2025年注冊土木工程師重點題庫和答案分析

2025年注冊土木工程師重點題庫和答案分析一、巖土力學(xué)與工程1.已知某土樣的天然含水量$w=25\%$，液限$w_L=40\%$，塑限$w_P=20\%$，則該土樣的液性指數(shù)$I_L$為多少？并判斷土的狀態(tài)。答案：首先明確液性指數(shù)的計算公式：$I_L=\frac{ww_P}{w_Lw_P}$。已知$w=25\%$，$w_L=40\%$，$w_P=20\%$，將數(shù)值代入公式可得：$I_L=\frac{2520}{4020}=\frac{5}{20}=0.25$。根據(jù)液性指數(shù)判斷土的狀態(tài)：當(dāng)$0\leqI_L\lt0.25$時，土處于硬塑狀態(tài)；當(dāng)$0.25\leqI_L\lt0.75$時，土處于可塑狀態(tài)；當(dāng)$0.75\leqI_L\lt1$時，土處于軟塑狀態(tài)；當(dāng)$I_L\geq1$時，土處于流塑狀態(tài)。因為$0.25\leqI_L=0.25\lt0.75$，所以該土樣處于可塑狀態(tài)。2.某飽和土樣，土粒比重$G_s=2.7$，含水量$w=30\%$，求該土樣的孔隙比$e$。答案：對于飽和土，$S_r=1$（飽和度為1），根據(jù)飽和度公式$S_r=\frac{wG_s}{e}$。已知$G_s=2.7$，$w=30\%=0.3$，$S_r=1$，由$S_r=\frac{wG_s}{e}$可得$e=wG_s$。代入數(shù)值計算：$e=0.3\times2.7=0.81$。3.某擋土墻高$H=6m$，墻后填土為砂土，重度$\gamma=18kN/m^3$，內(nèi)摩擦角$\varphi=30^{\circ}$，墻背垂直、光滑，填土表面水平。試計算作用在擋土墻上的主動土壓力合力$E_a$及其作用點位置。答案：首先根據(jù)朗肯主動土壓力理論，主動土壓力系數(shù)$K_a=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{\varphi}{2})$。已知$\varphi=30^{\circ}$，則$K_a=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{30^{\circ}}{2})=\tan^{2}30^{\circ}=\frac{1}{3}$。主動土壓力強度沿墻高的分布為三角形，墻底處的主動土壓力強度$p_{a}=\gammaHK_a$。已知$\gamma=18kN/m^3$，$H=6m$，$K_a=\frac{1}{3}$，則$p_{a}=18\times6\times\frac{1}{3}=36kN/m^2$。主動土壓力合力$E_a=\frac{1}{2}\gammaHK_aH=\frac{1}{2}p_{a}H$。代入數(shù)值可得$E_a=\frac{1}{2}\times36\times6=108kN/m$。主動土壓力合力的作用點位置在墻底以上$\frac{H}{3}$處，即作用點距墻底的距離$z=\frac{6}{3}=2m$。4.某條形基礎(chǔ)，寬度$b=3m$，埋深$d=1.5m$，地基土的重度$\gamma=18kN/m^3$，黏聚力$c=10kPa$，內(nèi)摩擦角$\varphi=20^{\circ}$，試按太沙基公式計算地基的極限承載力$p_{u}$（安全系數(shù)$K=3$）。答案：太沙基極限承載力公式為$p_{u}=cN_c+\gammadN_q+\frac{1}{2}\gammabN_{\gamma}$。當(dāng)$\varphi=20^{\circ}$時，查太沙基承載力系數(shù)表可得$N_c=17.69$，$N_q=7.44$，$N_{\gamma}=5.00$。已知$c=10kPa$，$\gamma=18kN/m^3$，$d=1.5m$，$b=3m$，代入公式可得：$p_{u}=10\times17.69+18\times1.5\times7.44+\frac{1}{2}\times18\times3\times5.00$$=176.9+200.88+135$$=512.78kPa$。地基的容許承載力$[p]=\frac{p_{u}}{K}=\frac{512.78}{3}\approx170.93kPa$。5.某土樣進(jìn)行直剪試驗，在法向應(yīng)力$\sigma=200kPa$時，測得抗剪強度$\tau_f=120kPa$，已知土的黏聚力$c=20kPa$，求土的內(nèi)摩擦角$\varphi$。