国开形成性考核《工程地质》学习测验试题及答案

国开形成性考核《工程地质》学习测验试题及答案1.摩氏硬度计中硬度等级为3的矿物是（）A.方解石B.萤石C.长石D.石英答案：A解析：摩氏硬度计的10种标准矿物等级依次为：1滑石、2石膏、3方解石、4萤石、5磷灰石、6长石、7石英、8黄玉、9刚玉、10金刚石，因此硬度等级为3的是方解石。2.下列结构类型中，属于沉积岩特有结构的是（）A.变晶结构B.碎屑结构C.斑状结构D.玻璃质结构答案：B解析：变晶结构是变质岩的典型结构；斑状结构、玻璃质结构是岩浆岩的常见结构；碎屑结构是沉积岩通过碎屑物质搬运、沉积、胶结形成的特有结构，其他岩类不具备该结构特征。3.第四纪历史上发生的两大变化是（）A.人类出现、火山活动B.构造作用、冰川作用C.人类出现、冰川作用D.人类出现、构造作用答案：C解析：第四纪是地质年代中最新的一个纪，核心特征包括哺乳动物进化完成、人类出现，同时全球经历了多次大范围的冰川活动，火山活动、构造作用在更早的地质年代也普遍存在，不属于第四纪特有两大变化。4.某断层上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降，该断层属于（）A.正断层B.逆断层C.平移断层D.阶梯状断层答案：B解析：正断层是上盘相对下降、下盘相对上升的断层；逆断层为上盘相对上升、下盘相对下降的断层，多由水平挤压作用形成；平移断层是两盘沿断层面走向发生相对水平位移的断层；阶梯状断层是多组正断层呈阶次排列的组合形态。5.充满两个隔水层之间的重力水是（）A.包气带水B.潜水C.承压水D.上层滞水答案：C解析：上层滞水、包气带水均位于地表以下、第一个隔水层以上的包气带中；潜水是埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水；承压水是埋藏并充满在两个隔水层之间的含水层中的重力水，具有承压性，无自由水面。6.斜坡岩土体在重力作用下沿一定贯通的软弱面向下滑动的现象称为（）A.崩塌B.滑坡C.泥石流D.松动答案：B解析：崩塌是斜坡岩土体突然脱离坡体向下崩落、滚落的现象，无固定滑动面；滑坡是沿贯通软弱面发生的缓慢或快速滑动，有明确滑动面；泥石流是含大量泥沙石块的特殊洪流；松动是斜坡表层岩土体出现裂隙松动的现象，未发生整体位移。7.标准贯入试验适用的土层类型是（）A.碎石土B.砂土、粉土、黏性土C.完整岩石D.破碎岩石答案：B解析：标准贯入试验是将63.5kg的重锤以76cm的落距将标准贯入器打入土层，根据打入30cm的锤击数判定土层性质，适用于砂土、粉土、一般黏性土，碎石土粒径过大无法贯入，完整岩石硬度太高不适用于该方法，破碎岩石多采用动力触探或岩石点荷载试验。1.矿物的条痕色是矿物粉末的颜色，比矿物表面颜色更稳定，可作为矿物鉴定的可靠依据。（）答案：√解析：矿物表面颜色易受风化、杂质包裹等因素影响出现假色，条痕色是矿物磨成粉末后的真实颜色，消除了假色、减弱了他色，稳定性更高，是鉴定矿物的重要指标。2.侵入岩的产状包括岩基、岩株、岩脉、岩床等，喷出岩的产状多为火山锥、熔岩流。（）答案：√解析：侵入岩是岩浆侵入地壳内部冷凝形成的，产状根据侵入深度、形态分为深成侵入产状（岩基、岩株）和浅成侵入产状（岩脉、岩床、岩盘等）；喷出岩是岩浆喷出地表冷凝形成，产状多与火山活动相关，包括火山锥、熔岩流、熔岩被等。3.不整合面上下两套岩层的地质年代是连续的，不存在沉积间断。（）答案：×解析：整合面上下岩层地质年代连续、沉积作用未中断；不整合面是由于地壳抬升导致老地层出露遭受剥蚀，之后地壳下降再沉积新地层形成的构造面，上下岩层地质年代不连续，存在明显的沉积间断。4.潜水的埋藏深度是潜水面到地面的垂直距离，受降水、蒸发、地形等因素影响会发生季节性变化。（）答案：√解析：潜水具有自由水面，埋藏深度为地面到潜水面的垂直距离，雨季降水补给充足时潜水位抬升、埋藏深度变小，旱季蒸发量大、补给少时潜水位下降、埋藏深度变大，同时地形坡度大的区域潜水埋藏深度通常更大。