工程地质及土力学 郑州大学 网考资料及答案

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1、某饱和粘土层，厚度为10m,上层面为排水砂层，底面为一不透水面，竖向固结系数、 - 1二革定压缩模量二一 10WPE，地表瞬时施加一大面积均布荷载=1。平均固结度0与时间因数Tv的关系取为一区 I(1) 加载1年时的固结沉降量。(2) 试求固结沉降量达到90mm所需的时间。7.5m在厚度为9m的粘土层中开挖基坑，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？6m9m粘土砂土简要叙述库伦土压力的假定条件及其原理？假定：挡土墙和滑动土契体视为刚体，墙后填土为无粘性砂土，当墙身向前或向后偏移时，墙后滑动土契体是沿着墙 被和通过墙踵的平面发

2、生滑动。原理：根据墙后所形成的滑动契体静动力平衡条件建立的土压力计算方法。简述地基处理的目的及常用方法？A地基处理的方法：一.换填法二.预压法三.强夯法四.振冲法五.深层搅拌法六.砂石桩法七.土或灰土挤密桩法B 地基处理的目的：1.改善剪切特性2改善压缩特性3改善透水特性4改善动力特性5改善特殊土的不良地基的特性剪节理和张节理的区别？1张节理可以是构造节理，表生节理，原生节理,是岩石受张立破裂而产生的.剪节理主要是构造节理，是岩石受剪力产生的, 2张节理的产状不如剪节理稳定3张节理的节理面没有剪节理光滑，多为粗糙不平的.4张节理和剪节理相比多成裂口 状，剪节理为闭合状.5张节理面的内摩擦角值较

3、剪节理高.简述滑坡的治理措施？滑坡的治理措施如下：1绕避滑坡2削坡减载3支挡4排水防水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，试求土样的渗透系数。阅读下列地质图，并完成下述填空。(1) 根据轴面产状和两翼岩层特点，该地区褶皱属于()褶皱，其形成年代为()。(2) 按照断层两盘相对运动的方向，该地区发育的断层属于()断层，其形成年代要()于褶皱的形成年代，并给出判断依据。已知：地质年代依次为：震旦纪Z、寒武纪二、奥陶纪O、志留纪S、泥盆纪D、石炭纪C、二叠纪P、三叠纪T、侏

4、罗纪J、白垩纪K、第三纪R、第四纪Q。(1)根据轴面产状和两翼岩层特点 该地地区褶皱属于倾斜褶皱，形成年代为晚于震旦纪,早于白垩纪.(2)按照断层两盘相 对运动的放向，该地区发育的断层属于逆断层，相城年代要晚于褶皱的形成年代，并给出判断依据。、填空题（共10题，每题2分）1根据冷凝环境的不同，岩浆岩可分为深成岩、浅成岩和。2断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层称为，其倾角通常很陡。3工程上常用土的 和曲率系数判定土的颗粒级配的优劣。4湿陷性黄土通常分为两类：自重湿陷性黄土和。5某渗流场中一点的孔隙水压力为8kPa，则该点的压力水头为。6河流的侵蚀作用按其侵蚀方向可分为：作用和 作用。7在地球物

5、理勘探（物探）中，最常用的是电法和。8在土层中，通过土粒传递的粒间应力称为。9如果地基中某点的莫尔应力圆与抗剪强度线相切，则该点处于 状态。10当基底压力达到临塑荷载时，地基中塑性区的最大深度为。二、单选题（共10题，每题2分）11对于浅基础，一般发生整体剪切破坏的地基是（）A. 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12增大基础宽度，下列承载力值不发生变化的是（）A. PerB. P1/4C. p 1/3D. Pu13地下室的外墙受到的土压力可视为（）A.主动土压力 B.被动土压力C.静止土压力D.静止水压力14同种土体，静止土压力气、主动土压力勺和被动土压力的关系为（

6、）A. E0EaEpB. Ea E0EpC. Ep E0 EaD E 气 kPn面水平，填土的物理力学性质指标如图所示。试计算挡7/土墙墙背上的主动土压力合力，并绘出分布图。一I 28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 比重气=2.65，孔隙比e = 0.4。判断土样是否发生流土现象。29某砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量为9.8%, 土粒比重为2.67，烘干 后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943，试求孔隙比和相对密度。（提示：e = G + 弱P “，-1）一、填空题（共10题，每题2分） 1岩层的产状三要素，包括走向、和倾角