答案：根據(jù)庫侖抗剪強度公式$\tau_f=c+\sigma\tan\varphi$。已知$\tau_f=120kPa$，$c=20kPa$，$\sigma=200kPa$，將其代入公式可得：$120=20+200\tan\varphi$。移項可得$200\tan\varphi=12020=100$。則$\tan\varphi=\frac{100}{200}=0.5$。所以$\varphi=\arctan(0.5)\approx26.57^{\circ}$。6.某土樣的干密度$\rho_d=1.6g/cm^3$，土粒比重$G_s=2.7$，求該土樣的孔隙比$e$。答案：由干密度公式$\rho_d=\frac{\rho_s}{1+e}$，且$\rho_s=\frac{G_s\rho_w}{1}$（$\rho_w=1g/cm^3$）。已知$\rho_d=1.6g/cm^3$，$G_s=2.7$，$\rho_w=1g/cm^3$，由$\rho_d=\frac{G_s\rho_w}{1+e}$可得：$1.6=\frac{2.7\times1}{1+e}$。交叉相乘得$1.6(1+e)=2.7$。展開得$1.6+1.6e=2.7$。移項得$1.6e=2.71.6=1.1$。解得$e=\frac{1.1}{1.6}=0.6875$。7.某基坑開挖深度$H=5m$，采用懸臂式排樁支護(hù)，樁后填土為黏性土，重度$\gamma=19kN/m^3$，黏聚力$c=20kPa$，內(nèi)摩擦角$\varphi=15^{\circ}$，試確定樁的入土深度$t$（按簡支梁法，安全系數(shù)$K=1.2$）。答案：首先計算主動土壓力系數(shù)$K_a=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{\varphi}{2})=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{15^{\circ}}{2})=\tan^{2}37.5^{\circ}\approx0.589$。被動土壓力系數(shù)$K_p=\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})=\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{15^{\circ}}{2})=\tan^{2}52.5^{\circ}\approx1.697$。設(shè)樁的入土深度為$t$，根據(jù)簡支梁法，對樁底取矩平衡。主動土壓力對樁底的力矩$M_a$：墻后主動土壓力強度$p_{a}=\gamma(H+t)K_a2c\sqrt{K_a}$。主動土壓力合力$E_a=\frac{1}{2}[\gammaHK_a2c\sqrt{K_a}+\gamma(H+t)K_a2c\sqrt{K_a}](H+t)$。被動土壓力對樁底的力矩$M_p$：被動土壓力強度$p_{p}=\gammatK_p+2c\sqrt{K_p}$。被動土壓力合力$E_p=\frac{1}{2}\gammat^{2}K_p+2c\sqrt{K_p}t$。根據(jù)$K\frac{M_a}{M_p}=1$（這里簡化計算），先計算臨界入土深度$t_0$時的簡單情況。不考慮黏聚力時，對于懸臂樁，由$\frac{1}{2}\gamma(H+t_0)^{2}K_a=\frac{1}{2}\gammat_0^{2}K_p$。已知$\gamma=19kN/m^3$，$H=5m$，$K_a=0.589$，$K_p=1.697$。則$\frac{1}{2}\times19\times(5+t_0)^{2}\times0.589=\frac{1}{2}\times19\timest_0^{2}\times1.697$?；喌?(5+t_0)^{2}\times0.589=t_0^{2}\times1.697$。展開$25+10t_0+t_0^{2}\times0.589=t_0^{2}\times1.697$。移項得$t_0^{2}(1.6970.589)10t_025=0$。即$1.108t_0^{2}10t_025=0$。根據(jù)一元二次方程$ax^{2}+bx+c=0$的求根公式$x=\frac{b\pm\sqrt{b^{2}4ac}}{2a}$，這里$a=1.108$，$b=10$，$c=25$。