工程勘察思考题-第二章,第三章

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1、第二章 岩土工程中的地下水1.根据岩土空隙的成因不同，可把地下水分为哪三类？根据岩土空隙的成因不同，可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。孔隙： 松散岩土由大小不等的颗粒组成，颗粒或颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。岩土中孔隙的发育程度常用孔隙度来表示，指一定体积的岩土其孔隙体积所占总体积的比例。裂隙：坚硬岩石（沉积岩、岩浆岩和变质岩）颗粒之间基本上不存在孔隙，仅存在岩石破裂变形产生的空隙，称之为裂隙（分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙） 。岩石的裂隙一般呈裂缝状，其长度、宽度、数量、分布及连通性等空间上差异很大，与孔隙相比，裂隙具有明显的不均匀性。溶隙：可溶的沉积岩（盐岩、硬石膏、石膏、石灰岩、白云

2、岩等）在地下水流长期溶蚀作用下而形成的空隙，这种地质现象称岩溶（喀斯特） 。2.根据水在空隙中的物理状态，水与岩土颗粒的相互作用特征，地下水有哪几种存在形式？哪些形式的地下水对地基的工程特性影响较大？根据水在空隙中的物理状态，水与岩石颗粒的相互作用等特征，可将地下水存在的形式分为五种气态水结合水重力水毛细水固态水毛细水和重力水对地基的工程特性影响最大3. 粘土、粉质粘土、粉土的渗透系数范围值分别是多少（单位为：m/年）？粘土：粉质粘土：粉土：4. 含水层和隔水层的概念？根据岩石赋留地下水的相对状况分出含水层和隔水层。含水层：在重力作用下能够给出并且通过相当数量水的饱水岩层或土层称含水层。含水层

3、必须有良好的透水性能，同时又必须有一定的地质构造条件和地形条件，使地下水聚集和储存起来，此外，含水层必须有一定的补给水量。隔水层：在常压条件下，由于重力作用不能给出并通过相当数量水的岩层或土层。通常由黏土、粉质黏土和页岩、泥灰岩等透水性能差的岩石组成的岩层构成隔水层。隔水层对地下水的运动起着阻碍作用 。5. 上层滞水、潜水、承压水的概念？上层滞水：地面以下通常分布有多层含水层，当包气带中局部分布有隔水层或弱透水层时，隔水层上会积聚具有自由水面的重力水，称为上层滞水。潜水：潜水是饱水带中第一个连续稳定的隔水层以上，具有自由水面的重力水承压水：承压水是指充满在两个隔水层之间的含水层中，具有承压性质

4、的地下水6. 有哪几种裂隙水？裂隙水是指储存和运动于岩层裂隙中的地下水。岩石的裂隙按成因可分为风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙三种类型，相应地也将裂隙水分为风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水。7. 潜水位上升和下降会引发哪些工程地质问题？1) 潜水位上升引起的工程地质问题(1)潜水位上升后，由于毛细水作用可能导致土壤次生沼泽化、盐渍化，改变岩土体物理力学性质，增强岩土和地下水对建筑材料的腐蚀。在寒冷地区，可助长岩土体的冻胀破坏；(2)潜水位上升后，原来干燥的岩土被水饱和、软化，降低岩土抗剪强度，可能诱发斜坡、岸边岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象；(3)崩解性岩土、湿陷性黄土、盐渍岩土等

5、遇水后，可能产生崩解、湿陷、软化，其岩土结构破坏、强度降低、压缩性增大。而膨胀性岩土遇水后则产生膨胀破坏；(4)潜水位上升，可能使洞室淹没，还可能使建筑物基础上浮，危及安全。2) 地下水位下降引起的工程地质问题(1)地表塌陷岩溶发育地区，由于地下水位下降时改变了水动力条件，在断裂带、褶皱轴部、溶蚀洼地、河床两侧以及一些土层较薄而土颗粒较粗的地段，产生塌陷。(2)地面沉降地下水位下降诱发地面沉降的现象可以用有效应力原理加以解释。地下水位的下降减小了土中的孔隙水压力，从而增加了土颗粒间的有效应力，有效应力的增加要引起土的压缩。许多大城市过量抽取地下水致使区域地下水位下降从而引发地面沉降，就是这个原