5.地基的沉降量只与建筑物的荷载大小有关，与地基土层的工程地质性质无关。（）答案：×解析：地基沉降量的计算需考虑建筑物附加应力大小、地基土层的压缩模量、土层厚度等多个参数，相同荷载条件下，压缩模量越小的软土地基沉降量越大，压缩模量越大的密实碎石土地基沉降量越小，因此与地基土层的工程地质性质直接相关。6.洞室围岩的应力重分布只与洞室的形状有关，与初始地应力状态无关。（）答案：×解析：洞室开挖前岩体处于初始地应力平衡状态，开挖后原有平衡被打破发生应力重分布，重分布的应力场特征既受洞室形状、尺寸影响，也直接受初始地应力的大小、方向的影响，当初始地应力水平过高时，洞室周边易出现应力集中导致围岩破坏。7.工程地质勘察的初步勘察阶段需要对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价，为建筑总平面布置提供依据。（）答案：√解析：工程地质勘察分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察三个阶段，初步勘察的核心任务就是在可行性研究勘察确定场地适宜性的基础上，对场地内各拟建地段的稳定性、工程地质条件进行评价，为总平面布置、主要建筑物地基基础方案初步确定提供依据。1.简述岩石与矿物的区别与联系。答：①联系：矿物是岩石的基本组成单元，岩石是由一种或多种矿物在地质作用下形成的天然集合体，部分岩石也可由天然玻璃质、胶体或生物遗骸组成，绝大多数岩石的物质组成以矿物为主，矿物的性质直接决定了对应岩石的工程地质特性。②区别：第一，矿物是具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是地壳中元素经过地质作用形成的天然单质或化合物，比如石英、方解石都属于单一矿物，成分和性质稳定；岩石是多种矿物或其他组分的集合体，没有固定的化学成分和物理参数，比如花岗岩由石英、长石、云母三种矿物组成，不同产地的花岗岩矿物占比、强度都存在差异。第二，矿物属于组成岩石的最小物质单元，岩石是矿物的聚合体，工程应用中大多直接利用岩石作为建筑材料或作为工程地基、围岩的研究对象。2.什么是活断层？活断层对工程建设有哪些危害？答：活断层是指目前正在活动，或在最近地质时期（通常指晚更新世10万年以来）有过活动，未来一定时期内可能再次活动的断层，也称为活动断裂。活断层对工程建设的危害主要包括三类：①地震危害：活断层的突发错动是诱发地震的主要原因，强震会导致场地振动、建筑物开裂倒塌，同时还可能引发砂土液化、滑坡、软土震陷等次生地质灾害，对工程安全产生毁灭性影响；②直接错动危害：跨越活断层的建筑物、道路、管线等会随着活断层的缓慢蠕滑或突发错动发生断裂破坏，即使是小位移的蠕滑也会导致混凝土结构、管线出现不可逆的开裂失效；③间接地质灾害危害：活断层周边岩体通常破碎、裂隙发育，稳定性差，易引发滑坡、崩塌等地质灾害，同时活断层带的渗透性强，是地下水的良好通道，会对地下工程、隧道的施工和运营带来突水、围岩失稳的风险。3.简述岩溶发育的基本条件，及岩溶地区工程建设的主要工程地质问题。答：岩溶发育的四个基本条件：①可溶性岩石：是岩溶发育的物质基础，常见的可溶性岩石包括碳酸盐类岩石（石灰岩、白云岩）、硫酸盐类岩石、卤盐类岩石，其中碳酸盐类岩石分布最广，岩溶发育也最普遍；②岩石的透水性：岩石的裂隙、孔隙是地下水流动的通道，透水性越强，地下水越容易进入岩体内部发生溶蚀作用，岩溶发育速度越快；③具有溶蚀性的水：水中含有游离的二氧化碳时会对碳酸盐类岩石产生溶蚀作用，是岩溶发育的动力来源，水的溶蚀性越强岩溶作用越强烈；④水的流动条件：流动的水能够及时将溶蚀产物带走，保持水的溶蚀能力，处于停滞状态的水很快会达到饱和失去溶蚀能力，因此水的交替循环强度越高，岩溶越发育。