工程地质习题(有答案)

1.问答题

1. 沉积岩的主要构造类型是什么？

2. 简述地下水引起的地基沉降、流砂的成因及其对工程的影响和防治措施。

3. 什么是潜水的等水位线图？如何根据等水位线确定水流方向和水力梯度？

4.选择洞轴线位置时应考虑哪些因素？

5. 什么是泥石流？其形成条件有哪些？

6. 简述地下水引起的潜蚀、基坑突涌的成因及其对工程的影响和防治措施。

7. 试述褶皱区可能存在的工程地质问题。

8. 工程地质学的具体任务和研究方法是什么？

2.填空题

1. 按照渗透水流所引起的局部破坏特征，渗透变形可分为管涌和流土两种。

2. 一般说来，比较而言，粘性土的透水性比砂土_ 差____；砂土地基的承载力比碎石土___小____；淤泥或淤泥质土赋存地下水的能力比粉土___强______；碎屑岩中，钙质胶结的岩石强度比硅质胶结的岩石___小______。

3. 膨胀土最显著的特性是吸土膨胀、失水收缩；红粘土的含水量自地表向下随深度而增加；冻土主要具有冻胀性而破坏岩土及工程结构。

4. 石灰岩地区、砂土地区、膨胀土地区、黄土地区、淤泥分布区的主要工程地质问题分别是岩溶与土洞问题；渗漏问题；胀缩性问题；湿陷性问题；地基压缩变形大问题。

5. 相对年代法可分为地层层序律、生物层序律、切割律三种方法。

6. 关于岩土工程勘察阶段一般划分为选址勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段。

7. 某矿物呈板状，黑色，珍珠光泽，一组极完全解理，硬度 2.5-3，该矿物可定名为黑云母。

8. 泥炭及淤泥质土是由物理风化地质作用形成的。

9. 对石英、长石、方解石、石膏四种矿物比较而言，在同一地质环境下，石英矿物稳定性（抗风化能力）最好。

10.在岩石风化作用中，水中的二氧化碳夺取矿物中的金属离子形成溶于水的碳酸盐并随迁移的作用称为碳酸化作用。

11. 岩体的变形和破坏主要发生在解理成裂隙。

12. 岩体的破坏方式有剪性破坏和张性破坏两种。

13.岩浆岩的产状包括深成岩产出状和浅成侵入岩产状等。

14. 在一定条件下被水浸湿之后发生沉陷，这是黄土地区主要的工程地质问题。

15. 岩石由矿物组成，组成白云岩的主要矿物是白云石，其化学成分是钙、镁、硅。

16. 确定淤泥的抗剪强度宜采用十字板剪切试验

1、答：沉积岩的构造是指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。主要有以下类型： 1）层理构造：岩石各组成部分在颜色、矿物成分、碎屑颗粒大小等方面的差异变化所形成的成层性，又可分为平行层理、交错层理等；

2）递变层理：同一层内碎屑颗粒逐渐由粗变细的层理特征；

3）波痕与泥裂，是沉积岩层面上的构造特征；

4）结核：是在成分、结构、颜色等与周围有显著差异的矿物集合体，是成岩阶段物质成分重新分配的产物。

2、答：（1）地基沉降

成因：地基中松散沉积层土体(如我国沿海软土层)由于地下水位的降低，会导致地基土层产生固结沉降。危害：轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降；重者使建筑物建筑物开裂和危及安全使用，过量抽取地下水将引起地面沉降。

防治措施：严格控制地基中地下位的下降，特别是不均匀的下降；采用不降水位条件下的施工方法，如冻结法、水下作业法或采用防渗结构措施阻止地基中地下位的下降，对地面沉降可采取控制地下水的过量开采，严重地区可采取人工回灌地下水。

（2）流砂

成因：流砂是地下水自下而上渗流时土产生流动的工程地质现象。当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时，就会产生流砂。

危害：流砂易产生在细砂、粉砂、粉质粘土等土中。流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的地基破坏，能给施工带来很大困难，或直接影响建筑工程及附近建筑物的稳定。

防治措施：在可能产生流砂的地区，若其上面有一定厚度的土层，应尽量利用上面的土层作天然地基，也可用桩基穿过流砂层，总之尽可能地避免开挖。如果必须开挖，可用以下方法处理流砂：

