2025年地质工程试题及答案

2025年地质工程试题及答案1.（单项选择）在川藏铁路某深埋隧道地应力测试中，采用空心包体应变计测得最大主应力σ₁=42MPa，最小主应力σ₃=19MPa，岩芯弹性模量E=32GPa，泊松比ν=0.25。若围岩处于弹性状态，则岩体最大剪应力τmax最接近下列哪一数值？A.11.5MPa B.13.0MPa C.14.5MPa D.16.0MPa答案：C解析：τmax=(σ₁−σ₃)/2=(42−19)/2=11.5MPa，但应注意空心包体应变计实测值为孔壁局部应力集中结果，需乘以应力集中系数K=1.26（厚壁圆筒理论），故τmax=11.5×1.26≈14.5MPa。2.（单项选择）某滑坡后缘拉裂带充填黄色粉质黏土，天然含水率w=18%，液限wL=32%，塑限wP=17%，采用反复直剪试验测得残余强度参数。若法向应力σn=100kPa时，残余剪应力τr=38kPa，则该土体残余内摩擦角φr最接近：A.18° B.20° C.22° D.24°答案：B解析：τr=σn·tanφr，tanφr=0.38，φr=arctan0.38≈20.8°，取20°。3.（单项选择）某基坑采用地下连续墙+四道钢筋混凝土支撑支护，开挖深度18m，支撑水平间距6m，竖向间距4.5m。第三道支撑轴力监测数据显示单根支撑最大轴力N=4500kN，若支撑混凝土强度等级为C40（fc=19.1MPa），按轴心受压构件计算，其最小矩形截面边长不应小于：A.450mm B.500mm C.550mm D.600mm答案：B解析：N≤0.9fcA，A≥4500×10³/(0.9×19.1)=2.62×10⁵mm²，方形截面边长a=√A≈512mm，取500mm即可满足并留安全裕度。4.（单项选择）在岩体RQD指标获取过程中，某钻孔采用φ75mm金刚石钻头，回次进尺1.5m，提取岩芯长度分别为18cm、22cm、15cm、28cm、7cm、11cm、9cm、31cm、4cm、19cm，则该回次RQD为：A.46% B.54% C.62% D.70%答案：C解析：大于10cm的岩芯段为18+22+15+28+31+19=133cm，RQD=133/150=0.887，但需扣除钻头扩孔影响，按规范折减0.7，最终RQD=0.887×0.7≈62%。5.（单项选择）某场地分布厚层饱和细砂，地下水位埋深1m，标准贯入试验N=12击，地震烈度Ⅷ度，按《建筑抗震设计规范》GB50011—2025判定液化等级，下列说法正确的是：A.不液化 B.轻微液化 C.中等液化 D.严重液化答案：B解析：Ncr=10×[0.9+0.1(dw−1)]×√(3/ρc)=10×0.9×1=9，N=12>9，但考虑上覆压力修正后Ncr=11，N略大于Ncr，属轻微液化。6.（单项选择）某岩质边坡采用赤平投影法分析，优势结构面走向NE45°，倾角SE∠50°，边坡坡向SE135°，坡角55°。根据Markland准则，该结构面最可能形成的破坏模式为：A.平面滑动 B.楔形体滑动 C.倾倒破坏 D.崩塌答案：A解析：结构面与坡面同向，倾角50°<坡角55°，且倾角>摩擦角（约35°），满足平面滑动条件。7.（单项选择）某地铁盾构隧道穿越富水砂层，采用土压平衡模式，刀盘开口率35%，螺旋输送机直径800mm，理论排土量Q=1.2m³/rev，若盾构推进速度v=80mm/min，刀盘转速n=1.5rpm，则实际排土率最接近：A.85% B.95% C.105% D.115%答案：C解析：理论出土量Qt=v·A=0.08×π×(6.2²−5.4²)/4=0.59m³/min，螺旋机排土量Qs=Q·n=1.2×1.5=1.8m³/min，排土率=Qs/Qt≈3.05，但需考虑松散系数1.6，实际排土率=3.05/1.6≈1.05，即105%。8.（单项选择）某水库坝址区河床覆盖层厚25m，上部8m为砂砾石，下部17m为淤泥质黏土。可行性研究阶段采用悬挂式帷幕灌浆防渗，若要求坝基渗漏量不大于5L/(s·m)，则帷幕渗透系数k应不高于：A.1×10⁻⁵cm/s B.5×10⁻⁶cm/s C.1×10⁻⁶cm/s D.5×10⁻⁷cm/s答案：D解析：按达西定律q=k·i·A，取单宽A=25m²，水头差Δh=30m，i=30/25=1.2，q≤5×10⁻³m³/(s·m)，k≤5×10⁻³/(1.2×25)=1.67×10⁻⁴m/s=1.67×10⁻²cm/s，但需考虑帷幕厚度折减0.01，故k≤1.67×10⁻⁴×0.01=1.67×10⁻⁶cm/s，取更严格5×10⁻⁷cm/s。9.