2025年工程地質(zhì)習題庫答辯及答案1.簡述褶皺構(gòu)造的基本類型及其工程地質(zhì)評價要點。褶皺構(gòu)造按形態(tài)分為背斜和向斜兩大類。背斜是巖層向上拱起的彎曲，核部為老巖層，兩翼為新巖層；向斜是巖層向下凹的彎曲，核部為新巖層，兩翼為老巖層。工程地質(zhì)評價需關(guān)注三點：其一，褶皺核部巖層受強烈擠壓，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，完整性差，易發(fā)生坍塌、滲漏等問題（如隧道穿越背斜核部時，需加強支護）；其二，褶皺兩翼巖層產(chǎn)狀對邊坡穩(wěn)定性影響顯著，若巖層傾向與邊坡坡向一致且傾角小于坡角，易形成順層滑坡（如某高速公路邊坡因順向坡設(shè)計未考慮巖層傾角，運營期發(fā)生滑動）；其三，褶皺構(gòu)造控制地下水富集規(guī)律，向斜槽部常為地下水匯集區(qū)，工程建設(shè)需重點評估涌水風險（如地下廠房選址時需避開向斜核部強富水帶）。2.對比分析正斷層與逆斷層的工程地質(zhì)特征及對工程的影響差異。正斷層是上盤相對下降、下盤相對上升的斷層，斷層面傾角較陡（多為60°-70°），破碎帶寬度較小但物質(zhì)較松散（以角礫、巖粉為主），常伴隨張裂隙。逆斷層是上盤相對上升、下盤相對下降的斷層，斷層面傾角較緩（30°-50°常見），破碎帶寬度大且擠壓緊密（可能形成糜棱巖、片理化帶），局部應力集中明顯。工程影響差異體現(xiàn)在：正斷層區(qū)地基承載力較低，隧道穿越時易發(fā)生坍塌，且因張性裂隙發(fā)育，地下水滲漏風險高（如某水庫壩基遇正斷層，導致壩基揚壓力超標）；逆斷層區(qū)因擠壓作用，破碎帶強度可能高于正斷層，但斷層帶與圍巖接觸面易形成軟弱結(jié)構(gòu)面，邊坡工程中可能沿斷層面發(fā)生深層滑動（如某露天礦邊坡因逆斷層錯動引發(fā)滑坡），且逆斷層常與區(qū)域構(gòu)造應力場相關(guān)，需警惕地震活動對工程的影響（如斷裂帶附近的核電站需進行斷層活動性專項評估）。3.試述紅黏土的工程特性及其在地基處理中的注意事項。紅黏土是碳酸鹽巖等母巖經(jīng)紅土化作用形成的高塑性黏土，典型特征為：①高塑性（液限＞50%，塑限＞25%），但天然含水量接近塑限，呈硬塑-堅硬狀態(tài)，原狀土強度較高（承載力特征值可達200-300kPa）；②具有顯著的收縮性，失水后易產(chǎn)生網(wǎng)狀裂隙，導致表層土強度降低（干燥季節(jié)地表裂隙深度可達1-3m）；③上硬下軟的“雙層結(jié)構(gòu)”（地表硬殼層厚度2-5m，下伏軟弱層含水量高、壓縮性大）；④脹縮性弱于膨脹土，但浸水后強度衰減明顯（飽和狀態(tài)下承載力可降低40%-60%）。地基處理需注意：①優(yōu)先利用地表硬殼層作為持力層，避免大開挖破壞硬殼結(jié)構(gòu)；②對裂隙發(fā)育的表層土，需進行夯實或換填處理（換填厚度不小于裂隙發(fā)育深度）；③對于下伏軟弱層，可采用水泥土攪拌樁或CFG樁復合地基，提高整體承載力；④場地排水設(shè)計至關(guān)重要，需設(shè)置完善的截水溝、散水坡，避免地表水入滲導致土體軟化（某工業(yè)園區(qū)因未做地表排水，雨季紅黏土地基發(fā)生不均勻沉降，廠房墻體開裂）。4.