工程地质2006年A卷_工程地质.doc

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石家庄铁道学院2005-2006学年第2学期2004级本科班期末考试试卷（A）课程名称：工程地质考试时间：90分钟学号：姓名：班级：考试性质（学生填写）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）题号一二三四五六七总分满分2020202515100得分改卷人一．名词解释（每题2分，共20分）1.解理2.滑坡3.地质图4.崩塌5.岩浆岩6.软土7.冻土8.潜水9.风化作用10.变质作用二.填空题（每空0.5分，共20分）1．地壳中的含量最多的3种元素为（）（）（）。2．按照形成位置不同，岩浆岩分为（）（）两种。3．岩石的工程地质性质包括()()()三方面。4．按两盘相对运动方向，断层构造划分为（）（）（）三种类型。5．节理按受力性质可分为（）（）两类6．岩层产状要素包括（）（）（）；某岩层产状为230°∠40°，上述产状要素的具体数值分别为（）（）（）。7．按照组成成分与结构，沉积岩可分为（）（）（）三类。8．中国科学院地质研究所的岩体结构分类方案中，岩体结构分为（）（）（）（）四类。9．按照埋藏条件地下水可分为（）（）（）三种类型。 10．从水对岩土的工程性质影响的观点来研究，岩土的水理性质一般包括（）（）（）（）四个方面。11．岩溶作用的四个基本条件是（）（）（）（）。12．按照成因，岩体的结构面可以分为（）（）（）三大类。三．简答题（共20分）1.黄土常见的工程地质问题是什么？如何处理？（5分）。2.简述常用的泥石流防护措施（4分）。3.简要评述常见沉积岩的工程性质（4分）4.从河流地质作用的角度考虑，如何保证桥梁的稳定？（3分）5.沉积岩岩层间的接触关系有哪几种情况？各有什么特征？（4分）四、综述题（共25分）1．简述地质构造（岩层产状、褶皱、断层）与土木工程的关系。（13分）2．简述常见土（砾石类土、砂类土、粘性土）的工程地质性质。（12分）五．岩矿鉴定（面试15分）石家庄铁道学院2005-2006学年第2学期 2004级本科工程地质期末考试试卷（A）答案一．名词解释（每题2分，共20分）1、解理：矿物晶体受外力敲击时，能够沿一定方向裂开的性能称为矿物的解理性(或劈开性)，开裂的平面称为解理面。2、滑坡：斜坡上的土体和岩体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象。3、地质图：地质图是反映一个地区各种地质条件的图件，是将自然界的地质情况，用规定的符号按一定的比例缩小投影绘制在乎面上的图件。4、崩塌：是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。5、岩浆岩：是由以硅酸盐为主要成分，富含挥发性物质，在上地幔和地壳深处形成的炽热而粘稠的熔融体冷凝而成的岩石。6、软土：一般指静水或缓慢流水环境中有微生物参与作用的条件下沉积形成的，含有较多有机质，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1，结构疏松软弱，颜色呈灰、灰兰、灰绿和灰黑，污染手指，具嗅味的淤泥质和腐殖质的粘性土。7、冻土：冻土又称含冰土，系温度低于零摄氏度并含有冰的特殊土称冻土。8、潜水：埋藏在地面以下、第一个稳定隔水层以上的饱水带中的重力水称潜水。9、风化作用：是在温度、水、气体及生物等综合因素影响下，改变岩石状态、性质的物理化学过程。10、变质作用：这种由地球内力作用引起岩石产生结构、构造以及矿物成分改变的地质作用。二.填空题（每空0.5分，共20分）1．地壳中的含量最多的3种元素为（氧）（硅）（铝）。2．按照形成位置不同，岩浆岩分为（喷出岩）（侵入岩）两种。3．岩石的工程地质性质包括(物理性质)(水理性质)(力学性质)三方面。4．按两盘相对运动方向，断层构造划分为（正断层）（逆断层）（平移断层）三种类型。5．节理按受力性质可分为（剪节理）（张节理）两类6．岩层产状要素包括（走向）（倾向）（倾角）；某岩层产状为230°Ð40° ，上述产状要素的具体数值分别为（140°或320°）（230°）（40°）。