2016-2017学年第二学期期末考试《工程地质学基础》大作业

2016-2017学年第二学期期末考试《工程地质学基础》大作业1一、名称解释（每小题5分，共10分）1、土的物理性质：土是由土粒（固相）、水（液相）和空气（气相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。2、库仑定律：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同名电荷相斥，异名电荷相吸。二、简答题（每小题8分，共40分）1、土中的矿物主要有哪几类？各类矿物有哪些主要特点？答：(1)土中的矿物主要有原生矿物、次生矿物、有机质。(2)各类矿物的主要特点：a原生矿物：颗粒比较粗大，主要存在于卵、砾、砂、粉各粒组中，是组成粗粒土的主要矿物成分。b次生矿物：可溶性次生矿物：土中含水少时则结晶沉淀，在土中起胶结作用；含水多时则溶解，土的联结随之破坏。不可溶性次生矿物：有次生二氧化硅、倍半氧化物和黏土矿物。c有机质：亲水性强，使土的可塑性和压缩性增大，强度降低，对工程建筑不利。2、土的粒度成分与矿物成分有什么关系？答：粗颗粒土往往是岩石经物理分化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。3、为什么说结合水对细粒土的性质影响最大？答：因为结合水膜具有抗剪性，因此使得细粒土具有一定的内聚力；结合水膜与固体颗粒间的静电压力，使得细粒土排水困难，降低土的渗透性。4、什么是土的结构？土的结构连结有哪几种形式？答：（1）土的结构：是指土粒单元的大小、形状、互相排列及其联结关系等因素形成的综合特征。2016-2017学年第二学期期末考试《工程地质学基础》大作业2（2）土的结构连结形式有：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。5、结合水、毛细水是怎么样把土粒连结起来的？答：结合水连结通过结合水膜使相互邻近的土颗粒联结起来，是细粒土特有的联结类型，联结力的强弱取决于结合水膜的厚薄。当饱和土因受压或蒸发作用含水量降低时，土粒周围的结合水膜变薄，土粒间距缩小，通过公共结合水膜的水胶联结将逐渐增强，联结力也相应增大。土的含水量越低，则联结力越大。毛细水联结一部分细小砂粒或粉粒间由于毛细力作用而相互联结。它是一种暂时性联结，当土处于饱和或干燥状态时，联结即消失。三、论述题（每小题10分，共50分）1、简述水对斜坡稳定性的影响。答：水对斜坡稳定性的影响包括地下水和地表水两个方面：（1）地下水对斜坡稳定性的影响：A、地下水的物理化学作用a.土坡和岩坡的软弱面，在水的浸泡下发生崩解、软化、泥化，使抗剪强度降低。b.地下水在岩体或土体中流动时，对岩体或土体发生机械、化学潜蚀，使斜坡岩体或土体强度降低。B、水压力的影响a.滑体不透水由不透水岩层组成的岩质斜坡或土坡，滑体及滑床都是不透水的，而滑面是相对透水的，斜坡将承受静水压力的作用。作用于后缘拉裂面上的静水压力增大了下滑力。使斜坡受到一个向着临空面的侧向推力。作用于滑面上的静水压力（浮托力）减小了滑面上的有效压力，降低了滑体的抗滑力。b.动水压力（滑体透水）由透水岩层组成的斜坡，地下水在其中渗流时，由于有一定水头和水力梯度，就会对斜坡产生动水压力，其方向与渗流方向一致（指向临空面），动水压力增大了沿渗流方向的下滑力。C.浮力透水岩层组成的斜坡，在地下水潜水面以下的坡体将承受浮力的作用，浮力减小了滑面上的有效压力，降低了滑体的抗滑了。（2）地表水对斜坡稳定性的影响：A、河流、泥石流对岸坡的冲刷、侵蚀作用。B、水库、湖、海水对岸坡的磨蚀作用。2、如何用有效应力原理解释饱和土的压缩过程？答：饱和土体在一定荷载作用下的渗透压缩过程即为渗透固结。作用在土上的荷载由孔隙中的孔隙水压力和颗粒间接触的力共同承担，其中孔隙水压力不能引起土体压缩变形，只2016-2017学年第二学期期末考试《工程地质学基础》大作业3有颗粒间的接触力才能引起土体压缩变形，称为有效应力。随着孔隙水的排出，孔隙水压力逐渐转化为有效应力，从而引起土体压缩变形。3、简述分层总和法的假设条件答：（1）地基土是一个均匀、等向的半无限空间弹性体。在建筑物荷载作用下，土中的应力与应变成直线关系。这样就可以应用弹性理论方法计算地基中的附加应力。（2）基础沉降量根据基础中心点下土柱所受的附加应力z附加应力不同，在计算基础倾斜时，要分别用相应的附加应力计算。（3）地基土层受荷载作用只产生垂直方向压缩变形，侧向不能膨胀，即在侧限条件下发生变形。这样就可以应用侧限压缩试验指标。（4）一般地基的沉降量可以认为等于基础底面下某一深度（即受压层）范围之各土层压缩量的总和。理论上应计算至无限深度，但由于附加应力随深度而减小，超过某一深度后的土层沉降量很小可忽略不计。但当受压层下有软弱土层时，则应计算其沉降量至软弱土层底部。4、简述分层总和法和《规范》推荐法有何异同。答：规范计算公式是分层总和法单向压缩的修正公式。它也采用侧限条件E-P曲线的压缩指标，但运用了低级平均附加应力系数a的新参数，并规定了地基变形计算深度z，还提出了沉降计算经验系数k，使得计算成果更接近实测值。5、工业与民用建筑工程地质勘察一般划分为那几个阶段？各阶段的的主要任务是什么？答：1、工业与民用建筑工程地质勘察一般划分为以下几个阶段：（1）可行性研究勘察阶段；（2）初步勘察阶段；（3）详细勘察阶段；（4）施工勘察阶段。一般情况至少有初步勘察和详细勘察两个阶段。2、各阶段的的主要任务如下：（1）可行性研究勘察阶段：初步清查几个可能作为建筑场地的主要地质条件；配合其他专业人员选定场址。（2）初步勘察阶段：通过勘察，应对建筑物场地的稳定性做出评价，为建筑总平面布置、确定主要建筑物地基基础方案以及对不良地质现象的防治处理提出可靠的工程地质资料（3）详细勘察阶段：为主要建筑物的地基及基础设计、地基处理与加固、不良地质现象的防治提供可靠的工程地质依据。（4）施工勘察阶段：主要与设计、施工单位相结合进行地基验槽、地基处理加固效果检验、施工中的工程地质监测和必要的补充勘察工作，解决与施工有关的地质问题，并为施工阶段地基基础的设计变更提出相应的地质资料。