土木工程概论 《岩土与地下工程》

《土木工程概论》教学大纲一、课程教学目的本课程是根据全国高等学校土木工程专业指导委员会的指导性教学课程设置方案而为土木工程专业低年级本科生开设的专业必修课。

通过该课程的学习，可使学生对土木工程专业的知识结构、专业范围、工作程序有一概括性了解。

对土木工程以及所涉及的工程项目种类、内容、工作程序、基本要求有最基本的了解和较全面的认识，可为后续专业课程的选修和学习提供指导，同时为进入专业课学习和工程实践打下最基本的基础。

二、课程教学基本要求1．课程重点：土木工程及其基本属性、土木工程的发展历史与现状、土木工程专业的培养目标、课程设置及基本要求、土木工程的建设程序及基本要求、建筑工程、地下工程、建筑材料、建筑结构、市政工程、施工管理、土木工程灾害及建筑工程事故等。

2．课程难点：逐步让学生建立起有关土木工程学科的知识框架和总体认识。

并对土木工程以及所涉及的工程项目种类、内容、工作程序、基本要求有最基本的了解和较全面的认识。

3．能力培养要求：通过学习本课程应课程将对土木工程的发展历史和发展趋势、土木工程建设的种类、目的、基本方法、基本工程要素和所要解决的问题，对土木工程专业的知识结构、专业范围、工作程序有概括性了解。

对土木工程以及所涉及的工程项目种类、内容、工作程序、基本要求有最基本的了解和较全面的认识。

三、课程教学内容与学时课堂教学（16学时）1．绪论（2学时）介绍土木工程的发展历史、土木工程的工程类别和发展前景；土木工程专业的培养目标、课程设置及基本要求、学习土木工程概论课程的基本要求和必须达到的目标。

2．建筑工程概论（2学时）介绍建筑工程的种类及划分标准、建筑工程的各种组成要素、要素的基本功能和基本要求、各种建筑工程的建设程序和基本要求。

通过本章的讲授，应该使学生了解建筑工程的种类了划分方法，掌握建筑工程的基本建设程序、基本步骤和基本要求。

3．建筑材料概论（2学时）主要介绍建筑材料的发展历史及现状、常用的建筑材料的种类、特性和适用、建筑材料工业的发展趋势及其与土木工程的关系。

土木工程概论（习题与解答）《土木工程概论》习题与解答第一章绪论习题1、土木工程的定义是什么？2、土木工程包括哪些方面？3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？4、古代土木工程的主要结构形式是什么？5、近代土木工程的特点是什么？6、土木工程的未来发展方向是什么？解答1、土木工程的定义是什么？答：土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。

2、土木工程包括哪些方面？答：土木工程包括建筑物基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给水排水工程。

3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？答：土木工程经历了古代、近代、现代三个阶段。

古代土木工程：约公元前5000年—17世纪中叶；近代土木工程：17世纪中叶～第二次世界大战前后；现代土木工程：20世纪中叶至今。

4、古代土木工程的主要结构形式是什么？答：木结构、砖结构、石结构、混合结构。

5、近代土木工程的特点是什么？答：材料：由木材、石料、砖、瓦为主，到开始并日益广泛使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土，直至早期的预应力混凝土。

理论：材料力学、理论力学、结构力学、土力学、工程结构设计理论等学科逐步形成，保证了工程结构的安全和人力物力的节约。

施工与机械：不断出现新的工艺和新的机械。

施工技术进步，建造规模扩大，营造速度加快。

6、土木工程的未来发展方向是什么？答：1、适应新的功能；2、研究新的材料；3、向新的空间开拓；4、设计向精确化、自动化发展；5、施工信息化、设备不断更新。

第二章土木工程材料习题1、标准粘土砖的尺寸是多少？2、我国是否还允许生产粘土砖？3、砖按生产工艺分为哪两类？4、多孔砖与空心砖的孔洞率分别大于多少？5、粒径大于多少的岩石颗粒称为石子？6、色石渣主要由哪些石材破碎而成？7、什么叫胶凝材料？石灰、石膏、水泥属于气硬性或水硬性胶凝材料？8、直径小于多少的钢筋称钢丝？9、土木工程三大基础材料是什么？10、通用水泥通常分为哪几种？11、说明水泥初凝、终凝、凝结、硬化的含义。