$t_0=\frac{10\pm\sqrt{100+4\times1.108\times25}}{2\times1.108}=\frac{10\pm\sqrt{100+110.8}}{2.216}=\frac{10\pm\sqrt{210.8}}{2.216}$。取正根$t_0=\frac{10+\sqrt{210.8}}{2.216}\approx\frac{10+14.52}{2.216}\approx11.06m$?？紤]安全系數(shù)$K=1.2$，則樁的入土深度$t=1.2t_0=1.2\times11.06=13.27m$。8.某土樣進(jìn)行三軸壓縮試驗，圍壓$\sigma_3=100kPa$，破壞時的大主應(yīng)力$\sigma_1=300kPa$，求該土樣的內(nèi)摩擦角$\varphi$和黏聚力$c$。答案：根據(jù)摩爾庫侖強度理論，$\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})+2c\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})$。已知$\sigma_1=300kPa$，$\sigma_3=100kPa$。設(shè)$\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})=x$，則$\sigma_1=\sigma_3x^{2}+2cx$，即$300=100x^{2}+2cx$。同時，$\sin\varphi=\frac{\sigma_1\sigma_3}{\sigma_1+\sigma_3+2c\cot\varphi}$（另一種形式），先根據(jù)$\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})+2c\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})$簡化。當(dāng)$c=0$時，$\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})$，則$\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})=\frac{\sigma_1}{\sigma_3}=\frac{300}{100}=3$，$\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})=\sqrt{3}$，$45^{\circ}+\frac{\varphi}{2}=60^{\circ}$，$\varphi=30^{\circ}$。一般情況下，由$\sigma_1\sigma_3=200kPa$，$\sigma_1+\sigma_3=400kPa$。根據(jù)$\sin\varphi=\frac{\sigma_1\sigma_3}{\sigma_1+\sigma_3+2c\cot\varphi}$，假設(shè)為無黏性土$c=0$，$\sin\varphi=\frac{300100}{300+100}=\frac{200}{400}=0.5$，所以$\varphi=30^{\circ}$。再將$\varphi=30^{\circ}$代入$\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})+2c\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})$，$\tan(45^{\circ}+\frac{30^{\circ}}{2})=\sqrt{3}$。$300=100\times3+2c\times\sqrt{3}$，$2c\sqrt{3}=300300=0$，所以$c=0$（此土樣為無黏性土）。9.某土壩下游坡腳處有一測壓管，測壓管水面高出下游地面$h=2m$，下游水深$h_0=1m$，求測壓管水頭$H$。答案：測壓管水頭$H$由位置水頭和壓力水頭組成。位置水頭以下游地面為基準(zhǔn)面，壓力水頭為測壓管水面高出下游地面的高度。測壓管水頭$H=h+h_0$。已知$h=2m$，$h_0=1m$，則$H=2+1=3m$。10.某地基土的壓縮系數(shù)$a_{12}=0.3MPa^{1}$，判斷該土的壓縮性。答案：根據(jù)土的壓縮性分類標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)$a_{12}\lt0.1MPa^{1}$時，土為低壓縮性土；當(dāng)$0.1MPa^{1}\leqa_{12}\lt0.5MPa^{1}$時，土為中壓縮性土；當(dāng)$a_{12}\geq0.5MPa^{1}$時，土為高壓縮性土。