6、因。(3)海(咸)水入侵近海地区的潜水或承压含水层往往与海水相连，在天然状态下，陆地的地下淡水向海洋排泄，含水层保持较高的水头，淡水与海水保持某种动态平衡，因而陆地淡水含水层能阻止海水入侵。如果大量开发陆地地下淡水，引起大面积地下水位下降，可能导致海水向地下水含水层入侵，使淡水水质变坏。(4)地裂缝的产生与复活近年来，在我国很多地区发现地裂缝，西安是地裂缝发育最严重的城市。据分析这是地下水位大面积大幅度下降而诱发的。(5)地下水源枯竭、水质恶化盲目开采地下水，当开采量大于补给量时，地下水资源会逐渐减少，以致枯竭，造成泉水断流、井水枯干、地下水中有害离子量增多、矿化度增高。8. 地下水对钢筋混凝

7、土有哪些腐蚀作用？硅酸盐水泥遇水硬化，并且形成 Ca(OH)2、水化硅酸钙 CaOSiO212H2O、水化铝酸钙 CaOAl2O36H2O 等，这些物质往往会受到地下水的腐蚀。结晶类腐蚀如果地下水中硫酸根离子的含量超过规定值，那么：SO-4+Ca(OH)2 CaSO42H2O 二水石膏结晶体 CaSO42H2O+ CaOAl2O36H2O水化硫铝酸钙这是一种铝和钙的复合硫酸盐，习惯上称为水泥杆菌。由于水泥杆菌结合了许多的结晶水，因而其体积比化合前增大很多，约为原体积的 221.86，于是在混凝土中产生很大的内应力，使混凝土的结构遭受破坏。分解类腐蚀地下水中含有 CO2，CO2 与混凝土中的 C

8、a(OH)2 作用，生成碳酸钙沉淀。由于CaCO3不溶于水，它可填充混凝土的孔隙，在混凝土周围形成一层保护膜，能防止 Ca(OH)2的分解。但是，当地下水中 CO2 的含量超过一定数值，则超量的 CO2 再与 CaCO3反应，生成重碳酸钙 Ca(HCO3)2 并溶于水。所以，当地下水中 CO2 的含量超过平衡时所需的数量时，混凝土中的 CaCO3 就被溶解而受腐蚀，这就是分解类腐蚀。地下水的酸度过大，即 pH 值小于某一数值，那么混凝土中的 Ca(OH)2 也要分解，特别是当反应生成物为易溶于水的氯化物时，对混凝土的分解腐蚀更强烈。结晶分解复合类腐蚀当地下水中 NH4，NO3，Cl和 Mg2+

9、离子的含量超过一定数量时，与混凝土中的 Ca(OH)2 发生反应，Ca(OH)2 与镁盐作用的生成物中，除 Mg(OH)2 不易溶解外，CaCl2 则易溶于水，并随之流失；硬石膏 CaSO4 一方面与混凝土中的水化铝酸钙反应生成水泥杆菌；另一方面，硬石膏遇水生成二水石膏。二水石膏在结晶时，体积膨胀，破坏混凝土的结构。地下水对混凝土建筑物的腐蚀是一项复杂的物理化学过程，在一定的工程地质与水文地质条件下，对建筑材料的耐久性影响很大。9. 专门水文地质勘察时，需要掌握哪些水文地质条件？对高层建筑或重大工程，当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水水文地质勘察（1） 查

10、明含水层和隔水层的埋藏条件，地下水类型、流向、水位及其变化幅度，当场地有多层对工程有影响的地下水时，应分层量测地下水位，并查明互相之间的补给关系；（2）查明场地地质条件对地下水赋存和渗流状态的影响；必要时应设置观测孔，或在不同深度处设孔隙水压力计，量测压力水头随深度的变化；（3）通过现场试验，测定地层渗透系数等水文地质参数。10. 求如图所示的潜水完整井周围的地层平均渗透系数（单位 cm/s） 。11. 如图，地层的渗透系数为 10-4cm/s，影响半径 R=100m,基坑平面尺寸为50m100m，求基坑涌水量。12. 某滞洪区滞洪后沉积泥沙层厚3.0m，地下水位由原地面下1.0m升至现地面下

