工程地质与水文H试卷答案

1、职 业 技 术 学 院 考 试 卷 （ H卷）课程名称工程地质与桥涵水文考 试 学 期适用专业考试形式考试时间长度一、名词解释（每小题3 分，共 12 分 ）1. 倾斜构造：原来呈水平状态的岩层，经构造变动，成为与水平面成一定角度的倾斜岩层时，称为倾斜构造。2. 地貌：是指在各种地质营力作用下形成的地球表面各种形态外貌的总称。3. 径流系数：即径流深度与降水量之比或净雨量h 与毛雨量X之比。4. 平均水深：过水断面面积A和水面宽B 的比值，单位为m。二、填空题（每空1 分，共 10 分 ）1 . 按高程和起伏状况，大陆表面可分为山地、丘陵、平原、高原和盆地等地貌形态。2 .第四纪分为更新世和全

2、新世，更新世分为三个世。3 .常见地质构造有水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造、隆起和拗陷等。4 .岩石根据成因可分为三大类即岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩。5 .水文现象的共同特点具有随机性、周期性、地区性。三、选择题（每小题1 分，共 8 分 ）1. 恐龙所处年代是（B ） 。A、太古代B、中生代C、元古代D、新生代2. 构造运动按其发生的地质历史时期、特点和研究方法，分为以下两类（A 、 B ） 。A、古构造运动B、新构造运动C、水平运动8、 升降运动3. 岩浆岩常见的构造有（A 、 B ）A、块状构造B、气孔状构造C、层理构造D、片理构造4. 根据岩石中矿物的结晶程度，

3、岩浆岩的结构可分为（A 、 B ） 。A、全晶质结构；B、非晶质结构；C、变晶结构；D 、碎屑结构5. 过水断面面积与湿周之比称为（B ） 。A、湿周B、水力半径C、平均水深D、河床比降6. 桥位调查主要包括以下方面的内容（A、 B、 C ） 。A、桥位测量B、水文调查C、工程地质调查D、公路功能、等级7. 从水文站观测资料、洪水调查和文献考证所得来的资料，必须满足以下要求（A 、 B、 C、D） 。A、资料的一致性B、资料的代表性C、资料的的可靠性D、资料的独立性8. 桥涵水文的研究方法有三类（A 、 B、 C） 。A、理统计法B、成因分析法C、地理综合法D、矿物分析法四、问答题（每小题15

4、 分，共 30 分 ）1. 叙述公路桥涵布置的一般原则及规定。答：(1) 公路桥涵应根据所在公路作用、性质和将来发展的需要，按照安全、适用、美观和 有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。(2) . 桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。特大桥、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。桥位不宜选择在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流木阻塞的河段以及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段。(3) 当桥址处有二个及二个以上的稳定河槽，或滩地流量占设

5、计流量比例较大，且水流不易引入同一座桥时，可在各河槽、滩地、河汊上分别设桥，不宜用长大导流堤强行集中水流。平坦、草原、漫流地区，可按分片泄洪布置桥涵。天然河道不宜改移或裁弯取直。(4) 桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁，其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。当斜交不能避免时，交角不宜大于50； 当交角大于50时，宜增加通航孔净宽。(5) 桥涵水文、水力的计算应符合公路工程地质勘察规范( JTJ 064 )和公路工程水文勘测设计规范( JTJ C30 )的规定。(6) 通航海轮桥梁的桥孔布置及净高应满足通航海轮桥梁通航标准( JTJ311 ) 的规定。通航内河

6、桥梁的桥孔布置及净高应满足内河通航标准( GB50139)的规定，并应充分考虑河床演变和不同通航水位航迹线的变化。(7) 为保证桥位附近水流顺畅，河槽、河岸不发生严重变形，必要时可在桥梁上、下游修建调治构造物。调治构造物的形式及其布置应根据河流性质、地形、地质、河滩水流情况以及通航要求、桥头引道、水利设施等因素综合考虑确定。非淹没调治构造物的顶面，应高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.25m，必要时尚应考虑壅水高、波浪爬高、斜水流局部冲高、 河床淤积等影响。允许淹没的调治构造物的顶面应高出常水位。单边河滩流量不超过总流量的15%或双边河滩流量不超过25%时，可不设导流堤。(8) 公路桥涵的设计洪

7、水频率应符合规定。二级公路上的特大桥及三、四级公路上的大桥，在水势猛急、河床易于冲刷的情况下，可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合公路工程技术标准( JTG B01)路基设计洪水频率的规定。三、四级公路，在交通容许有限度的中断时，可修建漫水桥和过水路面。漫水桥和过水路面的设计洪水频率，应根据容许阻断交通的时间长短和对上下游农田、城镇、 村庄的影响以及泥沙淤塞桥孔、上游河床的淤高等因素确定。2. 叙述喀斯特形成的基本条件和影响因素。喀斯特形成的基本条件主要有：有可溶性岩石；可溶性岩石具有透水性；存在具有一定溶解能力的水；水在可溶性岩石中是不断流动的。这