已知$a_{12}=0.3MPa^{1}$，因為$0.1MPa^{1}\leq0.3MPa^{1}\lt0.5MPa^{1}$，所以該土為中壓縮性土。二、工程地質(zhì)11.簡述斷層的識別標(biāo)志有哪些？答案：地層方面：地層的重復(fù)與缺失是斷層存在的重要標(biāo)志。走向斷層常造成地層的重復(fù)或缺失，如正斷層可能導(dǎo)致地層缺失，逆斷層可能導(dǎo)致地層重復(fù)。地層中斷也是斷層的表現(xiàn)，地層沿走向突然中斷，可能是被斷層切斷。構(gòu)造方面：斷層破碎帶，斷層兩側(cè)巖石因受強烈擠壓、錯動而破碎，形成寬度不等的破碎帶，帶內(nèi)巖石破碎、裂隙發(fā)育。斷層擦痕，斷層兩盤相對錯動時，在斷層面上留下的平行細(xì)密的擦痕，根據(jù)擦痕可以判斷兩盤的相對運動方向。牽引褶皺，斷層兩盤相對錯動時，使斷層附近的巖層發(fā)生彎曲變形，形成牽引褶皺，其彎曲方向可以指示斷層兩盤的相對運動方向。地貌方面：斷層崖，由于斷層兩盤的差異升降，形成陡崖，稱為斷層崖。斷層三角面，斷層崖經(jīng)河流等侵蝕切割，形成一系列三角形的陡崖面，稱為斷層三角面。錯斷的山脊、水系等，斷層可以錯斷山脊、河流、沖溝等，使它們發(fā)生突然的轉(zhuǎn)折或錯移。水文地質(zhì)方面：斷層帶往往是地下水的良好通道，在斷層附近可能出現(xiàn)泉、井等地下水出露的現(xiàn)象，而且地下水的水位、水量等可能會有異常變化。12.某地區(qū)的地層從老到新依次為寒武系（$\epsilon$）、奧陶系（$O$）、志留系（$S$）、泥盆系（$D$）、石炭系（$C$）、二疊系（$P$），在野外觀察到地層接觸關(guān)系為：奧陶系與志留系呈整合接觸，志留系與泥盆系呈平行不整合接觸，泥盆系與石炭系呈角度不整合接觸。試分析該地區(qū)的地質(zhì)演化過程。答案：寒武紀(jì)奧陶紀(jì)志留紀(jì)：這一時期該地區(qū)地殼相對穩(wěn)定，處于緩慢的下降沉積過程，接受了寒武系、奧陶系和志留系地層的沉積，地層呈整合接觸，說明沉積環(huán)境連續(xù)，沒有發(fā)生明顯的地殼運動和沉積間斷。志留紀(jì)末期泥盆紀(jì)初期：志留紀(jì)末期，該地區(qū)地殼上升，使志留系地層遭受風(fēng)化、剝蝕，形成侵蝕面。之后地殼又下降，在侵蝕面上沉積了泥盆系地層，由于上下地層產(chǎn)狀基本平行，所以志留系與泥盆系呈平行不整合接觸，這表明該時期發(fā)生了一次地殼的升降運動，但沒有發(fā)生強烈的褶皺變形。泥盆紀(jì)末期石炭紀(jì)初期：泥盆紀(jì)末期，該地區(qū)發(fā)生了強烈的地殼運動，使泥盆系及其以前的地層發(fā)生褶皺、斷裂等變形，地層產(chǎn)狀發(fā)生改變。之后地殼下降，在變形的泥盆系地層之上沉積了石炭系地層，由于上下地層產(chǎn)狀不一致，所以泥盆系與石炭系呈角度不整合接觸，這表明該時期發(fā)生了一次強烈的造山運動。13.簡述地震震級和烈度的區(qū)別與聯(lián)系。答案：區(qū)別：定義不同：震級是表示地震本身大小的等級，它是根據(jù)地震釋放能量的多少來劃分的。烈度是指地震對地面及建筑物等的破壞程度。影響因素不同：震級只與地震釋放的能量有關(guān)，一次地震只有一個震級。而烈度不僅與震級有關(guān)，還與震源深度、震中距、地質(zhì)條件、建筑物的抗震性能等多種因素有關(guān)，同一次地震在不同的地方可能有不同的烈度。聯(lián)系：一般來說，震級越大，釋放的能量越多，在其他條件相同的情況下，地震影響的范圍越廣，造成的破壞越嚴(yán)重，相應(yīng)的烈度也越高。通常震級每增加一級，地震釋放的能量約增加32倍，烈度也會有較大程度的提高。例如，震級較小的地震可能只會在震中附近產(chǎn)生較低的烈度，而震級較大的地震可能會在較大范圍內(nèi)產(chǎn)生較高的烈度。14.某工程場地進(jìn)行巖土工程勘察，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)存在溶洞。簡述溶洞對工程的影響及處理措施。答案：對工程的影響：地基不均勻沉降：溶洞的存在使地基土的力學(xué)性質(zhì)不均勻，在建筑物荷載作用下，溶洞上方的土體可能發(fā)生塌陷或變形，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，嚴(yán)重時可能使建筑物開裂、傾斜甚至倒塌。