土木工程師（巖土）2025年地質(zhì)環(huán)境工程測試試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述巖土工程勘察報告中，地質(zhì)柱狀圖、鉆孔柱狀圖和工程地質(zhì)剖面圖各自的作用和區(qū)別。二、何謂土的壓縮性？常用的壓縮性指標有哪些？如何根據(jù)壓縮性指標劃分土的壓縮性等級？三、簡述朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的假設(shè)條件、適用范圍以及計算結(jié)果的區(qū)別。四、在巖土工程測試中，標準貫入試驗（SPT）和靜力觸探試驗（CPT）各有何主要用途？簡述它們在原理、設(shè)備、影響因素等方面的主要差異。五、何為土的固結(jié)？簡述太沙基一維固結(jié)理論的基本假設(shè)和基本方程。什么是預(yù)壓地基？其原理是什么？六、某場地土層自上而下依次為：①雜填土，厚1.5m；②粉質(zhì)粘土，飽和，重度18kN/m3，壓縮模量Es=8MPa，厚6m；③微風(fēng)化砂巖。地下水位在天然地面下1.0m?，F(xiàn)設(shè)計一矩形基礎(chǔ)，底面尺寸為4m×6m，基礎(chǔ)埋深1.5m（從天然地面算起）。要求計算：（1）基礎(chǔ)底面處的自重應(yīng)力；（2）基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力（采用角點下應(yīng)力系數(shù)法，不考慮相鄰荷載影響）；（3）假設(shè)地基沉降計算深度范圍內(nèi)僅考慮②層土的壓縮變形，試估算基礎(chǔ)中心點下1.0m深度處的沉降量和基礎(chǔ)最終沉降量（采用分層總和法，地基土壓縮指數(shù)Cc=0.25，經(jīng)驗系數(shù)ψs=1.0）。七、簡述邊坡穩(wěn)定性分析的極限平衡法的基本原理。在采用瑞典條分法分析邊坡穩(wěn)定性時，需要確定哪些參數(shù)？簡述這些參數(shù)對計算結(jié)果的影響。八、簡述地下水的類型及其對巖土工程的影響。在基坑開挖過程中，可能遇到哪些與地下水相關(guān)的工程問題？常用的基坑降水方法有哪些？簡述其原理和適用條件。九、某化工廠場地存在地下水污染，主要污染物為揮發(fā)性有機物（VOCs）。簡述你對場地地下水污染修復(fù)技術(shù)（物理、化學(xué)、生物方法）的認識，并比較其優(yōu)缺點和適用條件。十、在巖土工程試驗室，進行土的室內(nèi)剪切試驗（如三軸試驗或直剪試驗）時，試驗前的準備工作主要包括哪些？簡述試驗過程中需要注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及影響試驗結(jié)果準確性的主要因素。十一、論述巖土工程勘察中，野外鑒別描述的重要性。結(jié)合你所在地區(qū)或了解到的工程實例，說明地質(zhì)條件（如地形地貌、巖土類型、地下水等）對基坑工程穩(wěn)定性和地基承載力的影響。十二、隨著城市化進程的加快，巖土工程勘察面臨著哪些新的挑戰(zhàn)？你認為未來巖土工程技術(shù)的發(fā)展方向有哪些？試卷答案一、地質(zhì)柱狀圖綜合反映了一個勘探區(qū)域內(nèi)各鉆孔揭露的地層分布、時代、巖性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、厚度以及水文地質(zhì)特征等信息，是進行區(qū)域地質(zhì)研究和工程地質(zhì)評價的基礎(chǔ)資料。鉆孔柱狀圖則僅反映某個具體鉆孔的地質(zhì)情況，包括分層、巖性、厚度、物理力學(xué)性質(zhì)指標、測試成果等。工程地質(zhì)剖面圖是在一定比例尺的地形圖上，根據(jù)鉆孔資料和調(diào)查結(jié)果，用一定的符號和巖土工程性質(zhì)指標，按比例繪制出的能反映某一剖面線上巖土體空間分布特征和工程地質(zhì)性質(zhì)變化的圖件。區(qū)別在于：地質(zhì)柱狀圖和鉆孔柱狀圖是垂向剖面信息，前者區(qū)域性，后者點狀；工程地質(zhì)剖面圖是水平或傾斜剖面信息，反映一定范圍內(nèi)的空間展布規(guī)律。