工程地質(zhì)與水文H試卷答案

1、職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 考 試 卷 （ H卷）課程名稱工程地質(zhì)與橋涵水文考 試 學(xué) 期適用專業(yè)考試形式考試時(shí)間長(zhǎng)度一、名詞解釋（每小題3 分，共 12 分 ）1. 傾斜構(gòu)造：原來呈水平狀態(tài)的巖層，經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)，成為與水平面成一定角度的傾斜巖層時(shí)，稱為傾斜構(gòu)造。2. 地貌：是指在各種地質(zhì)營(yíng)力作用下形成的地球表面各種形態(tài)外貌的總稱。3. 徑流系數(shù)：即徑流深度與降水量之比或凈雨量h 與毛雨量X之比。4. 平均水深：過水?dāng)嗝婷娣eA和水面寬B 的比值，單位為m。二、填空題（每空1 分，共 10 分 ）1 . 按高程和起伏狀況，大陸表面可分為山地、丘陵、平原、高原和盆地等地貌形態(tài)。2 .第四紀(jì)分為更新世和全

2、新世，更新世分為三個(gè)世。3 .常見地質(zhì)構(gòu)造有水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、隆起和拗陷等。4 .巖石根據(jù)成因可分為三大類即巖漿巖（火成巖）、沉積巖（水成巖）和變質(zhì)巖。5 .水文現(xiàn)象的共同特點(diǎn)具有隨機(jī)性、周期性、地區(qū)性。三、選擇題（每小題1 分，共 8 分 ）1. 恐龍所處年代是（B ） 。A、太古代B、中生代C、元古代D、新生代2. 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)按其發(fā)生的地質(zhì)歷史時(shí)期、特點(diǎn)和研究方法，分為以下兩類（A 、 B ） 。A、古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)B、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)C、水平運(yùn)動(dòng)8、 升降運(yùn)動(dòng)3. 巖漿巖常見的構(gòu)造有（A 、 B ）A、塊狀構(gòu)造B、氣孔狀構(gòu)造C、層理構(gòu)造D、片理構(gòu)造4. 根據(jù)巖石中礦物的結(jié)晶程度，

3、巖漿巖的結(jié)構(gòu)可分為（A 、 B ） 。A、全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；B、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；C、變晶結(jié)構(gòu)；D 、碎屑結(jié)構(gòu)5. 過水?dāng)嗝婷娣e與濕周之比稱為（B ） 。A、濕周B、水力半徑C、平均水深D、河床比降6. 橋位調(diào)查主要包括以下方面的內(nèi)容（A、 B、 C ） 。A、橋位測(cè)量B、水文調(diào)查C、工程地質(zhì)調(diào)查D、公路功能、等級(jí)7. 從水文站觀測(cè)資料、洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證所得來的資料，必須滿足以下要求（A 、 B、 C、D） 。A、資料的一致性B、資料的代表性C、資料的的可靠性D、資料的獨(dú)立性8. 橋涵水文的研究方法有三類（A 、 B、 C） 。A、理統(tǒng)計(jì)法B、成因分析法C、地理綜合法D、礦物分析法四、問答題（每小題15

4、 分，共 30 分 ）1. 敘述公路橋涵布置的一般原則及規(guī)定。答：(1) 公路橋涵應(yīng)根據(jù)所在公路作用、性質(zhì)和將來發(fā)展的需要，按照安全、適用、美觀和 有利環(huán)保的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等因素。(2) . 橋梁應(yīng)根據(jù)公路功能、等級(jí)、通行能力及抗洪防災(zāi)要求，結(jié)合水文、地質(zhì)、通航、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。特大橋、大橋橋位應(yīng)選擇河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好、河槽能通過大部分設(shè)計(jì)流量的河段。橋位不宜選擇在河汊、沙洲、古河道、急彎、匯合口、港口作業(yè)區(qū)及易形成流冰、流木阻塞的河段以及斷層、巖溶、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)的河段。(3) 當(dāng)橋址處有二個(gè)及二個(gè)以上的穩(wěn)定河槽，或?yàn)┑亓髁空荚O(shè)

5、計(jì)流量比例較大，且水流不易引入同一座橋時(shí)，可在各河槽、灘地、河汊上分別設(shè)橋，不宜用長(zhǎng)大導(dǎo)流堤強(qiáng)行集中水流。平坦、草原、漫流地區(qū)，可按分片泄洪布置橋涵。天然河道不宜改移或裁彎取直。(4) 橋梁縱軸線宜與洪水主流流向正交。對(duì)通航河流上的橋梁，其墩臺(tái)沿水流方向的軸線應(yīng)與最高通航水位時(shí)的主流方向一致。當(dāng)斜交不能避免時(shí)，交角不宜大于50； 當(dāng)交角大于50時(shí)，宜增加通航孔凈寬。(5) 橋涵水文、水力的計(jì)算應(yīng)符合公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范( JTJ 064 )和公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范( JTJ C30 )的規(guī)定。(6) 通航海輪橋梁的橋孔布置及凈高應(yīng)滿足通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)( JTJ311 ) 的規(guī)定。通航內(nèi)河