地基承載力降低：溶洞會削弱地基的承載能力，特別是當(dāng)溶洞頂板較薄時，無法承受上部建筑物的荷載，容易發(fā)生破壞。地面塌陷：在地下水的作用下，溶洞可能進(jìn)一步擴大，導(dǎo)致地面塌陷，對工程設(shè)施造成破壞。滲透破壞：溶洞是地下水的良好通道，可能會導(dǎo)致地下水的滲流速度加快，引發(fā)滲透破壞，如流砂、管涌等現(xiàn)象，影響地基的穩(wěn)定性。處理措施：跨越：當(dāng)溶洞較深、頂板較厚且穩(wěn)定時，可以采用梁、板、拱等結(jié)構(gòu)形式跨越溶洞，使建筑物的荷載通過跨越結(jié)構(gòu)傳遞到溶洞兩側(cè)的穩(wěn)定地基上。填充：對于較小的溶洞，可以采用混凝土、砂、礫石等材料進(jìn)行填充，以提高溶洞的承載能力。填充前應(yīng)清除溶洞內(nèi)的軟弱填充物，并進(jìn)行排水處理。加固：對于溶洞頂板較薄但仍有一定承載能力的情況，可以采用錨桿、錨索等加固措施，增強頂板的穩(wěn)定性。也可以采用灌漿的方法，將水泥漿、化學(xué)漿液等注入溶洞周圍的土體中，提高土體的強度和整體性。繞避：如果溶洞規(guī)模較大、處理難度高且對工程安全影響嚴(yán)重，在條件允許的情況下，可以選擇繞避溶洞，重新選擇工程場地。15.簡述地下水對巖土體的作用有哪些？答案：物理作用：潤滑作用：地下水在巖土體的孔隙、裂隙中流動，會使巖土顆粒之間的摩擦力減小，起到潤滑作用，降低巖土體的抗剪強度，容易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。軟化作用：地下水會使巖土體中的某些礦物發(fā)生溶解、水化等作用，導(dǎo)致巖土體的強度降低、變形增大。例如，黏土在地下水的作用下會發(fā)生軟化，其抗剪強度和壓縮性都會發(fā)生變化。凍脹作用：在寒冷地區(qū)，地下水在凍結(jié)時體積膨脹，會對巖土體產(chǎn)生凍脹力，使巖土體發(fā)生變形、破壞，影響建筑物的基礎(chǔ)和道路等工程設(shè)施的穩(wěn)定性?；瘜W(xué)作用：溶蝕作用：含有二氧化碳等酸性物質(zhì)的地下水會對碳酸鹽巖等可溶性巖石進(jìn)行溶蝕，形成溶洞、溶隙等巖溶地貌，降低巖石的強度和完整性，影響工程的穩(wěn)定性。氧化還原作用：地下水的氧化還原環(huán)境會影響巖土體中某些礦物的存在狀態(tài)和性質(zhì)。例如，在氧化環(huán)境下，鐵、錳等礦物會發(fā)生氧化，形成鐵銹色的物質(zhì)，改變巖土體的顏色和性質(zhì)。離子交換作用：地下水與巖土體之間會發(fā)生離子交換，改變巖土體的化學(xué)成分和物理性質(zhì)。例如，水中的鈉離子與黏土顆粒表面的鈣離子發(fā)生交換，會使黏土的膨脹性增大。力學(xué)作用：靜水壓力作用：地下水在巖土體中形成靜水壓力，會對巖土體產(chǎn)生浮力，降低巖土體的有效應(yīng)力，影響巖土體的穩(wěn)定性。例如，在地下水位較高的地區(qū)，建筑物的基礎(chǔ)會受到地下水浮力的作用，需要進(jìn)行抗浮設(shè)計。動水壓力作用：當(dāng)?shù)叵滤趲r土體中流動時，會產(chǎn)生動水壓力。如果動水壓力過大，會導(dǎo)致巖土體的顆粒發(fā)生移動，引發(fā)流砂、管涌等現(xiàn)象，破壞地基的穩(wěn)定性。16.簡述褶皺的基本類型及其特征。答案：背斜：形態(tài)特征：背斜是巖層向上拱起的褶皺形態(tài)。從核部到兩翼，巖層的新老關(guān)系是核部巖層較老，兩翼巖層較新，呈對稱分布。地形表現(xiàn)：在未經(jīng)風(fēng)化侵蝕的情況下，背斜常形成山地。但由于背斜頂部受張力作用，巖石破碎，容易被風(fēng)化侵蝕，在長期的外力作用下，背斜可能反而形成谷地，這種現(xiàn)象稱為“地形倒置”。向斜：形態(tài)特征：向斜是巖層向下凹陷的褶皺形態(tài)。從核部到兩翼，巖層的新老關(guān)系是核部巖層較新，兩翼巖層較老，也呈對稱分布。地形表現(xiàn)：在未經(jīng)風(fēng)化侵蝕的情況下，向斜常形成谷地。但由于向斜槽部受擠壓作用，巖石致密，抗風(fēng)化能力較強，在長期的外力作用下，向斜可能反而形成山地，也屬于“地形倒置”現(xiàn)象。17.某工程場地的巖土勘察報告顯示，場地內(nèi)存在砂土層和黏土層。簡述在該場地進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)如何考慮不同土層的特性。