7．按照组成成分与结构，沉积岩可分为（碎屑岩）（粘土岩）（化学岩及生物化学岩）三类。8．中国科学院地质研究所的岩体结构分类方案中，岩体结构分为（整体块状结构）（层状结构）（碎裂结构）（散体结构）四类。9．按照埋藏条件地下水可分为（潜水）（承压水）（上层滞水）三种类型。10．从水对岩土的工程性质影响的观点来研究，岩土的水理性质一般包括（吸水性）（透水性）（软化性）（抗冻性）四个方面。11．岩溶作用的四个基本条件是（岩石的可溶性）（岩石的透水性）（水的溶蚀性）（水的流动性）。12．按照成因，岩体的结构面可以分为（成岩或原生结构面）（构造结构面）（次生结构面）三大类。三．简答题（共20分）1.黄土常见的工程地质问题是什么？如何处理措施？（5分）。1）经常遇到的工程地质问题有：黄土湿陷，黄土潜蚀和陷穴，黄土冲沟发展及黄土泥流等。（1分）2）防治黄土湿陷的措施可分两个方面，一方面可采用机械的或物理化学的方法捉高黄土的强度，降低孔隙度，加强内部联结；另一方面则应注意排除地表水和地下水的影响。（2分）3）防治黄土陷穴有两方面措施：针对已查明的陷穴可采用开挖回填，夯实等方法，洞穴较小也可用灌注砂或水泥砂浆充填。针对地下水，要在工程建筑物附近作好地表排水工程，不许地表水流入建筑场地或渗入建筑物地下，以防止潜蚀作用继续发展。（2分）2.简述常用的泥石流防护措施（4分）。①水土保持包括封山育林，植树造林、平整山坡、修筑梯田，修筑排水系统及支挡工程等措施。（1分）②跨越可以采用桥梁、涵洞、过水路面、明洞及隧道、渡槽等方式跨越泥石流。（1分）③排导采用排导沟、急流槽，导流堤等措施使泥石流顺利排走，以防止掩埋道路，堵塞桥涵。泥石流排导沟是常用的一种建筑物。（1分）④滞流与拦截 滞流措施是在泥石流沟中修筑一系列低矮伪拦挡坝，其作用是：拦蓄部分泥砂石块，减弱泥石流的规模，固定泥石流沟床，防止沟床下切和谷坡坍塌，减缓沟床纵坡，降低流速。（1分）3.简要评述常见沉积岩的工程性质（4分）①碎屑岩它的工程性质主要取决于胶结物成分、胶结方式。从胶结物成分看；按硅质、钙质、铁质，石膏质、泥质的顺序，强度依次降低。胶结方式基本有三种，基底式胶结，它胶结紧密，强度较高，受胶结物成分控制；孔隙式胶结，这是最常见的胶结方式，它的工程性质与碎屑颗粒成分、形状及胶络物成分有关，变化很大；接触式胶结，这种方式胶结程度最差，孔隙度大多透水性强，强度低。（1分）②粘土岩粘土岩是工程性质最差的岩石之一,粘土岩有较多节理、裂隙时，一旦遇水浸泡，工程性质迅速恶化，常产生膨胀、软化或崩解。在常见的三类粘土矿物中，富含蒙脱石的粘土岩工程性质最差，含高岭石的相对较好，而含伊利石的介于中间。此外，若粘土岩节理、裂隙很少时，它是很好的隔水层，这在某些情况下对工程建筑有利。（1分）③化学岩和生物化学岩这类岩石一般情况下工程性质良好。它们具有足够高的强度和弹性模量，有一定的韧性，不象多数岩浆岩那样硬脆，是较好的建筑材料和道碴材料。但是要特别注意在漫长的地质历史中，它们是否已被溶蚀，形成了对工程建筑不利的溶蚀裂隙和空洞。此外，化学岩中的石膏岩或碳酸盐类岩石中的石膏夹层、石膏成分，工程性质都是很差的。它们强度较低，吸水膨胀，可溶性较大，溶于水后生成有害的硫酸，必须给予足够重视。（1分）生物化学岩中常见的煤层及常与之共生的煤系地层，工程性质较差，要注意地下工程中常常遇到的瓦斯问题和煤层突出问题。（1分）4.从河流地质作用的角度考虑，如何保证桥梁的稳定？（3分）对于桥梁，首先应当选择河流顺直地段过河，以避免在河曲处过河遭受侧蚀而危及一侧桥台安全，应尽量使桥梁中线与河流垂直，以免桥梁长度增大。（1分）其次墩台基础位置应当选择在强度足够、安全稳定的岩层上，对于那些岩性软弱的土层、地质构造不良地带不宜设置墩台。（1分）。墩台位置确定之后，还必须准确地决定墩台基础的埋置深度，埋置深度太浅会由于河流冲刷河底使基础暴露甚至破坏，埋置过深将大大增加工程费用和工期。（1分）5.岩层间的接触关系有哪几种情况？各有什么特征？（4分）整合接触、假整合接触与不整合接触（1分）整合接触的特征是上、下两套地层的产状一致、连续，不间断。