa,φ′=30°,当所受总应力σ1=500kPa,σ3=177kPa,土样内孔隙水压力u=50kPa时,土样所处的状态为( )。 A.安全 B.极限平衡 C.破坏 D.静力平衡 【答案】B
根据极限平衡理论可知,土的极限平衡条件为σ1′=σ3′tan2(45°+φ′/2)+2c′tan(45°+φ′/2)。当实际最大有效主应力等于上式计算值时,土体处于极限平衡状态;当实际最大有效主应力大于上式计算值时,土体处于破坏状态;当实际最大有效主应力小于上式计算值时,土体处于安全状态。本题中有效应力σ1′=σ1-u=500-50=450kN,而σ1′=(σ3-u)tan2(45°+φ′/2)+2c′tan(45°+φ′/2)=127×tan260°+2×20×tan60°=450kN,所以土样处于极限平衡状态
三轴试验的优点是排水条件可以控制,便于测量剪切过程中的孔隙水压力,以进行有效指标计算。试样应力条件明确,在一定的应力状态下沿某一斜面剪切。
一般认为,分析地基的长期稳定性一般采用固结不排水试验确定的有效应力参数;对于饱和软黏土的短期稳定问题,宜采用不固结不排水试验确定的总应力参数
快剪试验属于直接剪切试验,而直接剪切试验中是允许试样产生排水固结。其他三项都不允许试样产生排水固结,所以可以用于测试不排水强度指标。
第五节 地基沉降计算与地基承载力
地基破坏时滑动面未延续到地表的破坏形式称为 A.整体剪切破坏 B.刺入式破坏 C.局部剪切破坏 D.冲剪式破坏 【答案】C
地基破坏形式主要分为三种:①整体剪切破坏。荷载达到最大值后,土中形成连续滑动面,并延伸到地面,土从基础两侧挤出并隆起,基础沉降急剧增加,整个地基失稳破坏。②局部剪切破坏。随着荷载的增加,基础下的塑性区仅仅发展到地基某一范围内,土中滑动面并不延伸到地面,基础两侧地面微微隆起,没有出现明显的裂缝。其p-s曲线一开始就呈非线性变化并无明显的拐点。③刺入式剪切破坏。刺入式剪切破坏,并不是在地基土中形成贯通的滑动面,而是随着荷载的增加并达到一定的数值时,基础会随着土的压缩而发生近乎垂直地连续刺入的剪切破坏形式,相应的p-s曲线多具非线性关系,而无明显的破坏点。
地基破坏形式主要与地基土的性质、基础埋深及加荷速率有关。对于压缩性较低的土,一般发生整体剪切破坏;对于压缩性较高的土,一般发生刺入式破坏。
若地基表面产生较大隆起,基础发生严重倾斜,则地基的破坏形式为( )。 A.局部剪切破坏 B.剪涨破坏 C.整体剪切破坏 D.冲剪破坏 【答案】C
分层总和法是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层,分别计算基础中心点下地基中各个分层土的压缩变形量si,认为基础的平均沉降量s等于si的总和。其基本假设主要有3点:①地基土的每个分层为均匀、连续半无限空间弹性体;②按基础中心点下的附加应力计算土层压缩量;③地基土层只产生竖向压缩变形,侧向不能膨胀变形
与软黏土地基某时刻的主固结沉降计算无关的土工参数是 ( )。 A.土层厚度 B.土的渗透系数 C.土的压缩模量 D.土的变形模量 【答案】D
软黏土地基某时刻的主固结沉降计算是随着时间进行变化的。需要根据土层的渗透系数、压缩模量、初始孔隙比、土层厚度和给定的时间进行计算,因此,只有变形模量体现土体自身性质,与其主固结沉降计算无关。
一般土的沉降量需要分层求和,当采用分层总和法计算地基最终沉降量时,其压缩层下限是根据附加应力σz与自重应力σcz的比值确定的,一般土层要求σz/σcz≤0.2,软土要求σz/σcz≤0.1。
某饱和黏性土,在某一时刻,有效应力图面积与孔隙水压力图面积相等,则固结度为( )。 A.100% B.80% C.50% D.40% 【答案】C
对于饱和黏性土,其固结度为某一时刻沉降量与最终沉降量之比,又可以表示为某一时刻有效应力图形面积与总应力图形面积之比,而有效应力图面积与孔隙水压力图面积之和等于总应力图面积,所以固结度为50%。
与受中心荷载作用的基础相比,偏心荷载作用下地基极限承载力将( )。 A.提高 B.不变 C.降低 D.不确定 【答案】B
地基极限承载力是指使地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时相应的最小基础底面压力,地基极限承载力不受荷载形式的影响,它由地基土层的性质决定。
标准贯入试验是用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm的落距,将标准规格的贯入器,自钻孔底部预打15cm,记录再打入30cm的锤击数,以判定土的力学特性。标准贯入试验锤击数反映了土层的松密和软硬程度,是一种简便的测试手段。标准贯入锤击数N可以用来估计地震时砂土及粉土液化的可能性和地基承载力等,N数值越大,表明地基越坚硬,地基的承载力越高,地震时砂土及粉土液化的可能性越小。
在φ=15°(Nγ=1.8,Nq=4.45,Nc=12.9),c=20kPa,γ=22kN/m3的地表有一宽度为4m的条形均布荷载,要求控制安全系数为3,则条形均布荷载允许值为( )kPa。 A.112.4 B.116.9 C.337.2 D.350.6 【答案】A
太沙基极限承载力公式为:
公式中Nγ、Nq、Nc均为承载力系数,它们都是无量纲系数,仅与土的内摩擦角φ有关。
考虑荷载偏心及倾斜影响的极限承载力计算公式是( )。 A.太沙基公式 B.普朗特尔公式 C.汉森公式 D.瑞斯纳公式 【答案】C
第六节 土坡稳定分析
稳定安全系数K=1,此时抗滑力等于滑动力,土坡处于极限平衡状态,相应的坡角就等于松散无黏性土的内摩擦角,特称之为自然休止角
分析均质黏性土坡稳定性时,稳定安全系数K应按下列( )式计算。 A.K=抗滑力/滑动力 B.K=抗滑力矩/滑动力矩 C.K=滑动力/抗滑力 D.K=滑动力矩/抗滑力矩 【答案】B
条分法是常用来计算黏性土稳定性的方法
分析砂性土坡稳定时,假定的滑动面为 A.坡脚圆 B.坡面圆 C.斜平面 D.中点圆 【答案】C
瑞典条分法在分析时忽略了( A.土条间的作用力 B.土条间的法向作用力 C.土条间的切向作用力 D.土条自身的重力 【答案】A
瑞典圆弧滑动面条分法,是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条,对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析,求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数。该法假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形的刚体,并忽略土条之间的相互作用力的影响,因此是条分法中最简单的一种方法。
简化毕肖普公式忽略了( )。 A.土条间的作用力 B.土条间的法向作用力 C.土条间的切向作用力 D.土条自身的重力 【答案】C
动土体的力矩平衡条件并忽略了土条间切向力,使得以简化,但与更精确的方法相比,可能低估安全系数(2~7)%。
土坡高度为8m,土的内摩擦角φ=10°(Ns=9.2,c=25kPa),γ=18kN/m3,则其稳定安全系数为( ) A.0.7 B.1.5 C.1.6 D.1.7
增大抗滑力、减小下滑力
排水后滑面上的静水压力消失,法向应力增大,抗滑力提高,同时下 滑力减小。另一方面,排水后不仅滑面的抗剪强度提高,而且坡体内 部岩土体的强度也会提高。
天然应力场下,边坡形成后,边坡面附近的主应力迹线发生明显偏移,最小主应力方向与坡面的关系表现为( )。 A.近于水平 B.近于正交 C.近于斜交 D.无规律 【答案】B
无论在什么样的天然应力场下,斜坡岩体的主应力迹线发生明显的偏转,总的特征为越靠近边坡,最大主应力越接近平行于斜坡临空面,而最小主应力则越与坡面近正交,如图2-6-1所示。
第三章 工程地质
第一节 矿物与岩石
按成因岩石可分为
按成因,可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
根据组成沉积岩的物质成分,通常把沉积岩分为
碎屑岩类、黏土岩类、化学及生物化学岩类
同岩石的各种强度中,最大的是
抗压强度
岩石的强度指标主要有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。岩石的破坏 主要有压碎、拉断和剪断等形式。而在同岩石的各种强度中,岩石的 抗压强度最高,抗剪强度居中,抗拉强度最小。
A项,石膏呈板状或纤维状,白色,玻璃光泽,有一组完全解理,硬度为2;B项,方解石呈菱柱六面体、粒状或块状,白色或无色,玻璃光泽,有三组完全解理,硬度为3;C项,滑石呈片状或块状,白色或黄色,油脂光泽,有一组完全解理,硬度为1;D项,石英成块状或柱状,无色或乳白色,玻璃、油脂光泽,无解理,硬度为7。
硬度是指矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。由于矿物的化学成分或内部构造不同,所以不同的矿物常具有不同的硬度。在鉴别矿物的硬度时,是用两种矿物对刻的方法来确定矿物的相对硬度。硬度对比的标准,从软到硬依次由10种矿物组成,称为摩氏硬度计。滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石,可以看出,摩氏硬度只反映矿物相对硬度的顺序,它并不是矿物绝对硬度的等级。
矿物受力后常沿一定方向裂开成光滑平面的特性称为解理
矿物受打击后,能沿一定方向裂开成光滑平面的性质,称为解理。裂开的光滑平面称为解理面。不具方向性的不规则破裂面,称为断口。矿物解理的完全程度和断口是互相消长的,解理完全时则不显断口。反之,解理不完全或无解理时,则断口显著。如不具解理的石英,则只呈现贝壳状的断口。
陆地地表分布最多的岩石是沉积岩
沉积岩由颗粒物质和胶结物质组成,约占地壳体积的7.9%,但在地壳表层分布则甚广,约占陆地面积的75%,而海底几乎全部为沉积物所覆盖。A项,岩浆岩来自地球内部的熔融物质,是在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石;C项,变质岩是指原有岩石经变质作用而形成的岩石,变质岩占地壳体积的27.4%;D项,石灰岩主要是在浅海的环境下形成的,多形成石林和溶洞。
按照冷凝成岩浆岩的地质环境的分类,浅成岩是
浅成岩是指由于岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝而成的岩石。
组成岩石矿物的结晶程度,晶粒大小,形状及其相互结合的情况,称为岩浆岩的( 结构)
按照矿物的结晶程度、颗粒大小和均匀程度,可将结构分为全晶质结构(岩石全部由结晶矿物组成)、半晶质结构(岩石由结晶物质和玻璃质两部分组成)和非晶质结构(岩石全部由玻璃质组成)。
火成岩按所含矿物结晶颗粒的相对大小可分成的结构为 ( )。 A.等粒结构、不等粒结构、斑状结构 B.不等粒结构、斑状结构、显晶质结构 C.等粒结构、不等粒结构、隐晶质结构 D.等粒结构、斑状结构、隐晶质结构 【答案】A
火成岩按所含矿物结晶颗粒的相对大小可分为等粒结构、不等粒结构、斑状结构,其中,岩石中的矿物颗粒大小大致相同为等粒结构;岩石中的矿物颗粒大小不等,但粒径相差不很大为不等粒结构;结晶颗粒大小悬殊,则称为似斑状结构。隐晶质结构、显晶质结构表示矿物颗粒的绝对大小。
变质岩的结构是指变质岩的变质程度、颗粒大小和连接方式。其正确的划分为( ) A.碎屑结构、变余结构、残余结构 B.变晶结构、碎屑结构、砂状结构 C.残余结构、变晶结构、碎裂结构 D.变余结构、碎屑结构、变晶结构 【答案】C
大多数变质岩是经过重结晶作用后形成的岩石,几乎都含有结晶的颗粒,因此其结构常与岩浆岩的晶粒结构相似,所以其结构命名上加“变晶”一词以示区别。根据变质作用进行的程度,变质岩的结构可分为变晶结构、变余结构(残余结构)、碎裂结构。碎屑结构、砂状结构属于沉积岩结构。
下列各项属于变质岩所特有的矿物成分的是
石英、长石、云母、角闪石和方解石等矿物成分是变质岩、火成岩和沉积岩所共有的;而石墨、滑石、石榴子石、绿泥石、蛇纹石、硅灰石、蓝晶石、刚玉、绢云母和绿帘石等新的变质矿物则是变质岩所特有的。
地壳中的原岩(包括岩浆岩、沉积岩和已经生成的变质岩),由于地壳运动、岩浆活动等所造成的物理和化学条件的变化,即在高温、高压和化学性活泼的物质(水气、各种挥发性气体和热水溶液)渗入的作用下,在固体状态下改变了原来岩石的结构、构造甚至矿物成分,形成一种新的岩石称为变质岩。变质岩构造包括板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、条带状构造、块状构造、眼球状构造等。
片理构造是变质岩特有的
流纹状构造属岩浆岩,层状构造属沉积岩。
变质作用的因素包括②新的化学成分的加入;③高压;④高温。
熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称为侵入岩,按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。浅成岩浆岩与深成岩浆岩的区别是浅成岩颗粒更细。
岩浆岩又称火成岩,火成岩的化学成分很复杂,但对岩石矿物成分影响最大的是二氧化硅(SiO2)。根据SiO2的含量,可将火成岩分为酸性、中性、基性及超基性岩石四种类型。岩石中SiO2的含量越大,其颜色越浅,比重也越小。其岩石的颜色从酸性到超基性为由浅至深。
岩浆喷出地表冷凝后而形成的岩石即喷出岩,是火成岩的基本类型之一。当喷出的岩浆层较厚时,形成的岩石其特性近似深成岩,当喷出的岩浆层较薄时,则形成的岩石常呈多孔结构。常见的喷出岩有玄武岩、安山岩等;石灰岩属于沉积岩;千枚岩是具有千枚状构造的低级变质岩石;石英岩是一种主要由石英组成的变质岩(石英含量大于85%)。
化学及生物化学岩类主要由方解石、白云石等碳酸盐类的矿物及部分有机物组成的岩石,如石灰岩、白云岩等;碎屑岩类主要由碎屑物质组成的岩石,如砾岩、砂岩及粉砂岩等;黏土岩类主要由黏土矿物及其他矿物的黏土粒组成的岩石,如泥岩、页岩等。花岗岩属于岩浆岩,石英岩和大理岩都属于变质岩。
泥岩和页岩均属于黏土岩。泥岩成分以黏土矿物为主,呈泥状结构,常呈厚层状。常夹于坚硬岩层之间形成软弱夹层,浸水后极易泥化。
某种岩石的颗粒成分以黏土矿物为主,并具有泥状结构、页理状构造。该岩石是页岩
由铝硅酸盐类矿物经化学风化作用形成的,颗粒极细小,具很大的亲水性、可塑性和膨胀性。这类矿物统称为( )。 A.风化矿物 B.黏土矿物 C.变质矿物 D.原生矿物 【答案】B
D项,白云岩属于沉积岩中的化学及生物化学岩类。A项,千枚岩属于变质岩,为千枚状构造。B项,大理岩属于变质岩,是由石灰岩或白云岩经重结晶变质而成,等粒变晶结构,块状构造。主要矿物成分为方解石,遇稀盐酸强烈起泡,可与其他浅色岩石相区别。C项,片麻岩属于变质岩,为片麻状构造。
石灰岩经高温变质后形成大理岩,其成分不变;
沉积岩最主要的构造是层理构造。层理是由于季节气候的变化、沉积环境的改变使沉积物在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生变化,而显示成层的现象,称层理构造。常见的有水平层理、单斜层理、交错层理等。层面上常见结核体、波痕、泥裂、雨痕等。片理构造是变质岩中最常见、最带有特征性的构造。
第二节 地质构造
褶皱构造的基本形态有:①背斜。岩层向上弯曲,核心部分岩层时代较老,两侧岩层依次变新并对称分布。②向斜。岩层向下弯曲,核心部分岩层时代较新,两侧岩层依次变老并对称分布。
不整合接触是指上下岩层间的层序有了间断,即先后沉积的地层之间缺失了一部分地层。地层之间这种接触关系称为不整合。沉积间断时期可能代表没有沉积作用的时期也可能代表以前沉积的岩石被侵蚀的时期。这种上下岩层之间的接触面,称为不整合接触面。根据不整合接触面上、下两套岩层的产状,按不整合接触面上、下地层的产状及其反映的地壳运动特征,不整合可分为平行不整合(也称假整合)和角度不整合(即狭义的不整合)两种类型。其中,角度不整合主要表现为上、下两套地层之间既缺失部分地层,产状又不相同。它的特点是不整合面上、下两套岩层成角度相交,上覆岩层覆盖于倾斜岩层侵蚀面之上。
