土木工程师-专业案例（岩土）-岩土工程勘察-1.7地下水

土木工程师-专业案例（岩土）-岩土工程勘察-1.7地下水[单选题]1.某小型土石坝坝基土的颗粒分析成果见下表，该土属级配连续的土，孔隙率为0.33，土粒比重为2.66，根据区分粒径确定的（江南博哥）细颗粒含量为32%。试根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487—2008）确定坝基渗透变形类型及估算最大允许水力比降值为哪一选项？（安全系数取1.5）()[2014年真题]题1表A.流土型、0.74B.管涌型、0.58C.过渡型、0.58D.过渡型、0.39正确答案：D参考解析：根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487—2008）附录G第G.0.3条规定，土的不均匀系数应采用下式计算：Cu＝d60/d10＝0.31/0.038＝8.16＞5由25%≤P＝32%＜35%，根据表G.0.7可知，渗透变形类型属于过渡型。根据第G.0.6条式（G.0.6-2），最大允许水力比降值为：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允许＝Jcr/1.5＝0.585/1.5＝0.39由此可知，D项数值最为接近。[单选题]2.某场地冲积砂层内需测定地下水的流向和流速，呈等边三角形布置3个钻孔，如图所示，钻孔孔距为60.0m，测得A、B、C三孔的地下水位标高分别为28.0m、24.0m、24.0m，地层的渗透系数为1.8×10－3cm/s，则地下水的流速接近下列哪一项？()[2013年真题]题2图A.1.20×10－4cm/sB.1.40×10－4cm/sC.1.60×10－4cm/sD.1.80×10－4cm/s正确答案：B参考解析：由A点向孔距BC边作垂线，则：地下水流速度为：v＝ki＝1.8×10－3×[（28－24）/（60×sin60°）]＝1.386×10－4cm/s由此可知，B项数值最为接近。[单选题]3.某工程进行现场水文地质试验，已知潜水含水层底板埋深为9.0m，设置潜水完整井，井径D＝200mm，实测地下水位埋深1.0m，抽水至水位埋深7.0m后让水位自由恢复，不同恢复时间实测得到的地下水位如下表：题3表则估算的地层渗透系数最接近以下哪个数值？()[2012年真题]A.1.3×10－3cm/sB.1.8×10－4cm/sC.4.0×10－4cm/sD.5.2×10－4cm/s正确答案：C参考解析：根据《工程地质手册》（第五版）第九篇三章第二节第1238页的表9-3-6中对潜水完整井的公式如下：计算步骤如下：①地下水位以下的有效含水层厚度为：H＝900－100＝800cm，初始地下水降深为：s1＝700－100＝600cm，抽水井半径为：rw＝D/2＝10cm。②根据题意，直接选取最后一次抽水试验进行计算：由此可知，C项数值最为接近。[单选题]4.下图为一工程地质剖面图，图中虚线为潜水水位线。已知：h1＝15m，h2＝10m，M＝5m，l＝50m，第①层土的渗透系数k1＝5m/d，第②层土的渗透系数k2＝50m/d，其下为不透水层。问通过1、2断面之间的单宽（每米）平均水平渗流流量最接近下列哪个选项的数值？()[2011年真题]题4图A.6.25m3/dB.15.25m3/dC.25.00m3/dD.31.25m3/d正确答案：D参考解析：①层、②层两断面间的水力梯度为：i＝（h1－h2）/l＝（15－10）/50＝0.1。第①层土的单宽渗流流量为：q1＝k1i（h1＋h2）/（2×1）＝5×0.1×（15＋10）/（2×1）＝6.25m3/d第②层土的单宽渗流流量为：q2＝k2iM×1＝50×0.1×5×1＝25m3/d则整个断面的渗流流量为：q＝q1＋q2＝6.25＋25＝31.25m3/d[单选题]5.某压水试验地面进水管的压力表读数p3＝0.90MPa，压力表中心高于孔口0.5m，压入流量Q＝80L/min，试验段长度L＝5.1m，钻杆及接头的压力总损失为0.04MPa，钻孔为斜孔，其倾角α＝60°，地下水位位于试验段之上，自孔口至地下水位沿钻孔的实际长度H＝24.8m，试问试验段地层的透水率（吕荣值Lu）最接近于下列何项数值？