工程地质与土力学试题库新

11.简述渠道渗漏的三个阶段特征。答案:1 垂直下渗阶段。过水初期，渠水垂直下渗。2 回水渗漏阶段。入渗水流到达地下水面后，转为向两侧渗漏，当侧向排水两小于该处渗漏量时，出现地下水峰并逐渐升高，与渠水连成统一水面。3 侧向渗漏阶段。渠水以侧向渗漏为主，且渗漏量到达稳定。2.什么是自然地质作用？常见的自然地质作用有哪些？答案:（1）自然地质作用也叫物理地质作用，是指由自然界中各种动力引起的地质作用。（2）常见的几种自然地质作用:有风化作用、河流地质作用、岩溶（喀斯特）、泥石流和地震。3.如何确定地层的相对年代？答案:地层相对年代的确定方法有四种。第一，古生物法。即利用分布时代短、特征显著、数量众多而地理分布广泛的化石确定地层的地质年代。第二，岩性对比法。即将未知地质时代的地层特征与已知地质时代的地层的岩性特征进行对比，用于确定地层时代。第三，标志层法。即在地层剖面中某些厚度不大、岩性稳定、特征突出、分布广泛和容易识别的岩层可以作为地层对比的标志。第四，岩层接触关系。即通过观察上下岩层之间的接触是整合、假整合还是不整合确定地层相对年代。题型:简答题4.朗肯土压力基本原理的假设条件是什么？答案:假设土体表面水平，且无限延伸，墙体是垂直的，表面是光滑的，墙体与土体之间相互不存在摩擦阻力。5.影响土压力的因素有哪些？答案:（1）挡土墙的位移方向和位移量（2）挡土墙的形状、墙背的光滑程度和结构形式（3）墙后填土的性质。6.库伦土压力理论的假设是什么？答案:（1）墙后的填土是理想的散粒（粘聚力为 c=0）（2）滑动破坏面为一平面（ 3）墙背与滑裂面间的楔形土视为刚性体。7.挡土墙的土压力有哪三种？是如何定义的？在相同的条件下，哪一种最大？答案:（1）分为三种，分别是主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力被动土压力:当挡土墙向土体方向偏移至土体达到平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力静止土压力:当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态，作用在墙上的土压力称静止土压力（2）在相同条件下，被动土压力值最大。8.影响渗透性的因素有哪些？答案:（1）粗土粒的渗透性主要决定于孔隙通道的截面积（2）粉质土类渗透性的主要影响因素不是有效颗粒，而是其颗粒而产生的成分形成的团粒直径（3）粘性土渗透性的主要因素是粘土矿物表面活性作用和原状结构土的空隙比大小。9.岩溶发育的基本条件和影响因素有哪些？岩溶发育具有什么样的分布规律？答案:（1）岩溶发育的基本条件:可溶的透水岩层和具有侵蚀性的水流。（2）影响因素:A.岩石的可溶性；B.岩层的透水性；C.水的溶解能力；D.水的流动特征；E.气候、植被、地形、覆盖层。（3）熔岩发育的规律:A.熔岩发育的垂直分布性，熔岩发育随深度增加而逐渐减弱。B.熔岩分布的不均匀性，在平面上的分布也是不均匀的。10.简述影响岩石工程性质的因素。2答案:影响的因素是多方面的，主要的有两方面:一是形成岩石的组成部分、结构与构造及成因等；二是分化和水等外部因素的影响。（1）矿物成分:组成岩石的矿物是直接影响岩石基本性质的主要因素（2）结构: 岩石的结构特征大致可分为两类:一类是结晶联结的岩石，另一类是胶结联结的岩石（3）构造: 构造对岩石的物理力学性质的影响主要指矿物成分在岩石中分布的不均匀性和结构的不连续性，使岩石强度具有各向异性性质（4）风化作用:自岩石形成后，地表岩石就受到风化作用的影响，严重影响岩石的物理力学性质。11.工程地质工作的任务是什么？答案:查明建筑区的工程地质条件，预测可能出现的工程地质问题，并提出解决这些问题建议和方案，为工程设计、施工和正常运用提供可靠的地质资料，以保证建筑物修建得经济合理和安全可靠。12.张节理的主要特征有哪些？答案:节理裂口是张开的，裂口较宽，往深处逐渐变小而闭合；节理面粗糙，很少有擦痕；节理间距较大而不均匀，沿走向和倾向均延伸不远。13.何谓褶曲的枢纽？褶曲的基本形态由哪些？答案:轴面与褶面内某一岩层层面的交线，称为褶曲的枢纽，其形状有水平的，也有倾斜或波状起伏的，枢纽反映褶曲在延长方向产生变化的情况。褶曲的基本形态可分为背斜和向斜。14.褶皱构造类型如何划分？在野外如何观察褶皱？答案:（1）褶皱的基本类型只有背斜和向斜两种。背斜是岩层向上弯曲，两侧岩层相背倾斜，核心岩层实地较老，两侧依次变新并对称分布。