工程地质钻探野外作业试题及答案

工程地质钻探野外作业试题及答案一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.工程地质钻探中，适用于软土、松散砂层的钻进方法是（）。A.金刚石回转钻进B.螺旋钻进C.冲击钻进D.振动钻进2.岩芯采取率的计算公式为（）。A.（岩芯长度/钻孔深度）×100%B.（岩芯长度/回次进尺）×100%C.（回次进尺/岩芯长度）×100%D.（钻孔深度/岩芯长度）×100%3.钻孔结构设计中，“孔口管”的主要作用是（）。A.防止孔口坍塌B.提高钻进效率C.测量孔深D.固定钻机4.野外钻探作业中，“回次进尺”指的是（）。A.单根钻杆的长度B.两次提钻之间的钻进进尺C.钻孔总深度D.岩芯管的有效长度5.以下哪种情况需要立即停钻处理？（）A.钻进速度突然加快B.岩芯采取率85%C.泥浆比重1.1D.钻机轻微振动6.工程地质钻探中，“岩芯编录”的核心内容是（）。A.记录钻机型号B.描述岩芯的岩性、结构、构造C.测量钻孔方位角D.统计钻进时间7.钻孔弯曲的主要控制指标是（）。A.孔深与孔径比B.顶角和方位角偏差C.岩芯直径D.泥浆粘度8.冲击钻进适用于（）地层。A.淤泥质土B.坚硬基岩C.松散砾石D.粘性土9.野外钻探中，“泥浆护壁”的主要原理是（）。A.增加孔内压力平衡地层压力B.提高岩芯采取率C.降低钻头温度D.减少钻杆磨损10.钻孔终孔后，“封孔”的主要目的是（）。A.防止地表水渗入影响地质体B.便于后续测量C.固定孔口标志D.回收钻具二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分，多选、错选不得分，少选得1分）1.工程地质钻探中，影响钻进方法选择的主要因素包括（）。A.地层岩性B.钻孔深度C.工程目的D.钻机类型2.岩芯采取率偏低的可能原因有（）。A.钻进速度过快B.岩芯管磨损C.地层破碎D.泥浆比重过高3.野外钻探安全作业的基本要求包括（）。A.钻机安装牢固B.作业人员佩戴安全帽C.孔口设置防护栏D.夜间作业无照明4.钻孔结构设计需考虑的参数有（）。A.孔径分级B.套管下入深度C.终孔直径D.钻杆长度5.岩芯编录的主要内容包括（）。A.岩芯编号B.岩性描述C.结构面产状D.钻进时间记录三、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.工程地质钻探的核心目的是通过获取（），分析地层岩性、结构及工程性质。2.岩芯采取率一般要求完整岩层不低于（）%，破碎岩层不低于（）%。3.泥浆的主要成分包括（）、（）和添加剂（如分散剂、增粘剂）。4.钻孔弯曲的主要测量参数是（）和（）。5.钻进过程中，“卡钻”事故的常见原因是（）或（）。6.野外钻探记录需包含（）、（）、岩芯特征及钻进参数等内容。四、简答题（共5题，每题7分，共35分）1.简述岩芯采取率的意义及提高措施。2.钻孔结构设计的主要步骤包括哪些？3.泥浆护壁在钻探中的作用有哪些？需控制哪些关键性能指标？4.野外岩芯编录的具体内容和要求是什么？5.钻孔弯曲的危害及预防措施有哪些？五、应用题（共4题，共50分）1.岩芯采取率计算（10分）某回次钻进中，回次进尺0.8m，取出岩芯后测量岩芯总长度为0.65m（其中完整岩芯0.5m，破碎岩芯0.15m）。计算该回次的岩芯采取率，并判断是否满足《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T872012）中对一般粘性土的要求（≥70%）。2.钻孔弯曲度计算（12分）某钻孔设计为垂直孔（顶角0°），在孔深50m时测量顶角为1.5°，孔深100m时测量顶角为3.0°。计算该钻孔在50100m段的顶角弯曲度（单位：°/m），并判断是否符合《岩土工程勘察规范》（GB500212001）中“垂直孔顶角每100m偏差≤2°”的要求。3.钻进参数优化分析（14分）某工地钻探揭露地层为：03m杂填土，38m淤泥质粉质黏土，815m强风化砂岩，15m以下中风化砂岩。现有XY1型钻机（最大钻深100m，转速0500r/min，钻压015kN），需完成18m深度钻孔。请针对各层地层特点，选择合理的钻进方法、钻头类型及主要钻进参数（转速、钻压、泵量），并说明依据。4.钻探事故处理（14分）钻进至孔深12m时，钻具突然无法提升，且泵压升高、返水减少。现场检查发现孔内无明显塌孔迹象，钻杆未断裂。分析可能的事故类型及原因，并提出处理方案。