土木工程师-专业知识（岩土）-基坑工程与地下工程-7.2地下工程[单选题]1.设计时对地下连续墙墙身结构质量检侧，宜优先采用下列哪种方法？()[2009年真题]A.高应变动测法B（江南博哥）.声波透射法C.低应变动测法D.钻芯法正确答案：B参考解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第10.2.18条规定，对地下连续墙的检测，应采用钻孔取芯或声波透射法。

在检测桩时，钻孔抽芯法通过钻取混凝土芯样和桩底持力层岩芯，既可直观判别桩身混凝土的连续性，又可通过芯样试压，了解相应混凝土和岩样的强度，是大直径桩的重要检测方法。

不足之处是一孔之见，存在片面性，且检测费用大，效率低。

声波透射法通过预埋管逐个剖面检测桩身质量，既能可靠地发现桩身缺陷，又能合理地评定缺陷的位置、大小和形态，不足之处是需要预埋管，检测时缺乏随机性，且只能有效检测桩身质量。

混凝土墙体的检测一般要求无损检测，又因其厚度比地层要小很多，要求的探测深度浅。

通过上述分析可知，对地下连续墙墙身结构检测宜优先选用声波透射法。

[单选题]2.在地下洞室选址区内，岩体中的水平应力值较大，测得最大主应力方向为南北方向。

问地下厂房长轴方向为下列哪一选项时，最不利于厂房侧岩的岩体稳定？()[2010年真题]A.地下厂房长轴方向为东西方向B.地下厂房长轴方向为北东方向C.地下厂房长轴方向为南北方向D.地下厂房长轴方向为北西方向正确答案：A参考解析：根据《铁路工程地质勘查规范》（TB 10012—2019）第4.3.1条第7款规定，隧道宜避开高地应力区，不能避开时，洞轴宜平行最大主应力方向。

由此可知最不利的方向应为垂直于最大主应力的方向。

[单选题]3.在具有高承压水头的细砂层中用冻结法支护开挖隧道的旁通道，由于工作失误，致使冻土融化，承压水携带大量砂粒涌入已经衬砌完成的隧道，周围地面急剧下沉，此时最快捷、最有效的抢险措施应是下列哪个选项？()[2011年真题]A.堵溃口B.对流沙段地基进行水泥灌浆C.从隧道内向外抽水D.封堵已经塌陷的隧道两端，向其中回灌高压水正确答案：D参考解析：隧道局部破坏抢险措施包括：①封堵隧道，向隧道内灌水，尽快形成和保持隧道内外压力平衡；②减轻地面附加荷载，防止对地面的冲击振动；③防止江水和地表水进入事故区段；④稳定土体，减少土体扰动，补充地层损失；⑤全面管制，保障安全顺利抢险。

土木工程专业（岩土与地下工程方向）毕业设计(论文)任务书卢廷浩2003年4月1、毕业设计(论文)的目的毕业设计(论文)是毕业班学生结合实际工程(研究)项目综合应用四年所学知识进行系统专业训练的过程。

作为学生来说，也是本科阶段在校的最后学习阶段。

因而本阶段的教学目的十分明确，即通过毕业设计(论文)使学生：(1)对本科学习阶段应掌握的知识查漏补缺，充实、巩固，将所学知识完整化、系统化，毕业设计(论文)质量是对所学知识的大检阅；(2)利用阅读文献料或实习、现场参观等方式，对岩土与地下工程有初步的理性认识和感性认识，最大限度的拓宽基础知识和专业知识面；(3)尽可能较大范围的接触实际，培养实践技能，动手能力，计算机运用能力，以及独立分析和解决问题的能力；(4)深刻理解、牢固掌握并灵活运用土力学的基本原理，懂得各种物理力学指标(参数)的来源，相关的试验方法及其应用；(5)培养创新精神，启发创新意识，初步掌握岩土和地下工程设计或研究的思路和方法，为走向社会创业作好知识准备和心理准备。

