水的地质作用试题.docx
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水的地质作用试题
水的地质作用试题
一、名词解释
1.承压水
2.潜水
3.上层滞水
4.毛细水
5.毛细上升高度
6.岩溶水:
7.阶地:
8.层流
9.自然界水的大循环
10.自然界水的小循环
11.冲刷作用
12.地下水
13.吸着水:
14.薄膜水:
二、填空
1.地下水按按埋藏条件可分为:
、、和。
2.松散岩层中,决定透水性好坏的主要因素是大小;只有在孔隙大小达到一定程度,才对岩石的透水性起作用。
3.毛细现象在土中最明显,因此在冻土分布区,往往采取换土的措施。
4.河漫滩地下水位,是的水源地,但沉积物工程性质;阶地工程性质;公路工程一般在选线。
5.土基冻胀、翻浆的条件、、、、。
6.埋藏在地表下、和、的水,称为地下水。
7.按河谷走向与地质构造的关系分类,可将河谷分为、向斜谷、、、与。
8.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以、和等方式周而复始进行的。
9.水循环是在和作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
10.水文循环分为循环和循环。
11.岩石裂隙水按裂隙产装特征可分为:
、、三种。
12.地下水按含水层性质可分为:
、、和。
三、简答
1.简述地表水地质作用的类型及其结果。
2.上层滞水特点是什么?
3.构成含水层的基本条件?
4.请简述层流的达西定律,并写出公式及各项指标含义
5.地下水排泄的方式有那些?
6.潜水等水位线图可以解决哪些问题?
7.地下水的形成必须具备哪些条件?
8.简述地下水的基本类型及特征。
9.什么叫潜水?
潜水主要埋藏在哪些岩土层中?
并简述潜水的主要特征?
10.比较潜水与承压水的区别。
11.按矿化度将地下水分为哪几类?
研究它们有什么意义?
12.冲洪积扇中的地下水特征是什么?
13.地下水按埋藏条件如何分类?
14.简述地下水化学成分的特点。
15.地下水的硬度是根据什么判定的?
水按硬度可分为哪些类型?
研究它们有何意义?
16.地下水的涌水量如何确定?
17.地下水对公路工程建设有哪些方面的影响?
四、论述题
1.地下水含水层的类型有什么?
2.评价水质指标有那些?
3.讨论蛇曲地貌发育时公路工程布线应注意的问题?
4.试述公路水毁的原因及治理措施。
5.在一山区河谷中打有一眼钻孔,孔中地下水位能高出地表,试解释其原因。
6.何谓“三水”(大气降水、地表水、地下水)转化?
试举例说明。
7.过量开采地下水为什么会引起地面变形(如地面沉降、塌陷等)?
试分析其产生条件及原因。
8.试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因,并说明防治这类地面沉降的主要途径。
9.地下水水质评价的内容?
五、计算题
1.某砂土层中的潜水流,经开挖水沟后由渗沟排除,砂层透水系数实验为9.5m/d。
渗沟开挖前经调查,地下水位为62.55m,开挖后的地下水位为56m,水力影响距离R为10m,资料如下图所示,求每米沟长潜水流单侧流量Q。
2.有一小河,主河沟平均坡度Iz=16‰,土质粘土,河床弯曲,生长杂草。
经调查得25年一遇的历史洪水位时,形态断面近似梯形,底宽6m,边坡1:
1.5,最大水深H=2m。
现以简化公式推算规定频率P=2%时的流量。
水的地质作用试题答案
一、名词解释
1.承压水:
充满于两个稳定隔水层之间,含水层中具有水头压力的地下水,称为承压水。
2.潜水:
饱和带中第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的含水层中的重力水,成为潜水。
3.上层滞水:
埋藏在地面以下包气带中的水称上层滞水。
4.毛细水:
存在于岩、土体毛细孔隙、毛细裂隙中,由于受表面张力和附着力的支持而充填的水,称毛细水。
5.毛细上升高度:
毛细水上升的最大高度。
6.岩溶水:
储存和运动于可溶性岩石中的地下水称为岩溶水。
7.阶地:
河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形称阶地或台地。
8.层流:
水质点有秩序的相互平行流动而不混杂的运动。
9.自然界水的大循环:
