工程地质与土力学复习题

一、填空（选10题）

1、某岩石呈灰白色，可见结晶粒，遇稀盐酸强烈起泡，具有层理构造，该岩石可以定名为（石灰岩）。

2、自然界中的岩石按成因不同可分为三大类：（岩浆岩）、（沉积岩）和（变质岩）。

3、沉积岩的（层理）构造反映了沉积岩的形成环境，这是沉积岩区别于其他岩类的最明显的特征之一。

4. 构造运动使地壳中的岩层发生变形、变位，形成（倾斜）构造、（褶皱）构造等地质构造。

5、主要的变质岩有（大理岩、片麻岩、片岩、板岩、千枚岩、石英岩）。

6、某矿物呈粒状，白色、断口为油脂光泽，无解理，该矿物可以定名为（石英）。

7、河流的地质作用包括（侵蚀）、（搬运）和沉积三方面。

8、岩石的工程地质性质包括（物理性质、水理性质、力学性质）。

9、地质年代单位有（宙、代、纪、世、期）、对应的地层单位有（宇、界、系、统、阶）。

10、岩层产状三要素为：（倾向、走向、倾角 )。

11、节理按其力学性质不同分为（张节理）和（剪节理）。

12、斜坡变形和破坏的形式有（蠕变、剥落、崩塌、滑坡）。

13、山区水库一般不存在水库的（浸没）问题。

14、渠道渗漏的防治一般有（绕避、防渗、灌浆）等措施。

15、当地基由两层及两层以上土层时将直接与基础接触的土层称为（持力层），其以下的土层

称为（下卧层）。

16、土的结构通常认为有（单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构）三种。

17、土的颗粒级配是指大小土粒的搭配情况，通常以（土中各粒组的百分含量）来表示。

18、为了反映土的级配特征，工程上常用两个级配指标来描述即（不均匀系数）

和（曲率系数）。

19、土体在一般情况下是由（固体颗粒、水和空气）三部分组成的，其中

（固体颗粒）构成土体的骨架，是三相体系中的主体。

20、在土的物理性质指标中（土的重度、土粒比重和土的含水率）称为基本指标。

21、土中孔隙体积与土粒体积之比称为土的（孔隙比），它可用来评价天然土层的（密实程度）。

22、粘性土液限与塑限的差值称为（塑性指数），用符号（Ip）表示。

23、某种土样试验结果如下表，确定该土的名称及软硬状态（粘土）、（可塑）。

24、土体中的压力按其产生的原因主要有两种：（自重应力和附加应力）。

25、当地下水位下降时，原地下水位以下的自重应力（增大）。

26、偏心荷载作用下，当e

27、土的抗剪强度指标通常通过室内（直剪）试验、三轴剪切试验和十字板剪切试验测定。

28、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）按a1-2的大小将地基土分为三类，

其中a1-2>=0.5MPa-1 时，称为（高压缩性土）。

29、在地基沉降量的计算中，（分层总和法）是将地基压缩层范围以内的土层划分若干薄层，分别计算每一薄层土的变形量，最后总和起来，即得基础的沉降量。

30、建筑物地基基础设计必须满足（变形和强度）两个基本条件。

31、（抗剪强度）是指在外力作用下，土体内部产生剪应力时，土对剪切破坏的

极限抵抗能力。

32、当土中的剪应力等于土的抗剪强度时，土体达到临界状态，称为（极限平衡状态）。

33、土的抗剪强度试验根据排水条件可分为（不固结--不排水剪试验）、（固结—

不排水剪试验）、（固结--排水剪试验）。

34、在地基变形中把地基刚出现整体滑裂破坏面时的基底压力，称为（极限荷载）。

35、作用在挡土结构上的土压力，按结构受力后的位移情况可以分为（主动土压力）、（静止

土压力）和（被动土压力）三种。

36、重力式挡土墙的验算一般包括（稳定性验算）、（地基承载力验算）、（墙身强度验算）。

37、地基处理方法有（机械压实法）、（强夯法）、（换土垫层法）、（排水固结法）、

（挤密法和振冲法）、（化学加固法）等。

二、判断（选10题）

1、矿物受外力打击后，能够裂开形成光滑平面的性质即矿物的硬度。（×）

2、矿物受外力打击后，按一定方向裂开形成光滑平面的性质即矿物的解理。（√）

3、大理石属于沉积岩。（×）

4、所有的岩浆岩中都含有石英矿物。（×）

5、由外力作用导致岩石成分、结构和构造发生变化的作用称为变质作用。（×）

6、根据SIO2含量不同，岩浆岩可分为超基性岩、基性岩和酸性岩三类。（×）

7、粘土矿物是沉积岩所特有的矿物。（√）

