地质与土力学简答计算题.docx
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地质与土力学简答计算题
《工程地质与土力学》考试模拟题
（一）
一、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。
三、简答题（共4题，每题5分）
21如何确定岩浆岩的地质年代？
22什么是上层滞水？
对工程有何影响?
23简述泥石流形成的条件？
24简述分层总和法的基本步骤？
四、计算题（共5题，每题分数见题后）
25某饱和粘土层的厚度为10m，地面作用大面积荷载po=150kPa。
已知该粘土的压缩模量为Es=5Mpa，竖向固结系数Cv=12m2/a，求粘土层在双面排水条件下加荷1年时的沉降量。
26
250kPa，
一地下水位以下的正常固结粘土层，内部某点的应力状态为
x100kPa，xz40kPa。
土的有效应力强度指标c'为0,'为30,试分别在如下两种情况下判断土体是否破坏：
（1）存在50kPa超孔隙水压力时；
（2）假设超孔隙水压力为0时。
27已知某挡土墙高5m，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。
试计算挡土墙墙背上的主动土压力合力，并绘出分布图。
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Gs2.65，孔隙比e0.4。
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：
eGs1Ww1）
1岩层的产状三要素，包括走向、和倾角。
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。
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？
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
26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所需要的时间。
（注：
时间因数和固结度的关系可表示为TvUt2）
4
28挡土墙高7m，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。
29某粘性土地基上条形基础的宽度b=2m，埋置深度d=1.5m，地下水位在基础埋置深度处。
地下水位以上粘性土重度=18.79kN/m3，地下水位
以下饱和重度sat=19.8kN/m3，内聚力c=10kPa，内摩擦角=20°。
已知=20。
时，按太沙基极限承载力理论算得的承载力系数分别为Ny4.5，
Nq8，Nc18，试按照太沙基公式计算该地基的极限荷载Pu。
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。
三、简答题（共4题，每题5分）
21简述什么是平行不整合及其形成过程？
22简述残积物和坡积物的主要区别？
23何谓达西渗流定律？
其应用条件和适用范围是什么？
根据达西定律计算出的流速和土中水的实际流速是否相同？
为什么？
24土坡发生滑动的滑动面主要有哪两种形式？
分别发生在何种情况？
采用一个滑动面能否评价粘性土坡的稳定性？
四、计算题（共5题，每题分数详见题后）
25有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105C烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒比重为2.74,试求该土样的天然密度、含水量、干密度。
26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。
27某场地第一层为粘性土层，厚度为4m，天然重度Y=18.5kN/m3，其下
为基岩，经试验测得粘性土层的平均孔隙比巴=0.700,平均压缩系数a=0.5Mpa-1。
求该粘性土的平均压缩模量Es。
现在粘性土层表面增加大面积荷p=100kPa,求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终沉降量及土层的平均孔隙比e2。
28一地下水位以下的正常固结粘土层，内部某点的应力状态为z250kPa,
x100kPa,xz40kPa。
土的有效应力强度指标c'为0,'为30,试分别在如下两种情况下判断土体是否破坏：
（1）存在50kPa超孔隙水压力时；
（2）假设超孔隙水压力为0时。
29某粘性土地基上条形基础的宽度b=2m，埋置深度d=1.5m，粘性土重度=18.79kN/m3,内聚力c=10kPa，内摩擦角=20。
，试计算该地基的界限荷载p1/4。
塑性区最大深度计算公式为：
zmaxp一（cot）c一
2tan
1根据冷凝环境的不同，岩浆岩可分为深成岩、浅成岩和。
2沉积岩的构造是区别于岩浆岩和变质岩的重要特征。
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地下水的渗流中，ih/L表示。
5片流地质作用中，淋滤作用形成了土层，洗刷作用形成了坡积土层。
6在地球物理勘探（物探）中，最常用的是电法和。
7地基的最终沉降量由瞬时沉降、固结沉降和三部分组成。
8当施工速度很快、压缩土层很厚且排水条件不良时，可采用三轴仪试
验得到的抗剪强度指标。
9为保护基础不受人类活动的影响，基础应埋置在地表以下，最小埋深为—。
10太沙基一维固结理论假定土中孔隙水的渗流服从。
三、简答题（共4题，每题5分）
21用肉眼鉴别造岩矿物时，主要依据哪些特征？
22简述河流侵蚀作用主要有哪些类型？
对河谷会造成何种影响？
23简述分层总和法的基本步骤？
24地基的剪切破坏有哪些形式？
四、计算题（共5题，每题分数详见题后）
25某土样，土粒比重2.7，孔隙比为0.95，饱和度为37%，现要把饱和度提
高到90%，则每1m3的该土样中应加多少水？
26某基坑在细砂层中开挖，经施工抽水，待水位稳定后，实测基坑内外水头差
h=3.0m，渗透路径L=12m;细砂层饱和重度sat19.5kN/m3，
k4.0102mm/s试计算：
（1）渗透水流的平均速度v?