海洋与大陆之间的水分交换。
10.自然界水的小循环:
海洋或大陆内部的水分交换。
11.冲刷作用:
地表流水逐渐向低洼沟槽中汇集,水量渐大,携带的泥沙石块也渐多,侵蚀能力加强,使沟槽向更深处下切,同时使沟槽不断变宽这个过程称为冲刷作用。
12.地下水:
地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
13.吸着水:
由于岩、土体的颗粒以分子吸引力和静电引力将液态水牢固吸附在颗粒表面,这种水称为吸着水。
14.薄膜水:
在吸着水外围,水分子仍受静电引力的作用,被吸附在颗粒表面构成的水膜,称为薄膜水。
二、填空
1.地下水按埋藏条件可分为:
上层滞水、潜水、和承压水。
2.松散岩层中,决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小;只有在孔隙大小达到一定程度,孔隙性才对岩石的透水性起作用。
3.毛细现象在粉土中最明显,因此在冻土分布区,往往采取换土的措施。
4.河漫滩地下水位高,是良好的水源地,但沉积物工程性质差;阶地工程性质好;公路工程一般在低阶地(一、二级阶地)选线。
5.土基冻胀、翻浆的条件土质、水、气候、行车荷载、养护。
6.埋藏在地表下孔隙、岩石孔隙和裂隙、岩石空洞中的水,称为地下水。
7.按河谷走向与地质构造的关系分类,可将河谷分为背斜谷、向斜谷、单斜谷、断层谷、横谷与斜谷。
8.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
9.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
10.水文循环分为大循环和小循环。
11.岩石裂隙水按裂隙产装特征可分为面状裂隙水、层状裂隙水和脉状裂隙水三种。
12.地下水按含水层性质可分为:
孔隙水、裂隙水、岩溶水。
三、简答
1.简述地表水地质作用的类型及其结果?
地表流水的地质作用主要包括侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。
地表流水对坡面的洗刷作用及对沟谷及河谷的冲刷作用,均不断地使原有地面遭到破坏,这种破坏被称为侵蚀作用。
侵蚀作用造成地面大量水土流失、冲沟发展,引起沟谷斜坡滑塌、河岸坍塌等各种不良地质现象和工程地质问题。
山区道路多沿河流前进,修建在河谷斜坡和河流阶地上,因此,地表流水的侵蚀作用就显得十分重要。
地表流水把地面被破坏的破碎物质带走,称为搬运作用。
搬运作用使被破碎物质覆盖的新地面暴露出来,为新地面的进一步破坏创造了条件。
在搬运过程中,被搬运物质对沿途地面加强了侵蚀。
同时,搬运作用为沉积作用准备了物质条件。
当地表流水流速降低时,部分物质不能被继续搬运而沉积下来,称为沉积作用。
沉积作用是地表流水对地面的一种建设作用,形成某些最常见的第四纪沉积层。
2.上层滞水特点是什么?
答:
上层滞水是指包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。
特征:
透水性较好的岩层中夹有不透水岩层;较厚的砂层或砂砾石层中夹有粘土或粉质粘土透镜体;裂隙发育透水性好的基岩中有岩床、岩盘侵入;岩溶发育的岩层中夹有局部非岩溶岩层;黄土中夹有钙质隔层;永冻土地区夏季地表永冻层解冻。
补给靠大气降水或地表水体补给,水量受季节性控制显著,且因接近地表,水质容易受污染。
3.构成含水层的基本条件?
答:
构成基本条件如下:
1).具有能容纳重力水的空隙,岩层的空隙性是构成含水层的先决条件,但有空隙存在并不一定构成含水层,如粘土层。
2).有存储和聚集地下水的地质条件,.空隙岩层下伏有隔水层;水平方向有隔水层阻挡。
3).具有充足的补给来源,地下水补给量的变化,可以使含水层与隔水层相互转化。
4).具有能容纳重力水的空隙,.岩层的空隙性是构成含水层的先决条件,但有空隙存在并不一定构成含水层,如粘土层。
5).有存储和聚集地下水的地质条件,空隙岩层下伏有隔水层;水平方向有隔水层阻挡
4.请简述层流的达西定律,并写出公式及各项指标含义
答:
达西定律适用以描述层流运动状态的定律。
其公式如下Q=K·i·W
V=Q/W
从而推出V=K·i
式中:
Q为渗流量;K为渗透系数;i为水力梯度;W是过水断面面积;V是渗透流速。
5.地下水排泄的方式有那些?