8、未经构造变动影响的沉积岩，其原始产状应该是水平的或者近似水平的。（√）

9、碎屑结构是岩浆岩特有的结构类型。（×）

10、岩体受力断裂后，两侧岩块没有明显位移的构造称为节理。（√）

11、某一褶曲，核部为老地层，翼部为新地层且该对称分布则该褶曲为向斜构造。（×）

12、河流地质作用形成的沉积物称为冲积物。（√）

13、埋藏在地表以下，第一个完整隔水层之上具有自由水表面的重力水即潜水。（√）

14、地下洞室断面形状的选择，应考虑洞室的用途和服务年限、洞室的围岩性质、岩土体应力的分布特征、洞室的支护或衬砌方式和材料等因素综合确定。（√）

15、断层只能造成地层的缺失，不能造成地层的重复。（×）

16、不需处理而直接利用天然土层的地基称为天然地基；经过人工加工处理才能作为地基的称为人工地基。（√）

17、随着荷载的增大，通常都是基础中心点下的土首先开始产生剪切破坏。（×）

18、由侧限压缩试验得出的e~p曲线愈陡，说明土的压缩性愈高。（√）

（√）

19、当土中某点任一方向的剪应力达到土的抗剪强度时，称该点处于极限平衡状态。

20、颗粒级配曲线较平缓,土粒粒径范围广, 粒径大小相差悬殊；曲线较陡, 土粒粒径范围窄, 粒径较均匀。（√）

21、均匀系数Cu>10,同时曲率系数C C=1～3时为级配良好的土。（√）

22、测定土的渗透系数，变水头渗透试验适用于粗粒土（砂质土），常水头渗透试验适用于细粒土（粘性土和粉质土）。（×）

23、1856年，法国科学家达西对不同粒径砂土作试验时，发现水流在层流状态时，水的渗透速度与水力坡度成正比。称为达西定律。（√）

24、对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件下，主动土压力大于静止土压力，而静止土压力大于被动土压力。（×）

三、名词解释（选5题）

1、岩石：是地壳的基本组成物质，它们是由一种或数种矿物组成的。

2、矿物：地壳中的化学元素经过自然化合作用而形成的，是各种地质作用的产物，是岩石的基本组成部分。

3、岩溶：指可溶性岩层分布地区，岩石长期受水的淋漓、冲刷、溶蚀等地质作用而形成的一些独特的地貌景观。

4、滑坡：大量岩土体沿着斜坡面发生的整体滑移现象。

5、节理：也称裂隙，是沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动的断裂构造。

6、断层：岩石受力发生破裂，破裂面两侧岩块发生明显位移的断裂构造。

7、地下水：是指埋藏于地表以下的岩石空隙中各种状态的水。

8、潜水：埋藏在地表以下第一个含水层以上具有自由表面的含水层中的水。

9、颗粒级配：指土粒的搭配情况，通常以土中各个粒组的相对含量（粒组质量占干土总质量的百分数)来表示。

10、达西定律：水流在层流状态时，水的渗透速度与水力坡度成正比。

四、选择题（选10题）

1、岩石破裂后，破裂面无明显位移的是（ A ）。

A. 节理

B. 断层

C. 褶皱

D. 组合断层

2、按断层两盘的相对运动方向分类，沿断层倾斜方向，上盘相对上升、下盘相对下降的断层称为（ B ）。

A. 正断层

B. 逆断层

C. 平移断层

D. 组合断层

3、在土工试验室中，通常用（ B ）测定土的密度

A．联合测定法 B．环刀法 C．比重计法 D．击实仪

4、粘性土的天然含水率增大时，随之增大的是（ D ）。

（A）塑限（B）液限（C）塑性指数（D）液性指数

5、下述关于渗透力的描述正确的为：（ C ）①其方向与渗透路径方向一致；②其数值与水力坡降成正比；③是一种体积力

A．仅①②正确 B．仅①③正确 C．①②③都正确

6、自重应力在均质土中呈（ C ）分布。

A．折线分布 B．曲线分布 C．直线分布 D．均匀分布

7、有一单面排水的土层在固结度达0.5时所需的时间为4年，若将该土层改为双面排水，其固结度同样为0.5时所需时间为（ A ）

A．1年 B．2年 C．4年D．8年

8、所谓地基极限承载力是指（ B ）

A．地基的变形达到上部结构极限状态时的承载力

B．地基中形成连续滑动面时的承载力

C．地基中开始出现塑性区时的承载力

9．某土的抗剪强度指标为c、 ，该土受剪时将首先沿与大主应力作用面成（ B ）的面

被剪破。

A．450 B．450 +?/2 C．450－?/2 D．450 +?