如何通過現(xiàn)場試驗與室內(nèi)試驗綜合評價砂土的液化可能性？砂土液化評價需結(jié)合地質(zhì)條件、原位測試和室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)。具體步驟：①初步判別：根據(jù)地質(zhì)年代（全新世Q4中晚更新世及以前的砂土不易液化）、黏粒含量（黏粒含量≥10%時液化可能性低）、地下水位（水位埋深＜2m時風險高）進行篩選；②原位測試：采用標準貫入試驗（SPT），計算錘擊數(shù)修正值N63.5，若N63.5＜臨界值Ncr（按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》公式計算），則判定為液化；圓錐動力觸探（DPT）可輔助驗證，重點關(guān)注15m深度內(nèi)的飽和砂土；③室內(nèi)試驗：測定砂土的相對密度Dr（Dr＜0.6時液化可能性大）、顆粒級配（級配均勻的粉砂、細砂易液化）、動三軸試驗（模擬地震荷載，測定液化強度）；④綜合評價：結(jié)合場地地震烈度（Ⅶ度及以上需重點評價）、土層埋深（埋深＞15m一般不液化）、上覆非液化土層厚度（厚度≥5m可降低液化風險），最終確定液化等級（輕微、中等、嚴重）。例如某沿海城市地鐵工程，通過SPT測試發(fā)現(xiàn)埋深3-8m的粉砂層N63.5=8（臨界值Ncr=12），結(jié)合動三軸試驗測得液化剪應力比為0.18（小于地震剪應力比0.22），判定為中等液化，需采用振沖碎石樁進行加密處理。5.分析巖溶區(qū)地面塌陷的主要成因及防治措施。巖溶區(qū)地面塌陷成因分為自然因素與人為因素：自然因素包括①溶蝕作用：地下水長期溶蝕碳酸鹽巖，形成溶洞、溶隙，上覆土體因自重或滲透壓力發(fā)生陷落；②暴雨激發(fā)：地表水下滲增加，地下水位驟升驟降，產(chǎn)生真空吸蝕效應（如廣西某洼地暴雨后發(fā)生塌陷）；人為因素包括③抽排地下水：礦山疏干、城市供水井過量開采導致地下水位下降，動水壓力增大，土體顆粒被潛蝕帶走（如某礦區(qū)因長期排水，5年內(nèi)發(fā)生23處塌陷）；④工程加載：建筑荷載超過土體承載力，導致覆蓋層壓縮破壞（如某小區(qū)地基附加應力達150kPa，而覆蓋層承載力僅120kPa，引發(fā)塌陷）。防治措施需“防、治結(jié)合”：①預防措施：開展巖溶專項勘察（采用物探+鉆探查明溶洞分布），限制地下水超采（劃定禁采區(qū)、限采區(qū)），完善地表排水系統(tǒng)（避免地表水集中下滲）；②治理措施：對已形成的塌陷坑，采用“上填下固”法，底部回填塊石反濾層（厚度≥2m），上部用素土分層夯實；對隱伏溶洞，采用壓力注漿（水泥-水玻璃雙液漿）填充溶隙，提高圍巖強度；對重要工程，可采用梁、板結(jié)構(gòu)跨越溶洞（如某高速橋梁樁基設(shè)計為群樁+筏板，跨越下方5m×3m溶洞）。6.試述工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)參數(shù)的主要測試方法及其適用條件。水文地質(zhì)參數(shù)主要包括滲透系數(shù)（K）、導水系數(shù)（T）、釋水系數(shù)（μ）、給水度（μs）等，測試方法及適用條件如下：①現(xiàn)場抽水試驗：適用于測定含水層的K、T，分為單孔、多孔和群孔試驗。