北京科技大学-工程地质复习题库-答案

北京科技大学 工程地质学 复习思考题 参考答案 1 工程地质学 是将地质学的原理运用于解决工程稳定性问题的一门科学 2 地质作用 所有引起矿物 岩石的产生和破坏 从而使地壳面貌发生变化的 自然作用 3 地壳运动由地球自转速度的改变等原因 使得组成地壳的物质 岩体 不断 运动 改变它的相对位置和内部构造 称地壳运动 4 岩浆作用 软流圈及岩石圈中下部的高温融熔物质沿某一通道上升至地表或 在地下冷凝成岩的过程叫岩浆作用 5 地震 岩石圈机械运动积累的能量 由于岩石圈破裂而突然释 放的一种现象 由于地震波的传播引起地面快速颤动叫地震 6 岩石 在一定的地质作用中形成 并在一定的地质和物理 化学条件下稳定 存在的矿物集合体 7 矿物是由地质作用形成的天然单质或化合物 具有一定的化学组成和物理性 质 8 岩石的结构 组成岩石的岩屑或矿物的结晶程度 颗粒大小 形状及相互关 系 8 地层 地质学上把某一地质年代形成的一套岩层 无论是沉积岩 火山碎屑 岩还是变质岩 称为那个时代的地层 9 地层层序定律 正常的地层总是老的先沉积在下 而新的则后沉积在上 这 种新老地层的覆盖关系叫地层层序律 10 地质构造 是指地质体 岩层 岩体或矿体 存在的空间形式 状态及相 互关系 是地质作用 地壳运动等 所造成的岩石 或矿体 变形 变位 等 现象 是地壳运动的结果 它们主要包括褶皱 断裂等 11 断层 岩层受力发生破裂 破裂面两侧岩块发生明显的位移 这种断裂构造 称断层 12 活断层 现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层 13 地质图 是反映一个地区地形及地质情况的综合图纸 它是在地形图上用不 同的颜色 或花纹 及规定符号 按比例尺缩小 把地表上各种地质体垂直投 影到水平面上的一种图件 14 地下水是埋藏在地表下面土中的孔隙 岩石中孔隙和裂隙中的水 15 孔隙 土 粘土 砂土 砾石等 和碎屑岩等沉积岩中的颗粒和颗粒集合体间 存在的空隙 裂隙 16 临界水力梯度 岩土体在渗流作用下 呈悬浮状态 发生渗透变形时的渗 流水力梯度 17 裂隙 坚硬岩石由于岩浆的冷凝作用 地壳运动中构造应力作用或风化剥蚀 作用 在岩石中产生的裂缝 称为裂隙 18 岩溶 地下水溶蚀了某些可溶性岩石 如石灰岩 石膏 岩盐等 而在岩石 中形成的空隙称为溶隙或溶洞 这种地质现象称为岩溶 喀斯特 19 潜水埋藏在地表以下第一个稳定隔水层上具有自由水面的重力水 20 承压水 承压水是充满于两个隔水层间的重力水 又称为自流水 21 层流 地下水在岩土的孔隙或裂隙中渗透 产生连续水流 水质点运动连续 不断 流束平行而不混杂 22 紊流 地下水在岩土的裂隙或溶隙中流动 具有涡流性质 各流线有互相交错 现象 水质点运动不连续 流束混杂而不平行 23 流砂 是地下水自下而上渗流时土产生流动的现象 与地下水的动水压力有 关 24 基坑突涌 当隔水层较薄经受不住承压水头压力作用时 承压水的水头压 力会冲破基坑底板 这种工程地质现象被称为基坑突涌 25 烈度 地震对地面建筑物等的破坏程度 26 泥石流 是指发生在山区的一种含有大量泥沙和石块的暂时性急水流 是一 种威胁山区居民生存和工农业建设的一种地质灾害 27 滑坡 是指大量岩土体在重力作用下 沿一定的滑动面 或带 整体向下滑 动的现象 28 风化作用 岩石在太阳 水 大气 生物等影响下引起的物理和化学环境变 化称为风化 风化引起岩石这种变化的作用为风化作用 29 斜坡变形破坏 又称斜坡运动 是一种动力地质现象 是指地表斜坡岩土体 