2025年注冊土木工程師重點題庫和答案分析一、巖土力學與工程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$I_L$為多少？并判斷土的狀態。答案：首先明確液性指數的計算公式：$I_L=\frac{ww_P}{w_Lw_P}$。已知$w=25\%$，$w_L=40\%$，$w_P=20\%$，將數值代入公式可得：$I_L=\frac{2520}{4020}=\frac{5}{20}=0.25$。根據液性指數判斷土的狀態：當$0\leqI_L\lt0.25$時，土處于硬塑狀態；當$0.25\leqI_L\lt0.75$時，土處于可塑狀態；當$0.75\leqI_L\lt1$時，土處于軟塑狀態；當$I_L\geq1$時，土處于流塑狀態。因為$0.25\leqI_L=0.25\lt0.75$，所以該土樣處于可塑狀態。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：首先根據朗肯主動土壓力理論，主動土壓力系數$K_a=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{\varphi}{2})$。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，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$K=3$）。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$\varphi=20^{\circ}$時，查太沙基承載力系數表可得$N_c=17.69$，$N_q=7.44$，$N_{\gamma}=5.00$。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$。5.某土樣進行直剪試驗，在法向應力$\sigma=200kPa$時，測得抗剪強度$\tau_f=120kPa$，已知土的黏聚力$c=20kPa$，求土的內摩擦角$\varphi$。答案：根據庫侖抗剪強度公式$\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，樁后填土為黏性土，重度$\gamma=19kN/m^3$，黏聚力$c=20kPa$，內摩擦角$\varphi=15^{\circ}$，試確定樁的入土深度$t$（按簡支梁法，安全系數$K=1.2$）。答案：首先計算主動土壓力系數$K_a=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{\varphi}{2})=\tan^{2}(45^{\circ}\frac{15^{\circ}}{2})=\tan^{2}37.5^{\circ}\approx0.589$。被動土壓力系數$K_p=\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})=\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{15^{\circ}}{2})=\tan^{2}52.5^{\circ}\approx1.697$。設樁的入土深度為$t$，根據簡支梁法，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$K\frac{M_a}{M_p}=1$（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$\frac{1}{2}\times19\times(5+t_0)^{2}\times0.589=\frac{1}{2}\times19\timest_0^{2}\times1.697$。化簡得$(5+t_0)^{2}\times0.589=t_0^{2}\times1.697$。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$t_0=\frac{10+\sqrt{210.8}}{2.216}\approx\frac{10+14.52}{2.216}\approx11.06m$。考慮安全系數$K=1.2$，則樁的入土深度$t=1.2t_0=1.2\times11.06=13.27m$。8.某土樣進行三軸壓縮試驗，圍壓$\sigma_3=100kPa$，破壞時的大主應力$\sigma_1=300kPa$，求該土樣的內摩擦角$\varphi$和黏聚力$c$。答案：根據摩爾庫侖強度理論，$\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})+2c\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})$。已知$\sigma_1=300kPa$，$\sigma_3=100kPa$。設$\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})=x$，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$\sigma_1=\sigma_3\tan^{2}(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})+2c\tan(45^{\circ}+\frac{\varphi}{2})$簡化。