答案：砂土層：承載能力方面：砂土層一般具有較高的壓縮模量和較好的透水性，其承載能力相對較高。在設(shè)計淺基礎(chǔ)時，如果砂土層的厚度較大且土質(zhì)均勻，可以考慮將基礎(chǔ)直接置于砂土層上，但需要進(jìn)行承載力驗算，確?；A(chǔ)的安全。對于樁基礎(chǔ)，砂土層可以提供較好的樁側(cè)摩阻力和樁端阻力，但要注意砂土層的密實度對樁承載力的影響，密實的砂土層能提供更高的承載力。變形方面：砂土層的壓縮性相對較小，在荷載作用下的沉降量一般也較小。但在地震等動力作用下，飽和砂土層可能會發(fā)生液化現(xiàn)象，導(dǎo)致地基的承載能力急劇下降和產(chǎn)生較大的變形。因此，在抗震設(shè)計時，需要對砂土層進(jìn)行液化判別和處理，如采用加密法、換填法等提高砂土層的抗液化能力。透水性方面：砂土層的透水性好，在基礎(chǔ)施工過程中，可能會出現(xiàn)地下水的滲流問題，如流砂、管涌等。在施工前需要采取有效的降水措施，保證施工的安全和質(zhì)量。同時，在設(shè)計地下室等地下結(jié)構(gòu)時，要考慮砂土層的透水對結(jié)構(gòu)防水的影響，采取相應(yīng)的防水措施。黏土層：承載能力方面：黏土層的承載能力一般較低，特別是軟黏土。在設(shè)計基礎(chǔ)時，需要對黏土層進(jìn)行加固處理，如采用深層攪拌法、高壓噴射注漿法等提高黏土層的強度。對于淺基礎(chǔ)，要適當(dāng)加大基礎(chǔ)的底面積，以降低基底壓力；對于樁基礎(chǔ)，要考慮黏土層的負(fù)摩阻力問題，特別是在樁周土層有較大的沉降時，負(fù)摩阻力會增加樁的荷載，影響樁的承載力。變形方面：黏土層的壓縮性較大，在荷載作用下會產(chǎn)生較大的沉降，且沉降持續(xù)時間較長。在基礎(chǔ)設(shè)計時，需要進(jìn)行沉降計算，控制基礎(chǔ)的沉降量和沉降差，保證建筑物的正常使用。對于對沉降敏感的建筑物，如高層建筑、精密儀器車間等，可能需要采用樁基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)形式，以減少沉降的影響。透水性方面：黏土層的透水性差，在施工過程中，地下水的排除相對困難。在降水過程中，要注意避免對周圍環(huán)境的影響，如引起地面沉降等。同時，黏土層的排水固結(jié)時間較長，在設(shè)計時要考慮黏土層的排水固結(jié)特性，合理安排施工進(jìn)度和加載順序。18.簡述巖土工程勘察的階段劃分及各階段的主要任務(wù)。答案：可行性研究勘察（選址勘察）：主要任務(wù)：對擬選場址的穩(wěn)定性和適宜性進(jìn)行評價。通過搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)、當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗等資料，了解場址的地質(zhì)背景和工程地質(zhì)條件。對可能的場址進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，初步分析場地的穩(wěn)定性，如是否存在活動斷層、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用。對不同場址進(jìn)行比較，提出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的推薦場址。初步勘察：主要任務(wù)：對建筑地段的穩(wěn)定性作出評價。在可行性研究勘察的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對場地進(jìn)行勘察，查明地層、構(gòu)造、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、地下水等工程地質(zhì)條件。初步確定場地的穩(wěn)定性和適宜性，為確定建筑物的平面布置、選擇基礎(chǔ)類型等提供依據(jù)。初步查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍等，提出整治方案的建議。詳細(xì)勘察：主要任務(wù)：為地基基礎(chǔ)設(shè)計、地基處理與加固、不良地質(zhì)作用的防治工程提供工程地質(zhì)資料和設(shè)計參數(shù)。