11、1.Om,原地面下有一厚5.0m可压缩层，平均压缩模量为0.5MPa，洪积之前沉降己经完成，为简化计算，所有土层的天然重度部以18kN/m 3计，试计算由洪积引起的原地面下沉值。13. 在水平均质具有潜水自由面的含水层中进行单孔抽水试验如图所示，已知水井半径r=0.15m，影响半径R=60m，含水层厚度H=10m，水位降深S=3.Om，渗透系数k=25m/d,试求流量Q。14. 某地地层构成如下：第一层为粉土5m，第二层为粘土4m，两层土的天然重度均为18kN/m 3，其下为强透水砂层，地下水为承压水，赋存于砂层中，承压水头与地面持平，试求在该场地开挖基坑不发生突涌的临界开挖探度。15. 某工

12、程场地有一厚11.55m砂土含水层，其下为基岩，为测砂土的渗透系数打一钻孔到基岩顶面，并以1.510 3cm3 /s 的流量从孔中抽水，距抽水孔4.5m 和10.0m 处各打一观测孔，当抽水孔水位阵深为3.0m 时，测得观测孔的降深分别为0.75m 和0.45m. 用潜水完整井公式计算砂土层渗透系数k值。16. 某完整井进行抽水试验，其中一口抽水井，两口观测，观测井与抽水井距r1=4.3m，r 2=9.95m，含水层厚度为12.34m，当抽水量q=57.89m/d时，第一口观测井降深0.43m，第二口观测井降深0.31m。试计算土层的渗透系数。17. 某潜水非完整井进行抽水试验，水位1.5m，

13、井直径D=0.8m，假设影响半径R=100m，当抽水量为为760m/d,降深为3.0m，试计算土层渗透系数。第三章1.住宅及一般性公用建筑的工程重要性等级是如何划分的。以住宅和一般公用建筑为例，30 层以上的可定为一级，7-30 层的可定为二级，6 层及 6 层以下的可定为三级。2.根据哪些条件判定场地复杂程度。场地复杂程度是由建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度、地形地貌条件、水文地质条件五个条件衡量的3.试说明什么样的地基其复杂程度应定为一级。一级地基: 符合下列条件之一者即为一级地基：(1)岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；(2) 严重湿陷、膨胀、盐渍、污染

14、的特殊性岩土，以及其它情况复杂，需作专门处理 的岩土4.如何确定岩土工程勘察等级。甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级;乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目;丙级：工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。 注:建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。5.特大型工程建设项目一般会有哪些勘察阶段，各勘察阶段的勘察目的和手段有什么不同。勘察主要是为设计服务的，我国的工程设计程序，对大型、特大型工程的工程设计一般分为：选址阶段设计初步设计施工图设计所以对应于各设计阶段的要求，需进行：可

15、行性研究阶段勘察初步勘察详细勘察工程条件、地质条件简单的工程可直接进行详细勘察。6.当基础拟采用摩擦桩桩基时，如何确定勘探孔的深度？（l）一般性勘探孔的深度应进入预计桩端持力层或预计最大桩端入土深度以下不小于 3m ;（2）控制性勘探孔的深度应达群桩桩基（假想的实体基础）沉降计算深度以下 1-2m ，群桩桩基沉降计算深度宜取桩端平面以下附加应力为上覆土有效自重压力 20%的深度，或按桩端平面以下 1. 0b-1.5b ( b 为假想实体基础宽度）的深度考虑。7.当基础拟采用独立柱基时，如何确定勘探孔的深度？（l）当以可压缩地层（包括全风化和强风化岩）作为桩端持力层时，勘探孔深度应能满足沉降计算

16、的要求，控制性勘探孔的深度应深入预计桩端持力层以下 5 -10m 或 6d -10d ( d 为桩身直径或方桩的换算直径，直径大的桩取小值，直径小的桩取大值），一般性勘探孔的深度应达到预计桩端下 3 -5m 或 3d-5d ;（2）对一般岩质地基的嵌岩桩，勘探孔深度应钻入预计嵌岩面以下ld -3d ，对控制性勘探孔应钻入预计嵌岩面以下3d -5d ，对质量等级为级以上的岩体，可适当减浅；（3）对花岗岩地区的嵌岩桩，一般性勘探孔深度应进入微风化岩3-5m ，控制性勘探孔应进人微风化岩5-8m ;（4）对于岩溶、断层破碎带地区，勘探孔应穿过溶洞、断层破碎带进入稳定地层，进入深度应满足3d ，并不小于5m ;（5）具多韵律薄层状的沉积岩或变质岩，当基岩中强风化、中等风化、微风化岩呈互层出现时，对拟以微风化岩作为持力层的嵌岩桩，勘探孔进入微风化岩深度不应小于5m 。