工程地质终极版计算题

.计算题或冋答题

1.某场地土层：地表下有22m 厚的粘土层，土的饱和重度丫 sa = 19kN/m 3，水的 重度丫 w = 10kN/m 3,其下为砂层。经测定砂层中的水为承压水，承压水水位可沿 钻孔上升到地面下3m 时稳定。某工程拟在粘土层中开挖一深14m 的基坑，坑内 排水至坑底面。试问：基坑底面以下土层是否会产生流土失稳？ 解：承压水头：h=22-3=19m ，

承压水水位与基坑底面的水头差：△ h=14-3=11m,

承压水在基坑底面以下土层的渗流路径：△ L=22-14=8m 水力梯度： i= △ h/A L=11/8=1.375 层的隔水帷幕

2.如下图，含水层为潜水层，隔水底板水平，条形开挖工程长 L=500 m ,影响

宽度R=70 m,含水层厚H=4.5 m,开挖工程水层厚h=0.5 m,含水层渗透系数k=6.8 m/d , 试计算从两侧进入工程的水量。

解： A:过水断面平均面积L (H+h)/2 ; I:水力坡度(H-h)/R

达西渗透定律

渗透流量 Q=2kAI =2X k X L (H+h)/2X (H-h)/R

临界水力梯度：.

i

cr

10 0-9

i

cr

应采取的措施：可采用人工降低承压水水位的方法, 满足已流土失稳条件 或者在基坑四周做穿透砂

P57

=2 X 6.8 X 500 X (4.5+0.5)/2 X (4.5-0.5)/70 =971

(m 3/d) 3•某工程欲在丫 =16 kN/m 3的粘土中开挖一深3m 的基坑，地面以下第一层为厚 6m 的粘土层，其下为厚3m 的承压含水层，承压水头埋深为1m 。问基坑是否 安全？若不安全，试提出一种具体的解决方案，并使抗坑底突涌安全系数不小于 1.2。( Y =10 kN/m 3)

P59

式中H w —承压水水头；w —水的比重，取10kN/m 3 ; H —基坑底板的安

由于此时基坑底板厚度只有3米，小于3.125米的安全厚度，会发生基坑突 涌现象，不安全。

可采取抽取承压水，以降低承压水头的方案。 设将承压水头降低h 米，则

/k 16

5 3=1.0m 1.2 10

故承压水头至少应降低1.0米

4. 利用声波测试技术求岩体动弹性参数。已知发射换能器与接收换能器的距离 为L ,纵、横波走时读数分别为t p 、t s ，纵、横波零延时初始读数分别为t °p 、t cs ， 求岩体的纵、横波速度

全厚度；丫一粘土的比重

故基坑底板的安全厚度为:

-

H w

10 16

3.125m

(H w h) w H

H w

解：岩体的纵波速度为v pm

L

t

p

t

0p

解：根据压力平衡公式有：H w w H

5. 岩石点荷载强度试验的仪器标定系数为

0.82，岩石点荷载试验破坏荷载为

84MPa ，破坏面面积2500mm 2

，已知抗拉强度系数K 值为0.9，试求该岩块的

V pm =4.0km /s ，在室内对岩块进行波速试验 V pr =5.2km /s ，如不考虑地下水、软 弱结构面及初始应力的影响，按《工程岩体分级标准》 （GB50218-94）计算岩体基 本质量指标BQ 值和确定基本质量级别。请问下列哪一组合与计算结果最接近 ’

解：K

v =(V pm /V pr )2=(4.0/5.2)2=0.592,满足条件 R c <90K v +30, K v <0.04R c +0.4 由 BQ=90+3R c +250K v =90+3*10+250*0.592=268

V 级

选（A ）

7. 某岩体的完整性指数为0.6，岩石的饱和单轴抗压强度为60MPa ，则岩体的基 本质量等级为下列那一类？

（A ）^级 （B ）川级 （C ）V 级 （D ）还应根据岩石的风化程度才

能确定

横波速度为V sm

t

s

t

0s

抗压强度和抗拉强度。 解：由P c F 知

P108

P 82 84

6888N

D e 2

他

4 2500 3.14

3184.71mm 2

岩石的点荷载强度 I s

P D e 2

6888 3184.71

2.16MPa

P95 岩块的抗压 22.821s 0"5

22.82 2.160'

75

40.66MPa

岩块的抗拉强度t KI s

0.9 2.16 1.944MPa

6. 某岩体的岩石单轴饱和抗压强度

R c 为10MPa ，在现场做岩体波速试验

P94-97

(A ) 312.3 IV 级

320.0川级 (B ) 267.5 V 级 (C ) 486.8 U 级

(D)

解：岩石坚硬程度分类：较硬岩；岩体完整程度分类：较完整，

满足条件R c<90K v+30, K v<0.04R c+0.4, 由BQ=90+3R c+250K v=420 川级选(B)

8. 某岩体的压缩波速度为4000m/s,岩块的压缩波速度为5000m/s，该岩石饱和单轴抗压强度为30MPa,试初步判别该岩体基本质量等级

(A)n (B)m (c)w ( D) v

2

解：K v=(V pm/ V pr)2= 40000.64, 岩体完整程度属于比较完整•

5000

R c =30 MPa,岩体坚硬程度属于较软岩

满足条件R c<90K v+30, K v<0.04R c+0.4 BQ=90+3R c+250K v=340

岩体基本质量等级属于W级。选(C)

9. 某岩体较破碎，属较坚硬岩，岩石单轴饱和抗压强度为50 MPa,岩体完整性指数为0.5,地下水影响修正系数为0.2,主要软弱结构面产状影响修正系数为

0.3，初始应力状态影响修正系数为0.5。试根据《工程岩体分级标准》对该工程岩体质量进行详细定级。P97

解：BQ=90+3R c+250K v

[BQ]=BQ-100(K什K2+K3)

=90+3 X 50+250 X 0.5-100X (0.2+0.3+0.5)=365-100=265