答:
1).泉水排泄;
2).向地表水排泄:
地下水与地表水补排可相互转化;
3).蒸发排泄;
4).不同类型含水层之间的排泄:
两个相邻含水层之间所能产生的排泄,取决于它们之间的水流通道和水头差。
6.潜水等水位线图可以解决哪些问题?
①确定任一点的潜水流向:
潜水沿垂直等水位线方向由高水位流向低水位。
②确定沿潜水流动方向上两点间水力坡度(
),水力坡度的大小直接影响到该两点间潜水的平均流速。
③确定任一点潜水埋藏深度。
④确定潜水与地表水之间的补给关系。
7.地下水的形成必须具备哪些条件?
1)地质条件:
地下水的形成,必须具有一定的岩石性质和地质构造条件。
岩石的孔隙性是形成地下水的先决条件,它主要指岩土中的孔隙、裂隙大小、数量及连通情况。
地质构造对岩层的裂隙发育起着控制作用,因而也影响着岩石的透水性。
2)气候条件:
气候条件对地下水的形成有着重要的影响,如大气降水、地表径流、蒸发等方面的变化将影响到地下水的水量。
3)地貌条件:
在不同的地貌部位对地下水的形成关系密切。
一般在平原、山前区易于储存地下水,形成良好的含水层;在山区一般很难储存大量的地下水。
4)人为因素:
大量抽取地下水,会引起地下水位大幅下降;修建水库,可促使地下水位上升。
8.简述地下水按埋藏条件分类的基本类型及特征。
1)上层滞水:
分布于接近地表的包气带内,与大气圈关系密切;这类水是季节性的,主要靠大气降水和地表水下渗补给,故分布区与补给区一致,以蒸发或逐渐向下渗透到潜水中的方式排泄;雨季水量增加,干旱季节减少甚至重力上层滞水完全消失;土壤水不能直接被人们取出应用,但对农作物和植物有重要作用;重力上层滞水分布面积,水量也小,季节变化大,容易受到污染,只能用作小型或暂时性供水水源;从供水角度看意义不大,但从工程地质角度看,上层滞水常常是引起土质边坡滑坍、黄土路基沉陷、路基冻胀等病害的重要因素。
2).潜水
潜水具有自由水面,为无压水;潜水的动态(如水位、水量、水温、水质等随时间的变化)随季节不同而有明显变化;潜水的分布区和补给区基本是一致的;在潜水含水层之上因无连续隔水层覆盖,一般埋藏较浅,因此容易受到污染。
3)承压水
承压水的分布区和补给区是不一致的,一般补给区远小于分布区;承压水排泄可以由补给区流向地势较低处,或者由地势较低处向上流至排泄区,以泉的形式出露地表,或者通过补给该区的潜水或地表水而排泄;承压水比较稳定,水量变化不大
9.什么叫潜水?
潜水主要埋藏在哪些岩土层中?
并简述潜水的主要特征?
饱和带中第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的含水层中的重力水,成为潜水。
①潜水具有自由水面,为无压水。
在重力作用下可以由水位高处向水位低处渗流,形成潜水径流。
②潜水的分布区和补给区基本是一致的。
在一般情况下,大气降水、地表水可通过包气带入渗直接补给潜水。
潜水的动态(如水位、水量、水温、水质等随时间的变化)随季节不同而有明显变化。
如雨季降水多,潜水补给充沛,使潜水面上升,含水层厚度增大,水量增加,埋藏深度变浅:
而在枯水季相反。
④在潜水含水层之上因无连续隔水层覆盖,一般埋藏较浅,因此容易受到污染。
10.比较潜水与承压水的区别。
饱和带中第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的含水层中的重力水,成为潜水。
充满于两个稳定隔水层之间,含水层中具有水头压力的地下水,称为承压水。
11.按矿化度将地下水分为哪几类?
研究它们有什么意义?