岩溶地区的主要工程地质问题包括：①地基不均匀沉降：岩溶地区存在溶洞、溶沟、溶槽，地基承载力分布不均，溶洞顶板坍塌会导致地基突然失稳沉降；②渗漏问题：岩溶地区的岩溶通道、地下暗河渗透性极强，水利工程建设易发生严重的库坝渗漏，基坑开挖也易出现突水涌泥问题；③边坡稳定性问题：岩溶发育的斜坡岩体被溶蚀裂隙、溶洞切割，完整性差，易发生崩塌、滑坡灾害；④地下洞室围岩失稳：隧道等地下工程穿越岩溶地段时，易遇到溶洞、暗河，发生突水、突泥、围岩坍塌等事故。某拟建多层住宅项目位于山前冲洪积平原地带，勘察揭露的地层从上到下依次为：①层素填土，厚度1.2~1.8m，松散，承载力特征值fak=80kPa；②层粉质黏土，厚度2.5~3.2m，可塑，fak=160kPa，压缩模量Es=6.5MPa；③层淤泥质土，厚度5.0~7.0m，流塑，fak=65kPa，Es=2.2MPa，灵敏度为7；④层卵石土，厚度3.5~4.8m，中密，fak=350kPa，Es=30MPa；下伏基岩为中风化石灰岩，埋深13~16m，局部揭露有小型溶洞，溶洞充填率100%，充填物为硬塑黏土。项目拟采用条形基础，上部结构传至基础顶面的荷载为220kN/m，基础埋深拟设置为1.5m。请回答以下问题：（1）该项目初步选定基础埋深1.5m是否合理？说明理由。（2）该场地③层淤泥质土是否属于软弱土？若采用天然地基是否满足承载力要求？请列式计算验证（基础宽度按2m计算，地基承载力修正系数ηb=0.3，ηd=1.6，土的加权平均重度取18kN/m³，基础及覆土平均重度取20kN/m³）。（3）若该场地不适合采用天然地基，可选择哪些地基处理方案或基础形式？说明理由。答：（1）初步选定的基础埋深1.5m不合理。理由：基础埋深设置为1.5m时，基础底部位于①层素填土层中，该土层松散状态，均匀性差，承载力仅为80kPa，无法满足条形基础的承载力要求，且素填土压缩性高，会产生过大的不均匀沉降，因此埋深设置不合理，应至少将基础埋置于②层粉质黏土层中，埋深需大于素填土最大厚度1.8m。（2）③层淤泥质土属于软弱土，软弱土指的是强度低、压缩性高、渗透性小的软土、淤泥、淤泥质土等，该层为流塑状态的淤泥质土，承载力仅65kPa，压缩模量仅2.2MPa，灵敏度为7属于高灵敏度土，符合软弱土的特征。若采用天然地基，首先调整基础埋深为2.0m，坐落于②层粉质黏土层顶部，修正后的持力层承载力特征值计算如下：地基承载力修正公式为fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)，其中基础宽度b=2m<3m，因此ηbγ(b-3)项取值为0；持力层fak=160kPa，ηd=1.6，γm=18kN/m³，d=2.0m，代入得fa=160+0+1.6×18×(2.0-0.5)=160+43.2=203.2kPa。基础底面平均压力pk=(Fk+Gk)/b，其中Fk=220kN/m，Gk为每延米基础及覆土自重，Gk=b×d×20=2×2.0×20=80kN/m，代入得pk=(220+80)/2=150kPa<203.2kPa，持力层承载力满足要求。接下来验算下卧层③层淤泥质土的承载力，下卧层顶面埋深为2.0+2.8=4.8m（取②层平均厚度2.8m），下卧层修正后的承载力faz=fak+ηdγm(dz-0.5)，其中淤泥质土ηd取1.0，dz=4.8m，代入得faz=65+1.0×18×(4.8-0.5)=65+77.4=142.4kPa。下卧层顶面自重压力pcz=18×4.8=86.4kPa，持力层顶面自重压力pc=18×2.0=36kPa，附加压力扩散角θ取23°（Es1/Es2=6.5/2.2≈2.95，z/b=2.8/2=1.4>0.5，对应扩散角为23°），下卧层顶面附加压力pz=b(pk-pc)/(b+2ztanθ)=2×(150-36)/(2+2×2.8×tan23°)≈228/4.37≈52.2kPa。下卧层顶面总压力pz+pcz=52.2+86.4=138.6kPa<142.4kPa，下卧层承载力满足要求，但该层为高灵敏度软土，施工扰动后强度会大幅下降，且下伏石灰岩局部有溶洞，存在塌陷风险，同时软弱土层厚度大，经计算总沉降量约为142mm，超出多层住宅允许沉降值120mm，因此采用天然地基不满