在自重应力与其它外力作用下所产生的向坡外的缓慢或快速运动 30 工程地质勘探 是一门实用性的学科 是如何运用地质 工程地质理论与 实践经验解决工程建设中地质问题的学科 是一门探讨工程地质调查勘探方法 的学科 31 原位测试 在岩土体原有位置上 在保持岩土体原有结构 含水量及应力状 态的条件下测定岩土性质和各种参数 32 岩心采取率 为本回次所取岩心总长度与本回次进尺之比 以百分数表示 2 填空题 1 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有 区域稳定问题 岩体稳定 问题 与地下渗流有关的问题 以及 与侵蚀淤积有关的工程地质问题 4 个方 面 2 工程地质学主要研究方法有 地质分析法 力学分析法 工程类比法 实 验法 3 地质作用包括 内力地质作用 外力地质作用 4 内力地质作用包括 构造作用 岩浆作用 变质作用 地震 5 外力地质作用包括 风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 固结成岩作用 6 根据岩石的形成深度分为 深成岩 浅成岩 喷出岩 7 岩石的工程地质性质包括物理性质 水理性质和力学性质 8 相对地质年代确定法有 地层层序法古生物比较法标准地层对比法 9 岩层的产状要素是 岩层的走向 倾向 倾角 10 岩层间接触关系有整合 不整合 假整合 11 褶皱的识别标志是在沿地层倾斜方向上的地层为对称式重复 12 断层要素包括 断层面 断层线 断层盘 13 逆断层活动时上升盘发生地表变形 并发育分支或次级 断裂 14 活断层的主要活动方式是 粘滑 15 地下水分类按埋藏条件分类的各类地下水特征 1 上层滞水 2 潜水 3 承 压水 16 地下水分类按含水层空隙性质分类的各类地下水特征 1 孔隙水 2 裂隙水 3 岩溶水 17 地下水的控制根据其基本原理 通常可分为 明沟排水 井点降水 深井降 水和隔渗等几种控制方法 18 地震按其成因可分为构造地震 火山地震 陷落地震和人工诱发地震 19 地震对地表造成的破坏可归纳为 地面断裂 斜坡破坏和地基效应三种类型 20 岩溶作用的基本条件是 岩石的可溶性 岩石的透水性 水的侵 融 蚀性 水的流动性 21 指出下列滑坡要素名称 1 2 3 4 1 滑坡后壁 2 滑坡体 3 滑坡舌 4 滑坡床 22 海底扩张学说的地质证据有 毕鸟夫带的发现 大洋中脊及中央裂谷带 洋底地壳的认识 和 海底磁异常条带 深海钻探成果和转换断层的发现等 写出其中 4 条 23 河谷形态的基本要素有 河床 谷坡 谷底 24 海水运动的基本形式有 波浪 潮汐 洋流 浊流 25 泥石流形成的三个基本条件是 丰富的松散固体物质 充足的突发性水源 陡峻的瓢形地形 26 河流沉积物的主要沉积场所有 河流的中下游及河流的入海 湖 口 27 岩溶区存在的主要工程地质问题有 地基不均匀沉降和地面塌陷和基坑及洞 室涌水和岩溶渗漏 28 影响岩体工程性质的主要因素 岩石强度和质量 岩体完整性 水的影响 29 一般土按其不同粒组划分为 巨粒土 和含巨粒土 粗粒土 细粒土 30 土的分类标准 GBJ145 90 为土的通用分类 分类中考虑了土颗粒的组成 土的塑性指标以及土的有机质的存在情况三方面的指标 31 我国特殊图的类型 黄土 红粘土 软土 冻土 膨胀土 1 2 3 4 32 工程地质现场原位测试的主要方法有 静力载荷试验 触探试验 剪切试验 和地基土动力特性试验 33 工程地质勘探的主要方式有工程地质钻探 坑探 和物探 三 判断 1 2 3 4 5 6 矿物粉末的颜色称为条痕 7 8 