10．地基的变形一般是由（ B ）引起

A．土的自重应力 B．附加应力 C．孔隙水压力 D．超静水压力

11．所谓临塑荷载，就是指：（ A ）

A．地基持力层将出现塑性区时的荷载

B．持力层中出现连续滑动面时的荷载

C．持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载

12．重力式挡土墙按墙背的倾斜方向可分为仰斜、直立、和俯斜三种形式。如用相同的计算方法和计算指标，其主动土压力以（ C ）为最大。

A．仰斜 B．直立C．俯斜

13、由于地下水的存在，会使得作用在挡土墙背上的总压力（ A ）。

（A）增大（B）减小（C）不变（D）无关

14、土的重度（或密度）是通过（ A ）试验测定。

（A）环刀法（B）比重瓶法（C）比重计法（D）烘干法

15、表示土的渗透性强弱的指标是（ B ）。

（A）渗透力（B）渗透系数（C）水力坡度（D）渗透变形

16、土的压缩变形主要是（ D ）的缘故。

（A）固体颗粒压缩（B）土中水压缩

（C）土中气体压缩（D）孔隙体积减小

17、宽度相同的条形基础和方形基础，其基底附加应力均为200kPa，在深度Z＝5m处的附加应力，条件基础的 ___A______方形基础。

（A）大于（B）等于（C）小于（D）接近

18、_____B____的作用是引起地基沉降的主要原因。

（A）自重应力（B）附加应力（C）基底压力（D）孔隙水压力

20、作用在基础底面的压力大于____C______时，地基发生整体滑动破坏。

(A)临塑荷载 (B)临界荷载 (C)极限荷载 (D)地基承载力

22.表征土软硬状态的指标是（ D ）

A.塑限

B.液限

C.塑性指数

D.液性指数

23.土体具有压缩性的主要原因是（ B ）

A.主要是由土颗粒的压缩引起的

B.主要是由孔隙的减少引起的

C.主要是因为水被压缩引起的

D.土体本身压缩模量较小引起的

24.某原状土的液限 =46%，塑限 =24%，天然含水量ω=40%，则该土的塑性指数为（ A ）

A.22

B.22%

C.16

D.16%

25、有些中小型工程因清基不彻底而产生的工程地质问题主要是（ B ）。

(A) 浅层滑动 (B) 表层滑动

(C) 深层滑动 (D) 不均匀沉降

26、反映粘性土稠度状态的指标是（ D ）。

(A) 含水量 (B) 液限

(C) 塑限 (D) 液性指数

五、简答题（选4题）

1、简述地质作用的类型及内容。

2、褶皱对工程建筑有哪些影响？

3、什么是风化作用？对岩石有什么影响？为什么要将岩体按风化程度分级？

4、简述活断层对工程的影响

5、简述河流侵蚀和淤积的防治

6、什么是岩溶作用？岩溶发育的基本条件有哪些？

7、地下水按埋藏条件可分为哪几种？

8、如何判断滑坡的存在？

9、岩溶对工程的影响？

10、什么是坝基的稳定，稳定问题有哪些？如何防治？

11、库区的工程地质问题有哪些？

12、减少地基不均匀沉降的措施有哪些？

六、计算题（选3题）

1、某挡土墙高5m ，墙背竖直光滑，填土面水平，γ=18.0kN/m3、φ=22°、c=15kPa ，

试计算：①该挡土墙主动土压力分布、合力大小及其作用点位置；②若该挡土墙在外力作用下，朝填土方向产生较大的位移，达到极限平衡状态时，作用在墙背的土压力分布、合力大小及其作用点位置又为多少？

