2016-2017学年第二学期期末考试《工程地质学基础》大作业

一、名称解释(每小题5分，共10分)1、土的物理性质：研究土是由土粒(固相)、水(液相)和空气(气相)三组成的土的物理性质是三相质量和体积的相互比例关系和固液两相相互作用表现的性质。2、库仑定律：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在这些线上，相同的电荷被排斥，异名的电荷被吸引。二、简单解答(每小题8分，共40分)1、土壤中的矿物主要有多少种？各种矿物有哪些主要特征？a:(1)土中矿物主要为原生矿物、次生矿物、有机质。(2)各类矿物的主要特征： a原生矿物：粒子较粗大，主要存在于卵、砾、砂、粉各粒群中，是构成粗粒土的主要矿物成分。 b次生矿物：可溶性次生矿物：土中水少时结晶会沉淀，土中发挥胶着作用的含水多时会溶解，土的联系会崩溃。 不溶性二次矿物：二次二氧化硅，倍半氧化物和粘土矿物。 c有机质：亲水性强，增加土的可塑性和压缩性，降低强度，不利于工程建筑。2、土的粒度成分和矿物成分有什么关系？答：粗粒子土是岩石物理分化的原岩屑，多为物理化学性质比较稳定的原矿物颗粒，主要是化学风化作用形成的二次矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，二次矿物的成分、性质和水的作用复杂，细粒土是具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质有很大影响3、为什么结合水对细粒土的性质影响最大？a :结合膜具有抗剪性，使细粒土具有一定凝聚力的水膜与固体粒子之间的静电压力相结合，使细粒土的排水变得困难，土的渗透性降低。4、土的结构是什么？ 土的结构连接有什么形状？a:(1)土的结构：指土粒机组大小、形状、相互排列及其连接关系等因素形成的综合特征。(2)土的结构连接形式为单粒结构、蜂窝结构、棉状结构。5、结合水、毛管水是怎么连接土粒的？a :结合水的连接是通过结合水膜连接相互邻接的土粒子，是细粒土特有的连接类型，连接力的强弱取决于结合水膜的厚度。 饱和土在压迫和蒸发作用下含水量降低时，土粒周围的结合膜变薄，土粒间隔缩小，通过共同结合膜的水泥结合逐渐增强，结合力也相应增大。 土壤含水量越低，连接力越大。 毛管水连接细砂粒和粉粒的一部分通过毛细管力相互连接。 这是暂时的联结，土饱和或干燥时就没有联结。三、论说问题(每小题10分，共50分)1 .简述水对坡面稳定性的影响。答：水对坡面稳定性的影响包括地下水和地表水两个方面(1)地下水对坡面稳定性的影响：a、地下水的物理化学作用a .土坡和岩坡的软弱面因浸水而崩溃、软化、泥化，降低剪切强度。b .地下水在岩体和土体中流动时，岩体和土体发生机械、化学侵蚀，降低斜面岩体和土体的强度。b、水压的影响a .滑体不透水性由不透水岩层构成的岩质斜面和土坡、滑体和滑床不透水，滑面相对透水，斜面受到静水压力的作用。 作用于后缘撕裂面的静水压力增大了下降力。 对斜面施加朝向临空面的侧向推力。 作用于滑动面的静水压力(上浮力)减少了滑动面的有效压力，降低了滑动体的滑动阻力。b .动水压力(滑体透水)由透水岩层构成的斜面在地下水渗透时，由于具有一定的水头和水力坡度，斜面产生动水压力，其方向与渗透方向一致(朝向临空面)，动水压力增大了沿渗透方向的下降力。c .浮力由透水岩层构成的斜面在地下水潜水面以下的斜面体上受到浮力的作用，浮力减少了滑面上的有效压力，降低了滑体的滑动阻力。(2)地表水对坡面稳定性的影响：a、河流、泥石流对岸坡面的冲刷、侵蚀作用。b、水库、湖泊和海水对岸坡面的磨削作用。如何用有效的应力原理说明饱和土的压缩过程？答：饱和土体在一定载荷下的渗透压缩过程为渗透固结。 作用于土的载荷由孔隙中的孔隙水压和粒子间接触的力承担，孔隙水压不能引起土体的压缩变形，只有粒子间接触力能引起土体的压缩变形，称为有效应力。 随着孔隙水的排放，孔隙水的压力逐渐变成有效应力，引起土体的压缩变形。3 .简述层次总和法的假设条件a:(1)地基土是均匀各向同性的半无限空间弹性体。 由于建筑物的负荷，应该和土中的应力成直线关系。 由此，可以应用弹性理论法计算地基中的附加应力。(2)基础沉降量根据在基础中心点土柱受到的附加应力zs计算。 实际上，各点的附加应力不同，在计算基础倾斜时，使用各自的附加应力进行计算。(3)地基土层承受载荷，只产生垂直方向的压缩变形，侧方不膨胀，即在侧限条件下变形。 由此，可以应用侧限压缩试验的指标。(4)一般认为地基沉降量等于基础底面下某一深度(即受压层)范围内各土层的压缩量总和。 理论上必须计算到无限深度，但由于附加应力随深度而减小，因此超过某一深度后的土层沉降量小到不可忽视的程度。 但是，受压层下有软土层时，必须将其沉降量计算到软土层的底部。4 .简述层次总和法与规范推荐法的异同。答：规范计算公式是层次总和法单向压缩的修正公式。 这也采用了极限条件E-P曲线的压缩指标，利用低平均附加应力系数a的新参数，规定了地基变形计算深度z，提出了沉降计算经验系数k，使计算结果接近实测值。5、工业和民用建筑工程地质勘察一般分为哪几个阶段？各阶段的主要任务是什么答： 1、工业和民用建筑工程地质调查一般分为以下几个阶段： (1)可行性研究调查阶段；(2)初步调查阶段；(3)详细调查阶段；(4)施工调查阶段。 一般情况至少有初步调查和详细调查两个阶段。2、各阶段的主要任务如下：(一)可行性研究调查阶段：与初步调查可能成为建筑工地的主要地质条件的其他专家合作选定场所。(2)初步调查阶段：通过调查，评价建筑工地稳定性，提供建筑总平面布局、主要建筑物基础方案确定、不良地质现象防治可靠的工程地质资料(3)详细调查阶段：为主要建筑物的地基和基础设计、地