低矿化度的水常以HC街为主;中等矿化度水常以S042—为主;高矿化度的水以Cl-一为主。
根据矿化度的大小,可将地下水分为淡水(<1g/L)、微咸水(1~3g/L)、咸水(3~l0g/L)、盐水(10~50g/L)和卤水(>50g/L)五类。
高矿化水能降低混凝土强度、腐蚀钢筋,并能促进混凝土表面风化,故拌和混凝土时,一般不允许用高矿化水。
12.冲洪积扇中的地下水特征是什么?
答:
主要特征如下:
1.后部砂砾石带:
地形坡度大、厚度大、渗透性强、补给径流条件好、潜水埋藏深,地下水水质好、TSD总溶解固体低。
13.地下水按埋藏条件如何分类?
埋藏在地面以下包气带中的水称上层滞水。
饱和带中第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的含水层中的重力水,成为潜水。
充满于两个稳定隔水层之间,含水层中具有水头压力的地下水,称为承压水。
14.简述地下水化学成分的特点。
地下水在流动和储存过程中,与周围岩土不断发生化学作用,使岩土中可溶成分以离子或化合物状态进入地下水,形成地下水的主要化学成分。
目前在地下水中已发现的化学元素约60多种,但它们在地下水中的含量很不均衡,这主要由它们在地壳中分布的广泛程度和它们的溶解度决定的。
在地壳中分布广、溶解度高的成分在地下水中含量较高。
因此,地下水的化学成分主要取决于与地下水相接触的岩土成分及其性质。
此外,气候条件和地下水的径流、补给条件对地下水化学成分也有较大影响。
地下水中化学成分以离子、化合物和气体三种状态出现。
地下水中的化合物多以沉淀物或胶体形式存在。
15.地下水的硬度是根据什么判定的?
水按硬度可分为哪些类型?
研究它们有何意义?
水的硬度取决于水中Ca2+、Mg2+的含量。
硬度的表示方法很多.我同目前采用德国度表示.1德国度相当于1L水中含l0mg氧化钙(CaO)或7.2mg的氧化镁(MgO)。
硬度可将地下水分为五类:
德国度<4.2为极软水;德国度在4.2~8.4为软水;德国度在8.4~16.8为微硬水;德国度在16.8~25.2为硬水;德国度>25.2为极硬水。
水的硬度对水泥混凝土的侵蚀性有影响。
16.地下水的涌水量如何确定?
地下水的涌水量可应用达西定律计算,公路工程中常用的排水设备有井、渗沟、隧道、基坑等,主要对流量、降落曲线等进行调查与计算。
17.地下水对公路工程建设有哪些方面的影响?
地下水的存在,对建筑工程有着不可忽视的影响。
尤其是地下水位的变化,水的侵蚀性和流沙、潜蚀等不良地质作用都将对建筑工程的稳定性、施工及正常使用带来很大的影响。
四、论述题
1.地下水含水层的类型有什么?
答:
地下水含水层的类型因分类方法不同而不同。
按岩石的空隙性分为:
孔隙含水层:
含水层位于松散岩石的孔隙发育的地层。
裂隙含水层:
含水层位于坚硬岩石的裂隙发育的地层。
溶隙含水层:
含水层位于可溶性岩石的溶隙发育的地层。
按埋藏条件分:
潜水含水层:
含水层位于饱水带中,是第一个具有自由水面的含水层。
承压含水层:
含水层位于上、下稳定的隔水层之间。
按渗透性的空间特征分:
均质含水层:
含水层的渗透性在空间的各方向上都是较均匀的。
非均质含水层:
含水层的渗透性在空间各方向上不均一,有差异性。
2.评价水质指标有那些?
答:
主要指标如下:
1)物理性水质指标
感官物理性状指标:
温度、颜色、味觉、气味、混浊度、透明度等。
其它的物理性指标:
总固体、悬浮固体、可沉固体、导电率等。
2)化学性水质指标
一般的化学性指标:
PH、硬度、各种阳离子和阴离子、总含盐量等。
有毒的化学性指标:
各种重金属、氧化物、农药等。
氧平衡指标:
溶解氧、化学需氧量、生物需氧量、总需氧量等。
3)生物学水质指标
包括细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原细菌、病毒等。
3.讨论蛇曲地貌发育时公路工程布线应注意的问题?