8、 4 个基本条件中，可溶性岩石是形成喀斯特的内因，有溶蚀能力的水是喀斯特发育的外因。调查资料表明，喀斯特发育的程度和特点，不仅受上述四个条件的制约，还受以下因素的影响。（ 一 ）可溶性岩石的溶解度，主要取决于岩石中可溶性矿物的含量。自然界的可溶性岩石有碳酸盐类岩石，硫酸盐类岩石，卤化物类岩石三类。其中碳酸盐类岩石的溶解度最小，盐岩类的溶解度最大。但碳酸盐类岩石分布最广，在漫长的地质年代中，所形成的溶蚀现象能够保存下来。因而，一般所谓喀斯特，大都是指在碳酸盐类岩石中已形成的各种地质地貌现象。就碳酸盐类岩石而言，质纯、 层厚式含有石膏等溶解度大的矿物成分时，岩石的溶解度大，喀斯特易发育。而层薄，含

9、泥质、有机质、硅质、白云质等难溶或不溶成分时，岩石的溶解度将不同程度地降低，不易发育喀斯特。喀斯特的发育，除与岩石的成分有关外，还与岩石的结构有关。（ 二 ） 地质构造对喀斯特发育的影响可溶性岩石的透水性，主要取决于岩层中裂隙与断层的发育情况。具溶蚀能力的水，首先沿裂隙进入岩石内部，在不断进行溶蚀循环的情况下，裂隙逐步扩大。裂隙越发育，水循环条件越好，溶蚀条件也越好。因而裂隙密集带和未胶结的断层破碎带都是喀斯特发育的有利部位。（ 三 ）碳酸盐类岩石在纯水中的溶解度仅为11.5mg，但自然界的水往往含有某些化学成分和气体。其中对水的溶蚀能力影响最大的是侵蚀性CO2的含量。地下水中的CO2主要来源

10、于大气降水。在一般情况下，地下水中侵蚀性CO2的含量随着深度的增加而减少，亦即水的溶蚀能力随着深度的增加而逐渐减弱。此外，当水中含有Cl 、 SO42 时，碳酸盐类的溶解度亦会增加。（四 ） 地下水的径流条件对喀斯特发育的影响在可溶性岩石中，只有当地下水的补给和排泄条件通畅，能不断地将溶解物质带走，同时又有具侵蚀性的水不断补充时，才能发育喀斯特。相反， 如果地下水流动缓慢或处于静止状态，则喀斯特发育迟缓或处于停滞发育阶段。地下水的流动性主要决定于岩石的透水程度和地下的排泄条件。山区及河谷地带的上述条件较丘陵、平原地区为好，因而喀斯特易于发育。地下深处由于裂隙少，上述条件差，所五、计算题（每题2

11、0 分，共 40 分）3. 某工程座落在辉长岩体上，在岸坡有一顺坡向倾斜的断层，其倾角 32°，断层面以上坡高h=15m，断层带中夹泥层有关力学性质指标如表所列。试用计算方法论证：（1） 边坡在天然情况下和饱和情况下的稳定性（ 不计水压力） 。 （2） 考虑地震作用和其他地质条件改变等因素，取用安全系数为1.25 ，岩石处于饱和状态时，边坡的极限稳定高度是多少（不计水压力 ）?力学性质岩石状态夹泥层内聚力C（kPa）夹泥层内摩擦角（度 ）辉长岩容重r（kN/m 3）天然状态24.53526.46饱和状态9.82529.11解： （ 1 ）边坡在天然情况下：t 4cK t h·

12、; sin2 t 354× 24.5K 1.12 0.27=1.39 1, 稳定t 3226.46× 15× sin2 × 322)饱和情况下：t 4cK t h· sin2 t 254× 9.8K 0.746 0.10=0.846 1, 不稳定性t 3229.11× 15× sin2 × 323)饱和情况下：t 4cK t h· sin2 t 254× 9.81.25 t 3229.11× h× sin2 × 32h=2.97(m)94. 某水文站有22

13、 年不连续的年最大流量资料，见表1 第 3 栏。试绘制该站的经验频率曲线，并目估延长，推求洪水频率为0.2%、 1%、 2%的流量。5. 把历年的最大流量资料按从大到小的顺序排列，如表 1 第 5 栏。 采用数学期望公式计算各项流量的经验频率P ，列入表1 第 6 栏。然后按表中经验频率和流量值，在海森机率格纸上绘出经验频率点，如图 1 中的圆点。再依点群的趋势描绘成一条圆滑的曲线，如图1 所示。因经验频率曲线上最小的频率为4%，而题目中要求小频率的流量，只有将曲线按点群趋势向上延长，如图1 中的虚线所示。在图中可直接读出所求洪水频率的流量：Q2%=3180（ m3/s）Q1%=3420（ m

14、3/s）Q0.2%=3900（ m3/s）表1顺 序 号按年份顺序排列按流量大小排列经验频率P m 100% n1Ki(Ki 1)2(Ki 1)3年份流量(m3/s)年份流量(m3/s)123456789119642000199129504.31.7350.5400.397219652100198526008.71.5290.2800.1483197123801974250013.01.4710.2220.1044197221701971238017.41.4000.1600.0645197317001982225021.71.3240.1050.0346197425001972217026.

15、11.2760.0760.021719776001965210030.41.2350.0550.0138197810801964200034.81.1760.0310.0059198222501986190039.11.1180.0140.00210198311001994185043.51.0880.0080.00111198414801973170047.81.0000.0000.00012198526001987165052.20.9710.0010.00013198619001995153056.50.9000.010-0.00114198716501984148060.90.8710.017-0.00215198813001990136065.20.8000.040-0.00816198910001998130069.60.7650.055-0.0131719901