9 10 阶地的级数越大 小 表示形成的年代越早 晚 所处的位置也越高 低 11 12 13 14 15 轴面与岩层面 水平面 的交线称为褶曲的枢纽 轴线 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 河床的变深是由河流的下蚀作用造成的 27 冲刷作用形成洪积物 Qpl 冲积物 Qal由河流的搬运与沉积作用形成 28 当地下水中含有侵蚀性 CO2 即游离 CO2含量大于平衡 CO2含量 时 地下水具有侵蚀性 29 30 31 32 四 选择题 1 5ABDAB 6 10AADCB 11 15 ABCDB 16 20 CDDCA 21 25DCAC 26 30DDBAA 31 35DBABC 36 40BDC 四 读图题 一 1 本区出露的 T J K 地层的岩层属于水平岩层 因为地层 岩层 的分界线与等高线平行 2 本区的地质构造为一近 EW 向的褶皱构造 该褶皱两翼由 Z O 地 层组成 核部由 C 地层组成 由于核部地层较两翼地层新 故可判断为向斜构 造 且该向斜的 E 端上扬 W 端倾伏 3 Z O 地层之间可定为整合接触 因为地层连续且分界线平行 O 与 C 之间为平行不整合接触 因为虽有分界线平行但中间有 S D 地层 缺失 C 与 T 之间为角度不整合接触 因为地层分界线相交且中间还缺失 P 地层 T J K 之间可定为整合接触 因为地层连续且分界线平行 4 本区地质发展史简述 震旦纪 Z 至奥陶纪 O 时期 本区处于相 对稳定的沉积环境 形成了整合接触的一套地层即 Z O 系地层 奥陶纪 O 末期及志留纪 S 至泥盆纪 D 时期 本区地壳有上升运动发生形成 海退 本区抬升出海面而沉积间断并遭受风化剥蚀 因此志留系 S 至泥盆系 D 地层缺失 随后本区又发生海进接受沉积 形成了石炭系 C 地层呈平 行不整合于奥陶系 O 地层之上 石炭纪 C 末期 由于海退作用再次发生 引起第二次沉积间断并造成二 迭系 P 地层缺失 地壳运动变为以水平运动为主并较为强烈 本区受近 SN 向的水平力挤压 形成了轴向近 EW 向的向斜构造 这一时期伴有岩浆活动 产生了 WS 角的花岗岩侵入体 二迭纪 P 末期 本区又一旋回的海进作用发生 至白垩纪 K 或更晚 均处于相对稳定的沉积环境 形成了三迭系 T 侏罗系 J 和白垩系 K 地层覆盖于石炭系 C 地层之上 三迭纪 T 之后的海退 地壳运动以垂直上升运动为主 使本区再次平缓 抬升出海面 保持了三迭系 T 侏罗系 J 和白垩系 K 地层的岩层水 平 尔后由于经受长期的风化剥蚀 在区内东部和西部各形成一个山包 中部 形成一 SN 向的冲沟 二回答要点 一 1 年代从老到新的有 泥盆系 石灰岩 页岩 石英砂岩 石炭系 页岩夹煤层 石灰岩 三叠系 页岩 石灰岩 泥灰岩 白垩系 钙质砂岩 第三系 砂页岩互层 一 2 T1地层与下覆 D 和 C 地层 为角度不整合接触 T3地层与上覆 K 地层 为假整合接触 平行不整合 地层时代不连续 一 3 F2 三叠纪前 石炭纪后 一 4 褶皱 断层 r 侵入体 四 简答题 共 24 分 每题 8 分 1 试说明工程地质学的主要任务与研究方法 主要任务 1 区域稳定性研究与评价 指由内力地质作用引起的 断裂活 动 地震等对工程建设地区稳定性的影响 2 地基稳定性研究与评价 指地基的牢固 坚实性 3 地质环境影响评价 指人类工程活动对地质环境造成的影响工程地质 学的研究对象是复杂的地质体 其研究方法是定性分析与定量分析相结合的综合研究方法 主要有 1 地质分析法 2 力学分析法 3 