另外，带学生毕业设计(论文)的指导教师也应切实把握好这样的机会充实和提高自己，加强师生的交流，培养师生感情。

2、毕业设计(论文)应遵循的原则做任何事要有明确的目的，也应遵循一定的原则。

毫无例外，学生在做毕业设计(论文)时也必须遵循一定的原则。

(1)计划原则即事前应制定周密的计划，或者说应有行动框图。

理顺工作思路，包括设计(论文)内容、步骤，每步计划时间，同时在时间安排上应适当留有余地；(2)完备资料原则工作开始之前，根据计划应充分收集资料，阅读相关资料和相关文献。

系统分析有关数据，应做到正确无误；(3)求实创新原则做设计(论文)时要有创新意识，参考前人的工作，绝不模仿，通过自己的深入研究发现问题，提出问题并解决问题。

要有严格的科学态度，尊重客观实际，实事求是，不武断、不臆测数据和结果，要观点明确，有理有据，不轻易否定他人的方案和成果。

土木工程师-专业案例（岩土）-基坑工程与地下工程-7.1基坑工程[单选题]1.紧靠某长200m大型地下结构中部的位置新开挖一个深9m的基坑，基坑长20m，宽10m。

新开挖基坑采用地下连续（江南博哥）墙支护，在长边的中部设支撑一层，支撑一端支于已有地下结构中板位置，支撑截面为高0.8m，宽0.6m，平面位置如图虚线所示，采用C30钢筋混凝土，设其弹性模量E＝30GPa，采用弹性支点法计算连续墙的受力，取单位米宽度作计算单元，支撑的支点刚度系数最接近下列哪个选项？()[2014年真题]题1图A.72MN/mB.144MN/mC.288MN/mD.360MN/m正确答案：B参考解析：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）第4.1.10条式（4.1.10），支撑的支点刚度系数为：kR＝αREAba/（λl0s）＝1.0×30×103×0.8×0.6×1.0/（1.0×10×10）＝144MN/m由此可知，B项数值最为接近。

[单选题]2.某Ⅰ级铁路路基，拟采用土工格栅加筋土挡墙的支挡结构，高10m，土工格栅拉筋的上下层间距为1.0m，拉筋与填料间的黏聚力为5kPa，拉筋与填料之间的内摩擦角为15°，重度为21kN/m3。

经计算，6m深度处的水平土压应力为75kPa，根据《铁路路基支挡结构设计规范》（TB 10025—2006），深度6m处的拉筋的水平回折包裹长度的计算值最接近下列哪个选项？()[2014年真题]A.1.0mB.1.5mC.2.0mD.2.5m正确答案：A参考解析：根据《铁路路基支挡结构设计规范》（TB 10025—2006）第8.2.14条式（8.2.14），深度6m处的拉筋的水平回折包裹长度为：l0＝Dσhi/[2（c＋γhitanΔ）]由题可知：D＝1.0m，σhi＝75kPa，c＝5kPa，γ＝21kN/m3，hi＝6m，Δ＝15°则：l0＝Dσhi/[2（c＋γhitanΔ）]＝1.0×75/[2×（5＋21×6×tan15°）]＝0.97m由此可知，A项数值最为接近。

土木工程师-专业案例（岩土）-基坑工程与地下工程-7.3地下水控制[单选题]1.某基坑开挖深度为8.0m，其基坑形状及场地土层如下图所示，基坑周边无重要构筑物及管线。

粉细砂层渗透系数为1（江南博哥）.5×10－2cm/s，在水位观测孔中测得该层地下水水位埋深为0.5m。

为确保基坑开挖过程中不致发生突涌，拟采用完整井降水措施（降水井管井过滤器半径设计为0.15m，过滤器长度与含水层厚度一致），将地下水水位降至基坑开挖面以下0.5m，试问，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）估算本基坑降水时至少需要布置的降水井数量（口）为下列何项？()[2012年真题]题1图A.2B.3C.4D.5正确答案：B参考解析：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）第7.3.15条规定，降水井的单井设计流量可按下式计算：q＝1.1Q/n。

