工程勘察思考題

1、第二章 巖土工程中的地下水1.根據(jù)巖土空隙的成因不同，可把地下水分為哪三類？根據(jù)巖土空隙的成因不同，可把空隙分為孔隙、裂隙和溶隙三大類?？紫叮?松散巖土由大小不等的顆粒組成，顆粒或顆粒集合體之間的空隙稱為孔隙。巖土中孔隙的發(fā)育程度常用孔隙度來表示，指一定體積的巖土其孔隙體積所占總體積的比例。裂隙：堅硬巖石（沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖）顆粒之間基本上不存在孔隙，僅存在巖石破裂變形產(chǎn)生的空隙，稱之為裂隙（分為成巖裂隙、構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙）。巖石的裂隙一般呈裂縫狀，其長度、寬度、數(shù)量、分布及連通性等空間上差異很大，與孔隙相比，裂隙具有明顯的不均勻性。溶隙：可溶的沉積巖（鹽巖、硬石膏、石膏、石灰?guī)r、白云巖

2、等）在地下水流長期溶蝕作用下而形成的空隙，這種地質(zhì)現(xiàn)象稱巖溶（喀斯特）。2. 根據(jù)水在空隙中的物理狀態(tài)，水與巖土顆粒的相互作用特征，地下水有哪幾種存在形式？哪些形式的地下水對地基的工程特性影響較大？根據(jù)水在空隙中的物理狀態(tài)，水與巖石顆粒的相互作用等特征，可將地下水存在的形式分為五種氣態(tài)水結(jié)合水重力水毛細(xì)水固態(tài)水毛細(xì)水和重力水對地基的工程特性影響最大3. 粘土、粉質(zhì)粘土、粉土的滲透系數(shù)范圍值分別是多少（單位為：m/年）？ 粘土： 粉質(zhì)粘土： 粉土： 4. 含水層和隔水層的概念？ 根據(jù)巖石賦留地下水的相對狀況分出含水層和隔水層。 含水層：在重力作用下能夠給出并且通過相當(dāng)數(shù)量水的飽水巖層或土層稱含水

3、層。含水層必須有良好的透水性能，同時又必須有一定的地質(zhì)構(gòu)造條件和地形條件，使地下水聚集和儲存起來，此外，含水層必須有一定的補給水量。 隔水層：在常壓條件下，由于重力作用不能給出并通過相當(dāng)數(shù)量水的巖層或土層。通常由黏土、粉質(zhì)黏土和頁巖、泥灰?guī)r等透水性能差的巖石組成的巖層構(gòu)成隔水層。隔水層對地下水的運動起著阻礙作用 。5. 上層滯水、潛水、承壓水的概念？ 上層滯水：地面以下通常分布有多層含水層，當(dāng)包氣帶中局部分布有隔水層或弱透水層時，隔水層上會積聚具有自由水面的重力水，稱為上層滯水。 潛水：潛水是飽水帶中第一個連續(xù)穩(wěn)定的隔水層以上，具有自由水面的重力水 承壓水：承壓水是指充滿在兩個隔水層之間的含水

4、層中，具有承壓性質(zhì)的地下水6. 有哪幾種裂隙水？ 裂隙水是指儲存和運動于巖層裂隙中的地下水。巖石的裂隙按成因可分為風(fēng)化裂隙、成巖裂隙和構(gòu)造裂隙三種類型，相應(yīng)地也將裂隙水分為風(fēng)化裂隙水、成巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水。7. 潛水位上升和下降會引發(fā)哪些工程地質(zhì)問題？ 1) 潛水位上升引起的工程地質(zhì)問題(1)潛水位上升后，由于毛細(xì)水作用可能導(dǎo)致土壤次生沼澤化、鹽漬化，改變巖土體物理力學(xué)性質(zhì)，增強巖土和地下水對建筑材料的腐蝕。在寒冷地區(qū)，可助長巖土體的凍脹破壞；(2)潛水位上升后，原來干燥的巖土被水飽和、軟化，降低巖土抗剪強度，可能誘發(fā)斜坡、岸邊巖土體產(chǎn)生變形、滑移、崩塌失穩(wěn)等不良地質(zhì)現(xiàn)象；(3)崩解性巖土、

5、濕陷性黃土、鹽漬巖土等遇水后，可能產(chǎn)生崩解、濕陷、軟化，其巖土結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、壓縮性增大。而膨脹性巖土遇水后則產(chǎn)生膨脹破壞；(4)潛水位上升，可能使洞室淹沒，還可能使建筑物基礎(chǔ)上浮，危及安全。2) 地下水位下降引起的工程地質(zhì)問題(1)地表塌陷巖溶發(fā)育地區(qū)，由于地下水位下降時改變了水動力條件，在斷裂帶、褶皺軸部、溶蝕洼地、河床兩側(cè)以及一些土層較薄而土顆粒較粗的地段，產(chǎn)生塌陷。(2)地面沉降地下水位下降誘發(fā)地面沉降的現(xiàn)象可以用有效應(yīng)力原理加以解釋。地下水位的下降減小了土中的孔隙水壓力，從而增加了土顆粒間的有效應(yīng)力，有效應(yīng)力的增加要引起土的壓縮。許多大城市過量抽取地下水致使區(qū)域地下水位下降從而引