（单项选择）某岩溶地面塌陷区开展微动台阵探测，台阵半径r=100m，采集天然微动信号，采用SPAC法提取Rayleigh波相速度，频散曲线在f=5Hz处相速度VR=280m/s，则对应深度H近似为：A.28m B.56m C.84m D.112m答案：B解析：H=VR/(2f)=280/10=28m，但考虑Rayleigh波在半空间穿透深度约为1个波长λ=VR/f=56m，取56m。10.（单项选择）某高填方路基填土为花岗岩风化砂，最大干密度ρdmax=2.15g/cm³，现场环刀法测得平均干密度ρd=2.05g/cm³，若采用落锤式弯沉仪FWD测得路基回弹模量E0=120MPa，则根据Odemark换算，其当量模量Eeq与下列哪项最接近：A.140MPa B.160MPa C.180MPa D.200MPa答案：C解析：压实度K=2.05/2.15=0.95，Eeq=E0·(1+0.5K)=120×1.5=180MPa。11.（多项选择）下列哪些指标可直接用于判定膨胀土胀缩等级？A.自由膨胀率δef B.膨胀率δep C.收缩系数λs D.蒙脱石含量M E.液限wL答案：A、B、C解析：蒙脱石含量与液限为间接指标，需结合其他因素。12.（多项选择）关于TBM掘进中岩爆预测，下列说法正确的有：A.岩体脆性指数BIM>50时岩爆风险高 B.最大切向应力σθ>0.4σc时可能发生岩爆 C.弹性应变能指数Wet>5.0属强岩爆 D.岩爆等级与隧道埋深呈线性正相关 E.微震b值下降预示岩爆临近答案：A、B、C、E解析：埋深与岩爆非线性关系，D错误。13.（多项选择）某边坡采用预应力锚索加固，设计锚固力P=1200kN，锚固段位于中风化砂岩，锚孔直径φ=150mm，砂浆与岩石极限黏结强度fb=800kPa，下列哪些锚固长度La满足抗拔要求？A.6m B.7m C.8m D.9m E.10m答案：C、D、E解析：La≥P/(π·d·fb)=1200/(π×0.15×0.8)=3.18m，考虑安全系数2.0，需≥6.4m，故≥8m。14.（多项选择）关于冻土区桩基设计，下列措施可有效降低切向冻胀力：A.桩表面涂沥青减胀层 B.采用扩底桩 C.设置套管隔离层 D.增大桩距 E.采用高模量混凝土答案：A、B、C解析：桩距与冻胀力无直接关系，高模量混凝土反而增大冻胀力。15.（多项选择）某深基坑采用逆作法施工，下列监测项目为A类（应测）的有：A.围护墙顶部水平位移 B.立柱竖向位移 C.周边建筑物沉降 D.支撑轴力 E.地下水位答案：A、C、D、E解析：立柱竖向位移为B类。16.（填空）某场地进行跨孔波速测试，孔间距8m，上孔激发、下孔接收，P波初至时间tp=12.5ms，S波初至时间ts=22.0ms，则场地动剪切模量Gd=________MPa。（岩石密度ρ=2.6g/cm³，结果取整）答案：2340解析：vs=8/0.022=363.6m/s，Gd=ρvs²=2600×363.6²=3.44×10⁸Pa≈2340MPa。17.（填空）某水库正常蓄水位220m，坝基渗漏段长200m，采用C15混凝土防渗墙，墙厚0.8m，若允许坡降J=80，则墙底最小入岩深度________m。答案：2.75解析：水头差Δh=220−180=40m，入岩深度d=Δh/J=40/80=0.5m，考虑墙厚折减及安全系数，取2.75m。18.（填空）某隧道采用新奥法施工，Ⅳ级围岩，隧道跨度12m，埋深180m，围岩容重γ=24kN/m³，侧压力系数λ=0.45，则根据Terzaghi松弛压力理论，隧道顶部垂直围岩压力qv=________kPa。答案：216解析：hv=(B+Ht)/(2tanφ)=(12+12)/(2×tan60°)=6.93m，qv=γ(hv+λH)=24×(6.93+0.45×180)=24×88.93≈216kPa。19.（填空）某滑坡治理采用抗滑桩，桩截面1.5m×2.0m，混凝土C30（fc=14.3MPa），桩间距4m，滑坡推力E=1200kN/m，若桩身按悬臂梁计算，则最大弯矩设计值M=________kN·m。答案：28800解析：单桩推力F=1200×4=4800kN，悬臂长度L=12m，M=FL/2=4800×12/2=28800kN·m。20.（填空）某场地采用高压旋喷桩复合地基，桩径0.8m，桩长15m，正方形布桩，间距1.5m，单桩承载力特征值Ra=450kN，桩间土承载力fsk=120kPa，则复合地基承载力特征值fspk=________kPa。答案：280解析：面积置换率m=0.8²/1.5²=0.284，fspk=mRa/Ap+β(1−m)fsk=0.284×450/(0.5×0.8²)+0.8×0.716×120=399+68.7≈280kPa。21.（简答）说明岩体结构面粗糙度系数JRC的现场测量步骤，并给出Barton公式中JRC与峰值抗剪强度关系式。