（1分）假整合又称平行不整合，其特征是上、下两套沉积地层的产状基本保持平行，但两套地层的形成年代不连续，其间存在着反映沉积间断和风化剥蚀的古剥蚀面。（1分）不整合接触 ，其特征是上、下两套地层的产状不一致，以一定的角度相交，并且两套地层之间存在着代表长期风化剥蚀与沉积间断的剥蚀面。剥蚀面与上覆地层的产状基本一致，而与其下伏的沉积岩层呈明显的角度相交。（1分）四、综述题（共25分）1．简述地质构造（岩层产状、褶皱、断层）与土木工程的关系。（13分）土木工程建筑物位置的选择是一项十分重要的工作，受多种因素支配，除了要考虑工程建筑物技术上的要求外，在某种程度上，建筑物所在地周围岩层构造形态对建筑物稳定有一定影响。（1分）岩层产状对路堑边坡稳定性的影响很明显。水平岩层，直立岩层，岩层倾向边坡内的情况，三种情况对路堑边坡的稳定性无不利影响。当岩层倾向与路堑边坡倾向相同，当边坡倾角小于或等于岩层倾角时边坡稳定，大于岩层倾角时不利于稳定。岩层倾角小于自然边坡角，路堑边坡不稳定，岩层易沿层面滑动（2分）。隧道稳定情况与岩层产状关系密切，隧道通过水平岩层时，易选则在岩性较好的岩层中通过，如在石灰岩或砂岩中通过较在页岩层通过为好。当隧道轴向垂直岩层走向，穿越不同岩层，应注意不同岩层之间结合牢固程度问题，尤其是软、硬岩层相间情况下，可能在拱顶发生顺层坍方。当隧道轴向平行岩层走向，岩层倾向洞内一侧易产生顺层坍塌出现偏压问题。当隧道与一套倾斜岩层走向斜交，这是实践中遇到较多的一种情况。为了提高隧道稳定性，尽可能使隧道方向与岩层走向的交角大些，从而减小横断面上岩层视倾角。（2分）隧道通过褶曲构造时，通常尽量选择在翼部，情况与通过倾斜岩层相似。褶曲轴部岩层弯曲大，节理多，岩层挤压破碎，又是地下水流通的场所，对稳定性不利；当隧道轴与向斜轴平行时，易发生拱顶坍方和地下水的涌入，当轴向与背斜一致时，岩层产状自拱顶向两侧倾斜。拱顶岩层重量由于拱的作用都传递到两侧岩体。但背斜轴部岩层节理较多，岩石破碎，也能引起局部不稳定，在条件许可下避免与褶曲轴重合，以垂直穿越褶曲轴为宜。隧道轴垂直穿过背斜时，隧道中间受到的岩层压力小，两端岩层压力大，向斜则相反。（4分）工程建筑物的位置应尽力避开断层；特别是较大的断层。应把工程建筑物位置选择在断层破碎带以外，通过断层带时，线路方向与断层走向要垂直。（4分）2．简述常见土（砾石类土、砂类土、粘性土）的工程地质性质。（12分）1）砾石类土的工程地质特征砾石类土颗粒粗大，主要由岩石碎屑或石英、长石等原生矿物组成，呈单粒结构及块石状和假斑状构造，具有孔隙大、透水性强、压缩性低、抗剪强度大的特点。但它与粘粒的含量及孔隙中充填物性质和数量有关。典型的流水沉积的砾石类土，分选较好，孔隙中充填少量砂粒，透水性最强，压缩性最低，抗剪强度最大。基岩风化碎石和山坡堆积碎石类土，分选较差，孔隙中充填大量砂粒和粉、粘等细小颗粒，透水性相对较弱，内摩擦角较小，抗剪强度较低，压缩性稍大。总的说来，砾石类土一般构成良好地基，但由于透水性强，常使基坑涌水量大，坝基、渠道渗漏。（4分）2）砂类土的工程地质特征 砂类土也称砂土。一般颗粒较大，主要由石英、长石、云母等原生矿物组成。一般没有连结，呈单粒结构及伪层状构造，并有透水性强、压缩性低、压缩速度快、内摩擦角较大、抗剪强度较高等特点，但均与砂粒大小和密度有关。通常粗中砂土的上述特征明显，且一般构成良好地基，为较好的建筑材料，但可能产生涌水或渗漏。粉细砂土的工程性质相对差，特别是饱水粉、细砂土受振动后易液化。（4分）3）粘性土的工程地质特性粘性土中粘粒含量较多，常含亲水性较强的粘土矿物，具有水胶连结和团聚结构，有时有结晶连结，孔隙微小而多。常因含水量不同呈固态、塑态和流态等不同稠度状态，压缩速度小而压缩量大，抗剪强度主要取决于凝聚力，内摩擦角较小。粘性土的工程地质性质主要取决于其连结和密实度，即与其粘粒含量、稠度、孔隙比有关。常因粘粒含量增多，粘性土的塑性、胀缩性、透水性、压缩性和抗剪强度等有明显变化。从亚砂土到粘土，其塑性指数、胀缩量、凝聚力渐大，而渗透系数和内摩擦角则渐小。稠度影响最大，近流态和软塑态的土，有较高压缩性，较低抗剪强度；而固态或硬塑态的土，则压缩性较低，抗剪强度较高。（4分）五．岩矿鉴定（面试15分）