工程类比法 4 实验法 2 叙述变质作用的类型 答 接触变质作用 侵人岩与围岩接触所发生的变质作用 区域变质作用 广 大范围内 由于温度压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用 混 合岩化的作用 变质岩体与岩浆互相交代而形成新岩石的作用 动力变质作用 地壳运动产生的定向压力使岩石发生的变质作用 3 简述沉积岩的构造类型 层理构造 由于沉积环境的改变 使岩层在颗粒大小 成分 形状 颜色等方 面所表现出的一种成层现象 层面构造 岩层层面上由于水流 风 生物活动 阳光曝晒等作用所留下的痕迹 4 叙述沉积岩的成因 答 常温常压下 地表原有的岩右经物理化学作用形成的物质 经搬运 沉积 成岩等一系列地质作用形成的岩石 5 试比较冲积物和洪积物的异同 残积物与坡积物的异同 残积物 风化后残留在原地的碎屑物 坡积物 雨水 雪水或自重下堆积在平缓的斜坡或坡角处 洪积物 大雨 融雪水搬运大量碎屑物到山前或山坡的低平地带堆积而成 如 洪积扇 华北 西北地区洪积扇发育 上部强度高 压缩性小 可作工业 民 用建筑的良好地基 但孔隙大 透水性强 不易建坝 中 下部一般都是良 好地基 冲积物 河流沉积物 分为河床相 河漫滩相 牛轭湖相 河口三角洲相 6 试述岩层各类接触关系的含义与识别方法 整合接触 地壳持续下降 不同时代地层连续沉积 平行不整合 假整合 地壳经过一定时期有上升 早先形成的地层露出水面 遭受风化 剥蚀 形成高低不平的侵蚀面 然后再下降接受沉积 上下两套地 层大致平行 但其间存在一个侵蚀面 叫不整合面 并缺失一部分地层 角度 斜交 不整合接触 在地壳由下降转为上升的过程中 原来的地层因地 壳剧烈运动而发生褶皱和断裂时 岩层产生不同程度的倾斜 当这套地层露出 水面 经风化剥蚀再接受沉积 整合接触 地壳持续下降或有轻微的上升 但未曾露出水面 始终接受沉积 平行不整合 沉积 上升剥蚀 下降沉积 角度不整合 地壳变形 上升剥蚀 下降沉积 7 识别活断层的标志有哪些 1 地质方面 地表最新沉积物的错断 活断层带物质结构松散 伴有地震现象的活断层 地表出现断层陡坎和地裂缝 2 地貌方面 断崖 活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位 水系 对于走滑型断层 一系列的水系河谷向同一方向同步移错 主干断裂控制主干河道的走向 不良地质现象呈线形密集分布 3 水文地质方面导水性和透水性较强泉水常沿断裂带呈线状分布 植被发育 4 历史资料方面古建筑的错断 地面变形考古地震记载 5 地形变监测方面水准测量 三角测量 8 地下水按埋藏条件可以分为哪几种类型 它们有哪些不同 试简述之 1 按埋藏条件分类的各类地下水特征 1 上层滞水是埋藏在离地表不深 包气带中局部隔水层上的重力水 上 层滞水一般分布不广 季节性存在 雨季出现 干旱季节即告消失 其动态变 化与气候及水文因素的变化密切相关 2 潜水埋藏在地表以下第一个稳定隔水层上具有自由水面的重力水 潜水在 自然界分布极广 埋藏于第四纪松散沉积层的孔隙 坚硬基岩的裂隙及可溶岩 的岩溶溶洞内 3 承压水承压水是充满于两个隔水层间的重力水 又称为自流水 承压水不 具有自由水面 并承受一定的静水压力 具有承压性质 9 场地工程地质条件对震害的影响 1 岩土类型及性质 软土 硬土 土体 基岩 松散沉积物厚度越大 震害越大 土层结构对震害的影响 软弱土层埋藏愈浅 厚度愈大 震害愈大 2 地质构造 离发震断裂越近 震害越大 上盘尤重于下盘 3 地形地貌突出 孤立地形震害较低洼 沟谷平坦地区震害大 