2G311020　矿业工程地质和水文地质

一、单项选择题（每题的备选项中，只有1个最符合题意）

1．通常，同一岩石的各种强度值之间的关系是（　　）。[2016年真题]

A．抗剪强度>抗压强度>抗拉强度

B．抗压强度>抗拉强度>抗剪强度

C．抗压强度>抗剪强度>抗拉强度

D．抗拉强度>抗剪强度>抗压强度

【答案】C

【解析】岩石的强度为抵抗外载整体破坏的能力，分抗拉、抗压、抗剪等几种强度，其大小取决于其内聚力和内摩擦力。岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小，且压、拉强度相差很大。

2．关于一些特殊土的工程地质特性，说法正确的是（　　）。[2014年真题]

A．淤泥类土具有压缩性高、较显著的蠕变性

B．湿陷性黄土均属于自重性湿陷

C．蒙脱石含量越多，土的膨胀性越大，收缩性越小

D．红黏土的强度一般随深度增加而大幅增加

【答案】A

【解析】A项，对于特殊土的工程地质，主要是指淤泥类土、黄土与湿陷性黄土、膨胀土、红黏土等的工程地质。淤泥类土具有高含水量和高孔隙比、渗透性低、高压缩性、抗剪强度低、较显著的触变性和蠕变性。B项，湿陷性黄土分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，在两种不同湿陷性黄土地区的建筑工程，采取的地基设计、地基处理、防护措施及施工要求等方面均有很大差别。C项，膨胀土具有吸水膨胀和失水收缩两种变形特性。膨胀土的自由膨胀量一般超过40％，影响其胀缩变形的主要因素包括土的黏粒含量、蒙脱石含量、天然含水量等，黏粒含量及蒙脱石含量越多，土的膨胀性和收缩性越大。D项，红黏土具有高塑性、天然含水量高、孔隙比大等特性，一般呈现较高的强度和较低的压缩性，不具湿陷性。红黏土的强度一般随深度增加而大幅降低。

3．当巷道接近老窑发生突水时，能判断其另有水源联系的依据是（　　）。[2012年6月真题]

A．瞬时有大量水涌入巷道

B．涌入的水中有明显的硫酸根离子

C．后期涌水趋于稳定且不易疏干

D．设备浸泡后出现明显锈迹

【答案】C

【解析】当井巷施工接近老窑、古井及积水废巷时，常发生突然涌水，其特点包括：①短时间可有大量水进入井巷，来势猛，破坏性大，易造成淹井事故；②因水中含有硫酸根离子，对井下设备具有一定的腐蚀；③当这种水源和其他水源无联系时，很容易疏干，否则可造成大量而稳定的涌水，危害性也大。C项，若后期涌水趋于稳定且不易疏干，表明其与其他水源有联系。

4．两盘沿近直立断层面作水平移动的断层称为（　　）。[2015年真题]

A．正断层

B．逆断层

C．平推断层

D．构造断层

【答案】C

【解析】按断层上下盘相对移动的方向，断层的分类包括：①正断层，上盘相对下降，下盘相对上升的断层。②逆断层，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。③平推断层，两盘沿近直立的断层面作水平移动的断层。

5．下列不属于特殊土的是（　　）。

A．砂土

B．红黏土

C．膨胀土

D．冻土

【答案】A

【解析】特殊土是在特定的地理环境或人为条件下形成的特殊性质的土，包括软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土、多年冻土、混合土、人工填土、盐渍土等。

6．关于黏性土的塑性指数，下列说法错误的是（　　）。

A．土的塑性指数是土体液限和塑限的差值

B．塑性指数越大，表示土处于塑性状态的含水量范围越大

C．土颗粒能结合的水越多（如细颗粒黏土成分多），塑性指数越小

D．土的塑性指数用无百分符号的百分数表示

【答案】C

【解析】土的塑性指数是土体液限和塑限的差值（用无百分符号的百分数表示）。塑性指数越大，表示土处于塑性状态的含水量范围越大。一般，土颗粒能结合的水越多（如细颗粒黏土成分多），塑性指数越大。

7．下列不属于土的工程性质的是（　　）。

A．可松性

B．压缩性

C．休止角

D．含水量

【答案】D

【解析】土的工程性质对土方工程的施工有直接影响。土的工程性质包括土的可松性、压缩性和休止角。

8．下列关于岩石变形破坏特点的说法中错误的是（　　）。

A．变形过程中有体扩容现象

B．在断裂的瞬间能量会突然释放，造成岩爆和冲击荷载

C．围压提高，岩石的脆性减小、峰值强度和残余强度降低

D．充分利用岩石承载能力是地下岩石工程的重要原则

【答案】C

【解析】A项，岩石压缩变形伴随有裂隙开裂的过程，并最终形成断裂。由于有裂隙张开，变形过程中有体积膨胀现象，称为扩容。B项，岩石在断裂的瞬间，其压缩过程中所积蓄的能量会突然释放，造成岩石爆裂和冲击荷载，是地下岩爆等突发性灾害的基本原因。C项，围压（约束作用）与岩石破坏后剩下的残余强度的高低有重要关系，随围压的提高，岩石的脆性减小、峰值强度和残余强度提高。在较高围压作用下，岩石甚至不出现软化现象。D项，对破坏面（或节理面）的约束，可以保持岩体具有一定的承载能力，因此充分利用岩石承载能力是地下岩石工程的重要原则。

