工程地质与水文I试卷答案

1职业技术学院考试卷（I卷）课程名称工程地质与桥涵水文考试学期得分适用专业考试形式考试时间长度一、名词解释(每小题3分，共15分)1.径流总量：时间T内通过河流某断面的径流体积，单位为m3,实际中也用km3或亿m3表示。2.地下水：是指存在于地表以下岩石孔隙、裂隙和空洞中的水。3.过水断面：凡垂直于所有流线所取的横断面，称为过水断面，过水断面面积常用A表示，单位为2m。4.永久硬度：水沸腾后仍余留在水中的Ｃa²+、Mg²+的含量，称为永久硬度。5.软弱夹层：是指在上、下相对坚硬的岩层中，夹有力学强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化或泥化、延伸较长而厚度较薄的软弱岩层。二、填空题(每空1分，共15分)1.河流的基本特征，一般用河流长度、弯曲系数、横断面积及纵向比降等表示。2.水文观测项目主要包括水位、流速、流向、水文断面、水面比降和含沙量。3.水文资料的来源主要有三方面：即水文站观测资料、文献考证资料和洪水调查资料。4.地下水的物理性质包括比重、温度、透明度、颜色、嗅、味、导电性和放射性等。5.按埋藏条件可将地下水分为包气带水、潜水、承压水，根据含水层空隙的性质又可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。6、研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。三、选择题(每小题1分，共8分)1.以地质剖面勘探资料和试验成果编制而成的图件是（A）。A、工程地质剖面图B、钻孔柱状图C、硐、井、坑、槽的展视图D、地质图2.矿物的天然集合体称为（C）A、岩体B、岩块C、岩石D、岩层系班级学号姓名密封线23.边坡稳定性的定性评价方法有（A、B）。A、成因历史分析法B、工程地质类比法C、刚体极限平衡法D、图解法4.褶曲按轴面和两翼岩层的产状分（A）。A、直立褶曲B、线状褶曲C、构造盆地D、倾伏褶曲5.野外识别断层的方法从构造上的特征来看是（A）。A、牵引褶曲B、岩层中断C、断层崖D、泉水、喜湿性植物等呈带状分布6.根据片理面特征、变质程度等特点，片理构造可进一步分为（B、C）。A、层理构造B、片麻状构造C、千枚状构造D、杏仁构造7.化学风化作用包括（A、B、C）。A、溶解作用B、水解作用C、氧化作用D、变质作用8.地表岩溶地貌包括（A、C）。A、溶沟与石芽B、溶洞3C、落水洞D、伏流与暗河四、问答题(每小题14分，共42分)1.叙述岩溶发育的一般规律。(1)岩溶基准面：岩溶发育的速度与强度，一般随着距地表深度的增加而减弱。岩溶向地下深处发育的下限面，称为岩溶基准面。(2)岩溶发育的阶段性：岩溶地貌也和其他成因的地貌一样，有其发生、发展和消亡的过程。可划分为幼年期、壮年期(包括早壮年期和晚壮年期)和老年期三个阶段。①幼年期：在原始的可溶性岩地面上，岩溶开始发育，原始的河系切入可溶岩中，地表石芽、溶沟发育，漏斗及落水洞少量出现。②壮年期：岩溶进一步发育，形成地下岩溶形态，广泛发育溶蚀洼地、干谷、漏斗等。③老年期：地表水流广泛发育，河间地带仅存少数残丘及孤峰，形成岩(3)岩溶分布的不均匀性：岩溶分布不仅在垂直方向上有变化，而且在水平方向上分布也是不均匀的。岩溶的发育带主要受岩性和地质构造条件控制。①岩溶分布受岩性控制。这部分内容在岩溶发育的基本条件中已有介绍，总的趋势是：被水溶解速度越快，溶解度越大的岩石，岩溶越是发育。②岩溶发育受地质构造条件控制。岩溶常沿着区域构造线方向(如裂隙、断层走向及褶皱轴部)呈带状分布，多形成溶蚀洼地、落水洞、较大的溶洞及地下河(4)环交替条件，在垂直方向上将喀斯特的发育划分为下列4个带：1)垂直循环带（包气带）；2)过渡循环带（季节变化带）；3)水平循环带（完全饱水带）；4)(5)岩溶洞穴分布的成层性：实地观测表明，在垂直方向上喀斯特的发育具有成层性的特点。这是由于喀斯特的发育不仅是地下水与可溶性岩石长期互相作用的结果，而且在漫长的地质年代里，地壳的升降运动，对其也有很大影响。当地壳在较长时期内处于稳定时，喀斯特发育较彻底，在地下就可能形成规模大、数量多的喀斯特溶洞层；相反，则喀斯特的发育就较困难。2.评述各类岩石的工程地质及水文地质特征。一、火成岩的工程地质评述4火成岩的特征主要取决于火成岩的形成环境和火成岩的成分。特别是形成环境，它控制着火成岩的结构、构造及矿物之间的联结能力，也决定了岩石的工程地质性质。(1)深成岩深成岩具结晶联结，晶粒粗大均匀，孔隙率小、裂隙较不发育，透水性小，力学强度高。其次，岩体大、整体稳定性好，是良好的建筑物地基，也是常用的建筑材料。(2)浅成岩浅成岩和脉岩常呈斑状结构,也有呈伟晶、细晶和隐晶质结构，所以这一类岩石的力学强度各不相同。(3)喷出岩喷出岩由于结构构造多种多样,产状不规则,厚度变化大,岩性很不均一,所以其强度和透水性相差悬殊。二、沉积岩的工程地质及水文地质评述在评述沉积岩的工程地质性质时，应着重考虑沉积岩的两个重要特点。