岩石的风化由表及里,地表岩石受风化作用的影响最显著,由地表往下风化作用的影响逐渐减弱以至消失,因此在风化剖面的不同深度上,岩石的物理力学性质也会有明显的差异,从地质学和土质学的角度,一般把风化岩层自下而上分为四个带
①整石带。肉眼看不出岩石风化碎裂迹象,外观上与新鲜岩石无明显的区别,但岩石颗粒间的联结因受风化的影响而受到一定的削弱,抗压和抗剪强度有所降低。
②块石带。岩石的原有裂隙已扩展,并产生大量的风化裂隙,将岩石分割成不同大小的碎块,在裂隙面上出现次生矿物,力学性质与整石带已有明显区别,抗压和抗剪强度显著降低,渗透性增强。
③碎石带。由一触即碎的母岩碎石和大量风化矿物组成,有时有可溶盐析出,渗透性所有减小,抗压和抗剪强度大为降低。
④粉碎带。岩石已彻底风化破坏,残余的原生矿物已经粉碎,基本上由风化产生的细粒次生矿物组成,渗透性很低,抗剪强度小,压缩性大,并产生了黏性、可塑性、膨胀性和收缩性等一系列新的性质。
断层的分类方法很多,所以有各种不同的类型。根据断层两盘相对位移的情况,可以分为:①正断层:上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断层。正断层一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用,使上盘沿断层面向下错动而成。②逆断层:上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断面向上错动而成。③平推断层:由于岩体受水平扭应力作用,使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。平推断层的倾角很大,断层面近于直立,断层线比较平直。
背斜是岩层向上拱起弯曲,由于风化侵蚀,背斜核心部分的岩层时代较老,两侧岩层时代依次对称变新;向斜是岩层向下凹陷弯曲,由于沉积等作用,核心部分的岩层时代较新,两侧岩层依次对称变老。断层是岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂面发生显著位移的断裂构造。
按照第四纪生物演变和气候变化,通常把第四纪分为四个时间尺度不等的时期:早更新世(Q1)、中更新世(Q2)、晚更新世(Q3)和全新世(Q4),其中更新世包括Q1、Q2、Q3。
第四纪的地层特征,主要受冷暖、干湿交替影响,特别是第四纪大陆冰川覆盖的地区最明显。火山活动、构造运动在第四纪之前的地质时期也存在。人类出现、冰川作用等因素促进了第四纪的发展。
褶曲按轴面产状分类正确的是直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲
断裂构造主要分为①节理;②断层
剪切裂隙是指在地质应力作用下,剪应力达到或超过岩石抗剪强度时发生的两组共轭剪切的破裂面。剪切裂隙的主要特征有:①一般延伸较长;②裂隙面比较平直光滑,有时因剪切滑动而留下擦痕;③“X” 形裂隙发育良好时,可将岩石切割成菱形、棋盘格式岩块或岩柱,一般称“X”形裂隙为“恶裂”;④若只发育一组剪裂隙,则裂隙会相互平行延伸;⑤剪裂隙排列往往具有等距性。
发生明显位移的断裂是断层
据两盘相对错动的情况,断层可以分成三种:①正断层,是指上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断层;②逆断层,是指上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层;③平推断层,是指由于岩体受水平扭应力作用,使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层
节理,岩石中的裂隙,断裂构造的一类,指岩石裂开而裂面两侧无明显相对位移者,节理是很常见的一种构造地质现象,按成因节理可分为:原生节理、构造节理和非构造节理(风化节理、山崩或地滑引起的节理)。根据力学性质分为张节理和剪节理。
未发生明显位移的断裂是节理
张性裂隙是岩体受拉破坏后产生的破裂面,拉裂破坏面一般粗糙不平,而且呈张开状态。张性裂隙的主要特征包括:①裂隙短而弯曲; ②裂隙面粗糙不平,无擦痕;③裂隙多开口;④裂隙有时呈不规则的树枝状、各种网络状,有时也构成放射状或同心圆状组合形式。
沉积岩中,整合接触是由于沉积区相对稳定阶段,连续不断地进行着堆积,堆积物的沉积次序是衔接的,产状是彼此平行的。不整合接触分为角度不整合接触和平行不整合接触,平行不整合接触是由于不整合面上下两套岩层之间的地质年代不连续,缺失沉积间断期的岩层,但彼此间的产状基本一致,又称假整合接触;角度不整合不仅不整合面上下两套岩层间的地质年代不连续,产状也不一致。侵入接触又称热接触,是岩浆上升侵入围岩中,经冷凝后形成的火成岩体与围岩的接触关系。
上下地层间有明显的沉积间断,且上下地层产状不同的是不整合接触
上下地层产状基本一致,但有明显的沉积间断的是假整合接触
岩浆岩和沉积岩之间最常见的接触关系是侵入接触
岩层产状是指岩层在空间的倾斜方向。岩层空间位置是通过岩层产状三要素确定的,即走向、倾向、倾角。
如图3-2-1所示,岩层的产状要素为
岩层产状三要素分别为:①走向,岩层面与水平面交线的方向;②倾向,岩层的倾斜方向,是倾斜线的水平投影所指的方向,倾向与走向垂直;③倾角,是岩层的倾斜角度,层面与水平面所夹的最大锐角。
第三节 外动力地质作用
坡积裙主要分布在
由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用在坡脚或山坡低凹处形成新的沉积层称坡积层。坡积层是山区公路勘测设计中经常遇到的第四纪陆相沉积物中的一个成因类型,它顺着坡面沿山坡的坡脚或山坡的凹坡呈缓倾斜裙状分布,在地貌上称为坡积裙。
经大气降水淋滤作用,形成的破碎物质未经搬运,仍堆积在原处的物质称为( 残积物)。
地壳表层岩石遭受风化作用后,在原地形成的松散堆积物称残积物(层)。该物质形成的破碎物质未经搬运,故该物质为残积物。A项,沉积于沟口的沉积称洪积物;C项,河流的沉积物称为冲积物;D项,雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运,或由本身的重力作用,堆积在平缓的斜坡或坡脚处,称为坡积物。
坡积物的结构特征具有
片流搬运的物体在坡麓堆积下来,形成坡积物。其特点包括:①成分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土,与坡上基岩密切相关;②碎屑颗粒大小混杂,因而其碎屑棱角鲜明,分选性差,层理不明显。
洪积扇发育的一个必要条件是
洪积扇位于山前山谷出口处。山谷坡面沟底分布的物理风化产物在强降雨形成的洪流冲出沟口后因水流失去沟壁的约束而散开,坡度和流速突然减小,搬运物迅速沉积下来形成的扇状堆积地形,称为洪积扇。因此物理风化的山区是形成洪积扇的一个重要条件。
某种沉积物的组成砾石的成分复杂,有明显磨圆。具有上述特点的沉积物可能是( )。 A.残积物 B.坡积物 C.浅海沉积物 D.河流中上游冲积质 【答案】D
河流中上游水流较急,故河流中上游冲击质磨圆度好,且其成分复杂,故该沉积物可能是河流中上游冲击质。A项,残积物中的碎屑物质大小不均,棱角明显,无分选、无层理;B项,坡积物的颗粒分选性及磨圆度差,一般无层理或层理不清楚,组成物质上部多为较粗的岩石碎屑,靠近坡角常为细粒粉质黏土和黏土组成,并夹有大小不等的岩块;C项,海洋沉积物主要来源于大陆,其次是火山物质、生物和宇宙物质。海岸带沉积物是复杂多样的,包括岩块、砾石、砂、泥质物、珊瑚、生物贝壳碎片等碳酸盐沉积物,其中以碎屑沉积物为主,并常夹杂着动物和植物残骸。
河流沉积物的成分和结构,从上游到下游的变化是成分越来越复杂,结构越来越细
向源侵蚀又称溯源侵蚀,河床深切作用逐渐向河流上游方向发展的过程,是下蚀作用的一种特殊形式。侧蚀作用又称为旁蚀作用,水流侧向的侵蚀作用,使河床左右迁徙或谷坡后退。
某种地质作用造成了牛轭湖相沉积,则该种地质作用为河流
牛轭湖是河流裁弯取直,被遗弃的弯曲河段演变形成的。随着河曲的弯曲度加大,相邻河弯也愈加靠近,使两个河弯的陆地形成曲颈状,在洪水期,由于水量突然加大,侵蚀能力也突然增强,水流会冲溃曲颈直接流入下一河弯,这一现象称为河流的截弯取直,被遗弃的弯曲河段演变为牛轭湖。
河流下游的地质作用主要表现在侧蚀和沉积
河流的截弯取直是河流侧向侵蚀和侧向沉积作用的三个结果之一,即使相邻两个凹岸逐渐靠近,河流相接后,连通处侵蚀作用加强,令原先的旧河弯道被废弃或演变成牛轭湖的现象。
形成蘑菇石的主要地质营力是风,又称风蚀蘑菇
河漫滩是洪水期.被淹没的浅滩
风化作用是指使岩石、矿物在物理性状或化学组分上发生变化,使其强度降低或发生崩解,形成与原来岩石有差异的新的物质组合的过程。岩石的风化速度,风化的深度和厚度与下列因素有关:①岩石的性质;②断裂的发育程度;③水文地质动态条件;④周围环境、气候条件;⑤现代物理地质作用等。其中岩体的断裂发育情况的影响最为显著。
最有利于化学风化的气候条件是湿热
岩浆岩是指由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石,有明显的矿物晶体颗粒或气孔,约占地壳总体积的65%。因为沉积岩是由母岩风化的而来的产物,而岩浆岩可以风化为沉积岩。沉积岩的两种主要成分:石英和黏土矿物,石英的化学稳定性最强;黏土矿物在化学风化的条件下稳定性也较好,但易发生物理风化;岩浆岩大部分为不稳定的硅酸盐矿物,在化学风化条件下,易于被分解破坏
风化作用是指在地表或接近地表环境下,由于气温变化,大气、水和水溶液的作用,以及生物的生命活动等因素的影响,使岩石在原地遭受分解和破坏的过程。风化作用使岩石、矿物在物理性状或化学组分上发生变化,使其强度降低或发生崩解,形成与原来岩石有差异的新的物质组合。风化作用的强度随着岩石的埋深增大逐渐减弱的,岩石的风化是由表及里,地表部分受风化作用的影响最为显著。
对于岩石的风化作用,下列说法正确的是①②③ ①使岩体的结构构造发生变化,即其完整性遭到削弱和破坏; ②造成岩石的矿物成分和化学成分发生变化; ③使岩石的强度和稳定性降低; ④仅发生在地表。
风化作用不仅发生在地表,也可沿断裂带或软岩层深入地下。
海水侵蚀作用的动力包括海水运动、生物作用和化学作用
黏土矿物产生于风化作用
第四节 地 貌
从地质作用看,将垭口的基本类型归纳为
构造型垭口、剥蚀型垭口、剥蚀-堆积型垭口
断块山是指由于断裂作用上升的山地;褶皱断块山是指在构造形态上具有被断裂作用分离的褶皱岩层,曾经是构造运动剧烈和频繁的地区;高山和剥蚀残山是由构造和剥蚀作用形成的地貌单元。
风成地貌以风的作用为地貌形成和发展的基本因素。风成地貌又可分为风蚀地貌与风积地貌,前者如风蚀洼地、蘑菇石等,后者如新月形沙丘、沙垄等。
沙丘移动的速度受风向频率、风速、水分、植被、沙丘形态、沙丘高度、排列密度和沙粒粒径等多种因素的影响。它们之间的主要关系表现为:①沙丘移动速度与风向频率及风速的平方成正比,与其本身高度成反比;②沙丘移动速度与沙丘间距成正比;③含水量小的与裸露的沙丘移动较快;④地面平坦地区,沙丘移动较快。
冰川运动形成的主要冰蚀地貌是 A.冰斗、幽谷、冰蚀凹地
阶地根据形态特征可分为堆积阶地、侵蚀阶地、基座阶地。上叠阶地、内叠阶地均属堆积阶地。
群发性岩溶地面塌陷通常与下列哪项条件有关
潜水位大幅下降
河流冲积物二元结构与河流的下列作用有关的是
河床的侧向迁移
第五节 水文地质
承压含水层在地形适宜处露出地表时,可以泉或溢流形式排向地表或地表水体,也可以通过导水断裂带向地表或其他含水层排泄。
地下水的富集必须具备3个条件:①有较大的储水空间;②有充足的补给水源;③有良好的汇水条件。
地下水按其埋藏条件可分为
地下水按埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水是指在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水;潜水是指饱水带中第一个连续隔水层之上具有自由表面的含水层中的水;承压水是指充满于两个隔水层之间的含水层中的地下水。
潜水的主要补给来源是 A.大气降水
埋藏在地表以下第一较稳定隔水层以上具有自由水面的重力水叫( 潜水)
充满于两个隔水层之间的含水层中的地下水称为承压水。因为有隔水顶板存在,承压水不受气候的影响,动态较稳定,不易受污染。
按空隙性质,地下水可分为①裂隙水;③孔隙水;⑥岩溶水。
存在于地下水中的离子、分子与化合物的总含量称为矿化度,以g/L或mg/L为单位。
含水层是饱含并透过相当数量重力水的岩层或土层。A项,给水层是在重力作用下能排出一定水量的岩土层;C项,隔水层是不透水的岩土层;D项,透水层是能透过水的岩土层。
下列地层中,能够形成含水层的是 A.红黏土层 B.黄土层 C.河床沉积 D.牛轭湖沉积 【答案】C
在正常水力梯度下,饱水、透水并能给出一定水量的岩土层称为含水层。含水层的形成必须具备以下条件:①有较大且连通的空隙,与隔水层组合形成储水空间,以便地下水汇集不致流失;②要有充分的补
水来源。AD两项,红黏土、牛轭湖沉积物空隙细小,是隔水层;B项,由于黄土是垂直裂隙发育,所以不易形成储水空间;C项,河床沉积物颗粒粗大,孔隙较大,富含水,可以形成含水层。
下列物质中,最有可能构成隔水层的是 A.页岩 B.断层破碎带 C.石灰岩 D.玄武岩 【答案】A
页岩以黏土矿物为主,泥状结构,大部分有明显的薄层理,呈页片状。与水作用易软化,透水性很小,常作为隔水层。
下列条件中不是岩溶发育的必需条件为
岩溶形成的条件包括:具有可溶性的岩石、可溶岩具有透水性、具有溶蚀能力的地下水以及循环交替的水流。D项,岩石具有软化性不是岩溶发育的必备条件。
赋存与运移于可溶岩的空隙、裂隙以及溶洞中的地下水叫岩溶水。岩溶水具有如下特点:①分布的不均匀性。由于岩溶分布和发育的不均匀性,岩溶含水层的富水性极不均匀。②水力联系密切。由于地下溶洞与溶洞、溶洞与溶蚀裂隙之间相互连通,因而使岩溶水具有密切的水力联系和较强的传递能力。③水量动态多变、随季节变化大。
从潜水等水位线图上不能获取的信息是 A.潜水的埋藏深度 B.潜水的流向 C.潜水的水力梯度 D.潜水的化学成分 【答案】D
第六节 道路工程地质问题
产生崩塌的地形条件,一般斜坡
① 地形条件:斜坡高、陡是必要条件。一般高度大于30m,坡度大于45°,多数55°~75°之间。
② 岩性条件:坚硬的岩石,具有较大的抗剪强度和抗风化能力,形成高峻的斜坡,在外来因素下,一旦稳定性遭到破坏,产生崩塌现象。软硬互层(相间)构成的陡峻斜坡。
③ 构造条件:岩性不同的岩层以各种不同的构造和产状组合而成,常为各种构造面所切割。从而消弱岩体内部的联结。
④ 其他自然因素:强烈风化、冻融循环、植物根系的楔入、人为不合理的工程活动。
软土受到振动,海绵状结构破坏,土体强度降低,甚至呈现流动状态,称为触变,也称振动液化。
软土不具有的特性是 A.天然含水率大 B.天然孔隙比小于1 C.流变性 D.高压缩性 【答案】B
软土多在静水或缓慢流水中沉积,颗粒分散性高,联结弱,具有较大的孔隙比和高含水孔隙比一般大于1.0,高的可达5.8(滇池淤泥),含水率大于液限达50%~70%,最大可达300%。但随沉积年代的久远和深度的加大,孔隙比和含水量降低。
软弱土是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。软土的工程特性包括:①含水量较高,孔隙比大;②抗剪强度很低;③压缩性较高;④渗透性很小;⑤具有明显的结构性;⑥具有明显的流变性。
黄土的典型特征是具有湿陷性
天然黄土在一定的压力作用下,浸水后产生突然的下沉现象,称为湿陷。黄土湿陷发生在一定的压力下,这个压力称为湿陷起始压力,当土体受到的压力小于起始压力时,不产生湿陷。
当湿陷系数δs满足下列哪项条件时,应定为湿陷性黄土?
