土木工程師-專業(yè)案例（巖土）-巖土工程勘察-1.7地下水

土木工程師-專業(yè)案例（巖土）-巖土工程勘察-1.7地下水[單選題]1.某小型土石壩壩基土的顆粒分析成果見下表，該土屬級配連續(xù)的土，孔隙率為0.33，土粒比重為2.66，根據(jù)區(qū)分粒徑確定的（江南博哥）細(xì)顆粒含量為32%。試根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487—2008）確定壩基滲透變形類型及估算最大允許水力比降值為哪一選項？（安全系數(shù)取1.5）()[2014年真題]題1表A.流土型、0.74B.管涌型、0.58C.過渡型、0.58D.過渡型、0.39正確答案：D參考解析：根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487—2008）附錄G第G.0.3條規(guī)定，土的不均勻系數(shù)應(yīng)采用下式計算：Cu＝d60/d10＝0.31/0.038＝8.16＞5由25%≤P＝32%＜35%，根據(jù)表G.0.7可知，滲透變形類型屬于過渡型。根據(jù)第G.0.6條式（G.0.6-2），最大允許水力比降值為：Jcr＝2.2[（Gs－1）（1－n）2]d5/d20＝2.2×（2.66－1）×（1－0.33）2×0.025/0.07＝0.585J允許＝Jcr/1.5＝0.585/1.5＝0.39由此可知，D項數(shù)值最為接近。[單選題]2.某場地沖積砂層內(nèi)需測定地下水的流向和流速，呈等邊三角形布置3個鉆孔，如圖所示，鉆孔孔距為60.0m，測得A、B、C三孔的地下水位標(biāo)高分別為28.0m、24.0m、24.0m，地層的滲透系數(shù)為1.8×10－3cm/s，則地下水的流速接近下列哪一項？()[2013年真題]題2圖A.1.20×10－4cm/sB.1.40×10－4cm/sC.1.60×10－4cm/sD.1.80×10－4cm/s正確答案：B參考解析：由A點向孔距BC邊作垂線，則：地下水流速度為：v＝ki＝1.8×10－3×[（28－24）/（60×sin60°）]＝1.386×10－4cm/s由此可知，B項數(shù)值最為接近。[單選題]3.某工程進(jìn)行現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗，已知潛水含水層底板埋深為9.0m，設(shè)置潛水完整井，井徑D＝200mm，實測地下水位埋深1.0m，抽水至水位埋深7.0m后讓水位自由恢復(fù)，不同恢復(fù)時間實測得到的地下水位如下表：題3表則估算的地層滲透系數(shù)最接近以下哪個數(shù)值？()[2012年真題]A.1.3×10－3cm/sB.1.8×10－4cm/sC.4.0×10－4cm/sD.5.2×10－4cm/s正確答案：C參考解析：根據(jù)《工程地質(zhì)手冊》（第五版）第九篇三章第二節(jié)第1238頁的表9-3-6中對潛水完整井的公式如下：計算步驟如下：①地下水位以下的有效含水層厚度為：H＝900－100＝800cm，初始地下水降深為：s1＝700－100＝600cm，抽水井半徑為：rw＝D/2＝10cm。②根據(jù)題意，直接選取最后一次抽水試驗進(jìn)行計算：由此可知，C項數(shù)值最為接近。[單選題]4.下圖為一工程地質(zhì)剖面圖，圖中虛線為潛水水位線。已知：h1＝15m，h2＝10m，M＝5m，l＝50m，第①層土的滲透系數(shù)k1＝5m/d，第②層土的滲透系數(shù)k2＝50m/d，其下為不透水層。問通過1、2斷面之間的單寬（每米）平均水平滲流流量最接近下列哪個選項的數(shù)值？()[2011年真題]題4圖A.6.25m3/dB.15.25m3/dC.25.00m3/dD.31.25m3/d正確答案：D參考解析：①層、②層兩斷面間的水力梯度為：i＝（h1－h(huán)2）/l＝（15－10）/50＝0.1。第①層土的單寬滲流流量為：q1＝k1i（h1＋h2）/（2×1）＝5×0.1×（15＋10）/（2×1）＝6.25m3/d第②層土的單寬滲流流量為：q2＝k2iM×1＝50×0.1×5×1＝25m3/d則整個斷面的滲流流量為：q＝q1＋q2＝6.25＋25＝31.25m3/d[單選題]5.某壓水試驗地面進(jìn)水管的壓力表讀數(shù)p3＝0.90MPa，壓力表中心高于孔口0.5m，壓入流量Q＝80L/min，試驗段長度L＝5.1m，鉆桿及接頭的壓力總損失為0.04MPa，鉆孔為斜孔，其傾角α＝60°，地下水位位于試驗段之上，自孔口至地下水位沿鉆孔的實際長度H＝24.8m，試問試驗段地層的透水率（呂榮值Lu）最接近于下列何項數(shù)值？