（1）解：主动土压力系数 45.0)2

2245()245(22=?-?=-?=tg tg Ka φ 墙顶 Ka c p a 21-==－20.24kPa

墙底 Ka c hKa p a 22-=γ＝20.70kPa Ka c Z γ20=

＝2.47m 合力 Ea ＝)(2

102Z h p a -＝26.2kPa 作用点距墙底 m Z h 84.0)(3

10=- （2）解： 这种情况会产生被动土压力

被动土压力系数 =?+?=+?=)2

2245()245(22tg tg Kp φ 2.20 墙顶 Kp c p p 21==44.48kPa

墙底 Kp c hKp p p 22+=γ＝242.48kPa

合力 Ea ＝+-h p p p p )(2

112h p p 1＝717.4kN/m 作用点距墙底的距离 212211a a c a c a c E E y E y E y ++=＝m 925.14

.717825556=+

2、设砂土地基中一点的大小主应力分别为300kPa 和120kPa ，其内摩擦角φ=30°，求：

（1） 此点是否已达极限平衡状态？为什么？

（2） 如果此点未达到极限平衡，令大主应力不变，而改变小主应力；

使该点达到极限平衡状态，这时小主应力应为多少？

解：

(1) 根据土体单元处于极限平衡状态时的条件：

)245tan(2)245(tan 231?

?σσ+?++?=C f （或写 )2

45tan(2)245(tan 231??σσ+?++?=C p ） 这里kPa 1203=σ =f 1σ360kPa kPa 3001=>σ （或写：11σσ>p ）

根据莫尔-库仑定律可知，该点未达到极限平衡状态。

（2）)245tan(2)245(tan 2

13??σσ-?--?=C =100kPa 3、某砂土的颗粒级配曲线，10d =0.05mm ， 30d =0.3mm ，60d =0.6mm ，求不均匀系数和曲率系数，并进行土的级配判别。 解：不均匀系数1060d d C u =05.06.0==12，曲率系数10

60230d d d C c =6.005.03.03.0??==3

满足u C ≥5且c C =1~3时，故属于级配良好.

4、某饱和土样在试验室测得物理性质指标值为：含水率w=50.0%，土粒比重Gs=2.6。求天然重度γ和孔隙比e 。（g=10m/s 2）

答案：

解：设土粒体积 ，则由三相比例指标换算可得：土粒的质量 水的质量 孔隙的体积 则 30.1cm V s

=g

d m w s s 6.2==ρg

m m s w 3.16.25.0=?==ω3

3.1cm m V V w

w w

v ===ρ3

/5.13

.23.16.2m KN V m m s w s =+=+=ρ

天然重度15KN/m 3，孔隙比1.3。

5、在击实筒（其体积为1000cm 3）内装有击实过的湿土1870g ，当把这些土烘干后得干土重为1677g ，已知土粒相对密度为2.66，试求其含水量ω、重度γ、干重度d γ、孔隙比e 、孔隙率n 、饱和重度sat γ、有效重度γ'和饱和度r s 。

解：已知V =1000cm 3，m =1870g ， s m =1677g ， w m =1870－1677=193g ，所以 含水率s w m m =ω=1677193=11.5%，密度V m =ρ=1000

1870=1.87 g /cm 3 重度g ργ==18.73/m KN ， 孔隙比1)1(-+=ρρωw s d e =586.0187

.11)115.01(66.2=-?+? 孔隙率n =e e +1=586

.01586.0+=36.9% 干重度d γ=115

.017.181+=+ωγ=16.83/m KN 饱和重度sat γ=10586

.01586.066.21?++=++w s

e e d γ=20.53/m KN 有效重度γ'=sat γ-w γ=20.5-10=10.53/m KN

饱和度r s =586

.066.2115.0?=e d s ω=52.2%

6、已知某基础中点下的附加应力如图所示。基底下有一薄透水砂层，其下为厚10m 的饱和粘土层，粘土层下为不透水层。粘土层在自重应力作用下的孔隙比e 1＝0.90，压缩系数a ＝0.25Mpa －1，渗透系数k ＝0.0019m/yr 。试求：（1）加荷一年后的沉降量；（2）沉降量达到100mm 时需多少时间？ (当附加应力的比值α=1.5，Tv=0.0144时，Ut=15%；当α=1.5，Ut=38%时，Tv=0.095；Cv=w a e k γ)1(10001+；3.10

.13.1===s v V V e 3/15105.1m KN g =?==ργ

Tv=2

H t C v ) （11%）

解：(1)

kPa z 200=σ a

e Es 11+==7.6MPa H E s s

z

σ==263mm 经计算得： Cv=1.44 Tv=0.014 查表得：u t =15% ==t t su s 39.5mm

(2) %38==s

s u t t 查表得 Tv=0.095 经计算得 t=6.6年