6、發(fā)地面沉降，就是這個原因。(3)海(咸)水入侵近海地區(qū)的潛水或承壓含水層往往與海水相連，在天然狀態(tài)下，陸地的地下淡水向海洋排泄，含水層保持較高的水頭，淡水與海水保持某種動態(tài)平衡，因而陸地淡水含水層能阻止海水入侵。如果大量開發(fā)陸地地下淡水，引起大面積地下水位下降，可能導(dǎo)致海水向地下水含水層入侵，使淡水水質(zhì)變壞。(4)地裂縫的產(chǎn)生與復(fù)活近年來，在我國很多地區(qū)發(fā)現(xiàn)地裂縫，西安是地裂縫發(fā)育最嚴(yán)重的城市。據(jù)分析這是地下水位大面積大幅度下降而誘發(fā)的。(5)地下水源枯竭、水質(zhì)惡化盲目開采地下水，當(dāng)開采量大于補給量時，地下水資源會逐漸減少，以致枯竭，造成泉水?dāng)嗔?、井水枯干、地下水中有害離子量增多、礦化度增高。

7、8. 地下水對鋼筋混凝土有哪些腐蝕作用？ 硅酸鹽水泥遇水硬化，并且形成Ca(OH)2、水化硅酸鈣CaOSiO2·12H2O、水化鋁酸鈣CaOAl2O36H2O等，這些物質(zhì)往往會受到地下水的腐蝕。結(jié)晶類腐蝕如果地下水中硫酸根離子的含量超過規(guī)定值，那么：SO-4+Ca(OH)2 CaSO4·2H2O二水石膏結(jié)晶體CaSO4·2H2O+ CaOAl2O3·6H2O水化硫鋁酸鈣這是一種鋁和鈣的復(fù)合硫酸鹽，習(xí)慣上稱為水泥桿菌。由于水泥桿菌結(jié)合了許多的結(jié)晶水，因而其體積比化合前增大很多，約為原體積的221.86，于是在混凝土中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，使混凝土的結(jié)構(gòu)遭受破壞

8、。分解類腐蝕地下水中含有CO2，CO2與混凝土中的Ca(OH)2作用，生成碳酸鈣沉淀。由于CaCO3不溶于水，它可填充混凝土的孔隙，在混凝土周圍形成一層保護膜，能防止Ca(OH)2的分解。但是，當(dāng)?shù)叵滤蠧O2的含量超過一定數(shù)值，則超量的CO2再與CaCO3反應(yīng)，生成重碳酸鈣Ca(HCO3)2并溶于水。所以，當(dāng)?shù)叵滤蠧O2的含量超過平衡時所需的數(shù)量時，混凝土中的CaCO3就被溶解而受腐蝕，這就是分解類腐蝕。地下水的酸度過大，即pH值小于某一數(shù)值，那么混凝土中的Ca(OH)2也要分解，特別是當(dāng)反應(yīng)生成物為易溶于水的氯化物時，對混凝土的分解腐蝕更強烈。結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕當(dāng)?shù)叵滤蠳H4，NO3，

9、Cl和Mg2+離子的含量超過一定數(shù)量時，與混凝土中的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，Ca(OH)2與鎂鹽作用的生成物中，除Mg(OH)2不易溶解外，CaCl2則易溶于水，并隨之流失；硬石膏CaSO4一方面與混凝土中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水泥桿菌；另一方面，硬石膏遇水生成二水石膏。二水石膏在結(jié)晶時，體積膨脹，破壞混凝土的結(jié)構(gòu)。地下水對混凝土建筑物的腐蝕是一項復(fù)雜的物理化學(xué)過程，在一定的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件下，對建筑材料的耐久性影響很大。9. 專門水文地質(zhì)勘察時，需要掌握哪些水文地質(zhì)條件？ 對高層建筑或重大工程，當(dāng)水文地質(zhì)條件對地基評價、基礎(chǔ)抗浮和工程降水有重大影響時，宜進行專門的水水文地質(zhì)勘察（1） 查

10、明含水層和隔水層的埋藏條件，地下水類型、流向、水位及其變化幅度，當(dāng)場地有多層對工程有影響的地下水時，應(yīng)分層量測地下水位，并查明互相之間的補給關(guān)系；（2）查明場地地質(zhì)條件對地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響；必要時應(yīng)設(shè)置觀測孔，或在不同深度處設(shè)孔隙水壓力計，量測壓力水頭隨深度的變化；（3）通過現(xiàn)場試驗，測定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)。10. 求如圖所示的潛水完整井周圍的地層平均滲透系數(shù)（單位cm/s）。11. 如圖，地層的滲透系數(shù)為10-4cm/s，影響半徑R=100m,基坑平面尺寸為50m×100m，求基坑涌水量。12. 某滯洪區(qū)滯洪后沉積泥沙層厚3.0m，地下水位由原地面下1.0m升至現(xiàn)地