判别黄土是否具有湿陷性,可根据室内压缩试验,在规定压力下测定的湿陷系数δs来判定。湿陷系数δs是天然土样单位厚度的湿陷量。当δs<0.015时,定为非湿陷性黄土;δs≥0.015时,定为湿陷性黄土。
黄土能保持高耸的直立陡壁是因为
当深厚的黄土层沿垂直节理劈开后,所形成的陡峻而壮观的黄土崖壁是黄土地区特有的景观。垂直节理发育,是典型黄土和黄土状岩石所具有的普遍而特殊的性质。
黄土场地湿陷类型,应按实测自重湿陷或计算自重湿陷制定。当自重湿陷重( )时,应定为自重湿陷性黄土场地。
建筑场地或地基的湿陷类型,应按试坑浸水试验实测自重湿陷量或按室内压缩试验累计的计算自重湿陷量判定。当实测或计算自重湿陷量小于或等于7cm时,定为非自重湿陷性黄土场地;当实测或计算自重湿陷量大于7cm时,定为自重湿陷性黄土场地
黄土地基存在湿陷和压缩两种不同性质的变形。对于饱和黄土,则主要应考虑( 压缩 )变形进行计算
饱和黄土是指饱和度大于80%,湿陷性已经退化的黄土。湿陷性黄土受水浸湿后,未经过较长时间大的上覆压力的压密作用,土的湿陷性虽已经退化,但土的大孔隙仍基本保存完整,土的结构也未因浸水而彻底破坏,在今后新增加的荷载作用下,会产生较大的压缩变形。
土经冲刷、搬运、沉积等地质作用形成的夹有砂,砾石并具层理的黄色土状沉积物称为( 黄土状土 )
湿陷性不特指黄土,有些杂填土也具有湿陷性。湿陷性土是指土体在一定压力下浸水后产生附加沉降,湿陷系数大于或等于0.015,湿陷性是黄土最主要的工程特性。
关于黄土的湿陷性判断,下列哪个陈述是正确的? A.只能通过现场载荷试验 B.不能通过现场载荷试验 C.可以采用原状土样做室内湿陷性试验 D.可以采用同样密度的扰动土样的室内试验
黄土湿陷的机理通常认为是由黄土的大孔隙结构特性和胶结物质的水理特性决定的。因此在判断黄土的湿陷性时不能改变其原有结构。ABC三项,对黄土的湿陷性判断,可采用现场载荷试验,也可利用现场采集的不扰动土样,通过室内浸水试验得到结果。D项,不能采用同样密度的扰动土样进行试验,这是因为已经改变了湿陷性黄土的结构。
天然状态下,膨胀土结构紧密、孔隙比小。由于其内部裂隙十分发育,裂面附近蒙脱石含量高,遇水膨胀,但是当它失水以后体积就会收缩。
盐渍土的工程特性有以下三点:①溶陷性:盐渍土浸水后由于土中易溶盐的溶解,在自重压力作用下产生沉陷现象;②盐胀性:硫酸盐沉淀结晶时体积增大,失水时体积减小,致使土体结构破坏而疏松,碳酸盐渍土中Na2CO3含量超过0.5%时,也具有明显的盐胀性;③腐蚀性:硫酸盐渍土具有较强的腐蚀性,氯盐渍土、碳酸盐渍土也有不同程度的腐蚀性。D项,遇水膨胀,失水收缩是膨胀土的特性。
第七节 道路工程地质勘察
下列勘探方法中,可能获取原状土样的是A.坑探
下列选项中,道路工程地质勘探方法主要包括 Ⅰ.挖探; Ⅱ.钻探; Ⅲ.地球物理勘探;
道路工程地质勘探的方法有:①挖探。是道路工程地质勘探中广泛采用的一种方法,这种方法最大的优点是能取得详尽的直观资料和原状土样,但勘探深度有限,而且劳动强度大。道路工程地质工作中的挖探主要为坑探和槽探。②钻探。在工程地质勘测工作中,钻探是广泛采用的一种最重要的勘探手段,它可以获得探部地层的可靠地质资料。③地球物理勘探。简称物探,凡是以各种岩、土物理性质的差别为基础,采用专门的仪器,观测天然或人工的物理场变化,来判断地下地质情况的方法,统称为物探。
标准贯入试验是利用规定重量的穿心锤从恒定的高度上自由下落,将一定规格的探头打入土中,根据贯入的难易程度判别土的性质。根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009年版)第10.5.3条规定,标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土。
为取得原状土样,可采用下列哪种方法? A.标准贯入器 B.洛阳铲 C.厚壁敞口取土器 D.探槽中刻取块状土样 【答案】D
ABC三项,取土器的扰动会使得土样发生变化;无论何种取土器都有一定的壁厚、长度和面积,在压入过程中对土体有一定的扰动。
十字板剪切试验是一种用十字板测定软黏性土饱和不排水抗剪强度的原位试验,其最适用的土层是灵敏度小于10的均质饱和软黏土。对于不均匀土层,特别适用于夹有薄层粉细砂或粉土的软黏土
确定地基土的承载力的方法中,下列哪个原位测试方法的结果最可靠?A.载荷试验
A项,载荷试验是确定地基承载力的原位测试方法之一,可靠度和精确度最高。BCD三项,标准贯入试验、轻型动力触探试验和旁压试验都不能直接精确地反映出地基的极限承载力。
A项,根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009年版)第10.8.1条规定,扁铲侧胀试验适用于软土、一般黏性土、粉土、黄土和松散~中密的砂土。
下列各项属于原位测试的是 ①载荷试验; ③扁铲侧胀试验; ④十字板剪切试验
原位测试是指在地基土层原来所处的位置基本保持其天然结构、天然含水量及天然应力状态下,来测定土的工程力学性质指标的方法。原位测试方法主要包括载荷试验、十字板剪切试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、旁压试验、扁铲侧胀试验等。固结试验属于室内试验方法。
静力触探是用静力将一定规格和形状的金属探头以一定的速率压入土层中,利用探头内的力传感器,通过电子量测仪表将探头的贯入阻力记录下来。静力触探试验适用于黏性土、粉土和砂土,尤其是对地下水位以下及不易取样的松散土、淤泥质土体实用价值更大,可测定比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和贯入时的孔隙水压力。
属于旁压试验可评定地基土的性能有旁压模量、地基承载力及应力应变关系
Ⅰ段为初步阶段;Ⅱ段为似弹性阶段,压力与体积变化量大致呈线性关系;Ⅲ段为塑性阶段。Ⅱ、Ⅲ段的交点相当于临塑压力。计算旁压模量Em时,进行的阶段应在似弹性阶段,即Ⅱ段。
地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。实验时应保持试验土层的原状结构和天然湿度,宜在拟试压表面用粗 砂或中砂层找平,其厚度不超过20mm。故浅层平板载荷试验的位置略高于基础底面。
标准贯入试验(SPT)的基本原理与动力触探试验相同,只是将探头换为标准贯入器(开口管状空心探头)。该试验是用质量为63.5kg的穿心锤,以0.76m的自由落距,将一定规格的标准贯入器先打入土中0.15m,然后再打入0.30m,记录该0.30m的锤击次数,称为标准贯入击数,用N表示。
第四章 工程勘测
第一节 一般规定
控制测量桩应埋设在基础稳定、易于长期保存的地点。埋设时,应具有足够的稳定性。控制测量桩高出地面的部分不得超过5cm。
路线控制桩的要求包括:①路线控制桩应采用木质桩,断面不应小于5cm×5cm,长度不应小于30cm。②路线控制桩应钉设小钉,表示其中心位置。③当路线控制桩为控制测量桩使用时,应进行护桩,并应设置指示标志。
控制测量桩埋设时,坑底应填以砂石,并捣实或现浇厚度20cm以上的混凝土,地表应在控制测量桩周围现浇厚度5cm以上、控制桩以外宽度10cm以上的混凝土。埋设的控制测量桩应待沉降稳定后方可使用。
勘测记录的要求包括:①道路勘测的各种记录,应采用专用记录簿。必须编排页码,严禁撕页。采用电子设备时记录时,打印输出的内容应具有可查性。②测量数据记录不得涂改、转抄。当记录发生错误时,应按规定条款进行处理。③原始数据和记事项目应现场记录,记录项目应齐全。④各种记录簿应编排目录,并由测量、复核及主管人员签署。
第二节 测量方法
定一直线与标准方向夹角关系的工作称为直线定向
直线定向是指确定一直线与标准方向夹角关系,主要是为了测定距离而采用的一种换算方法。测量工作中直线定向方向常用方位角或象限角表示。
标准方向的种类有:①真子午线方向。过地球上某点及地球北极和南极的半个大圆为该点的真子午线。通过该点真子午线的切线方向称为该点的真子午线方向,它指出地面上某点的真北和真南方向。②磁子午线方向。自由悬浮的磁针静止时,磁针北极所指的方向即是磁子午线方向,又称磁北方向。磁子午线方向可用罗盘仪来测定。③坐标纵轴方向。由于地面上任何两点的真子午线方向和磁子午线方向都不平行,这会给直线方向的计算带来不便。采用坐标纵轴作为标准方向,在同一坐标系中任意点的坐标纵轴方向都是平行的,从而极大方便了使用。
磁偏角和子午线收敛角分别是指磁子午线、中央子午线与下列哪项的夹角?
真子午线
高差法原理为:HA+hA=HB+hB。式中,HA为立尺点A的高程;hA为立尺点A的读数;HB为立尺点B的高程;hB为立尺点B的读数。
水准仪使用时主要包括4个步骤:①粗平,用脚螺旋使圆气泡居中,以达到竖轴铅直,视准轴粗略水平;②瞄准,用望远镜瞄准标尺,通过目镜对光和物镜对光,达到十字丝、标尺刻划和注记数字清晰,并消除视差;③精平,用微倾螺旋使水准管气泡居中,以达到视准轴精确水平;④读数,读取中央横丝所截标尺高度,依次读出米、分米、厘米和估读毫米,读数后检查水准管气泡是否仍居中。
望远镜物镜光心与十字丝中心交点的连线,称为视准轴,用CC表示。同时在测量中要求视准轴与水平轴正交,与横轴垂直。
水准管分划值的大小与水准管纵向圆弧半径的关系是
成反比
支水准路线的往测高差理论值应和其返测高差理论值绝对值相等,符号相反,即往、返测得高差的代数和在理论上应等于零
M点高程HM=43.251m,测得后视读数a=1.000m,前视读数b=2.283m。则视线高程Hi和待求点N的高程HN分别为( )。 A.45.534m;43.251m B.40.968m;38.685m C.44.251m;41.968m D.42.251m;39.968m 【答案】C
视线高程是指视准轴到绝对基面的垂直高度。通过视线高推算出待定点的高程,视线高程=后视点高程+后视读数。待定点高程=视线高程-前视读数。代入数据可得:Hi=HM+a=43.251+1.000=44.251m,HN=Hi-b=44.251-2.283=41.968m。
水准仪应满足的几何条件不包括(D) A.圆水准轴L′L1′∥竖轴VV1 B.十字丝横丝垂直于竖轴VV1 C.水准管轴LL1∥视准轴CC1 D.视准轴CC1⊥横轴HH1
微倾式水准仪轴线之间应满足相应的几何条件,其中满足的主要条件是下列哪项?
