工程地质及土力学复习题

第一章 岩石和地质构造1）矿物的 硬度 是指矿物抵抗刻划研磨的能力。P122）矿物受外力作用时，其内部质点间的连接力被破坏，沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质称为 解理 。P123）根据冷凝环境的不同，岩浆岩可分为喷出岩和 侵入 岩。P154）地质年代包括太古代、元古代、 古生代 、中生代和新生代。P315）岩层构造特征包括岩层的层面、厚度和 产状 。P326）岩层的产状三要素，包括走向、 倾向 和倾角。P337）通过核部大致平分褶曲两翼的面称为褶曲的 轴面 。P348）轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等的褶皱，称为 直立褶曲 。P359）在岩石形成后由于受到构造应力作用变形所产生的裂缝称为 构造 节理。P3710）断层面倾角介于2545之间的 逆断层 称为逆掩断层。P4011）断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层称为 平移断层 ，其倾角通常很陡。P4012）岩石经物理和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称为 残积 物。P5713）雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由于本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为 坡积 物。P571）（ c）矿物呈白色，晶面呈板状或片状，外形呈假六方形或菱形，集合体呈致密片状块体，一组极完全节理。该矿物可定名为A绿泥石 B白云石 C白云母 D石榴子石2）（ b ）下列岩石中，属于变质岩的是P24A石英砂岩 B石英岩 C石灰岩 D闪长岩3）（ b ）下列岩石中，属于沉积岩的是P20A花岗岩 B石灰岩 C大理岩 D石英岩4）（ d ）下列岩石构造，属于变质岩的构造是P25A层理构造 B气孔与杏仁构造 C波痕与泥裂D片麻状构造5）（ C ）某地质图上，标明一岩层的产状为330/WS30，该岩层的倾向为A330 B30 C240 D1506）（ D ）隧道工程沿褶曲走向穿越时较为有利的部位是 A向斜核部 B背斜核部 C枢纽 D翼部7）（ B ）一地区沉积了一套岩层后，受地壳运动影响而升出水面，沉积作用发生中断，遭受剥蚀，然后再次下沉接受沉积。地层无倾斜或反转，则地层接触关系为 A整合接触 B假整合接触 C不整合接触 D侵入接触3、名词解释：向斜褶曲、背斜褶曲、正断层、逆断层、平行不整合、角度不整合4、简述题：1）简述在工程上岩石和岩体的区别。第二章 建筑工程地质问题1）按引起风化作用发生的因素的不同，风化作用可分为 物理风化 、化学风化和生物风化作用。2）滑坡的治理原则应以_以防为主_，及时治理，并根据工程重要性制订具体整治方案。3）泥石流的形成必须具备 丰富的松散固体物质 、陡峭的山坡和较大的沟谷以及大量集中水源的地形、地质和水文气象。4）若某一地震波的周期与地基土层的固有周期相近，由于发生共振，该地震波的振幅将被放大，此周期称为 卓越周期 。5）地震的破坏方式有 共振破坏 、驻波破坏、相位差动破坏和地震液化破坏四种。2、单项选择题1）（ B ）按滑动的力学性质、滑坡可分为 P70A顺层滑坡和切层滑坡 B牵引式滑坡和推动式滑坡C张性滑坡和剪性滑坡 D切层滑坡均质滑坡2）（ A ）下列关于震级和烈度的说法，哪一个是正确的？A震级是地震所释放出来能量大小的反映 D烈度是由地震释放出来的能量大小决定的B震级是由地面建筑物的破坏程度决定的 C每次地震的烈度只有一个3、简述题1）简述风化作用的基本类型。P64答：物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。2）简述滑坡发生的阶段。P71答：蠕动变形、滑动破坏和渐趋未稳定三个阶段。3）简述影响滑坡的因素。P74答：斜坡外形岩性构造水地震人为因素。4）何谓潜蚀？潜蚀可分为那几种类型？P79答：地表水或地下流水入地下土体内，将颗粒间可溶成分溶滤，带走细小颗粒，使土体淘空成洞穴，这种地质作用称为潜蚀。 机械潜蚀和溶滤潜蚀两种。5）试述岩溶的形成条件。P79答：岩溶是水对岩石溶蚀的结果，因而岩溶的形成条件是有水和可溶于水且透水的岩石，而且水在其中是流动的，有侵蚀力的。6）何谓地震烈度？主要受那些条件影响？P83答：地震烈度是表示某地受地震影响的破坏程度，它不仅取决于地震的能量，同时也受震源深度、与震中的距离、地震波的传播介质以及表土性质等条件的影响。7）何谓地震效应？主要包括那些方面？P85答：地震效应是指当地震力超过建筑物的承受能力时，建筑物就会发生变形、开裂，甚至倒塌。 地震力效应、地震破裂效应、地震液化效应和地震激发地质灾害效应四个方面。；第三章 土的渗透性与渗流1）流经渗透路径单位长度所对应的水头损失，称为 水力梯度 。