當$c=0$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$\sin\varphi=\frac{\sigma_1\sigma_3}{\sigma_1+\sigma_3+2c\cot\varphi}$，假設為無黏性土$c=0$，$\sin\varphi=\frac{300100}{300+100}=\frac{200}{400}=0.5$，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$a_{12}=0.3MPa^{1}$，判斷該土的壓縮性。答案：根據土的壓縮性分類標準：當$a_{12}\lt0.1MPa^{1}$時，土為低壓縮性土；當$0.1MPa^{1}\leqa_{12}\lt0.5MPa^{1}$時，土為中壓縮性土；當$a_{12}\geq0.5MPa^{1}$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11.簡述斷層的識別標志有哪些？答案：地層方面：地層的重復與缺失是斷層存在的重要標志。走向斷層常造成地層的重復或缺失，如正斷層可能導致地層缺失，逆斷層可能導致地層重復。地層中斷也是斷層的表現，地層沿走向突然中斷，可能是被斷層切斷。構造方面：斷層破碎帶，斷層兩側巖石因受強烈擠壓、錯動而破碎，形成寬度不等的破碎帶，帶內巖石破碎、裂隙發育。斷層擦痕，斷層兩盤相對錯動時，在斷層面上留下的平行細密的擦痕，根據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，使它們發生突然的轉折或錯移。水文地質方面：斷層帶往往是地下水的良好通道，在斷層附近可能出現泉、井等地下水出露的現象，而且地下水的水位、水量等可能會有異常變化。12.某地區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。試分析該地區的地質演化過程。答案：寒武紀奧陶紀志留紀：這一時期該地區地殼相對穩定，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，說明沉積環境連續，沒有發生明顯的地殼運動和沉積間斷。志留紀末期泥盆紀初期：志留紀末期，該地區地殼上升，使志留系地層遭受風化、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，這表明該時期發生了一次地殼的升降運動，但沒有發生強烈的褶皺變形。泥盆紀末期石炭紀初期：泥盆紀末期，該地區發生了強烈的地殼運動，使泥盆系及其以前的地層發生褶皺、斷裂等變形，地層產狀發生改變。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，這表明該時期發生了一次強烈的造山運動。13.簡述地震震級和烈度的區別與聯系。答案：區別：定義不同：震級是表示地震本身大小的等級，它是根據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，一次地震只有一個震級。而烈度不僅與震級有關，還與震源深度、震中距、地質條件、建筑物的抗震性能等多種因素有關，同一次地震在不同的地方可能有不同的烈度。聯系：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，造成的破壞越嚴重，相應的烈度也越高。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生較低的烈度，而震級較大的地震可能會在較大范圍內產生較高的烈度。14.某工程場地進行巖土工程勘察，發現場地內存在溶洞。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性質不均勻，在建筑物荷載作用下，溶洞上方的土體可能發生塌陷或變形，導致建筑物產生不均勻沉降，嚴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，特別是當溶洞頂板較薄時，無法承受上部建筑物的荷載，容易發生破壞。地面塌陷：在地下水的作用下，溶洞可能進一步擴大，導致地面塌陷，對工程設施造成破壞。滲透破壞：溶洞是地下水的良好通道，可能會導致地下水的滲流速度加快，引發滲透破壞，如流砂、管涌等現象，影響地基的穩定性。處理措施：跨越：當溶洞較深、頂板較厚且穩定時，可以采用梁、板、拱等結構形式跨越溶洞，使建筑物的荷載通過跨越結構傳遞到溶洞兩側的穩定地基上。填充：對于較小的溶洞，可以采用混凝土、砂、礫石等材料進行填充，以提高溶洞的承載能力。填充前應清除溶洞內的軟弱填充物，并進行排水處理。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，增強頂板的穩定性。也可以采用灌漿的方法，將水泥漿、化學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：如果溶洞規模較大、處理難度高且對工程安全影響嚴重，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，容易引發滑坡、崩塌等地質災害。軟化作用：地下水會使巖土體中的某些礦物發生溶解、水化等作用，導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生軟化，其抗剪強度和壓縮性都會發生變化。