微倾式水准仪轴线之间应满足相应的几何条件有:圆水准器轴平行于竖轴;十字丝分划板的横丝垂直于竖轴;管水准器轴平行于视准轴,其中最重要条件是视准轴平行于水准管轴。
水准仪应满足的几何条件包括:①圆水准轴平行于竖轴(L′L1′∥VV1);②十字丝横丝垂直于竖轴;③水准管轴平行于视准轴(LL1∥CC1)
微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座三个部分组成。
DS3型水准仪为普通水准仪。四条轴线包括竖轴、长水准管轴、视准轴与圆水准管轴。
粗平即粗略地整平仪器,按“左手大拇指规则”转动脚螺旋,使圆水准器气泡居中,导致此时仪器的竖轴大致铅垂,为在各个方向精密定平仪器创造条件。圆水准器气泡居中,大致使仪器粗略整平。
水准仪在构造上应满足水准管轴平行于视准轴这个主要条件。若满足这个条件,当水准管气泡居中时,视准轴处于水平位置。
水准路线是指在水准点之间进行水准测量所经过的路线,其布设形式分为三种:①闭合水准路线。是从某一已知高程的水准点出发,沿某一路线,测定若干个高程待定的水准点,最后仍回到出发的水准点。②附合水准路线。是从某一已知高程的水准点出发,沿某一路线,测定若干个高程待定的水准点,最后连测到另一已知高程的水准点。③支水准路线。是从某一已知高程的水准点出发,沿某一路线,测定若干个高程待定的水准点,其路线既不闭合也不附合。
高差闭合差的计算随水准路线的形式而不同,计算公式如下: ①闭合水准路线,∑h理=0,fh=∑h测; ②附合水准路线,∑h理=H终-H始,fh=∑h测-(H终-H始); ③支水准路线,∑h往=-∑h返,fh=∑h往+∑h返。
工作中视差产生的原因是
监测点影像与十字丝分划板不重合
由表4-2-1可得,四等水准测量的前后视距差限差是5m
水准测量中设M点为后视点,N为前视点,M点的高程是 59.053m,当后视读数为1.026m,前视读数为1.156m,则N点的高程是( )。 A.59.183m B.58.923m C.59.138m D.58.329m 【答案】B
由水准测量原理高差法公式:hMN=a-b,HN=HM+hMN。a为高程点M的水准尺读数,称为后视读数;b为高程点N的水准尺读数,称为前视读数;hMN为N点对M点的高差;HM为已知高程点。故N点高程为:HN=59.053+(1.026-1.156)=58.923m。
水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线,在竖立在两点上的水准尺上读数,以测定两点间的高差,从而由已知点的高程推算未知点的高程。
闭合导线(n段)角度(β1)闭合差校核公式是∑β1-(n-2)×180°≤容许值
角度闭合差的计算:n边形内角之和应为(n-2)×180°,因此,闭合导线内角和的理论值应为:∑β理=(n-2)×180°。由于导线水平角观测中不可避免地含有误差,使内角之和不等于理论值,而产生角度闭合差,即:fB=∑β1-∑β理,所以闭合差校核公式为:∑β1-(n-2) ×180°≤容许值。
当两点间相距较远或高差较大,不可能安置一次仪器即可测得两点间的高差,此时,可在水准路线中加设若干个临时立尺点,称为转点。
通过水准测量方法测得其高程的控制点,称为水准点
当进行水准测量时,计算校核∑h=∑a-∑b和∑h=H终-H始可分别校核下列中哪两项是否具有误差?( 高程计算、高差计算)
经纬仪有四条主要轴线,当纵轴铅垂,视准轴垂直于横轴时,但横轴不水平,此时望远镜绕横轴旋转时,则视准轴的轨迹是一个倾斜面
横轴和纵轴是经纬仪上的最重要的两个轴,它们应当相互垂直成90°,否则,当纵轴铅垂,视准轴垂直于横轴时,横轴不是处于水平位置,给测量带来误差,称为横轴倾斜误差。当望远镜绕横轴旋转时,视准轴扫出的将不是铅垂面,而是一个倾斜平面。
已知直线AB方位角αAB=60°30′18″,∠BAC=90°22′12″,∠BAC为左角,则直线AC的方位角αAC等于( )。 A.150°52′30″ B.29°51′54″ C.89°37′48″ D.119°29′42″ 【答案】A
在平面直角坐标系统内,以平行于X轴的方向为基准方向,于某边的一个端点,从基准方向顺时针转至该边的水平角(0°~360°)称为坐标方位角。坐标方位角又称方向角。坐标方位角的数值正负是表示直线的方向。依据坐标方位角的定义可知,∠BAC=αAC-αAB,则:αAC=∠BAC+αAB=90°22′12″+60°30′18″=150°52′30″
常用的水平角观测方法有
常用的水平角观测方法有测回法和方向观测法两种。测两个方向用测回法,又称水平角观测,用于两个方向之间的水平角观测,在工程测量中广泛使用;测三个或三个以上方向用方向观测法。
测两个方向用测回法,又称水平角观测,用于两个方向之间的水平角观测,在工程测量中广泛使用;测三个或三个以上方向用方向观测法。
水平角是测站至两目标点连线间的夹角投影在水平面上的角值
地面上任意两直线间的水平角为通过该两直线所作铅垂面间的两面角。即为测站与两目标点连线的两条直线的夹角。投影到地面即为两条直线夹角投影在水平面上的角值。
使用经纬仪观测水平角时,若照准同一竖直面内不同高度的两个目标点,分别读取水平盘读数,此时两个目标点的水平度盘读数理论上应该是相同的
水平角观测中应尽量照准目标底部的目的是减小目标偏心差。
用DJ6级经纬仪观测水平角,一测回角度值的中误差为
DJ6级经纬仪,6代表该仪器所能达到的精度指标,即表示水平方向测量一测回的方向观测中误差的值为:m=6″,一测回角度值的中误差为:
测竖直角时,要求使竖直水准管气泡居中,其目的是使竖盘读数指标处于正确位置
测回法测水平角可以消除或减弱视准轴误差
视距测量方法测量A、B两点,通过观测得尺隔l=0.365,竖直角α=3°15′00″,仪器高i=1.460m,中丝读数2.379m,则AB两点间高差HAB为1.15m
视距测量是一种光学间接测距方法,它利用测量望远镜内十字丝平面上的视距丝及刻有厘米分划的视距标尺(与普通水准尺通用),就可以测定测站与目标点之间的水平距离和高差(垂直距离),是测量望远镜的一种附属功能。根据其测量原理可知,视线倾斜时的水平距离和高差公式为:D=Klcos2α,h=Dtanα+i-v。其中,K=100,为视距乘常数;v为中丝读数。代入数据解得,D100×0.365×cos2(3°15′00″)=36.3827m,HAB=36.3827×tan(3°15′00″)+1.460-2.379=1.147m。
双频测距仪设置的第一个调制频率为15MHz,其光尺长度为10m,设置的第二个调制频率为150kHz,它的光尺长度为1000m,若测距仪的测相精度为1∶1000,则测距仪的测尺精度可达到( )。 A.1cm B.100cm C.1m D.10cm 【答案】A
光电测距仪的精度,通常用一种经验公式即标称精度来表示:mD=± (A+B·D)。式中,A为固定误差;B为比例误差;D为被测距离。所以测尺精度为:0+10×1/1000=1cm。
边长为a的正方形每条边,一次量测精度是m,则周长中误差mc是(2m )
“整体到局部、先控制后细部”是测量工作应遵循的原则,遵循这个原则的要求包括下列何项?防止观测误差积累
误差按其对测量结果影响的性质,可分为
偶然误差和系统误差
1∶500地形图上,量得某直线AB的水平距离d=50.5mm,md= ±0.2mm,AB的实地距离可按公式s=500d进行计算,则s的误差m等于( )。 A.±0.1mm B.±0.2mm C.±0.05mm D.±0.1m 【答案】D
如果某线性函数只有一个自变量(Z=kx),则称为倍数函数。按照误差传播定律,则倍数函数的中误差为:mZ=km。由于比例尺的关系,实际两点距离和图中两点距离成倍数关系。得:mZ=500×(±0.2mm)=±0.1m。
磁波测距仪的标称精度为±(3+3ppm)mm,用该仪器测得500m距离,如不顾及其他因素影响,则产生的测距中误差为( )。 A.±18mm B.士3mm C.±4.5mm D.±6mm 【答案】C
测程在5km以内的距离的仪器,称为短程红外测距仪。它包括主机、电池和反光镜等。光电测距仪的精度,通常用标称精度来表征,即mD=±(a+b·D)。式中,a为与距离无关的固定误差;b为与距离D成正比的比例误差。因此,测距中误差为:mD=±(3+3×10-6×500×103)=±4.5mm。
水准测量时,水准尺倾斜引起的读数误差属于系统误差
偶然误差的特性包括:①偶然误差的绝对值不超过一定的界限,即有界性;②绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的或然率大,即小误差密集性; ③绝对值相等的正、负误差出现的或然率相等,即对称性;④当观测次数趋于无穷大时,偶然误差的算术平均值的极限为零,即抵偿性
测三角形内角3次,求得三角形闭合差分别为+8″、-10″和+2″,则三角形内角和的中误差为( )。 A.±6.7″ B.±7.5″ C.±9.2″ D.±20″ 【答案】B
圆形建筑物半径为27.5m,若测量半径的误差为±1cm,则圆面积的中误差为 A.±1.73 B.±1.77 C.±1.32 D.±3.14 【答案】A
由S=πR2,根据误差传播定律得:mS=2πRmR=2×3.14×27.5×(±0.01)=±1.73m2。
两个角值及中误差为∠A=20°22′10″±8″和∠B=44°44′20″±8″。据此进行精度比较可得出的结论为( )。 A.两个角度精度相同 B.A精度高 C.B精度高 D.相对中误差K∠A>K∠B 【答案】A
有一长方形水池,独立地观测得其边长a=30.000m±0.004m,b= 25.000m±0.003m,则该水池的面积S及面积测量的精度ms为 ( )。 A.750m2±0.134m2 B.750m2±0.084m2 C.750m2±0.025m2 D.750m2±0.142m2 【答案】A
【解析】 阐述观测值中误差与观测值的函数中误差关系的定律,称为误差传播定律。水池面积:S=a×b=30.000×25.000=750m2,计算函数中误差的一般 形式:
全球定位系统GPS是新一代空间卫星导航定位系统。WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统
GPS定位分为:①绝对定位。又称单点定位,指的是在一个观测点上,利用GPS接收机观测4颗以上的GPS卫星,根据GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量和已知卫星的瞬时坐标,独立确定特定点在地固坐标系(坐标系固定在地球上,随地球一起转动)中的位置,称为绝对定位。②相对定位。又称差分定位,指的是在两个或若干个观测站上,设置GPS接收机,同步跟踪观测相同的GPS卫星,测定它们之间相对位置,根据不同接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,称为相对定位。
第三节 控制测量
根据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第5.2.2条规定,图根点的点位中误差应不大于所测比例尺图上0.1mm,高程中误差应不大于测图基本等高距的1/10。
公路勘测在进行一级平面控制测量时,用DJ2经纬仪进行水平角观测的半测回归零差应小于等于12秒
公路工程勘测中,GPS基线测量的中误差应小于
据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第4.1.3条第1款规定,GPS基线测量的中误差应小于按下式计算的标准差:
从某一已知高程的水准点出发,沿某一路线,测定若干个高程待定的水准点,最后仍回到出发的水准点,称为闭合水准路线。从某一已知高程的水准点出发,沿某一路线,测定若干个高程待定的水准点,最后连测到另一已知高程的水准点,称为附合水准路线。附合导线计算步骤与闭合导线完全相同,仅在计算角度闭合差和坐标增量闭合差时有所不同。
坐标正算中,下列何项表达了横坐标增量
坐标正算是根据直线的边长、坐标方位角和一个端点的坐标,计算直线另一个端点的坐标的工作。坐标反算就是根据直线的起点和终点的坐标,计算直线的水平距离和坐标方位角的过程。极坐标化为直角坐标又称坐标正算,是已知两点间的边长和方位角,计算两点间的横、纵坐标增量分别为:ΔYAB=DABsinαAB,ΔXAB=DABcosαAB。由于正弦和余弦函数值随角度所在的象限而有正、负之分,增量的正负决定于方位角的三角函数的正负。
建筑场地比较小,采用建筑基线作为平面控制时,基线布置根据建筑物分布、场地地形和原有控制点的状况而定,常见的有平行于主要建筑物轴线的“一”字形、“L”形、“十”字形和“T”形建筑基线。建筑基线点数一般不应少于3个
在闭合导线和附合导线计算中,坐标增量闭合差的分配原则是怎样分配到各边的坐标增量中?( ) A.反符号平均 B.按与边长成正比反符号 C.按与边长成正比同符号 D.按与坐标增量成正比反符号 【答案】B
在闭合导线和附合导线计算中,坐标增量闭合差的改正按与边长成正比,反符号分配到各边的坐标增量中,这样才能保证闭合差为零提高精确度。
在平面直角坐标系内,平行于纵轴正向的方向作为基准方向,顺时针转至某直线的夹角,称为( )。 A.象限角 B.真方位角 C.坐标方位角 D.磁方位角 【答案】C
坐标方位角,又称方向角,是指在平面直角坐标系统内,由标准方向北端起标顺时针量到直线的水平夹角,方位角的取值范围是0°~360°;以过该点的磁子午线方向为基准方向,顺时针转至该边的水平角,称为磁方位角。
为了减弱仪器下沉的影响,三等水准测量每个测站的观测程序为(后—前—前—后 )
三角高程测量时,采用对向观测后取平均值的目的是( A.消除仪器下沉的影响 B.消除竖直角观测误差 C.消除地球曲率与大气折光差误差 D.消除仪高及目标高量测误差 【答案】C
导线测量是指测定这些转折角和边长,以计算导线点的平面直角坐标。导线外业包括:①踏勘选点;②建立标志;③边长丈量;④转折角测量;⑤连接测量(即连接角和连接边的测量)。
导线测量的外业工作包括:踏勘选点、建立标志、导线边长测量、导线转折角(水平角)测量和导线连接测量等。
小地区控制测量中导线的主要布置形式:附合导线、闭合导线和支导线。
已知边长DMN=73.469m,方位角αMN=115°18′12″,则ΔxMN与ΔyMN分别为( )。 A.+31.401m,-66.420m B.+31.401m,+66.420m C.-31.401m,+66.420m D.-66.420m,+31.401m 【答案】C
【解析】 根据坐标增量计算公式可得: ΔxMN=DMNcosαMN=73.469×cos115°18′12″=-31.401m, ΔyMN=DMNsinαMN=73.469×sin115°18′12″=+66.420m。
已知某导线全长为S=720m,测得其纵坐标增量闭合差fx=+0.09m,横坐标增量闭合差fy=-0.47m,则导线的全长相对闭合差为( )。 A.1/2500 B.1/1900 C.1/1500 D.1/1300 【答案】C
第四节 地形图测绘及应用
采用测深仪测绘公路大桥、特大桥水下地形图时,一般水域断面线上测深点图上最大间距为1.0~1.5cm