式中，Q为基坑降水的总涌水量（m3/d）；n为降水井数量。

①计算基坑降水的总涌水量（m3/d）：根据附录E第E.0.3规定，群井按大井简化的均质含水层承压水完整井的基坑降水总涌水量可按下列公式计算：Q＝2πkMsd/ln（1＋R/r0）式中，M为承压含水层厚度（m），本场地含水层为承压含水层，故M＝12m。

r0为沿基坑周边均匀布置的降水井群所围面积等效圆的半径（m）。

其等效半径r0为：式中，A为降水井群连线所围的面积。

sd为基坑地下水位的设计降深（m），经计算为：sd＝8.0－0.5＋0.5＝8.0m。

R为降水影响半径（m）。

根据式（7.3.7-2），即确定。

式中，sw为井水位降深（m），当井水位降深小于10m时，取sw＝10m。

k为含水层的渗透系数（m/d）。

故其中，k＝1.5×10－2×60×60×24×10－2＝12.96m/d因此，基坑降水的总涌水量为：Q＝2πkMsd/ln（1＋R/r0）＝2π×12.96×12×8/ln（1＋360/40）＝3395.0m3/d②计算降水井单井流量（m3/d）：根据7.3.16条第3款规定，管井的单井出水能力可按下式计算：式中，q0为单井出水能力（m3/d）；rs为过滤器半径（m）；l为过滤器进水部分长度（m）；k为含水层渗透系数（m/d）。

土木工程师-专业知识（岩土）-基坑工程与地下工程-7.3地下水控制[单选题]1.某中心城区地铁车站深基坑工程，开挖深度为地表下20m，其场地地层结构为：地表下0～18m为一般黏性土，18（江南博哥）m～30m为砂性土，30m～45m为强～中等风化的砂岩。

场地地下水主要是上部第四纪地层中的上层滞水和承压水，承压水头埋藏深度为地表下2m，挡土结构拟采用嵌岩地下连续墙。

关于本基坑的地下水控制，可供选择的方法有以下几种：a.地下连续墙槽段接头处外侧布置一排多头深层搅拌桩；b.基坑内设置降水井；c.坑内布置高压旋喷桩封底。

从技术安全性和经济适宜性分析。

下列方案最合适的是()。

[2013年真题]A.a＋bB.b＋cC.a＋cD.a、b、c均不需要正确答案：A参考解析：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）第7.1.1条规定，地下水控制应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、集水明排或其组合方法。

根据具体工程的特点，基坑工程可采用单一地下水控制方法，也可采用多种地下水控制方法相结合的形式。

连续墙已经嵌岩，a的方法已经止住外部水进来，只需要把坑内水位降低即可，分段布置地下连续墙，在两段连续墙之间使用深搅桩或者高压旋喷桩来进行止水，在经济上比较节约，亦可达到工程效果，所以a＋b满足要求。

[单选题]2.在地下水丰富的地层中开挖深基坑，技术上需要同时采用降水井和回灌井，请问其中回灌井的主要作用是下列哪一个选项？()[2012年真题]A.回收地下水资源B.加大抽水量以增加水头降低幅度C.减少基坑降水引起地层变形对基坑周边环境产生的不利影响D.减少作用在支护结构上的主动土压力正确答案：C参考解析：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）第7.3.25条规定，当基坑降水引起的地层变形对基坑周边环境产生不利影响时，宜采用回灌方法减少地层变形量。

回灌方法宜采用管井回灌，回灌应符合下列要求：①回灌井应布置在降水井外侧，回灌井与降水井的距离不宜小于6m；回灌井的间距应根据回灌水量的要求和降水井的间距确定；②回灌井宜进入稳定水面不小于1m，回灌井过滤器应置于渗透性强的土层中，且宜在透水层全长设置过滤器；③回灌水量应根据水位观测孔中的水位变化进行控制和调节，回灌后的地下水位不应高于降水前的水位。

土木工程师-专业知识（岩土）-基坑工程与地下工程-7.1基坑工程[单选题]1.对于单支点的基坑支护结构，在采用等值梁法计算时需要假定等值梁上有一个铰接点。

该铰接点一般可近似取在等值梁上的（江南博哥）下列哪一个位置？()[2011年真题]A.主动土压力强度等于被动土压力强度的位置B.主动土压力合力等于被动土压力合力的位置C.等值梁上剪力为零的位置D.基坑底面下1/4嵌入深度处正确答案：A参考解析：根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）附录F.0.4条第1款规定，采用等值梁法计算时应符合下列规定，坡脚地面以下立柱反弯点到坡脚地面的距离Yn可按下式计算：eak－epk＝0式中，eak为相应于作用的标准组合时，挡墙后主动土压力标准值（kN/m）；epk为相应于作用的标准组合时，挡墙前被动土压力标准值（kN/m）。