()[2010年真题]A.14.0B.14.5C.15.6D.16.1正确答案：B参考解析：根据《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31—2003）第3.2.3条、第3.2.4条与第6.0.5条规定，计算过程如下：①压力计中心至压力计算零线的水柱压力为：pz＝10×（24.8×sin60°＋0.5）/1000＝0.22MPa②试验段最大压力阶段：ps＝0.04MPap＝p3＋pz－ps＝0.90＋0.22－0.04＝1.08MPa③透水率为：q＝Q/（Lp）＝80/（5.1×1.08）＝14.5Lu。故试验段地层的透水率（吕荣值Lu）最接近于B选项。[单选题]6.某场地地下水位如下图所示，已知黏土层饱和重度γsat＝19.2kN/m3，砂层中承压水头hw＝15m，（由砂层顶面算起），h1＝4m，h2＝8m，砂层顶面处的有效应力及黏土中的单位渗流力最接近于下列哪个选项的数值？()[2009年真题]题6图A.43.6kPa；3.75kN/m3B.88.2kPa；7.6kN/m3C.150kPa；10.1kN/m3D.193.6kPa；15.5kN/m3正确答案：A参考解析：砂层中为承压水，黏土层顶面为潜水，计算过程如下：总应力为：σc＝γsh2＋γwh1＝19.2×8＋10×4＝193.6kN/m2。孔隙水压力为：u＝hwγw＝15×10＝150kPa。砂层顶面有效自重应力为：σc′＝193.6－150＝43.6kPa。渗透力j为：j＝γwi＝10×（15－4－8）/8＝3.75kN/m3。[单选题]7.为求取有关水文地质参数，采用带两个观察孔的潜水完整井，进行3次降深抽水试验，其地层和井壁结构如下图所示，已知H＝15.8m；r1＝10.6m；r2＝20.5m；抽水试验成果见下表。渗透系数k最接近于下列哪个选项的数值？()[2008年真题]题7图题7表A.25.6m/dB.28.9m/dC.31.7m/dD.35.2m/d正确答案：B参考解析：当井底钻至不透水层时为完整井，潜水完整井渗透系数k：第一次抽水：第二次抽水：第三次抽水：平均渗透系数：k＝（k1＋k2＋k3）/3＝（28.3＋30.1＋28.5）＝28.9m/d[单选题]8.在某水利工程中存在有可能产生流土破坏的地表土层，经取样试验，该层土的物理性质指标为土粒比重Gs＝2.7，天然含水量ω＝22%，天然重度γ＝19kN/m3，该土层发生流土破坏的临界水力比降最接近于下列哪个选项的数值？()[2007年真题]A.0.88B.0.98C.1.08D.1.18正确答案：B参考解析：使土开始发生流沙现象时的水力坡降称为临界水力坡降。当渗流力j等于土的浮重度时，土处于流土的临界状态。根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487—2008）附录G第G.0.6条第1款规定，流土型临界水力比降为：Jcr＝（Gs－1）（1－n），式中，n为土的孔隙率（以小数计）。n＝100%－100%γ/Gsγw（1＋0.01ω）＝100%－100%×19/[2.7×10×（1＋0.01×22）＝42.3%代入数据得到临界水力比降为：Jcr＝（Gs－1）（1－n）＝（2.7－1）（1－0.423）＝0.98[单选题]9.如下图所示箱涵的外部尺寸为宽6m，高8m，四周壁厚均为0.4m，顶面距原地面1.0m，抗浮设计地下水位埋深1.0m，混凝土重度25kN/m3，地基土及填土的重度均为18kN/m3，若要满足抗浮安全系数1.05的要求，地面以上覆土的最小厚度应接近于下列哪个选项？()[2009年真题]题9图A.1.2mB.1.4mC.1.6mD.1.8m正确答案：A参考解析：取单位长度箱涵进行验算，计算如下：①箱涵自重W1为：W1＝（6×8×1－5.2×7.2×1）×25＝264kN/m。②箱涵以上天然土层土重W2为：W2＝6×1×1×18＝108kN/m。③浮力F为：F＝6×8×1×10＝480kN/m。④上覆土层重W3为：W3＝1.05×480－264－108＝132kN/m。⑤则上覆土层的厚度h为：h＝132/（6×1×18）＝1.22m。[单选题]10.某滞洪区滞洪后沉积泥砂层厚3.0m，如下图所示，地下水位由原地面下1.0m升至现地面下1.0m，原地面下有厚5.0m可压缩层，平均压缩模量为0.5MPa，滞洪之前沉降已经完成，为简化计算，所有土层的天然重度都以18kN/m3计，请计算由滞洪引起的原地面下沉值将最接近()cm。