根据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第5.4.3条规定,测深点的布测可采用断面或散点形式,断面线上测深点图上最大间距不应超过表4-4-1的要求。由表可知,当采用测深仪测绘公路大桥、特大桥水下地形图时,一般水域断面线上测深点图上最大间距为1.0~1.5cm。表4-4-1 断面线上测深点图上最大间距
地形图是按一定比例,用规定的符号表示下列哪一项的正投影图,地物与地貌的平面位置和高程
由地形图上量得某草坪面积为632mm2,若此地形图的比例尺为1∶500,则该草坪实地面积S为( )
图上任一线段长度与其相对应地面上的实际水平长度之比,称为地形图的比例尺。此地形图的比例尺为1∶500,则该草坪的实地面积为:S=632×500×10-3×500×10-3=158m2。
某城镇需测绘地形图,要求在图上能反映地面上0.2m的精度,则采用的测图比例尺不得小于( )。
地形图上一线段d与地面相应的水平线段D之比称为地形图比例尺,它可分为数字比例尺(以分子为1的分数形式,即1/M表示)、图示比例尺和复式比例尺。图上0.1mm×M,称为地形图比例尺精度。题目中要求的精度为0.2m,即0.1mm×M=0.2m,可以求出:M=2000。
等高线的疏密可以用等高线之间的距离Δs进行量化,用一竖面将地层剖开,从侧面看去,设等高距为Δh,坡角为θ,那么Δs=Δh/tanθ,因此坡度越陡,坡角θ则越大,Δs则越小,两等高线之间距离越近,等高线就显得越密集。因此,等高距相同时,等高线越密则坡度越陡,等高线越稀则坡度越缓,等高线间隔相等则坡度均匀。
既反映地物的平面位置,又反映地面高低起伏状态的正射投影图称为地形图。地物和地貌的总称为地形。
在测量中为了避免误差的传递和累积,保证点的测量达到必要的精度,在测量的布局上,是“由整体到局部”;在测量的次序上,是“先控制后碎部”;在测量的精度上,是“从高级到低级”,这就是测量工作应遵循的基本原则。
建筑施工场地的平面控制网采用施工坐标系(亦称建筑坐标系),其坐标轴与建筑物主轴线相一致或平行,以便将建筑物的轴线点和细部点等设计数据换算为坐标。
等高线是地面上高程相同的相邻点所连成的一条闭合曲线,在同一幅地形图上,各处的等高距h应当相同。等高线稀疏的地方表示缓坡,密集的地方表示陡坡,间隔相等的地方表示均匀坡,等高线上疏下密表示凸形坡;等高线上密下疏表示凹形坡。等高线的凸出部分指向低处表示山脊,其最大弯曲处的点的连线,表示为山脊线,又称分水线;等高线凸出部分指向高处,表示为山谷,其最大弯曲处点的连线,表示为山谷线,也叫集水线。
等高线是地面上高程相同的相邻点连成的闭合曲线。等高线的特性有五方面:①同一等高线上的各点高程相同;②等高线是一条条不能中断的闭合曲线;③等高线只有在悬崖或绝壁处才会重合或相交;④等高线通过山脊线与山谷线时须改变方向,且与山脊线、山谷线正交; ⑤等高距相同时,等高线越密则坡度越陡,等高线越稀则坡度越缓,等高线间隔相等则坡度均匀。
一幅地形图上,等高线越稀疏,表示地貌
坡度越小
图上一段直线长度与地面上相应线段的实际水平长度之比,称为图的比例尺;而地形图上0.1mm的长度相应于地面的水平距离称为比例尺精度。
人们用肉眼能分辨的图上最小距离为0.1mm。因此,地形图上0.1mm所代表的实地水平距离称为地形图比例尺精度,即0.1mm×M,则M=0.1m/0.1mm=1000,故应选择测图比例尺为1∶1000。
下列各种比例尺的地形图中,比例尺最大的是 A.1∶500 B.1∶1000 C.1∶2000 D.1∶5000 【答案】A
地物符号分为比例符号、非比例符号和半比例符号。可按测图比例尺缩小、用规定符号画出的地物符号称为比例符号,如房屋、田地等;某些地物轮廓小,无法按比例缩小画出,只能用特定的符号表示它的中心位置,称为非比例符号,如导线点、电线杆等;对于一些线状地物,长度能按比例缩绘,而宽度较小则不能按比例缩绘,称为半比例符号,如围墙、小路等。
等高线是地面上高程相等的点所连成的一条闭合曲线。相邻等高线之间的高差称为等高距h,在同一幅地形图上,各处的等高距均相同。相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距d,它随着地面的起伏而改变。
地形图按矩形分幅时,常用的编号方法是以图幅的()来编 号。 A.东北角坐标值的千米数 B.东北角坐标值的米数 C.西南角坐标值的千米数 D.西南角坐标值的米数 【答案】C
第五节 初 测
根据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第8.2.2条规定,现场踏勘过程中,应根据项目特点及自然、地理、社会环境调整并确定勘测方法与勘测方案。
高速公路的平面控制测量等级应选用A.一级
表4-5-1 平面控制测量等级选用
根据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第4.2.1条第1款规定,高程控制测量应采用水准测量或三角高程测量的方法进行;第2款规定,同一个公路项目应采用同一个高程系统,并应与相邻项目高程系统相衔接;第3款规定,各等级公路高程控制网最弱点高程中误差不得大于±25mm;用于跨越水域和深谷的大桥、特大桥的高程控制网最弱点高程中误差不得大于±10mm。
对于高程控制测量,各等级公路高程控制网最弱点高程中误差不得大于±25mm,用于跨越水域和深谷的大桥、特大桥的高程控制网最弱点高程中误差不得大于±10mm。
公路设计初测阶段,路线可采用纸上定线和现场定线,适用现场定线的是
三、四级公路
现场定线应进行的勘测内容包括:①现场定线一般适用于三、四级公路的线路选取。②现场踏勘前,应在地形图上确定控制点、绕避点,选择路线通过的最佳位置。③越岭路线或受纵坡控制的路段,应选择好坡面及展线方式进行放坡展线。④现场定线时,可采用直接定交点法、延长直线钉设转点或交点的方法确定路线交点位置。⑤选设的交点和转点作为测量控制点使用时,应进行护桩并按照二级平面控制测量的要求测定角度和长度。如不作为测控制点使用时,应将交点和转点与路线控制测量点联测,确定交点和转点坐标。
在公路设计初测阶段,公路与公路交叉应勘测与调查的内容包括
补充调查相交公路的交通量、交通组成
对于高程控制点的布设,路线高程控制点相邻点间的距离以1~1.5km为宜,特大桥构造物每一端应埋设两个(含两个)以上高程控制点。高程控制点距离路线中心线的距离应大于50m,小于300m。
地形图的测绘范围应根据公路等级、地形条件及设计需要等合理确定,应能满足线形优化及构造物布置的需要。二级及二级以上公路中线每侧不宜小于300m。高速公路和一级公路采用分离式路基时,地形图应覆盖中间带;当两条路线相距很远或中间带为大河与高山时,可不测绘中间带地形图。
第六节 定 测
公路定测路线中线敷设时,路线中桩间距不大于10m的线型条件是
4-6-1 中桩间距
公路勘测定测阶段,高速公路中桩高程两次测量之差应小于等于
根据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第9.3.1条规定,中桩高程测量应起闭于路线高程控制点上,高程测至桩志处的地面,其测量误差应符合表4-6-2的规定。中桩高程应取位至厘米。由表可知,高速公路中桩高程两次测量之差应小于等于5cm
在道路建设中,需要大量的筑路材料来修建路基、路面、桥涵、挡土墙以及其他构造物,筑路材料的质量、数量以及运距,直接影响工程的建造质量和造价。通过实地勘查与调查,应提出的资料成果有:① 编制沿线筑路材料一览表,并注明料场的位置、材料的名称、规格和储藏量等信息。②绘制自采材料示意图,明确各个料场的供应范围。 ③确定材料的开采和运输方法,计算材料单价。④编制筑路材料试验分析一览表。⑤编制筑路材料说明书。
根据《公路勘测规范》(JTG C10—2007)第7.5.1条规定,数字地面模型应用于施工图测设阶段时,原始三维地面数据必须野外实测采集。DTM高程插值中误差应不大于±0.2m。
路线经过下列位置应设加桩:①路线纵、横向地形变化处;路线与其他线状物交叉处;②拆迁建筑物处;③桥梁、隧道、涵洞等构造物处;④土质变化及不良地质地段起、终点处;道路轮廓及交叉中心; ⑤省、地(市)、县级行政区分界处;⑥改、扩建公路地形特征点、构造物和路面面层类型变化处。路线中桩间距,应满足表4-6-3的规定。
中桩高程测量可采用水准测量、三角高程测量或GPS-RTK方法测量施测,并闭合于路线高程控制点。
三级及三级以下公路横断面中的距离公式为 A.0.1+L/100 B.0.1+L/50 C.0.1+L/200 D.0.1+L/150 【答案】B
下列哪一项是特殊困难地区和三级及三级以下公路横断面的测量方法?( ) A.抬杠法 B.GPS-RTK法 C.水平仪-皮尺法 D.全站仪法 【答案】A
高速、一级、二级公路横断面测量应采用水平仪-皮尺法、GPS-RTK法、全站仪法、架置式无棱镜激光测距仪法;无构造物及防护工程路段可采用数字地面模型方法、手持式无棱镜激光测距仪法;特殊困难地区和三级及三级以下公路,可采用数字地面模型方法、手持式元棱镜激光测距仪法、抬杠法。
高速公路,一、二级公路横断面中的高差公式为 A.h/50+L/100+0.1 B.h/100+L/200+0.1 C.h/50+L/150+0.1 D.h/100+L/150+0.1 【答案】B
实测地形图可选用测记法、测绘法等成图方法。距离测量可采用视距法或光电测距法,也可用GPS-RTK方法测量地形。定测阶段,局部地区地物发生变化的路段,地形图修测可使用交会法;地形、地物变化较大或采用交会法施测困难时,应利用导线点、图根点进行。
第五章 结构设计原理
第一节 钢筋混凝土结构的设计原则
光圆钢筋与混凝土的黏结作用主要由以下三部分组成:①混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力;②钢筋与混凝土接触面上的摩擦力;③钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力。其中,胶着力所占比例很小,发生相对滑移后,黏结力主要由摩擦力和咬合力提供。
结构设计时,应根据各种极限状态的设计要求采用不同的荷载代表值。其中,可变作用的代表值应采用
标准值、频遇值或准永久值
材料的设计强度指用材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值,其取值依据主要是为了满足结构的
可靠度
材料强度的设计值为材料强度的标准值除以材料分项系数。基本表达式为:f=fk/γf。式中,γf为材料性能分项系数,需根据不同材料进行构件分析的可靠指标达到规定的目标可靠指标及工程经验校准来确定。因此其取值依据主要为了满足结构的可靠度
不能提高钢筋混凝土构件中钢筋与混凝土间的黏结强度的处理措施是( )。 A.减小钢筋净间距 B.提高混凝土强度等级 C.由光圈钢筋改为变形钢筋 D.配置横向钢筋 【答案】A
结构或构件由于:①材料强度不足而破坏;②因疲劳而破坏;③产生过大的塑性变形而不能继续承载;④丧失稳定;⑤结构转变为机动体系时,就认为结构或构件超过了承载能力极限状态。
承载能力极限状态下结构处于失效状态时,其功能函数 ( )。 A.大于零 B.等于零 C.小于零 D.以上都不是 【答案】C
设Z=R-S,式中,Z为结构功能函数;R为结构抗力;S为作用效应。结构在承载能力极限状态下处于失效状态时,作用效应大于结构抗力,即功能函数小于零。
结构在设计使用年限超过设计基准期后,则结构可靠度的评价为可靠度降低
用失效概率Pf来度量结构的可靠性有明确的物理意义,能较好地反映问题的实质。但结构功能函数包含多种因素影响,而且每一种因素不一定完全服从正态分布,需要对它们进行当量正态化处理,计算失效概率一般要进行多维积分,数学上复杂。由于可靠指标与失效概率在数量上有一一对应关系,β越大,Pf越小;反之β越小,Pf则越大。若用β来度量结构可靠度,可使问题简化。
对于公路桥梁,安全等级为二级的延性结构构件的可靠性指标为( )。
在结构设计使用期内不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用,称为( )。 A.固定作用 B.动态作用 C.静态作用 D.偶然作用 【答案】D
永久荷载是指荷载值基本不随时间变化的荷载,如结构自重、土压力等;可变荷载是指荷载值随时间变化的荷载,如楼面活荷载、风荷载、吊车荷载等;偶然荷载是指在结构使用期间不一定出现,但一旦出现,其值很大,作用时间很短的荷载,如地震作用、爆炸等。
公路桥涵设计时,永久作用采用的代表值是标准值。
徐变和收缩均随时间而增长,而徐变和收缩都将导致刚度的降低,使构件挠度增大,所以挠度验算应采用荷载效应准永久标准组合并考虑荷载长期作用影响。
fcu,k是混凝土立方体抗压强度标准值;fc是混凝土轴心抗压强度设计值;ft是混凝土轴心抗拉强度设计值。混凝土的材料强度设计值是由标准值除以一个大于1的材料性能分项系数而得到的。混凝土是脆性材料,其抗拉性能远小于抗压性能。例如,混凝土强度等级为C30,则:fcu,k=30N/mm2,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm。
混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。试验值取平均值μf-1.645σf。
材料强度的设计值现行规范规定为
材料强度的标准值除以材料分项系数
材料强度的设计值为材料强度的标准值除以材料分项系数。基本表达式为:f=fk/γf。式中:γf为材料性能分项系数,需根据不同材料进行构件分析的可靠指标达到规定的目标可靠指标及工程经验校准来确定。
筑结构按承载能力极限状态设计时,计算式中采用的材料强度值应是材料强度的设计值,材料强度的设计值为材料强度的标准值除以材料分项系数。
混凝土强度等级用立方体抗压强度标准值表示,采用符号C与立方体抗压强度标准值(以N/mm2或MPa计)表示。C30表示立方体抗压强度标准值,即标准条件下测得的具有95%保证率的抗压强度为30MPa。混凝土的强度等级之间以5MPa进一级,故其值不小于30MPa,但未达35MPa。
混凝土强度等级(fcu,k)按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。对于混凝土的轴心抗压强度标准值fck,其轴心抗压强度试件一般采用150mm×150mm×300mm或150mm×150mm×450mm的棱柱体,其制作和试验条件与立方体抗压强度相同。
第二节 受弯构件强度计算
适筋梁从加载开始到破坏的全过程,可分为三个阶段:①第Ⅰ阶段末,混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布。受拉边缘混凝土的拉应变临近极限拉应变,拉应力达到混凝土抗拉强度,表示裂缝即将出现。②第Ⅱ阶段,荷载作用弯矩到达Mcr后有裂缝的截面上拉区混凝土退出工作,把它原承担的拉力转给了钢筋,钢筋的拉应力随荷载的增加而增加;混凝土的压应力形成微曲的曲线形,中和轴位置向上移 动。③第Ⅱ阶段末,钢筋拉应变达到屈服时的应变值,钢筋应力达到其屈服强度,第Ⅱ阶段结束。④第Ⅲ阶段,钢筋的拉应变增加很快,但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。裂缝急剧开展,中和轴继续上升,混凝土受压区不断缩小,压应力也不断增大,压应力图成为明显的丰满曲线形。⑤第Ⅲ阶段末,截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值,压应力图呈明显曲线形。临界裂缝两侧的一定区段内,受压区混凝土出现纵向水平裂缝,随即混凝土被压碎,梁破坏,在这个阶段,纵向钢筋的拉应力仍维持在屈服强度。