單孔試驗（帶觀測孔）適用于均質(zhì)含水層（如砂層、裂隙較發(fā)育的巖層），可求得平均滲透系數(shù)；多孔試驗能區(qū)分不同方向的滲透性（如層狀巖層的水平與垂直滲透系數(shù)差異），精度更高；②壓水試驗：適用于巖體（尤其是裂隙巖體），通過向鉆孔內(nèi)分段壓水，計算試段的透水率（q，單位Lu），進而換算滲透系數(shù)（K=0.00124q√(r)，r為鉆孔半徑），適用于壩基、邊坡等巖體滲透性評價（如某大壩壩基壓水試驗，發(fā)現(xiàn)左岸透水率q=15Lu，需進行帷幕灌漿）；③注水試驗：適用于透水性差的黏性土或干燥巖層，通過向試坑或鉆孔注水，觀測水位下降速率計算K，常用于包氣帶滲透系數(shù)測定；④室內(nèi)試驗：常水頭試驗（適用于砂土、碎石土，K＞1×10??cm/s）和變水頭試驗（適用于黏性土，K＜1×10??cm/s），通過測定土樣在不同水頭下的滲透流量計算K，但需注意土樣擾動對結(jié)果的影響（原狀土樣K值比擾動土大2-5倍）；⑤示蹤試驗：適用于巖溶管道或裂隙網(wǎng)絡，通過投放熒光染料（如羅丹明B），觀測出口時間計算地下水流速和方向，常用于礦泉水水源地或隧道工程的暗河連通性分析（如某隧道勘察中，示蹤試驗發(fā)現(xiàn)掌子面與地表落水洞連通，提前制定了防突水方案）。7.對比軟土與濕陷性黃土的工程特性及地基處理的異同點。軟土（天然孔隙比e＞1.0，含水量w＞液限）與濕陷性黃土（具有濕陷性，即浸水后結(jié)構(gòu)破壞、強度驟降）的工程特性差異：①軟土：高壓縮性（壓縮系數(shù)a1-2＞0.5MPa?1）、低強度（不排水抗剪強度Cu＜30kPa）、高靈敏度（St＞4）、透水性差（K=1×10??-1×10??cm/s），變形持續(xù)時間長（需5-10年完成主固結(jié)）；②濕陷性黃土：孔隙比e=0.8-1.2，天然強度較高（承載力150-250kPa），但浸水后結(jié)構(gòu)迅速破壞（濕陷系數(shù)δs＞0.015），產(chǎn)生附加沉降（自重濕陷性黃土δzs＞0.015）。地基處理的相同點：均需提高承載力、減少沉降，常用換填法（適用于淺層處理）、復合地基（如水泥土攪拌樁、CFG樁）。不同點：軟土地基處理需加速排水固結(jié)（如堆載預壓、真空預壓），利用排水板或砂井縮短排水路徑；濕陷性黃土地基需消除濕陷性（如強夯法，單擊夯擊能3000-8000kN·m，可消除6-10m深度內(nèi)的濕陷性；灰土擠密樁，通過擠密樁間土并形成隔水層）。例如某沿海港口軟土地基采用真空聯(lián)合堆載預壓，9個月完成85%固結(jié)沉降；某西北地區(qū)廠房濕陷性黃土地基采用強夯處理，檢測濕陷系數(shù)由0.06降至0.01，滿足設(shè)計要求。8.分析滑坡穩(wěn)定性的主要影響因素，并說明如何通過勘察手段判定滑坡的活動性。滑坡穩(wěn)定性影響因素可分為內(nèi)在因素與外在因素：內(nèi)在因素包括①地形坡度（＞15°易發(fā)生滑動）、②巖性（軟弱夾層如泥巖、頁巖是滑動面常見位置）、③結(jié)構(gòu)面（層面、節(jié)理面與坡面傾向一致時形成滑動面）；外在因素包括④降雨（入滲增加土體重量，降低抗剪強度，約90%的滑坡與降雨相關(guān)）、⑤人類工程活動（切坡、加載、爆破）、⑥地震（慣性力改變滑體受力狀態(tài)，觸發(fā)高速遠程滑坡）。