4 水文地质条件 地下水埋深越小 震害越大 10 板块构造的基本思想 内容 是什么 10 分 在固体的地球上层 存在比较刚性的岩石圈及其下伏较塑性的软流圈 较 刚性的岩石圈可分为若干大小不同的板块 它们在塑性较强的软流圈上进行大 规模运移 海洋板块不断新生 又不断俯冲 消减到大陆板块之下 板块内部 相对稳定 板块边缘由于相邻板块的相互作用而成为构造活动性强烈的地带 板块之间的相互作用控制了岩石圈表面的各种地质作用过程 同时也决定了全 球岩石圈运动和演化的基本格局 11 识别滑坡的标志有 1 地形地貌方面 滑坡形态特征 阶地 夷平面高程对比 2 地质构造方面 滑体上产生小型褶曲与断裂 滑体结构松散 破碎 3 水文地质方面 结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑体表面出现积水洼地或 湿地 泉的出现 4 植被方面 马刀树 醉汉林 5 滑动面的鉴别 勘探 钻探 变形监测 钻孔测斜仪 12 简述斜坡中应力分布特点 1 斜坡周围主应力迹线发生明显偏转 2 坡脚附近形成最大剪应力增高带 往往产生与坡面或坡底面平行的压致 拉裂面 13 简述斜坡变形破坏的类型及特征 答题要点 1 类型有 崩塌和滑坡 2 特征 发生部位 质点运移方向 有否依附面 运动速度等 14 简述渗透变形的类型及特征 答题要点 1 渗透变形的含义 2 类型有 潜蚀和流土 15 简述泥石流的形成条件 地形条件 地质条件 和气象水文条件 16 什么叫做风化作用 它有哪几种类型 影响风化作用的因素有哪些 风化的 工程意义如何 岩石风化的调查应该注意哪些问题 如何防治岩石的风化 定义 岩石在太阳 水 大气 生物等影响下引起的物理和化学环境变化称为 风化 风化引起岩石这种变化的作用为风化作用 风化作用的类型 A 物理风化 B 化学风化 溶解作用 水化作用 C 生物风化 3 影响风化的因素 A 气候 温度 湿度 雨量等 B 地形 地形起伏与高差等 C 地质 岩石的矿物成分 结构 和构造 17 工程岩体分级的目的和意义是什么 目的和意义 作为地基或围岩的岩体 从工程的实际出发 对其进行分级 并 根据其特性进行试验 得出相应的设计计算指标和参数 是工程建设达到经济 合理和安全的目的 18 如何确定风化程度的大小 工程中按风化程度的大小将岩体分为哪五个带 暴露在地表或近地表的岩石 由于物理的 化学的 生物的或生物化学的 作用的影响 在原地逐渐发生机械破碎和矿物成分改变 丧失原有完整性的过 程 称为风化作用 岩石风化程度强弱的确定 可主要依据以下四个方面 1 岩石中矿物颜色是否变化 2 岩石中矿物成分是否变化 3 岩石的破碎程度怎样 4 岩石的强度是否变化 工程中按风化程度的强弱将岩体划分为五个带 1 未风化 2 微风化 3 弱风化 4 强风化 5 全风化 19 如何利用 V 字型法则判断岩层倾向 断层的倾向是否可以用 V 字型法 则判断 由于地表面一般为起伏不平的曲面 倾斜岩层的地质分界线在地表的露头 也就变成了与等高线相交的曲线 当其穿过沟谷或山脊时 露头线均呈 V 字形态 根据岩层倾向与地面坡向的结合情况 V 字形会有不同的表现 A 相反相同 即 岩层倾向与地面坡向相反 露头线与地形等高 线呈相同方向弯曲 但露头线的弯曲度总比等高线的弯曲度要小 V 字形 露头线的尖端在沟谷处指向上游 在山脊处指向下坡 B 相同相反 即 岩层倾向与地面坡向相同 露头线与地形等高线 呈相反方向弯曲 V 字形露头线的尖端在沟谷处指向下游 在山脊处指向 上坡 C 相同小相同 即 岩层倾向与地面坡向相同 岩层倾角小于地形 