适筋梁的纵向配筋率适中,破坏时:①纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎;②梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的;③破坏过程较长,有一定的延性,属延性破坏。根据适筋梁的破坏特点,受拉钢筋刚屈服时,受压边缘的混凝土应变εc应小于其极限压应变εcu,即εc<εcu。
适筋梁破坏分为三个阶段,即整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。第二阶段裂缝出现后,在裂缝截面处,受拉区混凝土大部分退出工作,拉力几乎全部由受拉钢筋承担。当钢筋应力达到屈服强度时,标志着第二阶段的结束。当弯矩再增加,边缘纤维混凝土应变达到其极限压应变时,混凝土被压碎甚至崩脱,截面即告破坏。界限破坏时受压边缘混凝土的压应变εc=εu,一般情况下εc<εu。
适筋梁的破坏分为三个阶段,作为正截面承载力计算依据的是
第Ⅲ阶段末Ⅲa
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)第9.3.10条规定,钢筋混凝土梁当设置弯起钢筋时,其弯起角宜取45°。受拉区弯起钢筋的弯起点,应设在按正截面抗弯承载力计算充分利用该钢筋强度的截面以外不小于h0/2处,此处h0为梁有效高度。
影响斜截面抗剪承载力的主要因素有
剪跨比、混凝土强度、箍筋及纵向钢筋的配筋率
受弯构件正截面承载力计算的基本假定包括:①平截面假定。钢筋混凝土受弯构件在加载的各个阶段,截面的平均应变都能较好地符合平截面假定。②不考虑受拉区混凝土的抗拉强度。在裂缝截面处,受拉区混凝土已大部分退出工作,仅在靠近中和轴附近有一部分混凝土承担拉应力,其值较小,内力偶臂也较小,因此计算中可不考虑混凝土的抗拉强度。③受压区混凝土的应力与应变关系应符合相关规定。④ 钢筋的应力-应变曲线采用弹性-全塑性模型曲线。
等效矩形应力图形和受压区混凝土理论应力图形的等效条件是:①混凝土压应力的合力大小相等;②两图形中受压区合力的作用点不变。
梁正截面承载力计算中用矩形应力图形受压高度x,与应变图形中的实际受压区高度x0的关系是( )。
合力C和作用位置Yc仅与混凝土应力-应变曲线系数k1、k2及受压区高度xc有关,而在Mu的计算中也仅需知道C的大小和作用位置Yc即可。因此,为了简化计算,可取等效矩形应力图形来代换受压区混凝土的理论应力图形。等效矩形应力图形时,合力作用点位置不变,所以经计算可知,当混凝土强度不超过C50时,x=0.8x0。
故当受拉纵筋配筋率ρ增大时,k和xa均增大,导致φy增大而φu减小,受弯构件截面曲率延性系数μφ也减小,延性降低。
若钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件的正截面受压区高度小于受压钢筋混凝土保护层厚度,表明( )。 A.仅受拉钢筋未达到屈服 B.仅受压钢筋未达到屈服 C.受拉钢筋和受压钢筋均达到屈服 D.受拉钢筋和受压钢筋均未达到屈服 【答案】B
题目中的情况发生在受弯构件临界破坏时刻。受弯构件破坏的情况包括适筋破坏(受拉钢筋屈服)和超筋破坏(受压钢筋屈服但受拉钢筋未屈服)。当正截面受压区高度低于受压钢筋混凝土保护层厚度时,表明受压钢筋未屈服。所以正确情况为第一种情况,即受拉钢筋屈服,受压钢筋未屈服。
双筋矩形截面梁在正截面承载力复核时,出现ξ>ξb,说明相对受压区高度大于相对界限受压区高度,混凝土受压区边缘先压碎,纵向受拉钢筋配置过多而不屈服,形成超筋截面。超筋梁基本没有明显预兆,受压区混凝土被压碎而突然破坏,属于脆性破坏类型。
纵向受压钢筋的抗压强度采用fy′的先决条件是:x≥2as′或z≤h0-as′,其含义为受压钢筋位置不低于矩形受压应力图形的重心的高度。当不满足上述两式的规定时,则表明受压钢筋的位置离中和轴太近,受压钢筋的应变εs′太小,以致其应力达不到抗压强度设计值fy′。双筋矩形截面梁,在正截面承载力复核时,出现x<2as′时,说明:①受压钢筋未达到其屈服强度fy′;②受压钢筋位置低于矩形受压应力图形的重心; ③受压钢筋位置距离中和轴太近;④受压钢筋的应变εs′太小,以致其应力达不到抗压强度设计值fy′实际内力臂大于(h0-as′),即受压钢筋配置的过多。
为保证能充分利用受压区钢筋的强度(达到其屈服强度),混凝土受压区高度应符合x≥2as′,此外受压区高度还与受拉区、受压区钢筋的截面面积以及屈服强度有关,见《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式(6.2.10-4)
理论上,最小配筋率是根据受弯构件的破坏弯矩等于同样截面素混凝土构件的破坏弯矩确定的。但T形截面素混凝土梁的受弯承载力比矩形截面梁提高,为简化计算,ρmin仍按矩形截面计算,故ρmin=As/(bh),故As=ρmin×b×h=200×500×0.2%=200mm2。
第一类T形截面受弯构件应校核最小配筋率以防止少筋破坏。以下判断式,正确的是As≥ρminbh0
在理论上,ρmin是根据钢筋混凝土梁的受弯承载力与同样截面素混凝土梁受弯承载力相等的条件得出的,而T形截面素混凝土梁(肋宽b,梁高为h)的受弯承载力比矩形截面素混凝土梁(b×h)的提高不多。为简化计算并考虑以往设计经验,此处ρmin仍按矩形截面的数值采用。从正截面受弯承载力的观点来看,第一类T形截面就相当于宽度为bf′的矩形截面,不过它的配筋百分率p仍应按肋部宽度b来计算。对于第一类T形截面受弯构件,As≥ρminbh0。
正常设计的钢筋混凝土受弯构件,其斜截面极限状态时出现的破坏形态是( 剪压破坏)。
随着剪跨比λ及配箍率ρsv的变化,斜截面可能发生以下三种破坏形态:①当少箍筋时,箍筋马上屈服并进入强化阶段,立即丧失斜截面承载力,从而产生斜拉破坏;②当超箍筋时,梁的腹板上发生多条近似平行的斜裂缝,腹板的混凝土发生斜压破坏;③正常设计的钢筋混凝土受弯构件是属于适筋梁,故破坏形态为剪压破坏。
在荷载作用下,梁的剪弯段产生由梁底竖向裂缝沿主压应力轨迹线向上延伸发展而成的斜裂缝。其中有一条主要斜裂缝(又称临界斜裂缝)很快形成,并迅速伸展至荷载垫板边缘而使梁体混凝土裂通,梁被撕裂成两部分而丧失承载力;同时,沿纵向钢筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。这种破坏称为斜拉破坏,往往发生于剪跨比较大(m>3)时,这种破坏发生突然,破坏荷载等于或略高于主要斜裂缝出现时的荷载,破坏面较整齐,无混凝土压碎现象。
无腹筋的钢筋混凝土梁沿斜截面的受剪承载力与剪跨比的关系是(在一定范围内随剪跨比的增加而降低)。
承受集中荷载的简支梁中,最外侧的集中力到临近支座的距离a称为剪跨,剪跨a与梁截面有效高度h0的比值,称为计算截面的剪跨比,用λ表示。试验表明,无腹筋的钢筋混凝土梁沿斜截面的受剪承载力随剪跨比的增大而降低,但当剪跨比λ>3之后,影响不明显。
影响斜截面抗剪承载力的因素主要有:①剪跨比,随剪跨比的增大抗剪承载力降低,λ>3之后影响不明显;②混凝土强度,混凝土的强度高,抗剪承载力大;③箍筋的配筋率,箍筋的配筋率大,抗剪承载力大,大致呈线性关系;④纵筋的配筋率,纵筋的配筋率大,抗剪承载力大;⑤斜截面上的骨料咬合力;⑥截面尺寸与形状,尺寸大的构件,平均剪应力低,适当增加翼缘宽度,可提高抗剪承载力。其中,最有效的措施时增加箍筋和弯起钢筋。
根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第6.3.2条的规定,计算斜截面受剪承载力时,剪力设计值的计算截面应按下列规定采用:①支座边缘处的截面;②受拉区弯起钢筋弯起点处的截面;③箍筋截面面积或间距改变处的截面;④截面尺寸改变处的截面。
受弯构件斜截面承载力计算中,通过限制最小截面尺寸来防止斜压破坏
当梁的截面尺寸较小而剪力过大时,就可能在梁的肋部产生过大的主压应力,使梁发生斜压破坏。这种梁的抗剪承载力取决于抗压强度及梁的截面尺寸,不能增加腹筋数量来提高抗剪承载力。因此,《公路混凝土规范》规定了截面最小尺寸的限制条件。
为了保证斜截面抗弯能力,必须使弯起钢筋的起弯点离开其充分利用点不小0.5h0
若截面尺寸足够大,则不需进行斜截面承载力的计算,但为防止发生斜拉破坏,《公路混凝土规范》规定,若符合γ0Vd≤(0.5×10-3)α2ftdbh0,则不需进行斜截面抗剪承载力的计算,而仅按构造要求配置箍筋。
钢筋必须在其充分利用截面以外弯起,这样就在保证梁的正截面受弯承载力的前提下,提高斜截面受剪承载力,反映在抵抗弯矩图中即要求抵抗弯矩图包在设计弯矩图的外面。
当梁内弯起多排钢筋时,相邻上、下弯点的距离应小于Smax,其目的是为了保证( )A.斜截面受剪能力
为了使每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交,以保证斜截面的受剪承载力,弯起钢筋的弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离,都不应大于箍筋的最大间距Smax。
箍筋的作用是:①能有效抑制斜裂缝的开展;②提高斜截面抗剪承载力;③固定纵筋的位置并与之共同形成稳定的钢筋骨架,防止纵筋受力后外凸,对混凝土起到部分约束作用,但对梁截面抗弯能力没有提高作用。
第三节 受压构件强度计算
在钢筋混凝土轴心受压构件中,宜采用 A.圆形截面 B.较高强度等级的混凝土 C.较高强度等级的纵向受力钢筋 D.在钢筋面积不变的前提下,宜采用直径较细的钢筋 【答案】B
由于轴心受压混凝土短柱构件受压应力-应变曲线符合平截面假定,所以轴心受压时,钢筋和混凝土的应变增量是相同的,而钢筋弹性模量 更大一些,所以应力增量要大于混凝土的应力增量。由于轴心受压混凝土短柱构件受压应力-应变曲线符合平截面假定,所以轴心受压时,钢筋和混凝土的应变增量是相同的,而钢筋弹性模量更大一些,所以应力增量要大于混凝土的应力增量。
对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋,其原因是这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低,螺旋箍筋作用不能发挥
当构件长细比λ=l0/i≥48(i为截面最小回转半径)时,或圆形截面柱长细比λ=l0/d≥12(d为圆形截面直径)时,因为这种柱由于侧向挠度引起的附加偏心矩过大,使承载力降低过多,螺旋箍作用不能充分发挥。
一个钢筋混凝土矩形截面偏心受压短柱,当作用的轴向荷载N和弯矩M分别为3000kN和350kN·m时,该构件纵向受拉钢筋达到屈服,受压区混凝土也被压溃。试问下列哪组轴向荷载N和弯矩M作用下该柱一定处于安全状态?( ) A.N=3200kN,M=350kN·m B.N=2800kN,M=350kN·m C.N=0kN,M=300kN·m D.N=3000kN,M=300kN·m 【答案】D
根据偏心受压构件M-N承载力曲线参考图(见图5-3-1),包络线以内为安全区,包络线以外为破坏区。偏心程度不同,构件的破坏模式会发生变化。沿着曲线A-B-C,偏心率由小变大,构件破坏模式从受压破坏过渡为临界破坏,再到受拉破坏。在小偏心受压区AB段,M一定时,N越大,构件越容易发生受压破坏;在大偏心受压区BC段,M一定时,则N越小,构件越容易发生受拉破坏;然而不管N多大,M越小,构件越安全。由本题题干可知,当作用的轴向荷载N和弯矩M分别为3000kN和350kN·m时,一个钢筋混凝土矩形截面偏心受压短柱的纵向受拉钢筋达到屈服的同时,受压区混凝土也被压溃,说明此构件为临界破坏模式,在临界破坏点,N不变,M越小,结构绝对安全。
钢筋混凝土偏心受压构件正截面的破坏形态有两种:①大偏心受压破坏,它发生于轴向压力N的相对偏心距较大,且受拉钢筋配置的不太多时,破坏形态的特点是受拉筋先达到屈服强度,最终导致受压区边缘混凝土压碎截面破坏,这种破坏形态与适筋梁的破坏形态相似,破坏前有明显预兆,具塑性破坏的性质。②小偏心受压破坏,构件破坏从受压区边缘开始的,破坏形态的特点是混凝土先被压碎,远侧钢筋可能受拉也可能受压,受拉时不屈服,受压时可能屈服也可能不屈服。这种破坏无明显预兆,具脆性破坏性质,且混凝土强度等级越高,其破坏越突然。
计算钢筋混凝土偏心受压构件时,判别大小偏心受压的条件是ξ<ξb(大偏压);ξ>ξb(小偏压)
大偏心受压构件中:①ξ(ξ=x/h0)<ξb保证了受拉钢筋达到屈服,被充分利用;②x≥2as′、ξ≥2as′/h0保证了受压钢筋达到屈服,被充分利用。
小偏心受压构件,在达到承载能力极限状态时,纵向受力钢筋的应力状态是( As′屈服而As不一定屈服)
对于小偏心受压构件,有以下两种情况:①当轴向力N的相对偏心距较小时,截面全部受压或者大部分受压,靠近轴向力N一侧的受压钢筋As′达到抗压屈服强度而离轴向力较远一侧的钢筋可能受拉也可能受压,但都未达到受拉屈服,只有当偏心距很小(对矩形截面e0≤0.15h0)而轴向力N又较大(N>α1fcbh0)时,远侧钢筋As也可能受压屈服。②当轴向力N的相对偏心距虽然较大,但却配置了较多的受拉钢筋As,致使受拉钢筋As始终不屈服,受压钢筋As′屈服。
偏心受压构件界限破坏时离轴力较远一侧钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生
偏心受压构件界限破坏特征为在离轴向力较远一侧受拉钢筋达到受拉屈服强度的同时,受压区边缘混凝土被压碎,界限破坏形态也属于受拉破坏形态,其破坏特征与双筋矩形截面界限破坏类似。
根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第6.2.5条的规定偏心受压构件的正截面承载力计算时,应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。
矩形截面对称配筋的偏心受压构件,则发生界限破坏时的Nb值与ρ值的关系为( Nb与ρ值无关)。
当对称配筋时,有Nb=α1fcbh0ξb,而ξb是界限高度,与混凝土极限压应变及钢筋极限拉应变有关,与ρ值无关,与配箍率也无关。
对“不对称配筋的大偏压构件”进行计算时,有两个平衡方程和三个未知数(As、As′、x)。为了充分利用混凝土的抗压强度,通常假设x=xb,可使钢筋的总用量最小。
第四节 受弯构件的应力、裂缝和变形计算
构件变形和裂缝宽度验算属于正常使用极限状态下的验算,不属于承载力极限状态,在正常使用极限状态,混凝土构件的荷载和材料强度均采用标准值。
某钢筋混凝土梁,在其他条件不变的情况下,并且不增加用钢量,用细钢筋代替粗钢筋,则( 承载能力不变,裂缝宽度减小,挠度不变)。
钢筋混凝土梁的受拉区边缘达到下列哪项时,受拉区开始出现裂缝?(混凝土弯曲时的极限拉应变)
根据钢筋混凝土梁受弯破坏特点可知,混凝土梁受拉区边缘钢筋达到极限拉应变时受拉区开始出现裂缝,荷载持续,裂缝继续发展,直至破坏。混凝土实际的抗拉强度、混凝土的抗拉标准强度、混凝土的抗拉设计强度都不能准确地反映混凝土受拉出现裂缝的状态。