一是各类沉积岩都具有成层分布规律，存在着各向异性特征，且层的厚度各不相同；二是沉积岩从成分上分为碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩，它们的工程地质性质存在着很大的差异。(1)碎屑岩，工程地质性质一般较好，其特征主要取决于胶结物成分、胶结类型和碎屑颗粒成分。(2)粘土岩,抗压强度和抗剪强度低,受力后变形量大,浸水后易软化和泥化。若含蒙脱石成分，还具有较大的膨胀性。这两种岩石对建筑物地基和建筑场地边坡的稳定都极为不利，但其透水性小，可作为隔水层和防渗层。(3)化学岩及生物化学岩，抗水性弱，常具有不同形态的可溶性。碳酸盐类岩石具中等强度，一般能满足工程设计要求，但存在于其中的各种不同形态的岩溶，往往成为集中渗漏的通道。易溶的石膏、岩盐等化学岩，往往以夹层形式存在于其他沉积岩中，质软，浸水易溶解，常常导致地基和边坡的失稳。此外，上述砂岩、砾岩、石灰岩的空隙率较大，往往储存有较丰富的地下水资源。三、变质岩的工程地质及水文地质评述变质岩一般情况下由于原岩矿物成分在高温高压下重结晶的结果，岩石的力学强度较变质前相对增高。但是，如果在变质过程中形成某些变质矿物，如滑石、绿泥石、绢云母等，则其力学强度会相对降低，抗风化能力变差。(1)动力变质岩，动力变质作用形成的变质岩,其岩石性质取决于碎屑矿物的成分、粒径大小和压密胶结程度。但通常胶结得不好，孔隙、裂隙发育，强度变低，抗水性差。(2)接触变质岩接触变质岩因经过重结晶,岩石的力学强度较变质前相对增高。但变质程度各处不一,距侵入体越近,越易变质,在很小的范围内变质程度就相差悬殊，岩性很不均5一。接触变质的岩石，常因受地壳构造运动的影响而裂隙发育，加上有小岩脉穿插，岩性显得复杂多样，其工程地质性质变化较大。(3)区域变质岩，区域变质的岩石分布范围广,厚度大,变质程度和岩性较均一,但因多数岩石具片理构造,使岩石具有各向异性特征。随着片理的发育，滑石、绿泥石、云母等含量的增加，使岩石强度显著降低。一般说来，板岩、千枚岩、滑石片岩、绿泥石片岩、云母片岩等岩石的工程地质性质较差；而片麻岩、石英岩及大理岩等岩石，致密坚硬，岩性比较均一，强度高，是建筑物的良好地基。但裂隙发育或有较大断裂带时，常常形成裂隙含水带和地下水渗漏的通道,也常是岩体滑动的较弱带，而使其工程地质性质变差。综上所述，不同种类的岩石，由于其成因、成分、结构和构造不同，岩石的工程地质性质差异是很大的。同时，还应结合具体工程的要求来进行评价。3.试述岩层产状要素及其测量方法。答：岩层在地壳中的空间方位和产出状态，称为岩层产状。它以岩层面在空间的延伸方向和倾斜程度来确定，用走向、倾向和倾角表示，称为岩层产状要素。(1)走向岩层面与水平面交线的水平延伸方向称为该岩层的走向。岩层走向用方位角表示。因此，同一岩层的走向可用两个方位角数值表示，如NW300°和SE120°，指示该岩层在水平面上的两个延伸方向。(2)倾向岩层面上垂直于走向线acb，沿层面倾斜向下所引的直线，叫做倾斜线。它在水平面上的投影线所指的层面倾斜方向为该岩层的倾向。因此，岩层的倾向只有一个方位角数值，并与同一岩层的走向方位角数值上相差90°。(3)倾角岩层面上的倾斜线与它在水平面上的投影线之间的夹角，即倾斜岩层面与水平面之间的二面角，为岩层的倾角。岩层产状要素的测量方法：测量岩层的产状要素一般用地质罗盘。地质罗盘有矩形或八边形(圆形)的两种，其主要构件有：磁针、上刻度盘、下刻度盘、倾角指示针(摆锤)、水准泡等。测走向时，将罗盘的长边(即NS边)与岩层层面贴紧、放平(水准泡居中)后，北针或南针所指上刻度盘的读数就是走向。测倾向时，用罗盘的N极指着层面的倾斜方向，使罗盘的短边(即EW边)与层面贴紧、6测倾角时，将罗盘侧立，以其长边贴紧层面，并与走向线垂直，这时摆锤指示针所指下刻度盘的读数就是倾角。有的罗盘倾角指示针是用水准泡来调正的，测倾角时要用手调背面的旋柄，使水准泡居中间位置，然后再读读数。五.计算题（每小题10分，共20分）1.有一潜水完整井，含水粗砂层厚14m，渗透系数为10m/d，含水层下伏为粘土层，潜水埋藏深度为2m，钻孔直径为304mm，当抽水孔水位降深为4m时，经过一段时间抽水，达到稳定流，影响半径可采用300m，试计算井的涌水量。解：已知K=10m/dH=14mh=14-4=10mR=300mr=0.152mQ＝[πK(H²—h²)]÷（lnR—lnr）＝[3.14×10×(142—102)]÷(ln300—ln0.152)＝397(m³/d)2.有一情况较坏的梯形断面路基排水土渠，长1Km，底宽3m，按均匀流计算，设渠中正常水深为0.8m，边坡系数为1.5，渠底落差为0.5，试计算渠道的泄水能力和渠中流速。解：236.38.0)8.05.13()(mhmhbAmbhmh88.538.0)8.05.1(2)(22222mAR57.088.536.35.015.0LHi查表得|n=0.033smvAQsmiRnv/48.49726.1436.3/726.145.057.0033.011321322132