可知铰结点的位置可近似取主动土压力强度等于被动土压力强度的位置。

[单选题]2.在支护桩及连续墙的后面垂直于基坑侧壁的轴线埋设土压力盒，问在同样条件下，下列哪个选项的土压力最大？()[2009年真题]A.地下连续墙后B.间隔式排桩C.连续密布式排桩D.间隔式双排桩的前排桩正确答案：A参考解析：土压力的大小是依据墙体产生位移偏离开始基准位置时的距离定义的，背离填土方向越远则土压力越小。

地下连续墙墙后的土压力为静止土压力，而间隔式排桩、连续密布式排桩、间隔式双排桩的前排桩的土压力为主动土压力。

同样条件下静止土压力大于主动土压力。

[单选题]3.某基坑深16.0m，采用排桩支护，三排预应力锚索，桩间采用旋喷桩止水。

基坑按设计要求开挖到底，施工过程未发现异常并且桩水平位移也没有超过设计要求，但发现坑边局部地面下沉，初步判断其主要原因是以下哪个选项？()[2010年真题]A.锚索锚固力不足B.排桩配筋不足C.止水帷幕渗漏D.土方开挖过快正确答案：C参考解析：维护结构的水平变形、坑底土体隆起及不合适的降水，会造成地表沉降，引起基坑周边建（构）筑物变形。

土木工程概论1.在岩土工程的施工过程中，存在哪些主要矛盾，如何解决？答：岩土工程，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。

其主要研究方向是：城市地下空间与地下工程；边坡与基坑工程；地基与基础工程，如秦岭隧道，三峡五级船洞，小浪底水电工程，白云机场，唐山岩溶塌陷治理等等。

岩土工程涉及的范围非常广泛，学科的综合性强，与许多专业关系密切，因此在在进行一个方案时需要考虑交通、环境、水电和周边其他建筑等多方面的因素，这使得岩土工程施工过程中，要面临多种多样的矛盾。

最主要的矛盾就是工程的安全性与经济性之间的矛盾。

在施工过程中，由于建筑成本财政预算，建筑周期等多种因素的管制，怎样确保建筑的安全性就是一个小难题。

1998年，珠海市拱北祖国广场“5.6”基坑倒塌特大事故，轻易经济损失超过1377.6万元。

经查明，导致这次事故的直接原因就是基坑东南角部分挡墙底部趋向失速的塑性区的渐进性发展而引致整体滑动毁坏，而该部分的毁坏并使基坑整体失去平衡而最终构成整个基坑的毁坏。

主要由于设计方案缺少科学论证，施工比较细致，尤其就是对基坑东南角和西南角太少踢8根塔檐挡墙的桩未予以注重，仅在设计变更通告中使用将砼挡土墙延展至基坑底，水平边线改至混凝土桩边的措施，没实行更为有效率的补救措施，最后基坑失速就从东南角延展至西南角已经开始毁坏的。

未根据制订的工况对基坑掘进结构及底部土体的内力、变形及稳定性展开详尽的排序分析，也未考量钢筋砼挡墙下陷引发钢支撑偏心承压、承载力上升的不利因素。

围护结构排钱深度偏大（排钱比仅0.338），围护结构刚度和强度严重不足，基坑掘进结构稳定性高。

同时为了节省工时，按工期顺利完成，施工也未按正常程序展开。

建设单位自身技术力量薄弱，不具备非政府管理工程的条件，也不委托存有资质的单位展开监理，没起著对设计、施工单位的协同促进作用，甚至退出对工程的监督管理。

在施工现场建好临时商铺，逾期既不拆毁，又不续期，影响了东南角掘进结构底部太少踢了6个根车轴柱，南侧因民房征地回去问题未全面落实太少踢2根车轴柱，快速了事故的出现。