7、。2沉积岩的 构造是区别于岩浆岩和变质岩的重要特征。3判断粘性土软硬状态的指标是。4地下水的渗流对土单位体积内的骨架所产生的力称为。5河流的侵蚀作用按其侵蚀方向可分为：作用和 作用。6工程地质勘察阶段可分为可行性研究阶段、三个阶段。7饱和土渗透固结的过程就是孔隙水压力逐渐消散和 相应增加的过 程。8原状土和重塑土试件的无侧限抗压强度之比，称为土的。9计算地基极限承载力的太沙基理论假定基础底面是 的。10 土的有效应力原理可表示为。二、选择题（共10题，每题2分）11下列岩石中，属于沉积岩的是（）A.花岗岩B.石灰岩 C.大理岩 D.石英岩12某地质图上，标明一岩层的产状为330/WSZ30,该

8、岩层的倾向为 （）A. 330B. 30C. 240D. 15013 土中的水中，能够传递静水压力。（）A.强结合水B.弱结合水C.重力水 D.以上都不对14有一黏性土，天然含水量38%，通过液塑限联合测定试验测得塑限30%，液限55%，求该黏性土的塑性指数Ip（）A、25B、25%C、8D、8%15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16 “马刀树”是用于判断下面哪种地质现象的？（）A.崩塌 B.滑坡 C.地面沉降D.地震17下列岩土测试方法中，属于原位测试方法的是（）A.三轴试验B. 十字板剪切试验绍吐率嚣*新C. 液塑限联合测定试验D.常水头渗透

9、试验18现场原位荷载试验测试得到的土的压缩性指标为（）A.压缩系数B.压缩指数C.变形模量 D.压缩模量19粘性土坡的稳定安全系数定义为（）A.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20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（）A.冲剪破坏B.整体剪切破坏C.局部剪切破坏。.刺入破坏三、简答题（共4题，每题5分）21简述什么是角度不整合及其形成过程？22三相比例指标中，哪些是直接通过室内试验测得的？分别是哪些室内试验？23简要叙述分析一下土的压缩模量、变形模量区别，及其测试方法？24简述朗肯土压力理论与库伦土压力理论的区别

10、？四、计算题（共5题，每题分数详见题后） 25某砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量为9.8%, 土粒比重为2.67，烘干 后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比和相对密度。（提示：e = G + ）P “ -1）P26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。27某饱和粘土层，厚度为10m，竖向固结系数Cv=1.2X105cm2/年，在大面积 荷载作用下最终固结沉降量为180mm，单面排水。试求：（1）加荷一年时的固结 沉降量；（2）固结沉降量达到90mm所

11、需要的时间。（注：时间因数和固结度的关系可表示为T =；U；）28挡土墙高7 m，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，填土分二层，各层土物理力学性质指标如图所示。试计算墙背上主动土压力合力，并绘出分布图。y = 18 kN/m3中=20c1 = 10kPay = 19 kN/m3 q2 = 302-sat29某粘性土地基上条形基础的宽度b = 2 m,埋置深度d = 1.5 m,地下水位在 基础埋置深度处。地下水位以上粘性土重度y = 18.79 kN/m3，地下水位以下饱 和重度y = 19.8 kN/m3,内聚力c = 10 kPa，内摩擦角甲=20。已知平=20时，按太沙基极限承载力理论算得

12、的承载力系数分别为N广4.5，Nq = 8，N = 18，试按照太沙基公式计算该地基的极限荷载p。一、填空题（共10题，每题2分） 1通过核部大致平分褶曲两翼的面称为褶曲的。2岩浆岩与沉积岩的接触关系主要有、两种。3 土是由、液相和气相三部分组成的。4水中氢离子浓度的复对数值称为水的。5在工程建筑抗震设计时，常用的地震烈度有、 两种。6岩石的风化作用包括、化学风化和生物风化三种种形式。7岩土测试主要分为室内试验和 两种。8 土的压缩模量越大，则其压缩系数就越 （大，小）。9某点的大小主应力为300kPa和140kPa，则该点摩尔应力圆的圆心为10普朗德尔极限承载力理论适用于基底 的条形基础。二