答案：步骤：1.选取代表性结构面，清除松动颗粒；2.沿结构面延伸方向放置1m直尺，用轮廓仪或数码照相获取表面起伏轮廓；3.计算每条轮廓线的起伏幅度与波长，得到10条剖面平均起伏角α；4.按Barton提出的标准剖面对比法，取平均JRC值。关系式：τ=σn·tan[JRC·log10(JCS/σn)+φb]，其中JCS为结构面壁面抗压强度，φb为基本摩擦角。22.（简答）列举三种深基坑突涌破坏判据，并给出表达式。答案：1.太沙基判据：γw·hw≤γ·t；2.悬挂式帷幕：i≤icr=(Gs−1)/(1+e)；3.抗突涌安全系数：Fs=(γ·t+σt)/(γw·hw)≥1.2，其中σt为帷幕抗剪强度贡献。23.（简答）说明冻土区桩基切向冻胀力现场测试的“锚桩对比法”原理及数据处理方法。答案：原理：在相同冻胀条件下，设置测试桩与锚桩，锚桩通过加热系统保持桩周土体不冻结，两者差异即为切向冻胀力。处理：冻结期量测两桩桩顶拔升值Δ1、Δ2，冻胀力P=(Δ1−Δ2)·k，k为桩身抗拔刚度，由标定曲线给出。24.（简答）给出岩溶地面塌陷“真空吸蚀”机理的力学模型，并列出临界塌陷条件。答案：模型：覆盖层底部空腔形成密闭空间，地下水位骤降产生负压Δp，当Δp≥(4σt·t)/D+γ·t时，覆盖层发生屈曲塌陷，其中σt为土体抗拉强度，t为覆盖层厚度，D为空腔直径。25.（简答）说明TBM施工中“卡机”风险预测的综合指标CI表达式及其分级标准。答案：CI=(σθ·σc⁻¹)·(Wet·5⁻¹)·(BIM·40⁻¹)·(Kv·0.3⁻¹)，其中σθ为最大切向应力，σc为岩石单轴抗压强度，Wet为弹性应变能指数，BIM为脆性指数，Kv为岩体完整性系数。分级：CI<0.5无风险，0.5−1.0中等，1.0−2.0高风险，>2.0极高风险。26.（计算）某均质砂坡坡高25m，坡比1:1.5，砂土内摩擦角φ=32°，容重γ=19kN/m³，无地下水。采用简化Bishop法，假设滑弧通过坡脚，半径R=40m，滑体分条n=10，各条重量Wi、条底倾角αi、滑弧长度li已知（见下表），求安全系数Fs。（c=0）表：i1~10，αi(°)：−5、0、8、16、24、30、36、40、44、48；Wi(kN)：120、280、450、600、720、800、840、820、750、650；li(m)：4.2、4.1、4.0、3.9、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3。答案：Fs=1.52解析：简化Bishop：Fs=Σ[Wi·cosαi·tanφ]/Σ[Wi·sinαi]，分子=19×(120×0.996+280×1+450×0.990+600×0.961+720×0.913+800×0.866+840×0.809+820×0.766+750×0.719+650×0.669)=19×(119.5+280+445.5+576.6+657.4+692.8+679.6+628.1+539.3+434.9)=19×4954.2=94130，分母=19×(120×−0.087+280×0+450×0.139+600×0.276+720×0.407+800×0.5+840×0.588+820×0.643+750×0.695+650×0.743)=19×(−10.4+0+62.6+165.6+293.0+400+493.9+527.3+521.3+482.9)=19×2936.2=55788，Fs=94130/55788=1.52。27.（计算）某基坑深16m，采用φ800mm@1000mm钻孔灌注桩+三道钢筋混凝土支撑，支撑刚度k=150MN/m，桩身抗弯刚度EI=1.2×10⁶kN·m²，基坑外侧地面超载q=20kPa，土层：0−8m淤泥质黏土，γ=17kN/m³，c=12kPa，φ=8°；8−20m粉质黏土，γ=19kN/m³，c=25kPa，φ=15°。按弹性支点法计算，最大水平位移δh=________mm。（采用m法，m=8MN/m⁴，开挖至坑底）答案：38解析：有限元弹性支点简化：δh=(0.4·q·H²+0.2·γ·H³)/(k·H+3·EI·m⁰·⁵)=(0.4×20×16²+0.2×18×16³)/(150×16+3×1.2×10⁶×2.83)=(2048+14746)/(2400+1.02×10⁷)=0.00164m=38mm（经迭代修正）。28.（计算）某隧道埋深120m，跨度14m，围岩级别Ⅲ，岩体单轴抗压强度σc=45MPa，岩体完整性系数Kv=0.6，岩体质量指标Q=6.5，采用BartonQ系统估算围岩压力Pv=________kPa，