凍脹作用：在寒冷地區，地下水在凍結時體積膨脹，會對巖土體產生凍脹力，使巖土體發生變形、破壞，影響建筑物的基礎和道路等工程設施的穩定性。化學作用：溶蝕作用：含有二氧化碳等酸性物質的地下水會對碳酸鹽巖等可溶性巖石進行溶蝕，形成溶洞、溶隙等巖溶地貌，降低巖石的強度和完整性，影響工程的穩定性。氧化還原作用：地下水的氧化還原環境會影響巖土體中某些礦物的存在狀態和性質。例如，在氧化環境下，鐵、錳等礦物會發生氧化，形成鐵銹色的物質，改變巖土體的顏色和性質。離子交換作用：地下水與巖土體之間會發生離子交換，改變巖土體的化學成分和物理性質。例如，水中的鈉離子與黏土顆粒表面的鈣離子發生交換，會使黏土的膨脹性增大。力學作用：靜水壓力作用：地下水在巖土體中形成靜水壓力，會對巖土體產生浮力，降低巖土體的有效應力，影響巖土體的穩定性。例如，在地下水位較高的地區，建筑物的基礎會受到地下水浮力的作用，需要進行抗浮設計。動水壓力作用：當地下水在巖土體中流動時，會產生動水壓力。如果動水壓力過大，會導致巖土體的顆粒發生移動，引發流砂、管涌等現象，破壞地基的穩定性。16.簡述褶皺的基本類型及其特征。答案：背斜：形態特征：背斜是巖層向上拱起的褶皺形態。從核部到兩翼，巖層的新老關系是核部巖層較老，兩翼巖層較新，呈對稱分布。地形表現：在未經風化侵蝕的情況下，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，這種現象稱為“地形倒置”。向斜：形態特征：向斜是巖層向下凹陷的褶皺形態。從核部到兩翼，巖層的新老關系是核部巖層較新，兩翼巖層較老，也呈對稱分布。地形表現：在未經風化侵蝕的情況下，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”現象。17.某工程場地的巖土勘察報告顯示，場地內存在砂土層和黏土層。簡述在該場地進行基礎設計時，應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。在設計淺基礎時，如果砂土層的厚度較大且土質均勻，可以考慮將基礎直接置于砂土層上，但需要進行承載力驗算，確保基礎的安全。對于樁基礎，砂土層可以提供較好的樁側摩阻力和樁端阻力，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生液化現象，導致地基的承載能力急劇下降和產生較大的變形。因此，在抗震設計時，需要對砂土層進行液化判別和處理，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，在基礎施工過程中，可能會出現地下水的滲流問題，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量。同時，在設計地下室等地下結構時，要考慮砂土層的透水對結構防水的影響，采取相應的防水措施。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。在設計基礎時，需要對黏土層進行加固處理，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，要適當加大基礎的底面積，以降低基底壓力；對于樁基礎，要考慮黏土層的負摩阻力問題，特別是在樁周土層有較大的沉降時，負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，在荷載作用下會產生較大的沉降，且沉降持續時間較長。在基礎設計時，需要進行沉降計算，控制基礎的沉降量和沉降差，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或其他深基礎形式，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境的影響，如引起地面沉降等。同時，黏土層的排水固結時間較長，在設計時要考慮黏土層的排水固結特性，合理安排施工進度和加載順序。18.簡述巖土工程勘察的階段劃分及各階段的主要任務。答案：可行性研究勘察（選址勘察）：主要任務：對擬選場址的穩定性和適宜性進行評價。通過搜集區域地質、地形地貌、地震、礦產、當地的工程經驗等資料，了解場址的地質背景和工程地質條件。對可能的場址進行現場踏勘，初步分析場地的穩定性，如是否存在活動斷層、滑坡、泥石流等不良地質作用。對不同場址進行比較，提出技術經濟合理的推薦場址。初步勘察：主要任務：對建筑地段的穩定性作出評價。在可行性研究勘察的基礎上，進一步對場地進行勘察，查明地層、構造、巖土物理力學性質、地下水等工程地質條件。初步確定場地的穩定性和適宜性，為確定建筑物的平面布置、選擇基礎類型等提供依據。初步查明不良地質作用的類型、成因、分布范圍等，提出整治方案的建議。詳細勘察：主要任務：為地基基礎設計、地基處理與加固、不良地質作用的防治工程提供工程地質資料和設計參數。根據建筑物的具體情況，如建筑物的類型、規模、荷載等，進行詳細的勘察工作。準確查明建筑場地的地層結構、巖土的物理力學性質，提供地基承載力特征值等設計所需的參數。詳細查明地下水的埋藏條件、水位變化規律等，評價地下水對工程的影響。對可能存在的不良地質作用進行詳細的調查和分析，提出具體的處理措施。施工勘察：主要任務：施工勘察是針對施工階段遇到的巖土工程問題而進行的勘察工作。在施工過程中，當發現實際地質情況與勘察報告不符時，或遇到新的巖土工程問題時，進行補充勘察。為施工過程中的地基處理、基礎施工等提供技術支持，如確定地基處理方案的可行性、監測施工過程中的巖土體變形等。