13、、选择题（共10题，每题2分）11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12若地层出现不对称的重复现象，则此处存在的地质构造为（）A.褶皱B.断层C.节理D.单斜构造13表示无粘性土的密实度的指标是O()A、重度B、含水量C、相对密实度D、塑性指数14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15下列地质作用中，属于内动力地质作用的是（）A.变质作用B.风化作用C.搬运作用D.沉积作用16 “V”形谷、峡谷主要是由（）形成的地貌形态。（）A.底蚀作用；B.侧蚀作用：C.溶蚀作用；D.腐蚀作用17下列试验中，属

14、于室内测试方法的是（）A.荷载试验B.静力触探试验C.动力触探试验D.筛分试验18在用分层总和法计算地基最终沉降量时，软土地基沉降计算深度确定的原则A.附加应力为自重应力的20%B.附加应力为自重应力的10%C.自重应力为附加应力的20% D.应变比法19同种土体，静止土压力E0、主动土压力和被动土压力Ep的关系为（）A. E0EaEpB. Ea E0EpC 气 E0 EaD E E? b，f = 120kPa，因此土体破坏。(2)无超孔压时，总应力即为有效大小主应力，则有b1f=b3tan2 45 + I 2 J+ 2c tan 45。+ I 2 J=270kPa28解：临界水头梯度icrG

15、 -11 + e2.65 -11 + 0.4=1.178实际水头梯度29解：40=1.6 ；由于i i25. G G + w )p由 e = sw会发生流土现象。1 2.67(1 + 0.098)-1 =1 = 0.656p1.77， crb 1 = 260kPa b 1 f = 270kPa，不会发生剪切破坏20027 解：K = tan2(450 -) = tan2(450 -与)=0.49p 0 = -2/K = -2x 12x0.7 = -16.80kPa设临界深度为z0，即 pa=yz0K - 2c史 =0，可得z广 p 1 = hK - 2。 = 18x5 x 0.49 - 2x

16、12x 0.7 = 27.3 kPa E 主动土压力合力为：E =1 x 27.3 x (5 -1.9) = 42.32 kN/m a 2其作用点离墙底的距离为 土0 = 1.03m3主动土压力分布如图所示。0.943 - 0.656=0.5950.943 - 0.461max min考试模拟题（二）答案一、填空题1倾向；2层理；3液性指数；4渗流力；5底蚀，侧蚀；6初勘，详勘；7有 效应力；8灵敏度；9粗糙；10 b=b + u ；二、选择题11 B； 12 A； 13 C； 14 A； 15 C； 16 B； 17 B； 18 C； 19 A； 20 B；三、简答题21答：（1）埋藏侵蚀面

17、将年轻的、变形较轻的沉降岩同倾斜或褶皱的沉降岩分开， 不整合面上下两层之间有一定的角度差异，称为角度不整合。（2）沉积岩先形成 后，在构造运动作用下产生倾斜或褶皱，然后在某一地质时期抬升至水面以上， 受到剥蚀作用，形成侵蚀面，然后再沉入水面下，继续沉积，最终形成了角度不 整合。22答：土的三相比例指标中，天然密度、含水量和土粒比重三个指标可直接通过 室内试验测得，天然密度用环刀法测试，含水量用烘干法测试，土粒比重采用比 重瓶法测试。23答：压缩模量：土在完全侧限条件下竖向应力增量Ap与相应的应变增量的 比值，称为压缩模量，用Es表示；变形模量：土体在无侧限条件下应力与应变 的比值，用E0表示；

18、压缩模量采用室内压缩试验测定；变形模量采用现场荷载 试验测定。24答：（1）朗肯理论假设：墙背光滑、直立、填土面水平；即适用无粘性土， 也适用于粘性土，但计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小；由半空间应力状 态和极限平衡理论推出。（2）库仑理论假设：填土无粘性、滑动破坏面为一平 面；原始公式不能直接适用于粘性土；计算的主动土压力偏差小，被动土压力偏 差大；由滑动土楔的静力平衡推出。四、计算题25 解：由 e = G & + 巧）P一1= 2.67（1 + 0.098）-1 = 0.656 p1.770.943 - 0.461D 二白于二爵43-0.656 ms。max min26 解： Q =

19、 Avt = Akit = Ak t ； k = =1.0523cm/sLAAht 兀 x 5.52 “ 八x 40 x 6.04vH 227 解：(1)T = CL = L2 x 105 x 1 = 0.12 一 (10 x 100)24T=0.39, S = U S = 0.39 x 180 = 70mm所以U =竺兀(2)U = S /S = 90/180 = 0.50.196 x (10 x 100)2 = 1 63年1.2 x 105=一U 2 = 0.196，所以 t =4 tcv28解：计算第一层填土的土压力强度中、200、 八K = tan 2 (450 - ) = tan 2