题10图A.51B.31C.25D.21正确答案：C参考解析：本题下沉值应根据分层总和法计算，原地面的有效应力增量∆p1为：∆p1＝1×18＋2×8－0＝34kPa，原水位处有效应力增量∆p2为：∆p2＝（1×18＋8×3）－1×18＝24kPa，原地面下5.0m处的有效应力增量∆p3为：∆p3＝（1×18＋7×8）－（1×18＋4×8）＝24kPa，则根据分层总和法计算公式得：s＝∑（Δpi/Esi）hi＝（1/2）×（34＋24）×100/500＋24×400/500＝25cm式中，Esi为第i层土的侧限压缩模量，hi为第i层土的厚度。[单选题]11.不透水基岩上有水平分布的三层土，其厚度分别为4m、2m和1m，其水平向的渗透系数分别为1m/d，2m/d和4m/d。其等效水平渗流系数为()m/d。A.1.33B.1.56C.1.71D.4.0正确答案：C参考解析：各层土中的水力坡降i（即∆h/L）与等效土层的平均水力坡降i相同，且通过等效土层H的总渗流量等于各层土的渗流量之和，引入达西定律，则水平渗流系数为：式中，ki为土层i的渗透系数；Hi为相应的土层厚度；H为总土层厚度，即等效土层厚度。则其等效水平渗流系数为：[单选题]12.某一土层采得粗砂试样，该试样高15cm，直径5.5cm，在常水头渗透试验仪中进行试验。在静水头高为40cm下经过历时6.0s，流过水量为400cm3，在试验温度20℃下该试样的渗透系数是()cm/s。A.0.81B.0.94C.1.05D.1.17正确答案：C参考解析：根据《土工试验方法标准》（GBT50123—2019）中渗透系数公式计算，有：KT＝QL/AHt＝400×15/（π/4×5.52×6×40）＝1.05cm/s式中，Q为时间t秒内的渗出水量；L为两测压管中心间的距离；A为试样的断面积；Ht为平均水位差。[单选题]13.某地下连续墙支护结构，其渗流流网如下图所示。已知土的孔隙比e＝0.92，土粒相对密度ds＝2.65，坑外地下水位距地表1.2m，基坑开挖深度8.0m，a、b点所在流网网格长度L1＝1.8m，则对a～b区段的渗流稳定性的判断正确的是()。题13图A.i＝0.26≤[i]＝0.43，渗流稳定B.i＝0.26≥[i]＝0.25，渗流不稳定C.i＝0.34≤[i]＝0.43，渗流稳定D.i＝0.34≥[i]＝0.30，渗流不稳定正确答案：C参考解析：根据《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）（2009年版）条文说明第7.3.2条计算。水在土体中渗流时受到土阻力因而产生水头损失，单位体积的土颗粒所受到渗流作用力为渗流力J，J和水力梯度i的大小成正比，方向和渗流方向一致。则：J＝iγ。又渗流力等于土的浮重度γ′时的水力梯度称为临界水力梯度icr，有：J＝icrγw＝γ′，icr＝γ′/γw则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条等势线：i＝Δh/L＝（8－1.2）/[（12－1）×1.8]＝0.34，则i＝0.34≤[i]＝icr/K＝0.859375/2＝0.43式中，[i]为容许水力梯度；K为安全系数，取K＝2.0。所以a～b区段渗流是稳定的。[单选题]14.某河流如下图所示，河水深2m，河床土层为细砂，其ds＝2.7，e＝0.8，抽水管插入土层3m，管内进行抽水，则管内水位降低()m时会引起流砂。题14图A.2.68B.2.74C.2.83D.2.85正确答案：C参考解析：当渗流力J等于土的浮重度γ′时，土处于产生流砂临界状态；渗流力和水力梯度i的大小成正比；即：J＝iγ＝γ′，i＝γ′/γw。又水力梯度i为单位渗流长度上的水头损失，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即当水位降低2.83m时会产生流砂。[单选题]15.某一细颗粒土层，通过土体微结构分析，测得土体平均孔隙直径D＝0.04mm，水膜的表面张力T＝7.56×10－5kN/m。毛细力的方向角α＝0°，水的重度γw＝9.8kN/m3。则土体毛细上升高度hc为()m。A.0.385B.0.77C.1.54D.7.7正确答案：B参考解析：土体的毛细上升