二、土的壓縮性是指土體在壓力作用下體積減小的性質(zhì)。常用壓縮性指標有：壓縮系數(shù)a?-?（單位壓力變化下的孔隙比變化量），壓縮指數(shù)Cc（對數(shù)壓力變化下的孔隙比變化量），壓縮模量Es（單位壓力變化下的豎向應(yīng)變量的倒數(shù)）。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007）規(guī)定，按a?-?值（在100kPa壓力段）劃分：a?-?<0.1MPa?1為低壓縮性土，0.1MPa?1≤a?-?<0.5MPa?1為中壓縮性土，a?-?≥0.5MPa?1為高壓縮性土。三、朗肯土壓力理論假設(shè)墻背光滑、垂直、墻后填土無限延伸、無粘聚力（或考慮粘聚力）、填土為理想散體。庫侖土壓力理論假設(shè)墻背粗糙、墻后填土有限、墻身可能產(chǎn)生滑動破壞、填土為理想散體、墻后可能有超載。兩者均假設(shè)土體為理想散體。計算結(jié)果上，朗肯理論計算主動土壓力最小，靜止土壓力介于兩者之間，被動土壓力最大；庫侖理論計算主動土壓力和被動土壓力均與墻背傾角、填土坡角有關(guān)，通常主動土壓力小于朗肯理論，被動土壓力大于朗肯理論。四、標準貫入試驗（SPT）主要用于測定砂土的密實度、判定砂土的地震液化的可能性、估算地基承載力、沉降等。靜力觸探試驗（CPT）主要用于測定不同深度的土體物理力學(xué)性質(zhì)指標（如重度、孔隙比、錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力），判定土的類別、估算地基承載力、沉降，且能連續(xù)、原位地獲取土體剖面信息。差異在于：SPT是沖擊鉆探方式，通過記錄將標準貫入器打入土中30cm所需的錘擊數(shù)（N值），屬于經(jīng)驗性試驗；CPT是利用液壓或機械裝置，將帶有錐頭的觸探桿勻速壓入土中，通過測量錐尖阻力（qc）和側(cè)壁摩阻力（fs），屬于原位測試方法。SPT影響因素較多（如錘擊能量、鉆桿質(zhì)量、土層不均勻性），CPT影響因素相對較小，精度較高。五、土的固結(jié)是指飽和多孔介質(zhì)在壓力作用下，孔隙中的水分逐漸排出，導(dǎo)致土體孔隙體積減小、土體壓縮的過程。太沙基一維固結(jié)理論的基本假設(shè)包括：土是飽和的、土體是各向同性的、土粒和水是不可壓縮的、土中水的滲流符合達西定律、土體在壓縮和滲流過程中，土骨架和孔隙水之間的壓力傳遞符合靜水壓力分布、土體壓縮和滲流均為線性變形。預(yù)壓地基是指通過施加外荷（如堆載、真空預(yù)壓或兩者結(jié)合）對地基進行預(yù)壓，使土體產(chǎn)生固結(jié)變形，提高地基承載力，減少建筑物建成后的沉降量。其原理是利用外荷使地基土中的孔隙水排出，使土體壓縮密實。六、（1）基礎(chǔ)底面處的自重應(yīng)力σcz=γ?h?+γ?h?+γ?(h?+h?)+γ?d=18kN/m3×1.0m+18kN/m3×(6.0-1.0)m+26kN/m3×(6.0+1.0)m+26kN/m3×1.5m=18+90+187+39=334kPa（2）基礎(chǔ)底面處（即z=0處）的附加應(yīng)力系數(shù)kx、ky需根據(jù)基礎(chǔ)形狀、尺寸、埋深及土層分布，查閱《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007）附錄表D.2（矩形基礎(chǔ)角點下z=0處豎向附加應(yīng)力系數(shù)），計算如下：角點坐標（x/L）=2.0/4.0=0.5；（y/L）=3.0/6.0=0.5基礎(chǔ)埋深d=1.5m，基礎(chǔ)底面以下土層厚度Δz=6.0m，屬于“基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)存在壓縮性不同的土層”情況。查表得，對于中壓縮性土（Es=8MPa），kx=ky=0.274?