根據(jù)建筑物的具體情況，如建筑物的類型、規(guī)模、荷載等，進(jìn)行詳細(xì)的勘察工作。準(zhǔn)確查明建筑場地的地層結(jié)構(gòu)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，提供地基承載力特征值等設(shè)計所需的參數(shù)。詳細(xì)查明地下水的埋藏條件、水位變化規(guī)律等，評價地下水對工程的影響。對可能存在的不良地質(zhì)作用進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析，提出具體的處理措施。施工勘察：主要任務(wù)：施工勘察是針對施工階段遇到的巖土工程問題而進(jìn)行的勘察工作。在施工過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實際地質(zhì)情況與勘察報告不符時，或遇到新的巖土工程問題時，進(jìn)行補充勘察。為施工過程中的地基處理、基礎(chǔ)施工等提供技術(shù)支持，如確定地基處理方案的可行性、監(jiān)測施工過程中的巖土體變形等。對工程施工中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)報，提出防治措施。19.簡述巖體結(jié)構(gòu)面的類型及其對巖體工程性質(zhì)的影響。答案：類型：原生結(jié)構(gòu)面：沉積結(jié)構(gòu)面：如層面、層理等，是在沉積過程中形成的。它們通常將巖體分割成不同的層狀結(jié)構(gòu)，影響巖體的各向異性。例如，在水平層狀巖體中，沿層面方向的強度和變形性質(zhì)與垂直層面方向有明顯差異。巖漿結(jié)構(gòu)面：如流層面、冷凝節(jié)理等，是巖漿巖在形成過程中產(chǎn)生的。流層面反映了巖漿流動的方向，對巖體的力學(xué)性質(zhì)有一定影響；冷凝節(jié)理會降低巖體的完整性和強度。變質(zhì)結(jié)構(gòu)面：如片理面、片麻理面等，是在變質(zhì)作用過程中形成的。它們使巖體具有明顯的定向性，沿片理面方向巖體的強度較低，變形較大。構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：斷層：是巖體中規(guī)模較大的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，它破壞了巖體的連續(xù)性和完整性，使巖體的強度和穩(wěn)定性大大降低。斷層帶附近的巖體破碎，容易發(fā)生滑動和變形，對工程建設(shè)危害較大。節(jié)理：是巖體中常見的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，分布廣泛。節(jié)理的存在使巖體的透水性增加，強度降低，特別是在節(jié)理密集發(fā)育的地區(qū)，巖體的完整性受到嚴(yán)重破壞。次生結(jié)構(gòu)面：風(fēng)化裂隙：是巖體在風(fēng)化作用下形成的裂隙，主要分布在地表附近。風(fēng)化裂隙會使巖體的風(fēng)化程度加深，強度降低，影響巖體的工程性質(zhì)。卸荷裂隙：是由于巖體的應(yīng)力釋放而形成的裂隙，通常出現(xiàn)在地下工程開挖后的圍巖中。卸荷裂隙會導(dǎo)致圍巖的變形和破壞，影響地下工程的穩(wěn)定性。對巖體工程性質(zhì)的影響：強度方面：結(jié)構(gòu)面的存在使巖體的強度低于巖塊的強度。結(jié)構(gòu)面的抗剪強度一般較低，巖體的破壞往往首先沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生。結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、間距、連續(xù)性等因素對巖體的強度有重要影響。例如，當(dāng)結(jié)構(gòu)面的走向與工程作用力方向平行時，巖體的強度較低；結(jié)構(gòu)面間距越小、連續(xù)性越好，巖體的強度越低。變形方面：結(jié)構(gòu)面會使巖體的變形具有明顯的各向異性。在垂直結(jié)構(gòu)面方向，巖體的變形模量較大，變形較小；而在平行結(jié)構(gòu)面方向，巖體的變形模量較小，變形較大。此外，結(jié)構(gòu)面的存在還會導(dǎo)致巖體在受力時發(fā)生不均勻變形，容易引起巖體的開裂和破壞。