6、橋梁的橋孔布置及凈高應(yīng)滿足內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)( GB50139)的規(guī)定，并應(yīng)充分考慮河床演變和不同通航水位航跡線的變化。(7) 為保證橋位附近水流順暢，河槽、河岸不發(fā)生嚴(yán)重變形，必要時(shí)可在橋梁上、下游修建調(diào)治構(gòu)造物。調(diào)治構(gòu)造物的形式及其布置應(yīng)根據(jù)河流性質(zhì)、地形、地質(zhì)、河灘水流情況以及通航要求、橋頭引道、水利設(shè)施等因素綜合考慮確定。非淹沒調(diào)治構(gòu)造物的頂面，應(yīng)高出橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率的水位至少0.25m，必要時(shí)尚應(yīng)考慮壅水高、波浪爬高、斜水流局部沖高、 河床淤積等影響。允許淹沒的調(diào)治構(gòu)造物的頂面應(yīng)高出常水位。單邊河灘流量不超過總流量的15%或雙邊河灘流量不超過25%時(shí)，可不設(shè)導(dǎo)流堤。(8) 公路橋涵的設(shè)計(jì)洪

7、水頻率應(yīng)符合規(guī)定。二級(jí)公路上的特大橋及三、四級(jí)公路上的大橋，在水勢(shì)猛急、河床易于沖刷的情況下，可提高一級(jí)洪水頻率驗(yàn)算基礎(chǔ)沖刷深度。沿河縱向高架橋和橋頭引道的設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)符合公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)( JTG B01)路基設(shè)計(jì)洪水頻率的規(guī)定。三、四級(jí)公路，在交通容許有限度的中斷時(shí)，可修建漫水橋和過水路面。漫水橋和過水路面的設(shè)計(jì)洪水頻率，應(yīng)根據(jù)容許阻斷交通的時(shí)間長(zhǎng)短和對(duì)上下游農(nóng)田、城鎮(zhèn)、 村莊的影響以及泥沙淤塞橋孔、上游河床的淤高等因素確定。2. 敘述喀斯特形成的基本條件和影響因素?？λ固匦纬傻幕緱l件主要有：有可溶性巖石；可溶性巖石具有透水性；存在具有一定溶解能力的水；水在可溶性巖石中是不斷流動(dòng)的。這

8、 4 個(gè)基本條件中，可溶性巖石是形成喀斯特的內(nèi)因，有溶蝕能力的水是喀斯特發(fā)育的外因。調(diào)查資料表明，喀斯特發(fā)育的程度和特點(diǎn)，不僅受上述四個(gè)條件的制約，還受以下因素的影響。（ 一 ）可溶性巖石的溶解度，主要取決于巖石中可溶性礦物的含量。自然界的可溶性巖石有碳酸鹽類巖石，硫酸鹽類巖石，鹵化物類巖石三類。其中碳酸鹽類巖石的溶解度最小，鹽巖類的溶解度最大。但碳酸鹽類巖石分布最廣，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，所形成的溶蝕現(xiàn)象能夠保存下來。因而，一般所謂喀斯特，大都是指在碳酸鹽類巖石中已形成的各種地質(zhì)地貌現(xiàn)象。就碳酸鹽類巖石而言，質(zhì)純、 層厚式含有石膏等溶解度大的礦物成分時(shí)，巖石的溶解度大，喀斯特易發(fā)育。而層薄，含

9、泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、硅質(zhì)、白云質(zhì)等難溶或不溶成分時(shí)，巖石的溶解度將不同程度地降低，不易發(fā)育喀斯特?？λ固氐陌l(fā)育，除與巖石的成分有關(guān)外，還與巖石的結(jié)構(gòu)有關(guān)。（ 二 ） 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)喀斯特發(fā)育的影響可溶性巖石的透水性，主要取決于巖層中裂隙與斷層的發(fā)育情況。具溶蝕能力的水，首先沿裂隙進(jìn)入巖石內(nèi)部，在不斷進(jìn)行溶蝕循環(huán)的情況下，裂隙逐步擴(kuò)大。裂隙越發(fā)育，水循環(huán)條件越好，溶蝕條件也越好。因而裂隙密集帶和未膠結(jié)的斷層破碎帶都是喀斯特發(fā)育的有利部位。（ 三 ）碳酸鹽類巖石在純水中的溶解度僅為11.5mg，但自然界的水往往含有某些化學(xué)成分和氣體。其中對(duì)水的溶蝕能力影響最大的是侵蝕性CO2的含量。地下水中的CO2主要來源