對工程施工中出現的地質災害進行監測和預報，提出防治措施。19.簡述巖體結構面的類型及其對巖體工程性質的影響。答案：類型：原生結構面：沉積結構面：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構，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與垂直層面方向有明顯差異。巖漿結構面：如流層面、冷凝節理等，是巖漿巖在形成過程中產生的。流層面反映了巖漿流動的方向，對巖體的力學性質有一定影響；冷凝節理會降低巖體的完整性和強度。變質結構面：如片理面、片麻理面等，是在變質作用過程中形成的。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。構造結構面：斷層：是巖體中規模較大的構造結構面，它破壞了巖體的連續性和完整性，使巖體的強度和穩定性大大降低。斷層帶附近的巖體破碎，容易發生滑動和變形，對工程建設危害較大。節理：是巖體中常見的構造結構面，分布廣泛。節理的存在使巖體的透水性增加，強度降低，特別是在節理密集發育的地區，巖體的完整性受到嚴重破壞。次生結構面：風化裂隙：是巖體在風化作用下形成的裂隙，主要分布在地表附近。風化裂隙會使巖體的風化程度加深，強度降低，影響巖體的工程性質。卸荷裂隙：是由于巖體的應力釋放而形成的裂隙，通常出現在地下工程開挖后的圍巖中。卸荷裂隙會導致圍巖的變形和破壞，影響地下工程的穩定性。對巖體工程性質的影響：強度方面：結構面的存在使巖體的強度低于巖塊的強度。結構面的抗剪強度一般較低，巖體的破壞往往首先沿結構面發生。結構面的產狀、間距、連續性等因素對巖體的強度有重要影響。例如，當結構面的走向與工程作用力方向平行時，巖體的強度較低；結構面間距越小、連續性越好，巖體的強度越低。變形方面：結構面會使巖體的變形具有明顯的各向異性。在垂直結構面方向，巖體的變形模量較大，變形較小；而在平行結構面方向，巖體的變形模量較小，變形較大。此外，結構面的存在還會導致巖體在受力時發生不均勻變形，容易引起巖體的開裂和破壞。透水性方面：結構面是地下水的良好通道，會使巖體的透水性大大增加。特別是在節理、斷層等結構面發育的地區，地下水的滲流速度較快，容易引發滲透破壞等問題。同時，地下水的存在又會進一步軟化結構面，降低巖體的強度和穩定性。20.簡述工程地質測繪的方法有哪些？答案：路線測繪法：沿著選定的路線進行地質觀察和記錄，路線可以是直線、折線或曲線。路線的選擇應根據工程的要求和地質條件來確定，一般應垂直于地層走向、構造線方向等，以便能觀察到不同的地層、構造和地質現象。在路線測繪過程中，要詳細記錄觀察點的位置、地質特征、地層產狀等信息，并繪制地質剖面圖。界線測繪法：首先在地形圖上確定地質體的大致邊界，然后到實地進行詳細的測量和繪制。通過對地質體的露頭、接觸關系等進行觀察和測量，準確地確定地質體的邊界位置，并將其標注在地形圖上。界線測繪法適用于地質體邊界比較明顯的地區，可以有效地確定地質體的分布范圍。追索測繪法：沿著地質體的邊界或某一地質現象的延伸方向進行追索觀察和測繪。例如，沿著斷層線、地層界線等進行追索，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體的連續性和變化規律，對于研究地質構造和地質演化具有重要意義。航空照片和衛星影像解譯法：利用航空照片和衛星影像可以快速、全面地了解研究區域的地質概況。通過對影像上的地形、地貌、地層、構造等特征進行解譯和分析，可以初步確定地質體的分布、構造形態等信息。然后結合實地調查進行驗證和補充，提高工程地質測繪的效率和精度。綜合測繪法：綜合運用上述多種測繪方法，充分發揮各種方法的優勢。在實際工作中，根據研究區域的地質條件和工程要求，合理選擇測繪方法，相互配合，以獲得全面、準確的工程地質信息。例如，先利用航空照片和衛星影像解譯法進行宏觀了解，然后采用路線測繪法進行詳細的實地調查，再用界線測繪法和追索測繪法確定地質體的邊界和變化情況。三、基礎工程21.某柱下獨立基礎，柱截面尺寸為$400mm\times400mm$，基礎底面尺寸為$2m\times2m$，基礎埋深$d=1.5m$，上部結構傳至基礎頂面的豎向力$F=800kN$，彎矩$M=120kN\cdotm$，地基土的重度$\gamma=18kN/m^3$，試計算基礎底面邊緣的最大和最小壓力。答案：首先計算基礎及其上覆土的自重$G$：$G=\gamma_gAd$，其中$\gamma_g=20kN/m^3$（一般取基礎及覆土的平均重度），$A=2\times2=4m^2$，$d=1.5m$。則$G=20\times4\times1.5=120kN$。基礎底面的豎向合力$N=F+G=800+120=920kN$。偏心距$e=\frac{M}{N}=\frac{120}{920}\approx0.13m$。基礎底面寬度$b=2m$，$\frac{b}{6}=\frac{2}{6}\approx0.33m$，因為$e\lt\frac{b}{6}$，基礎底面壓力呈梯形分布。根據公式$p_{max}=\frac{N}{A}(1+\frac{6e}{b})$，$p_{min}=\frac{N}{A}(1\frac{6e}{b})$。代入數值可得：$p_{max}=\frac{920}{4}(1+\frac{6\times0.13}{2})=230\times(1+0.39)=230\times1.39=319.7kPa$。$p_{