透水性方面：結(jié)構(gòu)面是地下水的良好通道，會使巖體的透水性大大增加。特別是在節(jié)理、斷層等結(jié)構(gòu)面發(fā)育的地區(qū)，地下水的滲流速度較快，容易引發(fā)滲透破壞等問題。同時，地下水的存在又會進(jìn)一步軟化結(jié)構(gòu)面，降低巖體的強度和穩(wěn)定性。20.簡述工程地質(zhì)測繪的方法有哪些？答案：路線測繪法：沿著選定的路線進(jìn)行地質(zhì)觀察和記錄，路線可以是直線、折線或曲線。路線的選擇應(yīng)根據(jù)工程的要求和地質(zhì)條件來確定，一般應(yīng)垂直于地層走向、構(gòu)造線方向等，以便能觀察到不同的地層、構(gòu)造和地質(zhì)現(xiàn)象。在路線測繪過程中，要詳細(xì)記錄觀察點的位置、地質(zhì)特征、地層產(chǎn)狀等信息，并繪制地質(zhì)剖面圖。界線測繪法：首先在地形圖上確定地質(zhì)體的大致邊界，然后到實地進(jìn)行詳細(xì)的測量和繪制。通過對地質(zhì)體的露頭、接觸關(guān)系等進(jìn)行觀察和測量，準(zhǔn)確地確定地質(zhì)體的邊界位置，并將其標(biāo)注在地形圖上。界線測繪法適用于地質(zhì)體邊界比較明顯的地區(qū)，可以有效地確定地質(zhì)體的分布范圍。追索測繪法：沿著地質(zhì)體的邊界或某一地質(zhì)現(xiàn)象的延伸方向進(jìn)行追索觀察和測繪。例如，沿著斷層線、地層界線等進(jìn)行追索，以了解它們的走向、延伸長度、變化情況等。追索測繪法可以幫助查明地質(zhì)體的連續(xù)性和變化規(guī)律，對于研究地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)演化具有重要意義。航空照片和衛(wèi)星影像解譯法：利用航空照片和衛(wèi)星影像可以快速、全面地了解研究區(qū)域的地質(zhì)概況。通過對影像上的地形、地貌、地層、構(gòu)造等特征進(jìn)行解譯和分析，可以初步確定地質(zhì)體的分布、構(gòu)造形態(tài)等信息。然后結(jié)合實地調(diào)查進(jìn)行驗證和補充，提高工程地質(zhì)測繪的效率和精度。綜合測繪法：綜合運用上述多種測繪方法，充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢。在實際工作中，根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)條件和工程要求，合理選擇測繪方法，相互配合，以獲得全面、準(zhǔn)確的工程地質(zhì)信息。例如，先利用航空照片和衛(wèi)星影像解譯法進(jìn)行宏觀了解，然后采用路線測繪法進(jìn)行詳細(xì)的實地調(diào)查，再用界線測繪法和追索測繪法確定地質(zhì)體的邊界和變化情況。三、基礎(chǔ)工程21.某柱下獨立基礎(chǔ)，柱截面尺寸為$400mm\times400mm$，基礎(chǔ)底面尺寸為$2m\times2m$，基礎(chǔ)埋深$d=1.5m$，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力$F=800kN$，彎矩$M=120kN\cdotm$，地基土的重度$\gamma=18kN/m^3$，試計算基礎(chǔ)底面邊緣的最大和最小壓力。答案：首先計算基礎(chǔ)及其上覆土的自重$G$：$G=\gamma_gAd$，其中$\gamma_g=20kN/m^3$（一般取基礎(chǔ)及覆土的平均重度），$A=2\times2=4m^2$，$d=1.5m$。則$G=20\times4\times1.5=120kN$?；A(chǔ)底面的豎向合力$N=F+G=800+120=920kN$。偏心距$e=\frac{M}{N}=\frac{120}{920}\approx0.13m$?；A(chǔ)底面寬度$b=2m$，$\frac{6}=\frac{2}{6}\approx0.33m$，因為$e\lt\frac{6}$，基礎(chǔ)底面壓力呈梯形分布。根據(jù)公式$p_{max}=\frac{N}{A}(1+\frac{6e})$，$p_{min}=\frac{N}{A}(1\frac{6e})$。代入數(shù)值可得：$p_{max}=\frac{920}{4}(1+\frac{6\times0.13}{2})=230\times(1+0.39)=230\times1.39=319.7kPa$。$p_{