2）由于土层的成层性，垂直渗透系数较水平渗透系数 小 。2、单项选择：1）（ C ）反映土透水性质的指标是A不均匀系数 B压缩系数 C渗透系数 D固结系数2）（ B ）下列描述正确的是A流网中网格越密处，其水力梯度越小 B同一流网中，任意两相邻等势线间的总水头差相等C位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相等的D渗透流速的方向为流线的法线方向3）（ D ）下列关于渗流力的描述，错误的是A渗流力数值与水力梯度成正比，方向与渗流方向一致B渗流力是一种体积力，量纲与重度的量纲相同C流网中等势线越密的区域，其渗流力就越大D渗流力的存在对土体稳定性总是不利的4）（ B ）地下水自下而上渗流时，土层中土的骨架的有效应力A升高 B减小 C不变 D未知3、名词解释：渗流力、流土、管涌4、计算题：1）某一砂土试样，高15cm，直径5.5cm，进行常水头渗透试验，在测压管水头差为40cm下经历6.0s，流过的水量为400cm3，试计算渗透系数。1），2）设做变水头试验土样的横截面积为30cm2，厚度为4cm，渗透仪玻璃管的直径为0.4cm，试验开始时候的水位差为145cm，经过7分25秒观察得水位差为100cm，试验时水温为20，试求土样的渗透系数。2），3）对某土样进行室内渗透试验，土样长度为25cm，试验水头差为40cm，土粒比重ds=2.65，孔隙比。水自下而上渗流，试判断土样是否发生流土现象。3）孔隙率 临界水头梯度 实际水头梯度 ， 由于，会发生流土现象。4）在厚度为9m的粘土层中开挖基坑，其下为砂层，砂层顶面为有7.5m高的层压水头。试求开挖深度为6m时，基坑中水深h至少要多深才能防止基坑底部不发生隆起？4）粘土层底部总应力 ，孔隙水压力 有效应力 -=05）一粘土层位于两砂层中间，其中上面砂层的容重，饱和容重。地下水位保持在地表下1.5m处。下面的砂层中有承压水，若要使粘土层产生流土，则下层砂中的承压水位至少高出地表多少米？5）粘土层底面总应力 孔隙水压力 ，第四章 土的压缩性及基础沉降压缩变形：指土体受外力作用后产生的体积缩小。土的压缩性：指有效应力与压缩变形变化的特性。P113压缩系数：指单位压力变化引起土中孔隙比的变化。P117压缩指数、压缩模量、体积压缩系数、先期固结压力、饱和粘性土的渗透固结、固结度2、填空：1）设某可压缩土层符合太沙基一维固结理论的基本假定，已知该土层为单面排水时，固结度达到80%需要4年的时间。如果该土层变为双面排水，要达到相同的固结度，则需要_1_年的时间。2）按分层总和法计算软土地基固结沉降时，常用 作为确定地基沉降计算深度的标准。3）饱和土渗透固结的过程就是孔隙水压力逐渐消散和 有效应力 相应增加的过程。4）太沙基一维固结理论假定土中孔隙水的渗流服从 达西定律 。5）太沙基一维固结理论假定在渗透固结过程中，土的 渗透系数 和压缩模量保持不变。6）地基的最终沉降量由瞬时沉降、固结沉降和 次固结沉降 三部分组成。7）土层在历史上最大固结压力作用下压缩已经稳定，此后土层厚度变化不大，也没有经受过其他荷载的继续作用，该土层的固结状态为 正常固结 状态。3、单项选择题1）（ D ）土的压缩性越低，则土的A压缩模量越小 B压缩系数越大 C塑性指数越大 D室内压缩曲线越缓2）（ A ）高压缩性土的压缩指数a1-2A0.5MPa-1 B0.2MPa-1 C0，当其中某点处于极限平衡状态时，通过该点的剪切破坏面与大主应力作用面的夹角为 P161A B C D3）（ C ）对饱和粘性土进行下列剪切试验时，在剪切过程中，孔隙水压始终为零的是P181A不固结不排水剪 B固结不排水剪 C固结排水剪 D快剪4）（ A ）饱和软粘土进行三轴压缩试验，在不固结不排水条件下，当所加围压为100kPa时，其孔隙水压力u的值为P172A100kPa B50kPa C90kPa D110kPa5）现场十字板剪切试验得到土的抗剪强度为，则可认为是（ A ）P170A土的不排水强度 B固结不排水剪土的抗剪强度指标 C固结排水剪土的抗剪强度指标 D土的有效强度指标 6）正常固结饱和粘性土固结排水剪切试验（CD），下列说法正确的是（ C ）P181A有效应力圆在总应力圆的左侧 B有效应力圆在总应力圆的右侧C有效应力圆与总应力圆是同一应力圆 D无法确定有效应力圆 4、简答题：1）试说明抗剪强度的来源。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？2）何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件？试用摩尔-库仑强度理论推求土体极限平衡条件的表达式。3）土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？为什么？在何种情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？4）简述直剪试验和三轴试验的优缺点。5）试比较粘性土在不同固结和排水条件下的三轴试验中，其应力条件和孔隙水压力变化有何特点？