向斜是岩层向下弯曲，两侧岩层相向倾斜，核心岩层时代较新，也对称分布。（2）在野外识别褶皱:首先可沿垂直于岩层走向的方向进行观察，查明地层的层序和确定地层的时代，并测量岩层的产状要素。然后根据以下几点分析是否有褶皱存在进而确定是向斜还是背斜。这几点是:A.根据岩层是否有对称重复的出露可判断是否有褶皱存在。B.对比褶皱核部和两翼岩层得时代新老关系来判断褶皱是背斜还是向斜。C.根据两翼岩层得产状判断褶皱是直立的、倾斜的还是倒转的等。15.简述用分层总和法计算固结沉降量的步骤。答案:（1）选择沉降计算的剖面，计算地基中的自重应力和附加应力，绘制其分布曲线（2）确定沉降量计算的深度（或称受压层的厚度）（3）将计算深度范围内土层划分为若干层（4）确定每一层的附加应力和自重应力，以及先期固结应力（5）计算各分层的压缩量 sci（6）计算最终固结沉降量。16.地基变形有哪三个阶段？各有何主要特征？答案:(1)压密阶段( 或称直线变形阶段) 相当于 p-s 曲线上的 oa 段。在这一阶段， p-s 曲线接近于直线，土中各点的剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状态。载荷板的沉降主要是由于土的压密变形引起的，把 p-s 曲线上相应于 a 点的荷载称为比例界限 pcr，也称临塑荷载。(2)剪切阶段 相当于 p-s 曲线上的 ab 段。此阶段 p-s 曲线已不再保持线性关系，沉降的增长率 S/p 随荷载的增大而增加。地基土中局部范围内的剪应力达到土的抗剪强度，土体发生剪切破坏，这些区域也称塑性区。随着荷载的继续增加，土中塑性区的范围也逐步扩大，直到土中形成连续的滑动面，由载荷板两侧挤出而破坏。因此，剪切阶段也是地基中塑性区的发生与发展阶段。相应于 p-s 曲线上 b 点的荷载称为极限荷载 pu。(3)破坏阶段 相当于 p-s 曲线上的 bc 段。当荷载超过极限荷载后，载荷板急剧下沉，即使不增加荷载，沉降也将继续发展，因此，p-s 曲线陡直下降。在这一阶段，由于土中塑性区范围的不断扩展，最后在土中形成连续滑动面，土从载荷板四周挤出隆起，地基土失稳而破坏。17.潜水的特征有哪些？答案:潜水面是自由水面，无水压力，只能沿水平方向由高向低流动；潜水面以上无稳定的隔水层，存留于大气中的降水和地表水可通过包气带直接渗入补给而成为潜水的主要补给来源；潜水的水位、水量、水质随季节不同而有明显的变化；潜水易受污染。318.潜水的等水位线图能够解决的问题有哪些？答案:确定潜水的流向；确定潜水的水力坡度；确定潜水的埋藏深度；确定潜水与地表水补排关系；确定泉和沼泽的位置；选择给（排）水建筑物位置。19.什么是工程地质条件？什么是工程地质问题？答案:（1）工程地质条件是一个综合性概念，可理解为与建筑有关的地质因素的综合。一般认为它包括工程建筑地区的地形地貌、岩土类型及工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质环境（例如应力及地热等）、天然建筑材料等 7 个方面。（2）人工程地质问题类工程活动和自然地质作用会改变地质环境，影响工程地质条件变化。当工程地质条件不满足工程建筑稳定、安全的要求时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在矛盾时，就称为工程地质问题。工程地质问题可归纳为:坝基工程地质问题；输水及排水建筑物的工程地质问题；水库区工程地质问题；区域地壳稳定问题；环境工程地质问题。20.常见的渠道边坡破坏有哪几种类型？答案:（1）滑坡:无论平地型土质渠道边坡或山区斜坡型岩质渠道边坡，受各种因素的影响均可以形成滑坡。分为渠道边坡本身滑动破坏形成滑坡和斜坡型渠道边坡，由于斜坡不稳定，整个斜坡岩土体连同渠道一起滑动破坏。（2）塌方:渠道边坡或天然边坡的坍塌。（3）崩塌:常发生在开挖造成坡度高、坡度较陡的平原型渠道边坡，或裂隙发育的坚硬岩石构成的斜坡型岩质渠道边坡上。21.渠道渗漏的地质因素有哪些？山区和平原地区的渗漏有哪些不同？答案:（1）渠道渗漏的地质因素:沿渠道地段的土壤特性（特别是土壤的透水性）、水文地质条件、渠道水深、湿周、速率和糙率、渠水含沙量以及输水历时等。（2）区别:山区基岩渠道的渗漏量一般较小，这是由于绝大多数岩石的渗透性是很小的，而且渠道又是明渠和低水头运行，所以渗透压力及水力梯度也比较小；平原型及谷底型的渠道，多通过第四系的松散沉积层，渠道沿线渗漏则往往是大面积的渗漏，常不易发现，亦不易处理。