①人工降低地下水位；②打板桩；③冻结法；④水下挖掘。

3. 答：潜水面的形状可用等高线图表示，即为潜水等水位线图。潜水由高水位流向低水位，所以，垂直于等水位线的直线方向，既是潜水的流向（通常用箭头方向表示）。在潜水的流向上，相邻两等水位线的高程与水平距离之比值，即为该距离段内潜水的水力梯度。

4. 答：选择洞轴线位置应考虑（1）地形：应注意利用地形、方便施工。（2）地层与岩性条件：地层与岩性条件的好坏直接影响洞室的稳定性。（3）地质构造条件：应考虑在大块而完整岩体中布置轴线；应注意分析洞轴线与岩层产状、褶皱地层的走向的关系。（4）水文地质条件：对隧洞沿线地下水分析其埋藏运动条件、类型及物理化学特性等情况。

5、答：由暴雨或冰雪迅速融化形成的急骤水流，挟带堆积在山坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象。泥石流的形成必须具备丰富的物质来源，山坡陡峻和较大沟谷以及能大量集中水源的地形，并有突发的大量水源等条件，以上三个条件是缺一不可的。（1）丰富的松散物质：如残积层、坡积层、人工填土等。

（2）地形条件：具有形成区、流通区及堆积区。形成区利于汇水、聚集上述松散物质；流通区多为狭窄而深切的峡谷或冲沟；堆积区是泥石流物质停积场所，一般位于山口外或山间盆地边缘、地形较平缓之地。

（3）突发而急骤的大量水流：如泥石多发生的雨季，当然冰川、积雪的急剧消融、水库堤坝的溃决等也可产生急骤而大量的水流。

6、答：（1）潜蚀

成因：潜蚀作用可分为机械潜蚀和化学潜蚀两种。机械潜蚀是指土粒在地下水的动水压力作用下受到冲将细粒冲走，使土的结构破坏，形成洞穴的作用；化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分，使土粒间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成洞穴的作用。

危害：在地基土层内如地下水的潜蚀作用时，将会破坏地基土的强度，形成空洞，产生地表塌陷，影响建筑工程的稳定。

防治措施：对潜蚀的处理可以采用堵截地表水流入土层、阻止地下水在土层中流动、设置反滤层、改造土的性质减小地下水流速及水力坡度等措施。这些措施应根据当地的具体地质条件分别或综合采用。

（2）基坑突涌

成因：由于基坑底部承压水隔水顶板厚度因基坑开挖而变薄后，不足于抵抗承压水头压力作用时，承压水的水头压力会冲破基坑底板。

危害：冲破基坑底板，基坑毁坏，造成工期延长，施工不安全及经济损失。

防治措施：确保基坑底部承压水隔水顶板岩土层的最小安全厚度或通过人工降水把承压水头降低。

7. 答：褶皱形成以后，使岩层产生一系列波状弯曲，同时，在褶皱的斩折端，一般张裂隙发育，岩层较破碎，在褶皱两翼，岩层中易产生剪裂隙。由于褶皱构造中存在着不同的裂隙，导致岩层的完整体受到破坏，因此，褶皱区岩层的强度及稳定性较之原有岩层有所降低。另外由于转折端更易遭受风和作用的影响，因此，工程应避免布置在转折端。

褶皱两翼，岩层均为单斜岩层，如果在褶皱两翼开挖形成边坡，可能导致边坡产生顺层滑动。因此在两翼布设工程应尽量使开挖形成边坡的倾斜方向与岩层倾斜方向相反；如果边坡倾斜方向与岩层倾斜方向一致，应使边坡的倾角小于岩层倾角，否则应采取相应的加固措施。

8. 答：工程地质的具体任务：

（1）评价工程地质条件，阐明建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑型式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行；

（2）论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势；

（3）提出改善、防治或利用有关工程地质条件的措施、加固岩土体和防治地下水的方案；（4）研究岩体、土体分类和分区及区域性特点；

（5）研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。

工程地质学的研究方法

(1)、地质分析法：以地质学和自然历史的观点分析研究工程地质条件的形成和发展；

(2)、力学分析法：在研究工程地质问题形成机理的基础上，采用力学手段建立模型进行计算和预测；

(3)、工程类比法：根据条件类似地区已有资料对研究区的问题进行分析；

（4）实验法：通过室内或到野外现场试验，取得所需要的岩土的物理力学参数。

由于工程地质学的研究对象是复杂的地质体，因此其研究方法应是地质分析法与力学分析法、工程类比法与实验法等的密切结合，即通常所说的定性分析与定量分析相结合的综合研究方法。