工程地质钻探野外作业试题答案一、单项选择题1.B（螺旋钻进适用于软土、松散砂层，通过螺旋叶片将土带出孔外）2.B（岩芯采取率=岩芯长度/回次进尺×100%，反映岩芯完整性）3.A（孔口管用于固定孔口、防止坍塌，尤其在松散地层）4.B（回次进尺指两次提钻之间的钻进进尺，是计算采取率的基础）5.A（钻进速度突然加快可能是孔内坍塌或漏失，需停钻检查）6.B（岩芯编录核心是描述岩性、结构、构造，为地质分析提供依据）7.B（钻孔弯曲控制顶角和方位角偏差，影响地质资料准确性）8.C（冲击钻进通过重锤冲击破碎地层，适用于松散砾石、碎石土）9.A（泥浆护壁通过孔内液柱压力平衡地层压力，防止孔壁坍塌）10.A（封孔防止地表水渗入，避免污染或破坏地质体原始状态）二、多项选择题1.ABCD（地层岩性决定钻进方法适用性，钻孔深度影响设备选型，工程目的（如取芯/取样）决定工艺，钻机类型限制方法选择）2.ABC（钻进速度过快导致岩芯破碎，岩芯管磨损无法有效卡取岩芯，地层破碎本身难取芯；泥浆比重过高可能堵塞岩芯管，但非主要原因）3.ABC（夜间作业需照明，D错误）4.ABC（钻孔结构设计包括孔径分级、套管深度、终孔直径；钻杆长度由孔深决定，非设计参数）5.ABC（岩芯编录需编号、描述岩性及结构面，钻进时间记录属钻探日志内容）三、填空题1.岩芯（或岩样）2.90；70（依据JGJ/T872012，完整岩层≥90%，破碎岩层≥70%）3.膨润土；水（泥浆由膨润土、水及添加剂混合而成）4.顶角；方位角（顶角为钻孔与垂线夹角，方位角为钻孔方位与正北夹角）5.孔壁坍塌；岩芯堵塞（卡钻多因孔壁掉块或岩芯未及时取出堵塞岩芯管）6.孔深；回次进尺（钻探记录需连续记录孔深、进尺、岩芯特征等）四、简答题1.意义：岩芯采取率反映岩芯完整性，是评价地层岩性、结构面发育程度及工程性质的关键指标；低采取率可能导致地质信息失真。提高措施：①选择合适的岩芯管（如双管单动岩芯管）；②控制钻进速度（软岩慢、硬岩快）；③优化泥浆性能（防止岩芯冲蚀）；④及时提钻（避免岩芯重复破碎）。2.步骤：①根据工程目的确定终孔直径（如取芯孔一般≥75mm）；②分析地层条件（松散层需下套管）；③确定孔径分级（如开孔Φ130mm，遇松散层下Φ127mm套管，换Φ91mm钻头钻进基岩）；④设计套管下入深度（覆盖易塌地层）；⑤校核终孔深度是否满足要求。3.作用：①护壁（平衡地层压力，防止坍塌）；②携岩（将岩屑带出孔外）；③冷却润滑钻头；④堵漏（填充裂隙，减少漏失）。关键指标：①比重（1.051.20，松散层取高值）；②粘度（1825s，粘度过低携岩差，过高泵压大）；③失水量（≤15mL/30min，防止孔壁泥皮过厚）；④含砂量（≤4%，高含砂量磨损钻具）。4.内容：①岩芯编号（按回次、顺序编号）；②岩性描述（颜色、矿物成分、结构构造）；③结构面记录（节理、裂隙的产状、密度、充填物）；④岩芯采取率计算；⑤特殊现象（如溶蚀、断层）。要求：①及时编录（提钻后立即进行）；②描述准确（使用地质术语）；③记录连续（无遗漏）；④附岩芯牌（标注孔号、回次、孔深）。5.危害：①导致地质资料失真（层位划分错误）；②影响后续测试（如原位测试位置偏差）；③增加钻具磨损（钻杆与孔壁摩擦）；④可能引发卡钻、断钻事故。预防措施：①选择刚性钻具（如使用厚壁钻杆）；②控制钻压（软岩小钻压，硬岩适当加大）；③调整转速（避免高速导致摆动）；④定期测斜（每50m测一次顶角、方位角）；⑤松散层下套管（减少孔壁不稳定引起的偏斜）。五、应用题1.岩芯采取率计算采取率=（岩芯长度/回次进尺）×100%=（0.65/0.8）×100%=81.25%。根据JGJ/T872012，一般粘性土采取率要求≥70%，81.25%满足要求。（10分）2.钻孔弯曲度计算顶角弯曲度=（终孔顶角起始顶角）/（终孔深度起始深度）=（3.0°1.5°）/（100m50m）=1.5°/50m=0.03°/m。规范要求垂直孔顶角每100m偏差≤2°，该段50m偏差1.5°，换算100m偏差3.0°，超过规范要求（需说明换算逻辑）。（12分）3.钻进参数优化分析03m杂填土：松散、含碎石，采用螺旋钻进（或短岩芯管回转钻进）；钻头选用合金刮刀钻头（适应松散层）；参数：低转速（100200r/min）、小钻压（35kN）、大泵量（200300L/min，防止岩屑堵塞）。依据：杂填土松散易塌，需快速通过，避免孔壁失稳。38m淤泥质粉质黏土：软塑流塑，采用双管单动岩芯管回转钻进；钻头选用合金取芯钻头（带内管保护岩芯）；参数：中低转速（150300r/min）、中等钻压（58kN）、中等泵量（150200L/min，防止冲蚀岩芯）。依据：软土易扰动，双管单动可减少岩芯磨损，保持原状结构。815m强风化砂岩：较破碎，采用金刚石单动双管钻进；钻头选用金刚石取芯钻头（适应破碎基岩）；参数：中高转速（300400r/min）、较高钻压（812kN）、小泵量（100150L/min，减少岩芯冲蚀）。依据：强风化岩破碎，金刚石钻头耐磨性好，双管保护岩芯。15m以下中风化砂岩：完整坚硬，采用金刚石双管钻进；钻头选用金刚石孕镶钻头（适应硬岩）；参数：高转速（400500r/min）、高钻压（1015kN）、小泵量（80120L/min，冷却钻头）。依据：硬岩需高转速和钻压提高效率，金刚石钻头适合硬岩