判定滑坡活動性的勘察手段：①地質(zhì)調(diào)查：觀察地表跡象（如裂縫是否新鮮、兩側(cè)土體是否有位移擦痕、前緣是否有新的鼓丘或泉水出露）；②監(jiān)測數(shù)據(jù)：通過地表位移監(jiān)測（GPS、全站儀，位移速率＞10mm/月為活動滑坡）、深部位移監(jiān)測（測斜管，某深度出現(xiàn)明顯錯動帶為滑動面）、地下水位監(jiān)測（活動滑坡地下水位隨降雨波動顯著）；③年代測定：采用碳14（適用于＜5萬年的滑坡）、光釋光（適用于＜10萬年的滑坡）測定滑體物質(zhì)年齡，近期（＜50年）形成的滑坡多為活動或暫時穩(wěn)定滑坡；④鉆探與物探：鉆探揭露滑動面（軟塑-流塑狀，可見擦痕），物探（地震波法、電法）圈定滑體范圍及厚度（如某滑坡鉆探發(fā)現(xiàn)12m深處存在20cm厚的滑帶土，測斜管顯示該深度位移速率達15mm/月，判定為活動滑坡）。9.試述巖石的強度特征及其在地下工程中的應用。巖石強度包括抗壓強度（Rc）、抗拉強度（Rt）、抗剪強度（τ），其中Rc＞τ＞Rt（Rt≈Rc/10-1/50）。強度特征受礦物成分（石英含量高則強度高）、結(jié)構(gòu)（結(jié)晶質(zhì)＞隱晶質(zhì)＞玻璃質(zhì)）、構(gòu)造（層理、節(jié)理發(fā)育則強度降低）、水（飽水狀態(tài)下Rc降低20%-40%）、溫度（高溫下礦物分解，強度下降）影響。地下工程應用：①圍巖分類（如BQ分級，Rc是重要指標，Rc＞60MPa為堅硬巖，＜30MPa為軟巖）；②支護設(shè)計：硬巖（Rc＞60MPa）可采用噴錨支護，軟巖（Rc＜30MPa）需加強支護（如鋼拱架+噴射混凝土）；③開挖方式選擇：Rc＞100MPa時需采用爆破（控制單響藥量防巖爆），Rc＜50MPa可采用TBM掘進；④巖爆預測：當巖石脆性指數(shù)（Rc/σmax，σmax為洞壁最大切向應力）＞4時，易發(fā)生巖爆（如錦屏二級水電站引水隧洞，Rc=120MPa，σmax=35MPa，脆性指數(shù)3.4，局部發(fā)生輕微巖爆）；⑤地下水影響：飽水軟巖（如泥巖）強度降低顯著，需及時封閉圍巖（噴射混凝土封閉時間不超過4小時）。10.簡述工程地質(zhì)勘察報告的主要內(nèi)容及編寫要點。工程地質(zhì)勘察報告需包括以下核心內(nèi)容：①工程概況（項目名稱、位置、規(guī)模、設(shè)計要求）；②地形地貌（場地地形起伏、地貌單元劃分）；③地層巖性（各層土/巖的分布、厚度、物理力學指標）；④地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶皺的產(chǎn)狀、活動性評價）；⑤水文地質(zhì)（地下水類型、水位、腐蝕性）；⑥不良地質(zhì)作用（滑坡、巖溶、采空區(qū)等的分布與危害）；⑦巖土工程分析評價（地基承載力、變形計算、邊坡穩(wěn)定性、基礎(chǔ)方案建議）；⑧結(jié)論與建議（勘察結(jié)論、設(shè)計施工注意事項）。