22.什么是河流阶地？河流阶地是如何形成的？按照成因，阶地可分为哪几种类型？答案:（1）河流阶地是指河谷谷坡上分布的洪水不能淹没的台阶状地形。（2）河流阶地的形成是由于地壳运动的影响，使河流侧向侵蚀和下蚀作用交替进行的结果。（3）阶地类型:A.侵蚀阶地；B.基座阶地；C.堆积阶地 。23.简述直接剪切仪的优缺点。答案:优点:构造简单、操作方便 缺点:（1）剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄的面剪切破坏（2）剪切面上剪切应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘发生应力集中现象（3）在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算的（4）试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力。24.某土样进行直剪试验，在法向压力为 100、200、300、400kPa 时，测得抗剪强度 分别为52、83、115、145kPa，试求：（a）用作图法确定土样的抗剪强度指标 c 和 ；（b）如果在土中的某一平面上作用的法向应力为 260kPa，剪应力为 92 kPa，该平面是否会剪切破坏？为什么？4答案:解: 根据题意绘图如下（a）用作图法（如上图）土样的抗剪强度指标 c=20kPa 和（b）所以， 未破坏。25.某土样直剪试验结果为：对应于法向应力 50kPa、100kPa、200kPa 时的抗剪强度分别为25.4kPa、38.8kPa、65.6kPa。（1）确定该土的抗剪强度指标；（2）当作用在此土中某平面的法向应力为 240kPa、剪应力为 75.6kPa 时，该平面是否会剪切破坏？答案:解:（1）根据题意:由以上方程可求得 ，（2）当法向应力为 240kPa 时，抗剪强度可以看出抗剪强度小于剪应力，所以该平面会发生剪切破坏。26.试验装置如下图所示，土样横截面积为 30cm2,测得 10min 内透过土样渗入其下容器的水重 0.018N ，求土样的渗透系数及其所受的渗透力。5答案:解:本题可看成为常水头渗透试验，关键是确定水头损失。以土样下表面为基准面，则上表面的总水头为:下表面直接与空气接触，故压力水头为零，又因势水头也为零，故总水头为:所以渗流流经土样产生的水头损失为 100cm，由此得水力坡度为 :渗流速度为:27.设土样样厚 3 cm，在 100 200kPa 压力段内的压缩系数 ，当压力为 100 kPa 时，e0.7。求：（a ）土样的无侧向膨胀变形模量 ；（b）土样压力由 100kPa 加到 200kPa 时，土样的压缩量 S试题编号:E45277答案:解:（a）已知 ，所以:6（b）28.有一条形基础宽 B=10m，埋深 D=1.5m，地基为粉质粘土 =18.0kN/m3， =20，C=8kPa，应用太沙基承载力公式求：（1）地基的极限荷载；（已知 Nc=17.6，N q=7.42，N =4.0）（2）若安全系数为 3，试确定地基承载力。答案:解:根据太沙基极限荷载公式地基的承载力29.某土样内摩擦角 j=20，黏聚力 c=12 kPa。问（a）作单轴压力试验时，或（ b）液压为 5 kPa 的三轴试验时，垂直压力加到多大（三轴试验的垂直压力包括液压）土样将被剪破？答案:解:（a）单轴试验时， ，由公式可得:（b）三轴试验时， ，由公式可得:30.如图所示挡土墙，墙背垂直，填土面水平，墙后按力学性质分为三层土，每层土的厚度及物理力学指标见图，土面上作用有满布的均匀荷载 q=50kPa，地下水位在第三层土的层面上。试用朗肯理论计算作用在墙背 AB 上的主动土压力 pa和合力 Ea以及作用在墙背上的水平压力 pw。7各层土的参数如下：答案:解:将土层和土层的分界面编号如图，首先计算各土层的参数。土层: 土层: 土层: 注:土层位于水下，故饱和度 Sr=100%。计算各土层的土压力分布如下:8土层:上表面下表面土层:上表面下表面土层:上表面墙踵处水压力的分布为三角形，在 c 点处为 0，B 点处为:于是画出墙后的土压力和水压力的分布如图。31.根据图示的地质剖面图，请绘 AA 截面以上土层的有效自重压力分布曲线。答案:解:图中粉砂层的 g 应为 gs。两层土，编号取为 1，2。先计算需要的参数 :地面:第一层底:第二层顶（毛细水面