坡角 露头线与地形等高线呈相同方向弯曲 但露头线的弯曲度总是大于等高 线的弯曲度 V 字形露头线的尖端在沟谷处指向上游 在山脊处指向下坡 根据以上 V 字形法则 就可以判断岩层的倾向 V 字形法则同样可以用来判断断层面的倾向 但不能判断断层的性质 20 黄土地区的主要的工程地质问题是什么 黄土是一种产生于第四纪地质历史时期干旱条件下的沉积物 以风成沉积 为主 也有其它成因 它的内部物质成分和外部形态特征都不同于同时期的其 它沉积物 黄土地区的主要工程地质问题是由黄土的特殊工程性质 黄土的湿陷性 决定的 在一定压力下受水浸湿 其结构迅速破坏并发生显著附加下沉的现象 称为黄土的湿陷性 大部分黄土 约 70 具有这一性质 对黄土地基湿陷性 的正确评价是这一问题的重要内容 它主要包括三个方面的内容 1 查明黄土 在一定压力下浸水后是否具有湿陷性 2 判别场地的湿陷类型 属于自重湿陷 性还是非自重湿陷性 3 判定湿陷黄土地基的湿陷等级即强弱程度 工程上利用湿陷系数 s来判别黄土的湿陷性 一般当 s 0 015 时定为非 自重湿陷性 s 0 015 时定为自重湿陷性 21 试叙述工程地质勘察报告的基本内容 1 文字部分 1 任务要求及勘探工作情况 2 场地位置 地形地貌 地质构造 不良地质现象 地层成层条件 岩石和 土地物理力学性质及建筑经验 3 场地的稳定性和适宜性 岩石和土的均匀性和容许承载力 地下水的影响 土的最大冻结深度 地震斟本烈度以及由于工程建设可能引起的工程地质问题 等的结论和建议 2 图表部分 1 勘探点的平面布置图 2 综合工程地质图或工程地质分区图 3 工程地质剖面图 4 地质柱状图或工程地质分区图 5 有关测试图表 各种素描图及照片等 五 论述题 一 如何确定沉积岩的相对地质年代 答题要点 岩石 体 相刈地质年代的确定司依据地层层序律生物演化律以及 地质体之间的接触关系三种方法 1 地层层序律 未经构造变动影响的沉积岩原始产状应当是水平的或近似水平的 并且先形成 的岩层在下面 后形成的岩层在上而 2 生物演化律 由于生物是由低级到高级 由简单到复杂不断发展进化的 故可根据岩 层中保存的生物化石来判断岩层的相对新老关系 3 地质体之间的接触关系 根据沉积岩层之间的不檗合接触判断 与不整合面上底砾岩岩性相同的 岩层形成时间较早另外与角度不整合而产状 致的岩层形成时间较晚 如果岩层与岩浆岩为沉积接触 则沉积岩形成较晚 如果岩层与岩浆岩为侵 入接触 则沉积岩形成时间较早 二 影响岩溶发育的因素有哪些 1 影响岩溶发育的因素有 1 碳酸盐岩岩性的影响 方解石含量越高 岩石溶蚀能力越大 反之白云石含量越高 岩石溶蚀能力 越小 酸不溶物含量越高 岩石溶蚀能力越小 2 气候的影响 a 降水的影响 水直接参与岩溶作用 充足的降水是保证岩溶作用强烈进行 的必要条件 水是溶蚀作用的介质与载体 充足的降水保证了水体良好的循环 交替条件 促进岩溶作用的强烈进行 b 气温的影响 气温升高有利于岩溶作用的进行 3 地形地貌的影响 a 平坦地区 地表径流弱 入渗强烈 有利于岩溶作用 b 陡峭地区 地表径流强烈 入渗弱 不利于地下岩溶发育 c 突起地区 地下水位深 包气带厚度大 垂直岩溶发育 d 低洼地区 地下水位浅 汇水地带 岩溶发育强烈 以水平岩溶为主 4 地质构造的影响 a 断裂的影响 沿断裂面岩溶发育强烈 各组破裂面相互交织 延伸进而控制了岩溶发育的形态 规模 速度与空 间分布 各种破裂面相互交织 使地下水混合溶蚀效应明显 促进岩溶发育 b 褶皱的影响 褶皱的不同部位 裂隙发育不均匀 岩溶强度不同 核部比翼部发育 大型褶皱控制了