；A(chǔ)底面角點下z=0處的附加應(yīng)力σz=4kx*q其中，基礎(chǔ)底面平均附加壓力q=F/A-γcz=(B*L*qk)/A-γcz假設(shè)上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的荷載F=0（僅考慮基礎(chǔ)自重和回填土重），基礎(chǔ)及回填土總重G=γ?h?+γ?h?+γ?(h?+h?)+γ?d+γ?p(B*L)γ?通常取10kN/m3，p為基礎(chǔ)周圍回填土厚度，假設(shè)為0。則G=18*1+18*5+26*7+26*1.5=346.5kNA=4.0*6.0=24m2q=346.5kN/24m2=14.44kPa（近似取14.5kPa）σz=4*0.274*14.5kPa=15.92kPa（近似取16kPa）（注：計算中未考慮基礎(chǔ)自重對底面附加應(yīng)力的影響，簡化處理。實際計算需考慮基礎(chǔ)分項系數(shù)等。）（3）分層總和法計算沉降：基礎(chǔ)中心點下1.0m深度處位于②層粉質(zhì)粘土內(nèi)，取分層厚度Δz?=1.0m。該層頂面（z=1.0m）和底面（z=0m）處的附加應(yīng)力分別為：σzc=1=4*0.274*14.5kPa=15.92kPa（近似取16kPa）σzc=0=4*0.274*14.5kPa=15.92kPa（近似取16kPa）平均附加應(yīng)力σzc=(σzc=1+σzc=0)/2=16kPa該層土自重應(yīng)力平均值σcz=18kPa(1m內(nèi)均為此值)孔壓比U=(σcz+σzc)/(σcz+σ'c)≈(σcz+σzc)/(σcz+Es*log(a?-?))，其中a?-?=0.1MPa?1，E=8MPa，a?-?/E=0.0125。簡化計算，若不考慮初始孔壓，則U≈(18+16)/(18+8)=34/26=1.31，不合理，需修正。更準確方法需考慮起始孔壓，此處簡化處理，假設(shè)U接近1（即固結(jié)未完成）。則有效應(yīng)力比Se=(σzc)/Es=16kPa/8MPa=0.002壓縮變形量S?=H?*Se=1.0m*0.002=0.002m=2mm基礎(chǔ)最終沉降量S=S?=2mm（注：此為簡化分層總和法計算結(jié)果，未考慮地基沉降計算深度范圍內(nèi)土層不同及經(jīng)驗系數(shù)ψs的影響。實際計算應(yīng)分層計算，并乘以ψs。）七、極限平衡法是邊坡穩(wěn)定性分析的基本方法，其原理是在邊坡潛在滑動面上，建立滑動體上所有作用力（包括重力、水壓力、土壓力、支擋力等）的力矩平衡方程（對于圓弧滑動面）或力的平衡方程（對于折線滑動面），計算滑動體的安全系數(shù)Fs。安全系數(shù)Fs定義為抗滑力與下滑力的比值。當(dāng)Fs>1.0時，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)Fs<1.0時，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)Fs=1.0時，邊坡處于極限平衡狀態(tài)。采用瑞典條分法時，需要確定的參數(shù)主要有：滑動面上各土條的重力G、滑動面與土條底面的夾角（β）、滑動面上的粘聚力c、內(nèi)摩擦角φ、土條兩側(cè)的側(cè)向作用力（水平向和豎向）X?、Y?以及滑動面處的條間力T?。這些參數(shù)的準確確定對計算結(jié)果有直接影響，特別是c、φ值的選取，土條分條方式及條間力假設(shè)也會影響結(jié)果。八、地下水類型主要有上層滯水（季節(jié)性存在于包氣帶）、潛水（地表以下第一個穩(wěn)定隔水層以上的飽和帶）和承壓水（兩個穩(wěn)定隔水層之間的飽和帶）。地下水對巖土工程的影響包括：①增加土體自重和浮力；②影響邊坡穩(wěn)定性（動水壓力、滲透變形）；③導(dǎo)致基坑涌水、涌砂、流土；④引起基坑開挖過程中基坑壁滲漏；⑤浸濕地基土，可能降低其強度和穩(wěn)定性；⑥凍脹融沉（凍土地區(qū)）；⑦加速巖土體風(fēng)化；⑧污染環(huán)境?