受拉钢筋应变不均匀系数Ψ越大,表明( A.裂缝间受拉混凝土参与工作程度大 B.裂缝间受拉混凝土参与工作程度小C.裂缝间钢筋平均应变小 D.与受拉混凝土参与工作程度无关 【答案】B
系数Ψ反映了受拉钢筋应变的不均匀性,其物理意义表明裂缝间受拉混凝土参加工作,对减小变形和裂缝宽度的贡献。Ψ越小,说明裂缝间受拉混凝土帮助纵向受拉钢筋承担拉力的程度越大,使εsm降低的越多。
依据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)计算矩形截面 受弯构件的最大裂缝宽度时,计算公式中的配筋率ρte应取为 ( )。 A.ρte=As/bh0 B.ρte=As/0.5bh0 C.ρte=As/bh D.ρte=As/0.5bh 【答案】D
ρte是指按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率,计算公式为:ρte=As/Ate。式中,Ate为有效受拉混凝土截面面积,对矩形截面受弯构件取Ate=0.5bh。
抗弯刚度与EI有关,E为弹性模量,I为材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩,对于矩形截面,I=bh03/12。提高弯曲刚度,即使得EI增大。因此,增加构件截面的有效高度是提高混凝土受弯构件抗弯刚度最有效的措施。
在梁的受压区配置钢筋,会 A.增大梁的挠度 B.减小梁的挠度 C.增大梁的裂缝宽度 D.减小梁的裂缝宽度 【答案】B
减小单筋矩形截面梁由于混凝土收缩徐变而引起的挠度增大时,最有效的方法是( )。 A.增加截面高度 B.增加截面宽度 C.在梁的受压区配置钢筋 D.减小截面高度
在受压区配置钢筋会使挠度增大的影响系数θ=2.0-0.4ρ′/ρ变小,变形变小,会减小梁由于混凝土收缩徐变而引起的长期挠度。增加截面高度会有效增加梁短期刚度Bs,从而能够减小梁的短期挠度,但对减小混凝土收缩徐变而引起的挠度效果不明显,增加截面宽度也是如此。
关于钢筋混凝土简支梁挠度验算的描述,不正确的是( A.作用荷载应取其标准值 B.材料强度应取其标准值 C.对带裂缝受力阶段的截面弯曲刚度按截面平均应变符合平截面假定计算 D.对带裂缝受力阶段的截面弯曲刚度按截面开裂处的应变分布符合平截面假定计算 【答案】C
对于钢筋混凝土简支梁挠度验算,其作用荷载和材料强度应取其标准值;对带裂缝受力阶段的截面弯曲刚度按截面开裂处的应变分布符合平截面假定计算。
计算受弯构件的抗弯刚度Bs时,采用荷载标准组合下的弯矩值Mk,所以纵向受拉钢筋的应力σs也应取荷载标准组合下的应力值。
长期刚度B是在短期刚度Bs的基础上,用弯矩的准永久组合值Mq对挠度增大的影响系数θ来考虑长期作用部分的影响。挠度增大的影响系数计算公式为:θ=2.0-0.4ρ′/ρ。式中,ρ′和ρ分别指受压钢筋和受拉钢筋的配筋率。故在计算长期刚度时,θ的物理意义是长期变形和短期变形的比值。
在受压区配置受压钢筋后,对荷载长期作用下的混凝土收缩、徐变会有约束,减少刚度的降低。
第五节 预应力混凝土结构
施加预应力的目的是
提高构件的抗裂度及刚度
为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现和充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以设法在结构构件受荷载作用前,通过预加外力,使它受到预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件截面的拉应力不大,甚至处于受压状态,以达到控制受拉混凝土不过早开裂的目的。预应力混凝土构件可延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度。
预应力混凝土构件的优点包括:①可延缓混凝土构件的开裂;②提高构件的抗裂度和刚度;③节约钢筋;④减轻自重,克服了钢筋混凝土的主要缺点,故可用来建造大跨度或受力很大的构件。虽然预应力混凝土构件具有以上优点,但对构件施加预应力不能提高构件的承载力。后张法适用于大型预应力构件施工。
混凝土结构构件在承受作用(荷载)以前,利用张拉钢筋回弹挤压混凝土使混凝土截面受到预压应力,而被张拉的钢筋中存在预拉应力,称之为预应力混凝土结构。《公路混凝土规范》规定,预应力混凝土结构构件的混凝土强度等级不应低于C40,且其强度级别应随使用的钢材强度的提高而提高。
结构构件的混凝土强度等级不应低于C40,且其强度级别应随使用的钢材强度的提高而提高。
先张法和后张法预应力混凝土构件传递预应力方法的区别是A.先张法是靠钢筋与混凝土之间的黏结力来传递预应力,后张法是靠锚具来保持预应力
施加预应力的具体方法包括:①先张法。预应力钢筋张拉时截面缩小,混凝土硬化后切断端部预应力筋回缩受阻,通过端部黏结应力传递预应力使混凝土预压。②后张法。利用构件本身作为支点张拉钢筋预压混凝土,利用端部锚具固定预应力钢筋以保持混凝土预压状态。
受力及截面条件相同的钢筋混凝土轴心受拉构件和预应力混凝土轴心受拉构件相比较A.后者的抗裂度和刚度大于前者
在浇灌混凝土之前张拉预应力筋的方法称为先张法。制作先张法预应力构件一般都需要台座、拉伸机、传力架和夹具等设备。先张法预应力混凝土构件,预应力是靠预应力筋与混凝土之间的黏结力来传递的。在结硬后的混凝土构件上张拉预应力筋的方法称为后张法。后张法预应力混凝土构件,预应力主要是靠预应力筋端部的锚具来传递的。
当放张预应力筋(先张法)或张拉预应力筋完毕(后张法)时,混凝土将受到最大的预压应力σcon,而这时混凝土强度通常仅达到设计强度的75%,构件强度是否足够,应予验算。
根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第10.2.1条的规定,在计算由温差引起的预应力混凝土构件预应力损失σl3时,温差Δt是指混凝土加热养护时,预应力筋与承受拉力的设备之间的温差。
预应力损失值的组合,根据应力出现损失的先后次序以及完成终值所需时间,具体宜按表5-5-1的规定进行组合。
先张法中σpeⅡ=σcon-σl-αEσpcⅡ,后张法中σpeⅡ=σcon-σl,σcon和σl相同,先张法比后张法少了αEσpcⅡ。
采用预应力混凝土梁的效果有①②④ ①可采用高强材料; ②可提高梁的抗裂度和刚度; ③可提高梁的正截面受弯承载力; ④可提高简支梁的斜截面受剪承载力。
预应力混凝土在结构构件受荷载作用前,使它产生预压应力以减小或抵消荷载引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态,这样就可以充分利用高强度钢筋和高强度混凝土。预压力的存在能推迟垂直裂缝的出现,并使裂缝宽度减小,这样就延缓了混凝土构件的开裂,提高了构件的抗裂度和刚度。预应力抑制了斜裂缝的出现和发展,增加了混凝土剪压区高度,从而提高了混凝土剪压区的受剪承载力。
抗裂等级为一级,严格要求不出现裂缝的预应力混凝土构件应满足的抗裂条件为( )。 A.σCK-σpC≤0 B.σCq-σpC≤ftCK C.σCq-σpC≤0 D.B和C 【答案】A
根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第7.1.1条规定,钢筋混凝土和预应力混凝土构件,应按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算:一级裂缝控制等级构件,在荷载标准组合下,受拉边缘应力应符合σCK-σpC≤0。
抗裂等级为二级,一般要求不出现裂缝的预应力混凝土构件应满足的抗裂条件为( )。 A.σCK-σpC≤0 B.σCk-σpC≤ftk C.σCq-σpC≤0 D.B和C 【答案】B
根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第7.1.1条规定,钢筋混凝土和预应力混凝土构件,应按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算:二级裂缝控制等级构件,在荷载标准组合下,受拉边缘应力应符合σCk-σpC≤ftk。
第六节 砖、石及混凝土砌体结构
根据《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)第3.2.根据《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)第3.2.4条规定,施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体的强度和稳定性,可按砂浆强度为零进行验算。
砌体是由块体用砂浆垫平黏结而成,因而它的受压工作与匀质的整体结构构件有很大差别。施工时水平灰缝密实性较好时,砌体抗压强度高。A项,影响砌体抗压强度的因素中,块体的强度起主要的作用;B项,块体的长宽比对砌体抗压强度影响很大;D项,砖砌筑时的含水量大时,砌体的抗压强度会降低。
砌体是由块体用砂浆垫平黏结而成,因而它的受压工作与匀质的整体结构构件有很大差别。由于灰缝厚度和密实性的不均匀,以及块体和砂浆交互作用等原因,使块体的抗压强度不能充分发挥,即砌体的抗压强度将低于块体的抗压强度,故砌体抗压强度随砂浆强度提高而提高。
影响砌体抗压强度的因素主要有:①块体的强度。块体的抗拉、抗剪和抗压等强度对砌体的强度起主要作用。②块体形状和尺寸。块体的表面平整度和形状影响砌缝厚度变化;块体厚度影响砌体砌缝数量。这些都将影响块体的抗拉、抗剪和抗压受力状态,进而影响砌体强度。③砂浆的物理力学性能。砂浆的强度等级影响砌体抗压强度和块体的横向变形;同时,砂浆的和易性和保水性对砌体强度也有影响。 ④砌缝厚度。砂浆水平砌缝越厚,砌体强度越低。⑤砌筑质量。
砌体轴心抗拉强度主要取决于砂浆的强度,砂浆的强度主要取决于砌体种类构造,抗剪强度主要取决于构件的破坏特征。
第六章 职业法规
第一节 我国有关工程基本建设的法律法规概述
工程建设标准按照其性质可分为
强制性标准和推荐性标准
同一机关制定的新的一般规定与旧的特别规定不一致时,由( 制定机关 )裁决。
根据授权制定的法规与法律规定不一致,不能确定如何适用时,由(全国人民代表大会常务委员会)裁决。
第二节 《中华人民共和国公路法》的相关内容
根据《中华人民共和国公路法》,按技术等级将公路分为
技术等级分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。
国道规划由国务院交通主管部门会同国务院有关部门并商国道沿线省自治区、直辖市人民政府编制,报(国务院)批准。
公路建设用地规划应当符合土地利用总体规划,当年建设用地应当纳入( )
根据《中华人民共和国公路法》第十二条规定,公路规划应当根据国民经济和社会发展以及国防建设的需要编制,与城市建设发展规划和其他方式的交通运输发展规划相协调。第十三条规定,公路建设用地规划应当符合土地利用总体规划,当年建设用地应当纳入年度建设用地计划。
省道规划由省自治区、直辖市人民政府交通主管部门会同同级有关部门并由省道沿线(下一级人民政府)编制,报省自治区、直辖市人民政府批准,并报国务院交通主管部门备案。
中华人民共和国公路法》第十四条规定,省道规划由省自治区、直辖市人民政府交通主管部门会同同级有关部门并商省道沿线下一级人民政府编制,报省自治区、直辖市人民政府批准,并报国务院交通主管部门备案。县道规划由县级人民政府交通主管部门会同同级有关部门编制,经本级人民政府审定后,报上一级人民政府批准。
国道规划需要作重大修改的。由(原编制机关)提出修改方案,报国务院批准。
根据《中华人民共和国公路法》第十六条规定,国道规划的局部调整由原编制机关决定。国道规划需要作重大修改的,由原编制机关提出修改方案,报国务院批准。
公路建设项目应当按照国家有关规定实行(法人负责制度)、招标投标制度 和工程监理制度。
《中华人民共和国公路法》第二十二条规定,公路建设项目应当按照国家有关规定实行法人负责制度、招标投标制度和工程监理制度。
承担公路建设项目的可行性研究单位、勘察设计单位、施工单位和工程监理单位,必须持有( 国家规定 )的资质证书。
公路建设项目的设计和施工,应当符合(①依法保护环境;②保护文物古迹;③防止水土流失)的要求
第三节 《中华人民共和国建筑法》的相关内容
根据《中华人民共和国建筑法》,建筑设计单位不按照建筑工程质量、安全标准进行设计的,应(责令改正,处以罚款)
《中华人民共和国建筑法》第七十三条,建筑设计单位不按照建筑工程质量、安全标准进行设计的,责令改正,处以罚款;造成工程质量事故的,责令停业整顿,降低资质等级或者吊销资质证书,没收违法所得,并处罚款;造成损失的,承担赔偿责任;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
建设单位自领取施工许可证之日起应当最迟的开工法定时间是( 9个月)
中华人民共和国建筑法》第九条规定,建设单位应当自领取施工许可证之日起三个月内开工。因故不能按期开工的,应当向发证机关申请延期;延期以两次为限,每次不超过三个月。则建设单位自领取施工许可证之日起,申请过两次延期开工后,最迟开工时间为9个月。
领证之日起3个月内
第十条规定,在建的建筑工程因故中止施工的,建设单位应当自中止施工之日起一个月内,向发证机关报告,并按照规定做好建筑工程的维护管理工作。
《中华人民共和国建筑法》中所指的建筑活动是
① 各类房屋建筑;
中华人民共和国建筑法》第二条规定,在中华人民共和国境内从事建筑活动,实施对建筑活动的监督管理,应当遵守本法。本法所称建筑活动,是指各类房屋建筑及其附属设施的建造和与其配套的线路、管道、设备的安装活动。
《中华人民共和国建筑法》第十三条对从事建筑活动的建筑施工、勘察单位、设计单位和工程监理单位进行资质审查做出了明确规定,从法律上确立了从业单位资质审查制度。资质审查是指从事建筑活动的建筑施工企业、勘察单位、设计单位和工程监理单位,均须经过建设行政主管部门对其拥有的注册资本、专业技术人员、技术装备和已完成的建筑工程业绩、管理水平等进行审查,以确定其承担任务的范围,并发给相应的资质证书,并须在其资质等级许可的范围内从事建筑活动。
中华人民共和国建筑法》规定,禁止建筑施工企业以任何形式允许其他单位或者个人使用本企业的资质证书和( )以本企业的名 义承揽工程。 A.许可证书 B.等级证书 C.合同书 D.营业执照 【答案】D
根据《中华人民共和国建筑法》第五十五条规定,建筑工程实行总承包的,工程质量由工程总承包单位负责,总承包单位将建筑工程分包给其他单位的,应当对分包工模的质量与分包单位承担连带责任。分包单位应当接受总承包单位的质量管理。
《中华人民共和国建筑法》规定,监理单位承担监理业务的工程,不得与之有利害关系的单位是( )。 A.建设单位 B.设计单位 C.材料供应单位 D.监督单位 【答案】C
在施工过程中,由于设计图纸的变更,需要临时停水、停电、中断道路交通,办理报批手续的单位是( )。 A.施工单位 B.建设单位 C.监理单位 D.设计单位 【答案】B
涉及建筑主体和承重结构变动的装修工程,建设单位应当在施工前委托原设计单位或者(具有相应资质的设计单位 )提出设计方案;没有设计方案的,不得施工。
建筑工程开工前,建筑单位应当按照国家有关规定向工程所在地何部门申请领取施工许可证?