20、 (450 - -) = 0.49p 0 = -2CK = -2x 10x0.7 = -14 kPa b，f = 120kPa，因此土体破坏。(2)无超孔压时，总应力即为有效大小主应力，则有b1f=b3tan2 45 + I 2)+ 2c tan 45 + I 2)=270kPab 1 = 260kPa b 1 f = 270kPa，不会发生剪切破坏29解：将已呗=-b代入塑性区最大深度计算公式，可得地基的界限荷载pw公式4I 彳(/ +ccot + yb/ 4) Pm _+ 81甲伊将参数代入可得Pw -162.0 kPah&im Lhihi I kriawi l-taa d jtrfanj

21、 lwia1考试模拟题（四）答案一、填空题1喷出岩；2层理；3不均匀系数；4水利坡降；5残积；6地震法勘探；7次 固结沉降；8不固结不排水剪切；9 0.5m； 10达西定律；二、选择题11 D； 12 A； 13 B； 14 B； 15 C； 16 C； 17 B； 18 A； 19 C； 20 A；三、简答题21答：主要根据造岩矿物的一般物理性质，主要包括矿物的颜色（自色、它色和 假色），矿物的条很色，矿物的光泽，矿物的硬度，矿物解理或断口的性质。22答：河流的侵蚀作用主要有下蚀和侧蚀两种作用。下蚀作用是河水在流动过程 中使河床逐渐下切加深的作用；下蚀作用使分水岭不断遭到剥蚀切割，河流长度

22、不但增加，以及河流的袭夺现象；常形成V字形河谷。侧蚀作用是河流以携带的 泥、砂、砾石为工具，并以自身的动能和溶解力对河床两岸的岩石进行侵蚀使河 谷加宽的作用；侧蚀作用使凹岸不断受到冲刷，凸岸不断发生沉积，最终使河湾 的曲率增大，并使河湾逐渐向下游移动；常形成U字形河。23答：（1）地基土分层；（2）计算各分层界面处土自重应力；（3）计算各分层界面 处基底中心下竖向附加应力；（4）确定地基沉降计算深度（或压缩层厚度）；（5）计 算各分层土的压缩量；（6）叠加计算基础的平均沉降量。24答：（1）整体剪切破坏：在地基中形成一连续滑动面，基础急剧下沉或倾倒， 同时基础四周地面土隆起。（2）冲切破坏：是

23、由于基础下软弱土的压缩变形使 基础连续下沉，切入土中，地面土不隆起，基础没有很大倾斜，压力与沉降曲线 全程曲线，不出现明显转折。（3）局部剪切破坏：介于上两者之间，剪切破坏 也从基础边缘处的土开始，但滑动面发展不到地面，地面土隆起，但不会有明显 倾斜和倒塌。四、计算题25 解：由 S = ，n v =-；由此可得 V =尸r V V1 + ew 1 + eAV =堕（S - S ）= 0.95 X1 x（0.9 - 0.37）= 0.258m 3 ； Am = AV p = 258kgw 1 + e r2n 1 + 0.95w w w26 解：水力梯度I = * = 3/12 = 0.25(1

24、) 根据达西定律，v = kI = 4.0x 10-2 x 0.25 = 0.01mm/ s(2) 动水力 GD = I = 10x0.25 = 2.5kN/m3(3) 临界水利梯度为：I =at 1 = 1.95 1 = 0.95WI = 0.25 I = 0.95，不会产生流砂现象。27 解: s =工 logM =冬 log100 + 400 =0.411m1 + e p 01 + 0.7100o20028 解：K = tan 2 (450 一 ) = tan 2 (450 ) = 0.49p 0 = -2cjK = 2 x 12 x 0.7 = 16.80 kPa设临界深度为z0，艮口

25、pa =y乙0Ka 2SK = 0，可得z厂=190mp 1 =yhK 2c JK = 18 x 5 x 0.49 2 x 12 x 0.7 = 27.3 kPa J / k1主动土压力合力为：E = x 27.3 x (5 1.9) = 42.32 kN/m /、=其作用点离墙底的距离为 土0 = 1.03m1329解：主动土压力分布如图所示。基础及回填土重 G = 20 x 1.8 x 5.4 x 2.7 = 524.88kN kG = 2020 + 524.88 = 174.6kPa e =-M = J32 = 0.512mA 5.4 x 2.7k 七 + Gk2544.88P炯kmax