10、于大氣降水。在一般情況下，地下水中侵蝕性CO2的含量隨著深度的增加而減少，亦即水的溶蝕能力隨著深度的增加而逐漸減弱。此外，當(dāng)水中含有Cl 、 SO42 時(shí)，碳酸鹽類的溶解度亦會(huì)增加。（四 ） 地下水的徑流條件對(duì)喀斯特發(fā)育的影響在可溶性巖石中，只有當(dāng)?shù)叵滤难a(bǔ)給和排泄條件通暢，能不斷地將溶解物質(zhì)帶走，同時(shí)又有具侵蝕性的水不斷補(bǔ)充時(shí)，才能發(fā)育喀斯特。相反， 如果地下水流動(dòng)緩慢或處于靜止?fàn)顟B(tài)，則喀斯特發(fā)育遲緩或處于停滯發(fā)育階段。地下水的流動(dòng)性主要決定于巖石的透水程度和地下的排泄條件。山區(qū)及河谷地帶的上述條件較丘陵、平原地區(qū)為好，因而喀斯特易于發(fā)育。地下深處由于裂隙少，上述條件差，所五、計(jì)算題（每題2

11、0 分，共 40 分）3. 某工程座落在輝長(zhǎng)巖體上，在岸坡有一順坡向傾斜的斷層，其傾角 32°，斷層面以上坡高h(yuǎn)=15m，斷層帶中夾泥層有關(guān)力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表所列。試用計(jì)算方法論證：（1） 邊坡在天然情況下和飽和情況下的穩(wěn)定性（ 不計(jì)水壓力） 。 （2） 考慮地震作用和其他地質(zhì)條件改變等因素，取用安全系數(shù)為1.25 ，巖石處于飽和狀態(tài)時(shí)，邊坡的極限穩(wěn)定高度是多少（不計(jì)水壓力 ）?力學(xué)性質(zhì)巖石狀態(tài)夾泥層內(nèi)聚力C（kPa）夾泥層內(nèi)摩擦角（度 ）輝長(zhǎng)巖容重r（kN/m 3）天然狀態(tài)24.53526.46飽和狀態(tài)9.82529.11解： （ 1 ）邊坡在天然情況下：t 4cK t h·

12、; sin2 t 354× 24.5K 1.12 0.27=1.39 1, 穩(wěn)定t 3226.46× 15× sin2 × 322)飽和情況下：t 4cK t h· sin2 t 254× 9.8K 0.746 0.10=0.846 1, 不穩(wěn)定性t 3229.11× 15× sin2 × 323)飽和情況下：t 4cK t h· sin2 t 254× 9.81.25 t 3229.11× h× sin2 × 32h=2.97(m)94. 某水文站有22

13、 年不連續(xù)的年最大流量資料，見表1 第 3 欄。試?yán)L制該站的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，并目估延長(zhǎng)，推求洪水頻率為0.2%、 1%、 2%的流量。5. 把歷年的最大流量資料按從大到小的順序排列，如表 1 第 5 欄。 采用數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算各項(xiàng)流量的經(jīng)驗(yàn)頻率P ，列入表1 第 6 欄。然后按表中經(jīng)驗(yàn)頻率和流量值，在海森機(jī)率格紙上繪出經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)，如圖 1 中的圓點(diǎn)。再依點(diǎn)群的趨勢(shì)描繪成一條圓滑的曲線，如圖1 所示。因經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上最小的頻率為4%，而題目中要求小頻率的流量，只有將曲線按點(diǎn)群趨勢(shì)向上延長(zhǎng)，如圖1 中的虛線所示。在圖中可直接讀出所求洪水頻率的流量：Q2%=3180（ m3/s）Q1%=3420（ m

14、3/s）Q0.2%=3900（ m3/s）表1順 序 號(hào)按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗(yàn)頻率P m 100% n1Ki(Ki 1)2(Ki 1)3年份流量(m3/s)年份流量(m3/s)123456789119642000199129504.31.7350.5400.397219652100198526008.71.5290.2800.1483197123801974250013.01.4710.2220.1044197221701971238017.41.4000.1600.0645197317001982225021.71.3240.1050.0346197425001972217026.

15、11.2760.0760.021719776001965210030.41.2350.0550.0138197810801964200034.81.1760.0310.0059198222501986190039.11.1180.0140.00210198311001994185043.51.0880.0080.00111198414801973170047.81.0000.0000.00012198526001987165052.20.9710.0010.00013198619001995153056.50.9000.010-0.00114198716501984148060.90.8710.017-0.00215198813001990136065.20.8000.040-0.00816198910001998130069.60.7650.055-0.0131719901