()[2010年真題]A.14.0B.14.5C.15.6D.16.1正確答案：B參考解析：根據(jù)《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程》（SL31—2003）第3.2.3條、第3.2.4條與第6.0.5條規(guī)定，計算過程如下：①壓力計中心至壓力計算零線的水柱壓力為：pz＝10×（24.8×sin60°＋0.5）/1000＝0.22MPa②試驗段最大壓力階段：ps＝0.04MPap＝p3＋pz－ps＝0.90＋0.22－0.04＝1.08MPa③透水率為：q＝Q/（Lp）＝80/（5.1×1.08）＝14.5Lu。故試驗段地層的透水率（呂榮值Lu）最接近于B選項。[單選題]6.某場地地下水位如下圖所示，已知黏土層飽和重度γsat＝19.2kN/m3，砂層中承壓水頭hw＝15m，（由砂層頂面算起），h1＝4m，h2＝8m，砂層頂面處的有效應(yīng)力及黏土中的單位滲流力最接近于下列哪個選項的數(shù)值？()[2009年真題]題6圖A.43.6kPa；3.75kN/m3B.88.2kPa；7.6kN/m3C.150kPa；10.1kN/m3D.193.6kPa；15.5kN/m3正確答案：A參考解析：砂層中為承壓水，黏土層頂面為潛水，計算過程如下：總應(yīng)力為：σc＝γsh2＋γwh1＝19.2×8＋10×4＝193.6kN/m2?？紫端畨毫椋簎＝hwγw＝15×10＝150kPa。砂層頂面有效自重應(yīng)力為：σc′＝193.6－150＝43.6kPa。滲透力j為：j＝γwi＝10×（15－4－8）/8＝3.75kN/m3。[單選題]7.為求取有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，采用帶兩個觀察孔的潛水完整井，進(jìn)行3次降深抽水試驗，其地層和井壁結(jié)構(gòu)如下圖所示，已知H＝15.8m；r1＝10.6m；r2＝20.5m；抽水試驗成果見下表。滲透系數(shù)k最接近于下列哪個選項的數(shù)值？()[2008年真題]題7圖題7表A.25.6m/dB.28.9m/dC.31.7m/dD.35.2m/d正確答案：B參考解析：當(dāng)井底鉆至不透水層時為完整井，潛水完整井滲透系數(shù)k：第一次抽水：第二次抽水：第三次抽水：平均滲透系數(shù)：k＝（k1＋k2＋k3）/3＝（28.3＋30.1＋28.5）＝28.9m/d[單選題]8.在某水利工程中存在有可能產(chǎn)生流土破壞的地表土層，經(jīng)取樣試驗，該層土的物理性質(zhì)指標(biāo)為土粒比重Gs＝2.7，天然含水量ω＝22%，天然重度γ＝19kN/m3，該土層發(fā)生流土破壞的臨界水力比降最接近于下列哪個選項的數(shù)值？()[2007年真題]A.0.88B.0.98C.1.08D.1.18正確答案：B參考解析：使土開始發(fā)生流沙現(xiàn)象時的水力坡降稱為臨界水力坡降。當(dāng)滲流力j等于土的浮重度時，土處于流土的臨界狀態(tài)。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487—2008）附錄G第G.0.6條第1款規(guī)定，流土型臨界水力比降為：Jcr＝（Gs－1）（1－n），式中，n為土的孔隙率（以小數(shù)計）。n＝100%－100%γ/Gsγw（1＋0.01ω）＝100%－100%×19/[2.7×10×（1＋0.01×22）＝42.3%代入數(shù)據(jù)得到臨界水力比降為：Jcr＝（Gs－1）（1－n）＝（2.7－1）（1－0.423）＝0.98[單選題]9.如下圖所示箱涵的外部尺寸為寬6m，高8m，四周壁厚均為0.4m，頂面距原地面1.0m，抗浮設(shè)計地下水位埋深1.0m，混凝土重度25kN/m3，地基土及填土的重度均為18kN/m3，若要滿足抗浮安全系數(shù)1.05的要求，地面以上覆土的最小厚度應(yīng)接近于下列哪個選項？()[2009年真題]題9圖A.1.2mB.1.4mC.1.6mD.1.8m正確答案：A參考解析：取單位長度箱涵進(jìn)行驗算，計算如下：①箱涵自重W1為：W1＝（6×8×1－5.2×7.2×1）×25＝264kN/m。②箱涵以上天然土層土重W2為：W2＝6×1×1×18＝108kN/m。③浮力F為：F＝6×8×1×10＝480kN/m。④上覆土層重W3為：W3＝1.05×480－264－108＝132kN/m。⑤則上覆土層的厚度h為：h＝132/（6×1×18）＝1.22m。[單選題]10.某滯洪區(qū)滯洪后沉積泥砂層厚3.0m，如下圖所示，地下水位由原地面下1.0m升至現(xiàn)地面下1.0m，原地面下有厚5.0m可壓縮層，平均壓縮模量為0.5MPa，滯洪之前沉降已經(jīng)完成，為簡化計算，所有土層的天然重度都以18kN/m3計，請計算由滯洪引起的原地面下沉值將最接近()cm。