26、=p (1 + 性)=174.6 x (1 + 6 x 0.512) = 273.9kPaL5.4小6e6 x 0.512、p炯 kmax=p (1 + ) = 174.6 x (1 +) = 75.3kPaL5.4经宽深修正后的持力层承载力特征值f = 209+0 +1.0 x18.0 x (1.8 0.5) = 232.4kPa考试模拟题（五）答案一、填空题1倾向；2不均匀系数；3自由水；4渗流力；5冲刷；6坑探，钻探；7先期 固结压力；8天然休止角；9灵敏度；10摩擦桩，端承型摩擦桩；二、选择题11 D； 12 B； 13 C； 14 C； 15 B； 16 A； 17 A； 18 C；

27、 19 B； 20 A；三、简答题21答：（1）埋藏侵蚀面将年轻的、变形较轻的沉降岩同倾斜或褶皱的沉降岩分开， 不整合面上下两层之间有一定的角度差异，称为角度不整合。（2）沉积岩先形成 后，在构造运动作用下产生倾斜或褶皱，然后在某一地质时期抬升至水面以上， 受到剥蚀作用，形成侵蚀面，然后再沉入水面下，继续沉积，最终形成了角度不 整合。22答：泥石流形成有三个基本条件：（1）流域中有丰富的固体物质补给泥石流； （2）有陡峭的地形和较大的沟床纵坡；（3）流域的中、上游有强大的暴雨或冰 雪强烈消融等形成的充沛水源。23答：直剪试验有快剪，固结快剪和慢剪三种试验类型；三轴压缩试验有不固 结不排水剪，固

28、结不排水剪和固结排水剪三种试验类型。24 （1）临塑荷载是地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状态时对应的荷载。 抗剪强度指标越高，基础埋深越大，临塑荷载越大；临塑荷载与基础宽度无关；（2）界限荷载是塑性区开展到一定深度时对应的荷载。抗剪强度指标越高，基 础埋深越大，基础宽度越大，界限荷载就越大；（3）极限承载力是指地基即将丧 失稳定性时的承载力。抗剪强度指标越高，基础埋深越大，基础宽度越大，界限 荷载就越大。四、计算题25 解： Q = Avt = Akit = Ak-t ； k = 1.0523cm/sLAht 兀 x 5.52x 40 x 6.0426 解：m = 72.49 - 32.5

29、4 = 39.95g ； m = 61.28 - 32.54 = 28.74gsm = m m = 39.95 28.74 = 11.21g ； V = 21.7cm3 ；39.9521.7=1.841g/cm 3mW = w m s11.21m 28.74=39% ； p = s = 1.324g / cm3；28.74d V 21.727 解：(1)由于TVCt1.2 x 105 x 1=0.12(10 x 100)2矿所以U =，一= 0.39，S = U S = 0.39x 180 = 70mm t上兀VH 2, ctt c(2) Ut=SI S = 90/180 = 0.5T =-U

30、 2v 4 t=0.196，所以t =鳖CV0.196 x (10 x 100)2 = 1 63年1.2 x 105.28解：当土体处于极限平衡状态时q 1= 300 kPa所对应的小主应力应满足q = q tan2 （450 一 ） 一 2c tan（45。一 ） = 90 kPa而q 3p q 3= 123.75 kPaq亡300 kPa，所以该点处于弹性平衡状态。29解：计算第一层填土的土压力强度中、200、 八K = tan 2 (450 - 寸)=tan 2 (450 -) = 0.49p =-2七疙1 = 2 x 10 x 0.7 = 14 kPa0设临界深度为z0，则Z =兰=立堕=1.59 m0 Y 匚 18 x 0.7p =y hK 2c、K = 18x5x0.49 2x 10x0.7 = 30.1 kPaa1 上1 1 a1 1 a1计算第二层填土的土压力强度，K = tan2(450 ) = tan2(450 300)=- a2223p =y hK = 18 x 5 x1 = 30 kPaa1 下 11 a23p = (y h +y h )K = (18x5 +19x 2) x1 = 42.67 kPaa2 1 12 2 a23主动土压力合力为 E = 2 x 30.1 x (5 1.59) + 2 x (30 + 42.67) x 2 = 124 kN/m