編寫要點：①數(shù)據(jù)準確性：所有測試數(shù)據(jù)需注明試驗方法（如直剪試驗為快剪/固結(jié)快剪）、試樣編號，避免“約”“大致”等模糊表述；②針對性：結(jié)合工程類型（如高層建筑需重點分析沉降，橋梁需評價樁端持力層）；③圖表輔助：附工程地質(zhì)剖面圖、鉆孔柱狀圖、土工試驗成果表（如各層土的e-w-γ關(guān)系曲線）；④風險提示：明確指出場地存在的主要工程地質(zhì)問題（如某場地存在厚度8m的液化砂土，建議采用擠密碎石樁處理）；⑤規(guī)范符合性：引用最新規(guī)范（如GB50021-2020《巖土工程勘察規(guī)范》），參數(shù)取值符合規(guī)范要求（如地基承載力特征值fak需通過載荷試驗或經(jīng)驗公式確定，且需進行深寬修正）。11.分析膨脹土的脹縮機理及其對工程的危害防治措施。膨脹土的脹縮機理主要與蒙脫石、伊利石等黏土礦物的親水性有關(guān)：①吸水膨脹：水分子進入礦物晶層間，形成水化膜，導致體積增大（自由膨脹率δef＞40%）；②失水收縮：水分蒸發(fā)，水化膜變薄，晶層間距縮小，產(chǎn)生收縮裂隙（線縮率δs＞1.5%）。對工程的危害：①地基變形：脹縮變形具有反復性（每年雨季膨脹、旱季收縮），導致建筑物產(chǎn)生開裂（裂縫多呈斜向，與主應力方向一致）；②邊坡破壞：表層膨脹土因干濕循環(huán)產(chǎn)生裂隙，雨水入滲后沿裂隙滑動（淺層滑坡，滑動面深度0.5-2m）；③地下結(jié)構(gòu)損壞：膨脹壓力可高達500-1000kPa，導致管道、涵洞等被擠裂（如某城市污水管因膨脹土擠壓，接口處斷裂滲漏）。防治措施：①防水保濕：場地設(shè)置截水溝、散水（寬度≥1.5m），地下水位以上采用黏土覆蓋（厚度≥1m），保持土體濕度穩(wěn)定；②改良土性：摻石灰（5%-8%）或水泥（3%-5%），通過陽離子交換減少親水性礦物，降低脹縮性（摻灰后自由膨脹率可降至20%以下）；③結(jié)構(gòu)措施：采用條形基礎(chǔ)（寬度≥1.5m），基礎(chǔ)埋深≥大氣影響深度（一般2-3m），上部結(jié)構(gòu)設(shè)置沉降縫（間距≤15m）；④邊坡防護：坡面采用混凝土網(wǎng)格+植被（如狗牙根）防護，坡腳設(shè)置抗滑樁（間距3-5m，樁長進入穩(wěn)定層≥3m）。某膨脹土地區(qū)住宅工程采用“防水+改良土”綜合措施，5年內(nèi)未出現(xiàn)墻體裂縫，驗證了防治效果。12.試述地震作用下場地土的動力特性及其對工程震害的影響。場地土的動力特性包括動剪切模量（Gd）、阻尼比（λ）、動強度（τd）等，受應變水平（γ）影響顯著：①小應變（γ＜10??）：Gd接近初始剪切模量G0（由剪切波速vs計算，G0=ρvs2），λ≈0.01-0.03，土體呈彈性；②中等應變（10??＜γ＜10?3）：Gd隨γ增大而降低（G/G0=1/(1+γ/γr)，γr為參考應變），λ增至0.03-0.15，土體進入非線性階段；③大應變（γ＞10?3）：Gd急劇下降（砂土地基可能液化，Gd接近0），λ＞0.15，土體破壞。對工程震害的影響：①軟土地基：動剪切模量低，地震時產(chǎn)生較大的地面加速度放大效應（放大系數(shù)2-5），導致上部結(jié)構(gòu)震害加重（如1985年墨西哥地震，軟土場地建筑倒塌率是基巖場地的10倍）；②液化土：動強度喪失，地基承載力驟降，導致建筑物傾斜（如1976年唐山地震，某磚廠煙囪因液化地基傾斜30°）；③基巖場地：Gd大，地面運動以高頻成分為主，對短周期結(jié)構(gòu)（如多層框架）影響大；④深厚覆蓋層：地震波傳播時間長，地面運動持時增加，對長周期結(jié)構(gòu)（如大跨橋梁）不利。