；娱_挖過程中可能遇到與地下水相關(guān)的工程問題主要有：基坑涌水（承壓水頭過高）、涌砂（動水壓力大于土的臨界水頭）、流土（動水壓力大于土的有效重度）、坑底隆起（承壓水頭過高）、基坑壁滲漏等。常用的基坑降水方法有：輕型井點、噴射井點、管井（深井）降水（機械真空井點）、電滲降水、輕型井點配合真空泵降水、地下連續(xù)墻降水（自封式止水）等。原理：輕型井點通過設(shè)置軸流泵抽水降低地下水位；噴射井點利用噴嘴高速水流射流產(chǎn)生真空吸水；管井通過水泵直接抽水；電滲利用電極通過電滲作用加速水的滲流；地下連續(xù)墻作為止水帷幕。九、場地地下水污染修復(fù)技術(shù)主要包括：物理方法（如泵送處理法/PET、土壤氣相抽提法/SVE、蒸氣浸沒法/VI、空氣注入法/AIR、固化/穩(wěn)定化法/IS、吸附法、膜分離技術(shù)如反滲透/RO、電去污法/ED）、化學(xué)方法（如化學(xué)氧化法/COL、化學(xué)還原法/CR、化學(xué)沉淀法/PS、高級氧化技術(shù)/AOPs如Fenton法、光催化氧化法）、生物方法（如自然衰減法/NAP、生物修復(fù)技術(shù)如土地處理法/FGD、生物濾池/生物滴濾床、生物反應(yīng)器）。物理方法優(yōu)點是處理相對徹底、技術(shù)成熟，缺點是能耗高、可能產(chǎn)生二次污染（如土壤疏浚）、對深層污染效果差；化學(xué)方法優(yōu)點是降解速率快、適用范圍廣，缺點是可能產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物、成本較高、對環(huán)境有潛在影響；生物方法優(yōu)點是環(huán)境友好、成本較低、可持續(xù)，缺點是處理速率較慢、受環(huán)境條件影響大、對高濃度污染效果不佳。適用條件需根據(jù)污染物性質(zhì)（類型、濃度）、水文地質(zhì)條件（水位、滲透系數(shù)）、土壤介質(zhì)性質(zhì)、修復(fù)目標和經(jīng)濟成本等因素綜合確定。十、巖土工程試驗室進行土的室內(nèi)剪切試驗（如三軸試驗或直剪試驗）前的準備工作主要包括：①試樣制備（根據(jù)試驗?zāi)康倪x擇原狀樣或擾動樣，按要求制備、風(fēng)干、研磨、過篩、稱量）；②試樣飽和（對飽和試樣，需進行抽氣飽和或水頭飽和，達到要求真空度或水頭）；③儀器準備與標定（檢查儀器狀態(tài)，必要時進行靈敏度、量程等標定）；④試驗設(shè)備安裝（正確安裝壓力室、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力傳感器、位移傳感器等）。試驗過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及影響因素：①加荷控制（按預(yù)定速率分級施加軸向壓力，確保加載穩(wěn)定）；②孔隙水壓力測量與控制（及時測量和記錄各級荷載下的孔壓變化，進行孔壓消散試驗）；③應(yīng)變測量（準確測量軸向和環(huán)向變形）；④數(shù)據(jù)處理與繪圖（繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線、孔壓-時間曲線等）；⑤試驗結(jié)束與卸荷（試驗完成后按規(guī)程卸荷）。主要影響因素包括：①試樣質(zhì)量（代表性、擾動程度）；②試驗設(shè)備精度與狀態(tài)；③試驗條件控制（圍壓、溫度、濕度）；④試驗速率（影響土體應(yīng)力路徑和強度）；⑤人為操作誤差（讀數(shù)、記錄等）。十一、巖土工程勘察中，野外鑒別描述至關(guān)重要。它是指勘察人員通過現(xiàn)場觀察、觸摸、敲擊、嗅聞、探坑、原位測試（如標準貫入）等方式，直接獲取土層物理性質(zhì)（顏色、狀態(tài)、氣味、包含物等）和地質(zhì)構(gòu)造信息，并據(jù)此進行初步分類和評價。這是室內(nèi)試驗和物探方法的重要補充，尤其是在缺乏試驗條件或需要快速判斷時。例如，在沿海地區(qū)，通過野外鑒別可以直觀判斷淤泥質(zhì)土的厚度和分布，判斷是否具有高壓縮性和流變性；在山區(qū)，可以識別不同巖性的風(fēng)化程度和軟弱結(jié)構(gòu)面