并说明所得的抗剪强度指标各自的适用范围。6）试说明在饱和粘性土的不固结不排水试验过程中不管用总应力还是有效应力表示，其摩尔应力圆的半径为何都不变？5、计算题：1）一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周围压力= 196 kPa，试样破坏时的主应力差= 274 kPa，测得孔隙水压力u = 176 kPa，已知该土样的有效内摩擦角为= 26，试求破坏面上的有效正应力和剪应力以及试样的有效粘聚力。解：由于已知该土样的有效内摩擦角为= 26，所以破裂面与水平面夹角成=58 由试验得, 破裂面上的正应力和剪应力分别为kPakPa 在破坏面上的有效正应力为kPa 由于此时，所以，2）已知某粘性土地基的抗剪强度指标分别为 = 26，c = 20 kPa，地基中某点的大小主应力分别为= 300 kPa，= 123.75 kPa，试问该点处于什么状态？解：当土体处于极限平衡状态时= 300 kPa所对应的小主应力应满足而= 123.75 kPa= 300 kPa，所以该点处于弹性平衡状态。3）对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力=100kPa时，测得抗剪强度。已知同种土制备的土样承受大主应力，问小主应力满足什么条件土样才不会发生剪切破坏？解：由于砂土的粘聚力c = 0 所以内摩擦角 在极限平衡状态下且时， 应满足 所以当时，土样不会发生剪切破坏。4）条形荷载作用下地基中某点的应力经计算得：=120 kPa，=60 kPa，=50 kPa。若地基土的抗剪强度指标分别为 = 18，c = 20 kPa，那么该点是否已被被剪坏？解： 由于，所以该点已被剪坏5）某饱和软粘土用十字板作剪切试验，已知十字板宽度（直径）D=70mm，十字板高度H=100mm，十字板转动时，地面上给杆轴施加的力偶矩M=0.015kNm。假设所有点竖直面和水平面上的抗剪强度均相等，试计算测点土的抗剪强度。解：该土的抗剪强度为：6）有一饱和粘性土，已知其有效粘聚力c=0，有效内摩擦角=20，取该土试样在围压=100kPa下固结，然后在不排水的条件下增加竖向压力至破坏，测得破坏时的孔隙水压力为35kPa，试求孔隙水压力系数A。解：依题意得：，则有： 孔隙水压力系数第六章 土压力、地基承载力和土坡稳定1、名词解释：挡土墙上的土压力：土体作用在挡土墙上的压力。P192主动土压力：若挡土墙在墙后填土压力作用下，背离填土方向移动或绕墙根转动，这时作用在墙背上的土压力将逐渐减小，当墙后土体达到主动极限平衡，并出现连续滑动面使土体下滑，这时作用在墙上的土推力减至最小值，称为主动土压力。P193被动土压力：若挡土墙在外力作用下，向着填土方向移动或转动，这时作用在墙背上的土压力将逐渐增大，一直到土体达到被动极限平衡状态，并出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时作用在墙上的土抗力增至最大值，称为被动土压力。P193静止土压力：若挡土墙具有足够的刚度，且建立在坚实的地基上，墙体在墙后土体的推力作用下，不产生任何移动或转动，则墙后土体处于弹性平衡状态，这时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。P192整体剪切破坏：地基承载力：指地基土单位面积所能承受荷载的能力。临塑荷载：地基发生局部剪切破坏时的压力被称为临塑荷载地基的极限承载力：地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段，这时基础下滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态天然休止角：2、填空：1）均质砂土坡稳定的极限坡角，称为_天然休止角_。P2242）根据挡土墙可能的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可以分为 主动土压力 、静止土压力和被动土压力三种。P192-1933）用荷载试验确定地基承载力时，对同一土层，选择的试验点不宜少于 3 个。P2224）库伦土压力理论的基本假定是墙后填土是均匀的无粘性土，滑动破坏面为通过墙踵的 平面 。P2015）当作用于挡土墙上的土压力为静止土压力时，墙后填土处于 弹性平衡 状态。P1926）计算地基极限承载力的太沙基理论假定基础底面是 粗糙 的。