县级以上政府建设行政主管
第四节 《中华人民共和国森林法》的相关内容
根据《中华人民共和国森林法》,工程建设必须占用或征用林地的,应经主管部门审核同意后,依照有关土地管理的法律、行政法规办理建设用地审批手续,并由用地单位依照国务院有关规定缴纳森林植被恢复费
违反《中华人民共和国森林法》规定,进行开垦、采石等活动,致使森林、林木受到毁坏的,应依法赔偿损失,并由(林业主管部门)责令停止违法行为。
进行勘查、开采矿藏和各项建设工程,应当不占或者少占林地;必须占用或者征用林地的,经(县级以上人民政府林业主管部门)审核同意后,依照有关土地管理的法律、行政法规办理建设用地审批手续,并由用地单位依照国务院有关规定缴纳森林植被恢复费用。
第五节 《中华人民共和国民法典》(合同编)的相关内容
根据《民法典》,应当采用书面形式的合同是
建设工程合同
根据《中华人民共和国民法典》第四百六十九条规定,当事人订立合同,可以采用书面形式、口头形式或者其他形式。书面形式是合同书、信件、电报、电传、传真等可以有形地表现所载内容的形式。以电子数据交换、电子邮件等方式能够有形地表现所载内容,并可以随时调取查用的数据电文,视为书面形式。
根据《中华人民共和国民法典》第四百六十九条规定,当事人订立合同,可以采用书面形式、口头形式或者其他形式。
建设工程合同包括
根据《中华人民共和国民法典》第七百八十八条规定,建设工程合同是承包人进行工程建设,发包人支付价款的合同。建设工程合同包括工程勘察、设计、施工合同。
隐蔽工程在隐蔽以前,承包人应当通知发包人检查。发包人没有及时检查的,承包人可以( )。
A.顺延工程日期,并有权要求赔偿停工、窝工等损失
据《中华人民共和国民法典》第四百七十三条规定,要约邀请是希望他人向自己发出要约的表示。拍卖公告、招标公告、招股说明书、债券募集办法、基金招募说明书、商业广告和宣传、寄送的价目表等为要约邀请。商业广告和宣传的内容符合要约条件的,构成要约。
根据《中华人民共和国民法典》第七百九十四条规定,勘察、设计合同的内容一般包括提交有关基础资料和概预算等文件的期限、质量要求、费用以及其他协作条件等条款。工程范围和工程造价不属于勘探设计内容。
设计合同的主要内容应包括
②质量要求;
③费用;
④提交有关基础资料和概预算等文件的期限;
第六节 《中华人民共和国招标投标法》的相关内容
根据《招标投标法》规定,某工程项目委托监理服务的招标活动,应当遵循的原则是( )
公开、公平、公正、诚实信用
下列属于《招标投标法》规定的招标方式是
公开招标和邀请招标
根据《招标投标法》第八条规定,招标人是依照本法规定提出招标项目、进行招标的法人或者其他组织;第九条规定,招标项目按照国家有关规定需要履行项目审批手续的,应当先履行审批手续,取得批准。招标人应当有进行招标项目的相应资金或者资金来源已经落实,并应当在招标文件中如实载明。
根据《招标投标法》第二十四条规定,招标人应当确定投标人编制投标文件所需要的合理时间;但是,依法必须进行招标的项目,自招标文件开始发出之日起至投标人提交投标文件截止之日止,最短不得少于二十日。
根据《招标投标法》第二十三条规定,招标人对已发出的招标文件进行必要的澄清或者修改的,应当在招标文件要求提交投标文件截止时间至少十五日前,以书面形式通知所有招标文件收受人。该澄清或者修改的内容为招标文件的组成部分。
下列有关开标流程的叙述正确的是( A.开标时间应定于提交投标文件后15日 B.招标人应邀请最有竞争力的投标人参加开标 C.开标时,由推选的代表确认每一投标文件为密封,由工作人员当场拆封 D.投标文件拆封后即可立即进入评标程序
【答案】C
A项,根据《招标投标法》第三十四条规定,开标应当在招标文件确定的提交投标文件截止时间的同一时间公开进行;B项,第三十五条规定,开标由招标人主持,邀请所有投标人参加;CD两项,第三十六条规定,开标时,由投标人或者其推选的代表检查投标文件的密封情况,也可以由招标人委托的公证机构检查并公证;经确认无误后,由工作人员当众拆封,宣读投标人名称、投标价格和投标文件的其他主要内容。招标人在招标文件要求提交投标文件的截止时间前收到的所有投标文件,开标时都应当当众予以拆封、宣读。开标过程应当记录,并存档备查。
评标方法主要分为经评审的最低投标价法和综合评估法。AC两项,根据《评标委员会和评标方法暂行规定》第三十条规定,经评审的最低投标价法一般适用于具有通用技术、性能标准或者招标人对其技术、性能没有特殊要求的招标项目。
BD两项,《评标委员会和评标方法暂行规定》第三十五条中规定,综合评估法应最大限度地满足招标文件中规定的各项综合评价标准的投标,应当推荐为中标候选人。衡量投标文件是否最大限度地满足招标文件中规定的各项评价标准,可以采取折算为货币的方法、打分的方法或者其他方法。需量化的因素及其权重应当在招标文件中明确规定。
招标人和中标人应当自中标通知书发出之日起三十日内,按照招标文件和中标人的投标文件订立书面合同,合同的标的、价款、质量、履行期限等主要条款应当与招标文件和中标人的投标文件的内容一致。
第七节 《中华人民共和国安全生产法》的相关内容
下列不是《安全生产法》的立法目的是( A.加强安全生产工作 B.防止和减少生产安全事故 C.保障人民群众生命和财产安全 D.提高工程生产效率 【答案】D
某发现吊装预制构件欲落,拒绝继续作业并迅速躲避。王某的行为是行使法律赋予的( 紧急避险权 )。
紧急避险权,是指为了保证施工作业人员的安全,在施工中遇有直接危及人身安全的紧急情况时,施工作业人员享有停止作业和紧急撤离的权利。施工从业人员享有紧急避险权。
根据《安全生产法》第三十七条规定,生产经营单位使用的危险物品的容器、运输工具,以及涉及人身安全、危险性较大的海洋石油开采特种设备和矿山井下特种设备,必须按照国家有关规定,由专业生产单位生产,并经具有专业资质的检测、检验机构检测、检验合格,取得安全使用证或者安全标志,方可投入使用。检测、检验机构对检测、检验结果负责。
第八节 《建设工程安全生产管理条例》的相关内容
下列说法中,不适用《建设工程安全生产管理条例》的是 A.线路管道和设备安装工程 B.土木工程和建筑工程 C.设备安装工程及装修工程 D.抢险救灾和农民自建低层住宅 【答案】D
设计单位的安全生产责任,不包含的是 A.在设计文件中注明安全的重点部位和环节 B.对防范生产安全事故提出指导意见 C.提出保障施工作业人员安全和预防生产安全事故的措施建议 D.要求施工单位整改存在安全事故隐患 【答案】D
《建设工程安全生产管理条例》第三十六条的规定,施工单位的主要负责人、项目负责人、专职安全生产管理人员应当经建设行政主管部门或者其他有关部门考核合格后方可任职。安全生产教育培训考核不合格的人员,不得上岗。作业人员进入新的岗位或者新的施工现场前,应当接受安全生产教育培训。未经教育培训或者教育培训考核不合格的人员,不得上岗作业。
施工安全第一是工程项目各参与单位必须遵守的基本原则,有关安全作业环境及安全施工措施所需费用的确定是在( 编制工程概算时 )。
国家规定的安全生产责任制度中,对单位主要负责人、施工项目经理、专职人员与从业人员的共同规定是( )。
A.报告生产安全事故
某工程实行总承包,并将打桩工程分包给具有相应资质的专业打桩单位,打桩单位又将劳务分包给具有相应资质条件的劳务分包企业,则劳务分包单位从事危险作业的工作人员的意外伤害险的保险费用支付应该是(总承包单位)。
根据《建设工程安全生产管理条例》第三十八条规定,施工单位应当为施工现场从事危险作业的人员办理意外伤害保险。意外伤害保险费由施工单位支付。实行施工总承包的,由总承包单位支付意外伤害保险费,意外伤害保险期限自建设工程开工之日起至竣工验收合格止。
第九节 《建设工程质量管理条例》的相关内容
根据《建设工程质量管理条例》第四十条规定,在正常使用条件下,建设工程的最低保修期限为:①基础设施工程、房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程,为设计文件规定的该工程的合理使用年限。②屋面防水工程、有防水要求的卫生间、房间和外墙面的防渗漏,为5年。③供热与供冷系统,为2个采暖期、供冷期。④电气管线、给排水管道、设备安装和装修工程,为2年。⑤其他项目的保修期限由发包方与承包方约定。建设工程的保修期,自竣工验收合格之日起计算。
根据《建设工程质量管理条例》第九条规定,建设单位必须向有关的勘察、设计、施工、工程监理等单位提供与建设工程有关的原始资料。原始资料必须真实、准确、齐全。BC两项,第七条规定,建设单位应当将工程发包给具有相应资质等级的单位。建设单位不得将建设工程肢解发包。D项,第十条规定,建设单位不得明示或者暗示设计单位或者施工单位违反工程建设强制性标准,降低建设工程质量。
根据《建设工程质量管理条例》第二十一条规定,设计单位应当根据勘察成果文件进行建设工程设计。设计文件应当符合国家规定的设计深度要求,注明工程合理使用年限。
第十节 《建设工程勘察设计管理条例》的相关内容
根据《建设工程勘察设计管理条例》第五条的规定,建设工程勘察、设计单位必须依法进行建设工程勘察、设计,严格执行工程建设强制性标准,并对建设工程勘察、设计的质量负责。国家鼓励在建设工程勘察、设计活动中采用先进技术、先进工艺、先进设备、新型材料和现代管理方法。
根据《建设工程勘察设计管理条例》的规定,编制初步设计文件应当( )。
B.满足编制施工招标文件、主要设备材料订货和编制施工图设计文件的需要
根据《建设工程勘察设计管理条例》第三十九条规定,违反本条例规定,建设工程勘察、设计单位将所承揽的建设工程勘察、设计转包的,责令改正,没收违法所得,处合同约定的勘察费、设计费25%以上50%以下的罚款,可以责令停业整顿,降低资质等级。情节严重的,吊销资质证书。
根据《建设工程勘察设计管理条例》第七条规定,国家对从事建设工程勘察、设计活动的单位,实行资质管理制度。具体办法由国务院建设行政主管部门商国务院有关部门制定
根据《建设工程勘察设计管理条例》的规定,建设工程勘察设计方案的评标一般不考虑( )。 A.投标人资质 B.勘察、设计方案的优劣 C.设计人员的能力 D.投标人的业绩 【答案】A
建设工程勘察、设计方案评标,应当以投标人的业绩、信誉和勘察、设计人员的能力以及勘察、设计方案的优劣为依据,进行综合评定。建设工程勘察、设计发包依法实行招标发包或者直接发包。