（2）渗流力Gd?
（3）
判别是否会发生流土现象？
27某正常固结粘土层厚为2m，孔隙比e=0.70，压缩曲线压缩指数Cc=0.5，土层所受的平均自重应力p0=100kPa，建筑物荷载在土层中引起的平均附加应力/p=400kPa。
计算该粘土层的最终压缩量。
28已知某挡土墙高5m，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。
试计算挡土墙墙背上的主动土压力合力，并绘出分布图。
29已知如图所示柱基础所受荷载标准值为Fk=2020kN，Mk=1302
kNm，基础底面尺寸Ixb=5.4mx2.7m，基础埋深d=1.8m，地层分
布情况如图所示。
已知持力层承载力特征值fak=209kPa，承载力修正系数
b0.3，d1.6。
（1）计算基底压力的最大值、最小值和平均值；
（2）计算
基底下粘土层修正后的地基承载力的特征值。
=18.7kN/m
1岩层的产状三要素，包括走向、和倾角。
2工程上常用土的和曲率系数判定土的颗粒级配的优劣。
3土中液态水可分为结合水和。
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河流的地质作用包括、搬运、和沉积。
6工程地质勘探的方法有物探、、等几类。
7天然土层所受的应力历史不同，其压缩特性也不同。
根据的大
小，将天然土层分为超固结土、正常固结土和欠固结土三种状态。
8均质砂土坡稳定的极限坡角，称为。
9原状土和重塑土试件的无侧限抗压强度之比，称为土的。
10根据桩侧摩阻力分担荷载的比例，摩擦型桩可分和两
种。
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简述泥石流形成的条件？
23简述直剪试验和三轴试验的类型？
24试比较临塑荷载、界限荷载、地基极限承载力的概念？
四、计算题（共5题，每题分数详见题后）
25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。
26有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105C烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒比重为2.74,试求该土样的天然密度、含水量、干密度。
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所需要的时间。
28已知某粘性土地基的抗剪强度指标分别为=26°,c=20kPa，地基中
某点的大小主应力分别为1=300kPa，3=123.75kPa，试问该点处于什么
状态？
29挡土墙高7m，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。
考试模拟题
（一）答案
、填空题
1喷出岩；2平移断层；3不均匀系数；4自重湿陷性黄土；50.8m;6底蚀,侧蚀；7地震勘探；8有效应力；9极限平衡桩体；100；
三、简答题
21答：
岩浆岩相对地质年代，通过它与沉积岩的接触关系以及它本身的穿插构
造来确定；
（1）接触关系：
根据岩浆岩与沉积岩之间是侵入接触还是沉积接触来判断；
（2）穿插关系：
年轻的侵入岩脉通常穿过较老的侵入岩来判断。
22答：
上层滞水是指在包气带内局部隔水层上寄居的具有自由水面的重力水。
上层滞水虽然水量不大，但其常常是引起土质边坡滑塌、地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。
23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。
24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。
四、计算题
25解：
由于地面作用大面积均布荷载，所以粘土层中附加应力为均匀分布，
150kPa;粘土层的最终（固结）沉降量s
zh
Es
15010
5
300mm
固结度Ut1-82exp（
8
12ex）（
20.48）
75%
故加荷1年时地面的沉降量为s
sUt
3000.75225mm
26解:
（1）存在50kPa孔压时，有效大小主应力为
126050210kPa；3905040kPa
2
1f3tan452ctan45120kPa
22
1210kPa1f120kPa，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
260kPa1f270kPa，不会发生剪切破坏
Pa02cKa2120.716.80kPa
主动土压力分布如图所示
28解：
临界水头梯度°詈誤1-178
实际水头梯度
h40
i
L25
29解：
由e
Gs1ww
2・671°.098-1
1.77
0.656
0.595
Dr
emax
e
emax
emin
0.9430.656
0.9430.461
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；10u；