工程抗震設(shè)計需根據(jù)場地土動力特性確定設(shè)計反應譜（如《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中場地類別劃分依據(jù)vs和覆蓋層厚度），并采取地基加固（如強夯提高砂土密實度）、結(jié)構(gòu)隔震（如橡膠隔震支座減少地震能量傳遞）等措施。13.分析采空區(qū)的工程地質(zhì)問題及穩(wěn)定性評價方法。采空區(qū)的工程地質(zhì)問題包括：①地表沉陷（連續(xù)沉陷形成盆地，非連續(xù)沉陷產(chǎn)生裂縫、塌陷坑），導致建筑物傾斜、開裂（如某礦區(qū)村莊因采空沉陷，房屋傾斜率達4‰，超過規(guī)范允許值2‰）；②殘余變形（采空區(qū)停止開采后，因未完全壓實的冒落帶繼續(xù)沉降，持續(xù)時間5-20年）；③地下水疏干（采空區(qū)形成導水通道，導致區(qū)域地下水位下降，引發(fā)泉水干涸、土地沙化）。穩(wěn)定性評價方法：①概率積分法：通過計算地表移動變形參數(shù)（下沉值W、傾斜i、曲率K、水平移動U、水平變形ε），判定是否超過建筑物允許值（如磚混結(jié)構(gòu)允許傾斜i≤3‰，水平變形ε≤2mm/m）；②數(shù)值模擬法（FLAC3D、ANSYS）：建立采空區(qū)-圍巖-地表三維模型，模擬開采過程，預測沉陷范圍及最大沉降量（如某高速公路下伏采空區(qū)，模擬顯示地表最大沉降0.8m，需進行注漿充填）；③工程地質(zhì)類比法：參考類似采空區(qū)的穩(wěn)定時間（如硬巖采空區(qū)穩(wěn)定時間短于軟巖）、采深采厚比（H/M＞30-50時地表趨于連續(xù)沉陷，H/M＜20時易發(fā)生塌陷）；④物探與鉆探：高密度電法圈定采空區(qū)邊界（低電阻率異常區(qū)），鉆探揭露冒落帶、裂隙帶、彎曲帶“三帶”高度（冒落帶高度約為采厚的3-5倍）。對不穩(wěn)定采空區(qū)，需采用注漿充填（水泥漿+粉煤灰，充填率≥90%）、錨桿加固（深部采空區(qū)）或避讓（采深小、變形大的采空區(qū)）等措施。14.試述工程地質(zhì)勘察中原位測試與室內(nèi)試驗的優(yōu)缺點及互補性。原位測試優(yōu)點：①反映土體天然狀態(tài)（避免取樣擾動），數(shù)據(jù)更真實（如載荷試驗直接測得地基承載力）；②測試范圍大（如靜力觸探可連續(xù)測試20m深度內(nèi)的土層）；③適用于難以取樣的土層（如松散砂土、軟塑黏土）。缺點：①受場地條件限制（如重型動力觸探需場地平整）；②影響因素多（如標準貫入試驗錘擊能量損失約30%，需修正）；③無法直接測定土的物理性質(zhì)（如含水量、密度需配合取樣）。室內(nèi)試驗優(yōu)點：①可控制試驗條件（如三軸試驗可設(shè)定圍壓、排水條件）；②能測定多種指標（如壓縮系數(shù)、抗剪強度參數(shù)c、φ）；③重復性好（同一土樣可進行多組試驗）。缺點：①土樣易擾動（尤其是軟土、裂隙土，擾動后強度降低30%-50%）；②測試范圍?。▋H代表取樣點的局部特性）；③無法模擬復雜應力路徑（如地震荷載