有些处于蛇曲形态的河湾,彼此之间十分靠近,一旦流量增大,会截弯取直,流人新开拓的局部河道,而残留的原河湾的两端因逐渐淤塞而与原河道隔离,形成状似牛扼的静水湖泊,称牛轭湖。
最后,由于主要承受淤积,致使牛轭湖逐渐成为沼泽,以至消失。
4.试述公路水毁的原因及治理措施?
原因:
弯曲河段和半填半挖路段,受洪水顶冲和淘刷,易坍塌缺断。
具体原因如下:
⑴不良地质作用造成:
边坡太陡、滑坡发育;道路一面伴山一面临河,路基半填半挖,未做防冲刷措施。
⑵路基质量问题:
填料不佳、压实不够;基础埋深不够、处理不当;挡墙砂浆质量差;防洪及排水系统差。
⑶洪水位骤减,边破内部动水压力大。
⑷道路养护跟不上,植被破坏、水土流失。
防治:
⑴坡面:
植树种草、砌石、筑挡土墙。
⑵坡脚:
抛石、做石笼
⑶路基、岸边植树、设丁坝。
5.在一山区河谷中打有一眼钻孔,孔中地下水位能高出地表,试解释其原因。
两侧高的地方地下水水位高,在低的地方打钻孔,形成了水头差,地下水溢出孔口,孔中地下水位能高出地表。
6.何谓“三水”(大气降水、地表水、地下水)转化?
试举例说明。
在太阳辐射热的作用下,地表水经过蒸发和生物蒸腾变成水蒸气,上升到大气中,随气流移动。
在适当条件下,水蒸气凝结成雨、露、雪、雹降落到地面,称为大气降水。
降到地面的水,一部分沿地面流动,汇入江、河、湖、海,成为地表水;另一部分渗入地下,成为地下水。
地下水沿地下土、石的孔隙、裂隙流动,当条件适合时,以泉的形式流出地表或由地下直接流入海洋。
大气水、地表水和地下水之间这种不间断地运动和相互转化,称为自然界中水的循环。
7.过量开采地下水为什么会引起地面变形(如地面沉降、塌陷等)?
试分析其产生条件及原因。
过量开采地下水,会使基础底面下地下水位突然下降,往往会建筑物(如邻近建筑物)发生变形,引起地表塌陷、地面沉降等。
对建筑物本身而言,当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时,岩土的自重压力增加,可能引起地基基础的附加沉降。
如果土质不均匀或地下水位突然下降,也可能使建筑物产生变形破坏。
8.试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因,并说明防治这类地面沉降的主要途径。
过量开采地下水,基础底面下地下水位突然下降,引起的地表塌陷、地面沉降等。
9.地下水水质评价的内容?
地下水的化学成分是通过对水进行化学分析测定的,一般称为水质分析。
水质分析按目的与要求不同可分为简分析、全分析和专门分析。
简分析包括测定水的物理性质和主要的七种离子含量,以及总矿化度、总硬度和PH值等。
全分析除简分析进行的项目以外,还应包括前面列举的各种化学成分的测定,以及游离CO2、耗氧量等指标的测定。
五、计算题
某砂土层中的潜水流,经开挖水沟后由渗沟排除,砂层透水系数实验为9.5m/d。
渗沟开挖前经调查,地下水位为62.55m,开挖后的地下水位为56m,水力影响距离R为10m,资料如下图所示,求每米沟长潜水流单侧流量Q。
解:
K=9.5m/d=1.09×10-3m/s
Q=1.09×((62.55-45)2-(56-45)2)/10
2.有一小河,主河沟平均坡度Iz=16‰,土质粘土,河床弯曲,生长杂草。
经调查得25年一遇的历史洪水位时,形态断面近似梯形,底宽6m,边坡1:
1.5,最大水深H=2m。
现以简化公式推算规定频率P=2%时的流量。
解:
mz=20,B=12
hp=0.6H=1.2
w=(6+12)2/2=18
v=mzhp2/3Iz1/2=20*(1.2)2/3*161/2
Qj=v*w=*18
Kp=4.92
Qp=Qi*4.92
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