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：
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厶p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；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
28解：
计算第一层填土的土压力强度
计算第二层填土的土压力强度，Ka2tan2（45°2）tan2（45°3^）-
223
Pa1下山©2185
1
30kPa
3
Pa2（102h2）Ka2
1
（185192）42.67kPa
3
主动土压力合力为Ea
11
-30.1（51.59）-（3042.67）2124kN/m
22
29解:
Pu=05%；方+叫打〃+2
=05x45x9.8x2+Rx1879x1.5+JRx10=449.6kPa
考试模拟题（三）答案
一、填空题
1轴面；2侵入接触，沉积接触；3固相；4pH值；5场地烈度，设计烈度;
6物理风化；7原位测试；8小;9220kPa；10光滑；
三、简答题
21
（1）平行不整合为基本上相互平行的岩层之间有起伏不平的埋藏侵蚀面的这
种接触关系成为平行不整合。
（2）平行不整合主要是岩层在沉降过程中，在某个地质历史时期，由于地壳运动而上升至水面以上，沉积岩层面被剥蚀成起伏不平的侵蚀面，然后在下一个地质历史时期，该岩层又沉入到水面，继续产生沉积岩层，这样在上下两个岩层之间缺失了沉积间断期的岩层，且上下两个岩层的产状基本平行，从而形成了平行不整合。
22答：
（1）残积物：
岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物。
残积物不具层理，颗粒不均匀，棱角分明；成分与母岩岩性关系密切。
压缩性高，强度低，应注意不均匀沉降。
（2）坡积物：
斜坡上雨水、雪水兼有重力的长期搬运、
堆积作用成分与高处的岩石性质有关，与下卧基岩无关；一般不具层理；一般呈棱角状或次棱角状，有一定分选性；厚度变化大，陡处薄，坡脚处厚。
23答：
达西定律v=ki;应用条件和适用范围：
饱和砂土、层流状态；根据达西定律计算出的流速不是土中水的实际流速；因为计算v的面积不是实际的过水面
积，而是整个断面。
24答：
（1）土坡发生滑动，滑动面的型式有：
直线型滑动面，常发生在无粘性
土坡中；圆弧型滑动面，常发生在均质粘性土坡中；
（2）采用一个滑动面无法评
价粘性土坡的稳定性，这是由于一个滑动面仅能求出一个滑动面上的稳定安全系数，但这个滑动面并不一定是最危险滑动面，只有对足够多的滑动面进行稳定分析后，才能最终确定边坡的稳定安全系数。
四、计算题
25m72.4932.5439.95g；ms61.2832.5428.74g
mQQQGHO-7A
44Qin・\/
217cm3m
39.953
44c/cm
ms39.9528.74
ii.2ig；V
21.7cm
1.84ig/cm
V
21.7
mw
11.21
ms28.74
w
39%；d
1.324g/cm3；
ms
28.74
V21.7
n2
2
3.140.4
26解：
a
0.1256cm2
4
4
aL
0.1256
4,145
5
k
In
In
1.410cm/s
A（t2t
1）h2
30（760
25）100
s11765
ee0H（1e。
）0.7硕。
0.650
28解:
（2）存在50kPa孔压时，有效大小主应力为
26050210kPa;3905040kPa
210kPa1f120kPa，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
2
1f3tan452ctan45270kPa
22
1260kPa1f270kPa，不会发生剪切破坏
29解：
将=杯代入醍性区皿大沁计克公儿町即地茲的界限荷载a.u公代
心卫十ucot炉十怡/4）
Pw=+M
cot（P
将参数代入町符兀斗二1620kPa■
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；90.5m；10达西定律；
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
I0.25Icr0.95，不会产生流砂现象
27解:
sCcHggP。
p=0.52100400=0.411m
1ePo10.7100
28解：
200
Katan2（450）tan2（450）0.49
22
Pal
Pao2cK2120.716.80kPa
主动土压力分布如图所示
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;
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
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