題10圖A.51B.31C.25D.21正確答案：C參考解析：本題下沉值應(yīng)根據(jù)分層總和法計算，原地面的有效應(yīng)力增量?p1為：?p1＝1×18＋2×8－0＝34kPa，原水位處有效應(yīng)力增量?p2為：?p2＝（1×18＋8×3）－1×18＝24kPa，原地面下5.0m處的有效應(yīng)力增量?p3為：?p3＝（1×18＋7×8）－（1×18＋4×8）＝24kPa，則根據(jù)分層總和法計算公式得：s＝∑（Δpi/Esi）hi＝（1/2）×（34＋24）×100/500＋24×400/500＝25cm式中，Esi為第i層土的側(cè)限壓縮模量，hi為第i層土的厚度。[單選題]11.不透水基巖上有水平分布的三層土，其厚度分別為4m、2m和1m，其水平向的滲透系數(shù)分別為1m/d，2m/d和4m/d。其等效水平滲流系數(shù)為()m/d。A.1.33B.1.56C.1.71D.4.0正確答案：C參考解析：各層土中的水力坡降i（即?h/L）與等效土層的平均水力坡降i相同，且通過等效土層H的總滲流量等于各層土的滲流量之和，引入達(dá)西定律，則水平滲流系數(shù)為：式中，ki為土層i的滲透系數(shù)；Hi為相應(yīng)的土層厚度；H為總土層厚度，即等效土層厚度。則其等效水平滲流系數(shù)為：[單選題]12.某一土層采得粗砂試樣，該試樣高15cm，直徑5.5cm，在常水頭滲透試驗儀中進(jìn)行試驗。在靜水頭高為40cm下經(jīng)過歷時6.0s，流過水量為400cm3，在試驗溫度20℃下該試樣的滲透系數(shù)是()cm/s。A.0.81B.0.94C.1.05D.1.17正確答案：C參考解析：根據(jù)《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GBT50123—2019）中滲透系數(shù)公式計算，有：KT＝QL/AHt＝400×15/（π/4×5.52×6×40）＝1.05cm/s式中，Q為時間t秒內(nèi)的滲出水量；L為兩測壓管中心間的距離；A為試樣的斷面積；Ht為平均水位差。[單選題]13.某地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，其滲流流網(wǎng)如下圖所示。已知土的孔隙比e＝0.92，土粒相對密度ds＝2.65，坑外地下水位距地表1.2m，基坑開挖深度8.0m，a、b點所在流網(wǎng)網(wǎng)格長度L1＝1.8m，則對a～b區(qū)段的滲流穩(wěn)定性的判斷正確的是()。題13圖A.i＝0.26≤[i]＝0.43，滲流穩(wěn)定B.i＝0.26≥[i]＝0.25，滲流不穩(wěn)定C.i＝0.34≤[i]＝0.43，滲流穩(wěn)定D.i＝0.34≥[i]＝0.30，滲流不穩(wěn)定正確答案：C參考解析：根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021－2001）（2009年版）條文說明第7.3.2條計算。水在土體中滲流時受到土阻力因而產(chǎn)生水頭損失，單位體積的土顆粒所受到滲流作用力為滲流力J，J和水力梯度i的大小成正比，方向和滲流方向一致。則：J＝iγ。又滲流力等于土的浮重度γ′時的水力梯度稱為臨界水力梯度icr，有：J＝icrγw＝γ′，icr＝γ′/γw則γ′＝[（ds－1）/（1＋e）]γw＝[（2.65－1）/（1＋0.92）]×10＝8.59375kN/m3icr＝8.59375/10＝0.859375而共有12條等勢線：i＝Δh/L＝（8－1.2）/[（12－1）×1.8]＝0.34，則i＝0.34≤[i]＝icr/K＝0.859375/2＝0.43式中，[i]為容許水力梯度；K為安全系數(shù)，取K＝2.0。所以a～b區(qū)段滲流是穩(wěn)定的。[單選題]14.某河流如下圖所示，河水深2m，河床土層為細(xì)砂，其ds＝2.7，e＝0.8，抽水管插入土層3m，管內(nèi)進(jìn)行抽水，則管內(nèi)水位降低()m時會引起流砂。題14圖A.2.68B.2.74C.2.83D.2.85正確答案：C參考解析：當(dāng)滲流力J等于土的浮重度γ′時，土處于產(chǎn)生流砂臨界狀態(tài)；滲流力和水力梯度i的大小成正比；即：J＝iγ＝γ′，i＝γ′/γw。又水力梯度i為單位滲流長度上的水頭損失，有：γ′＝（ds－1）γw/（1＋e）＝（2.7－1）×10/（1＋0.8）＝9.44kN/m3i＝Δh/3＝9.44/10，Δh＝9.44×3/10＝2.83m即當(dāng)水位降低2.83m時會產(chǎn)生流砂。[單選題]15.某一細(xì)顆粒土層，通過土體微結(jié)構(gòu)分析，測得土體平均孔隙直徑D＝0.04mm，水膜的表面張力T＝7.56×10－5kN/m。毛細(xì)力的方向角α＝0°，水的重度γw＝9.8kN/m3。則土體毛細(xì)上升高度hc為()m。A.0.385B.0.77C.1.54D.7.7正確答案：B參考解析：土體的毛細(xì)上升