P2143、选择题：1）（ A ）粘性土坡的稳定安全系数定义为P226A抗滑力矩与滑动力矩之比 B滑动力矩与抗滑力矩之比C坡角与内摩擦角之比 D内聚力与滑动力之比2）（ C ）下列因素中，与挡土墙上的土压力大小无关的是P192A墙体的位移方向 B墙体的高度 C墙底面的粗糙程度 D墙体的位移大小3）（ D ）费里纽斯法分析粘性土的土坡稳定性时，土条两侧条间力之间的关系假定为P226A大小相等、方向相同、作用线重合 B大小不等、方向相反、作用线重合C大小相等、方向相反、作用线距土条底部三分之一土条高度D大小相等、方向相反、作用线重合4）（ A ）对于浅基础，一般发生整体剪切破坏的地基是P211A硬粘性土地基 B中等密实的砂土地基 C松砂地基 D软土地基5）（ A ）当地基土的内摩擦角大于零时，增大基础宽度，下列承载力值不发生变化的是P212Apcr Bp1/4 Cp1/3 Dpu6）（ B ） 当p-s曲线上具有明显的拐点时，地基可能发生的破坏型式是P210A冲剪破坏 B整体剪切破坏 C局部剪切破坏 D刺入破坏7）（ A ）干燥的均质无粘性土简单边坡的稳定性与之无关的指标是P224A坡高 B坡角 C内摩擦角 D自然休止角8）（ B ）某场地三个地基载荷试验测得的比例界限荷载p1分别为160kPa，180kPa，200kPa，则该场地的地基承载力特征值fak最接近下列哪个数值？ A160kPa B180kPa C200kPa D90kPa 9）（ D ）地下室的外墙受到的土压力可视为P192A主动土压力 B被动土压力 C静止土压力 D静止水压力10）（ D ）用条分法对粘性土坡进行稳定性分析，有可能出现滑动的四个面的安全系数分别为，则最危险的滑动面可能为P226A对应的面 B对应的面 C对应的面 D对应的面 11）（ C ）下列因素中，与挡土墙上的土压力大小无关的因素是A土颗粒大小 B土颗粒表面粗糙度 C土粒比重 D土的密实度12）（ B ）对于同样的土体，静止土压力、主动土压力和被动土压力的关系为P193AE0EaEp B Ea E0Ep CEp E0 Ea DE0 Ep Ea13）（ B ）挡土墙与岩石地基联结牢靠，墙体不可能发生位移和转动，此时作用在墙背上的土压力应按P192A主动土压力计算 B静止土压力计算 C被动土压力计算D土体达到极限平衡状态计算4、简答题：1）土压力有哪几种？影响土压力的最重要因素是什么？2）试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。3）试比较朗金土压力理论和库仑土压力理论的基本假定及适用条件。4）墙背的粗糙程度、填土排水条件的好坏对主动土压力有何影响？5）地基的剪切破坏有哪些形式？发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何？6）试比较临塑荷载、界限荷载、地基极限承载力的物理概念、影响因素。7）土坡稳定分析中的圆弧条分法原理是什么？5、计算题：1）已知某挡土墙高5 m，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，填土的物理力学性质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力合力及其作用点位置，并绘出主动土压力分布图。解：因为墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，符合朗肯土压力条件，故有朗肯主动土压力系数： 填土表面土压力强度为： 设临界深度为z0，即 可得 在墙底处主动土压力强度为： 主动土压力合力为 其作用点离墙底的距离为 主动土压力分布如图所示：2）如图所示挡土墙高7 m，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，各填土层物理力学性质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力合力，并绘出主动土压力分布图。解：因为墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，符合朗肯土压力条件，故有主动土压力系数为： 填土表面的土压力强度： 0 设临界深度为z0，则 第一层底部土压力强度为：第二层顶部土压力强度为： 第二层底部土压力强度为： 主动土压力合力为 主动土压力分布如图所示：3）如图所示挡土墙，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，各填土层物理力学性质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力和水压力合力，并绘出侧压力分布图。解：第一层土A点： B点： 第二层土B点： C点：D点： 侧压力分布如图所示。主动土压力和水压力合力分别为： 第六部分练习题答案2、填空：1）天然修止角；2）主动土压力；3）3；4）平面；5）弹性平衡状态；6）粗糙3、选择题：1）A；2）C；3）D；4）A；5）A；6）B；7）A；8）B；9）D；10）D；11）C；12）B；13）B5、计算题：1） 设临界深度为z0，即 可得 主动土压力合力为 其作用点离墙底的距离为 主动土压力分布如图所示。 2） 计算第一层填土的土压力强度 0 设临界深度为z0，则 计算第二层填土的土压力强度 主动土压力合力为 主动土压力分布如图所示。 3） 第一层土A点： B点： 第二层土B点： C点：D点： 侧压力分布如图所示。主动土压力和水压力合力分别为： 16