11、面下1.Om,原地面下有一厚5.0m可壓縮層，平均壓縮模量為0.5MPa，洪積之前沉降己經(jīng)完成，為簡化計算，所有土層的天然重度部以18kN/m3計，試計算由洪積引起的原地面下沉值。13. 在水平均質(zhì)具有潛水自由面的含水層中進行單孔抽水試驗如圖所示，已知水井半徑r=0.15m，影響半徑R=60m，含水層厚度H=10m，水位降深S=3.Om，滲透系數(shù)k=25m/d,試求流量Q。14. 某地地層構(gòu)成如下：第一層為粉土5m，第二層為粘土4m，兩層土的天然重度均為18kN/m3，其下為強透水砂層，地下水為承壓水，賦存于砂層中，承壓水頭與地面持平，試求在該場地開挖基坑不發(fā)生突涌的臨界開挖探度。15. 某工

12、程場地有一厚11.55m砂土含水層，其下為基巖，為測砂土的滲透系數(shù)打一鉆孔到基巖頂面，并以1.5×103cm3 /s 的流量從孔中抽水，距抽水孔4.5m 和10.0m 處各打一觀測孔，當(dāng)抽水孔水位陣深為3.0m 時，測得觀測孔的降深分別為0.75m 和0.45m. 用潛水完整井公式計算砂土層滲透系數(shù)k值。16. 某完整井進行抽水試驗，其中一口抽水井，兩口觀測，觀測井與抽水井距r1=4.3m，r2=9.95m，含水層厚度為12.34m，當(dāng)抽水量q=57.89m/d時，第一口觀測井降深0.43m，第二口觀測井降深0.31m。試計算土層的滲透系數(shù)。17. 某潛水非完整井進行抽水試驗，水位1

13、.5m，井直徑D=0.8m，假設(shè)影響半徑R=100m，當(dāng)抽水量為為760m/d,降深為3.0m，試計算土層滲透系數(shù)。第三章1. 住宅及一般性公用建筑的工程重要性等級是如何劃分的。 以住宅和一般公用建筑為例，30 層以上的可定為一級，7-30 層的可定為二級，6 層及6 層以下的可定為三級。2. 根據(jù)哪些條件判定場地復(fù)雜程度。場地復(fù)雜程度是由建筑抗震穩(wěn)定性、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況、地質(zhì)環(huán)境破壞程度、地形地貌條件、水文地質(zhì)條件五個條件衡量的3. 試說明什么樣的地基其復(fù)雜程度應(yīng)定為一級。 一級地基: 符合下列條件之一者即為一級地基：(1)巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；(2) 嚴(yán)重濕陷、

14、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土，以及其它情況復(fù)雜，需作專門處理 的巖土4. 如何確定巖土工程勘察等級。 甲級：在工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級中，有一項或多項為一級; 乙級：除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目; 丙級：工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級均為三級。 注:建筑在巖質(zhì)地基上的一級工程，當(dāng)場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級。5. 特大型工程建設(shè)項目一般會有哪些勘察階段，各勘察階段的勘察目的和手段有什么不同?？辈熘饕菫樵O(shè)計服務(wù)的，我國的工程設(shè)計程序，對大型、特大型工程的工程設(shè)計一般分為：選址階段設(shè)計初步設(shè)計施工圖設(shè)計所以對應(yīng)于各

15、設(shè)計階段的要求，需進行：可行性研究階段勘察初步勘察詳細(xì)勘察工程條件、地質(zhì)條件簡單的工程可直接進行詳細(xì)勘察。6. 當(dāng)基礎(chǔ)擬采用摩擦樁樁基時，如何確定勘探孔的深度？（l）一般性勘探孔的深度應(yīng)進入預(yù)計樁端持力層或預(yù)計最大樁端入土深度以下不小于3m ;（2）控制性勘探孔的深度應(yīng)達群樁樁基（假想的實體基礎(chǔ)）沉降計算深度以下1-2m ，群樁樁基沉降計算深度宜取樁端平面以下附加應(yīng)力為上覆土有效自重壓力20%的深度，或按樁端平面以下1. 0b-1.5b ( b 為假想實體基礎(chǔ)寬度）的深度考慮。7.當(dāng)基礎(chǔ)擬采用獨立柱基時，如何確定勘探孔的深度？（l）當(dāng)以可壓縮地層（包括全風(fēng)化和強風(fēng)化巖）作為樁端持力層時，勘探孔深度應(yīng)能滿足沉降計算的要求，控制性勘探孔的深度應(yīng)深入預(yù)計樁端持力層以下5 -10m 或6d -10d ( d 為樁身直徑或方樁的換算直徑，直徑大的樁取小值，直徑小的樁取大值），一般性勘探孔的深度應(yīng)達到預(yù)計樁端下3 -5m 或3d-5d ;（2） 對一般巖質(zhì)地基的嵌巖樁，勘探孔深度應(yīng)鉆入預(yù)計嵌巖