9．下列不属于井巷涌水量预测基本方法的是（　　）。

A．水文地质比拟法

B．地下水动力学法

C．涌水量与水位降深曲线法

D．容积法

【答案】D

【解析】井巷涌水量预测基本方法包括：①水文地质比拟法，寻找现有生产矿井影响涌水量的变化的有关因素建立相关方程，用以计算新设计井巷的涌水量。②涌水量与水位降深曲线法，实质是根据三次抽（或放）水试验资料来推测相似水文地质条件地段新设计井巷的涌水量。③地下水动力学法，地下水流向集水建筑物的涌水量计算公式也适用于井巷涌水量的预测，只要搞清了计算地段的地质、水文地质和开采条件，取得的参数较精确，选择相适应的公式，一般能得到较好的效果。

10．矿井建设和生产过程中的水文地质工作，是在勘探工作的基础上进行的。其主要任务并不包括（　　）。

A．井筒施工、巷道掘进、回采工作面的水文地质观测工作

B．进一步查明影响矿井充水的因素，对矿井突水、涌水量的预测

C．提供矿井防水、探水及疏水方案和措施的有关水文地质资料

D．制定矿井施工的防治水方案及措施

【答案】D

【解析】矿井建设和生产过程中的水文地质工作，是在水文地质勘探工作的基础上进行的，其主要任务包括以下内容：①井筒施工、巷道掘进、回采工作面的水文地质观测工作；②进一步查明影响矿井充水的因素，对矿井突水、涌水量的预测；③提供矿井防水、探水及疏水方案和措施的有关水文地质资料；④水文地质长期观测工作；⑤研究和解决矿区（井）供水水源及矿井水的综合利用。

11．国际上统一使用的地层单位是（　　）。

A．界、纪、统

B．代、系、世

C．代、纪、统

D．界、系、统

【答案】D

【解析】在漫长的地质时代的某个时期，地壳内会形成某种矿产资源。为便于寻找和开发矿产资源，要求对各地的地层建立统一的名称和地质年代。国际上通用的地层划分单位分界、系、统三级。地层对应的地质年代单位为代、纪、世三级。

12．下列有关岩层走向的叙述不正确的是（　　）。

A．岩层的走向有两个数值，且两数值相差180°

B．岩层的走向只有一个数值

C．岩层的走向可由走向线的方位角表示

D．岩层走向方位角与倾向方位角相差90°

【答案】B

【解析】岩层产状指岩层的空间几何关系，其主要参数有走向、倾向和倾角。走向是倾斜岩层面与水平面的交线，构成岩层走向线方向。倾向通常指岩层倾斜向下且与走向正交的方向，用其在水平面上投影所指的方向表示。倾角是岩层层面与水平面的交角。

13．下列不属于主要地质构造形式的是（　　）。

A．单斜构造

B．褶皱构造

C．断裂构造

D．层面构造

【答案】D

【解析】地质构造形式包括：①单斜构造，在一定范围内岩层或矿体大致向一个方向倾斜的构造形态。②褶皱构造，岩层或矿体受水平挤压后弯曲，但仍保持连续性的构造形态。

③断裂构造，岩层或矿体受力后产生断裂，失去连续性和完整性的构造形态。

14．下列不属于断层要素的是（　　）。

A．断层面

B．走向、倾向和倾角

C．高度与长度

D．交面线

【答案】C

【解析】岩层或矿体受力后产生断裂，失去连续性和完整性的构造形态。断裂面两侧岩层或矿体没有明显位移的叫裂隙，断裂面两侧岩层或矿体发生明显位移的叫断层。断层的要素包括断层面、断层线、交面线、断盘、断距、落差以及断层的走向、倾向和倾角。

二、多项选择题（每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项）

1．井巷涌水的主要来源有（　　）。[2016年真题]

A．老窖水

B．地表水

C．地下水

D．施工用水

E．大气降水

【答案】ABCE

【解析】井巷涌水的主要来源有：①地表水；②地下水，包括松散层孔隙水、基岩裂隙水和可溶岩溶洞水；③大气降水，当井巷位于低洼处或靠近地表时，大气降水是直接或间接进入井巷的主要水源，若井巷位于分水岭处，它往往是唯一水源；④老窑水，当井巷施工接近老窑、古井及积水废巷时，常发生突然涌水。

2．井巷涌水量预测方法有（　　）。[2014年真题]

A．物探法

B．探放法

C．水文地质比拟法

D．涌水量与水位降深曲线法

E．地下水动力学法

【答案】CDE

【解析】井巷涌水量预测方法包括：①水文地质比拟法，该方法建立在相似地质、水文地质条件比较的基础上，利用已生产矿井涌水量的资料对新设计井巷的涌水量进行预测；②涌水量与水位降深曲线法，涌水量与水位降深曲线法的实质是根据三次抽（或放）水试验资料来推测相似水文地质条件地段新设计井巷的涌水量；③地下水动力学法，地下水流向集水建筑物的涌水量计算公式也适用于井巷涌水量的预测，只要搞清了计算地段的地质、水文地质和开采条件，取得的参数较精确，选择相适应的公式，一般能得到较好的效果。

3．土的工程性质包括（　　）。[2013年真题]

A．压缩性

B．可松性

C．弹塑性

D．土压力

E．休止角

【答案】ABE

【解析】土的工程性质对土方工程的施工有直接影响。土的工程性质包括土的可松性、压缩性和休止角。

4．工程地质中，土按颗粒级配和塑性指数分类包括（　　）。

A．粉土

B．碎石土

C．砂土

D．黏性土

E．粗粒土

【答案】ABCD

【解析】工程地质中，按颗粒级配和塑性指数可将土分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。

碎石土：粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50％的土。砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50％，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50％的土。粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50％，且塑性指数小于或等于10的土。黏性土：塑性指数大于10的土。

5．下列关于土的抗剪强度说法中正确的是（　　）。

A．土的抗剪强度是指土在外力作用下抵抗剪切破坏的能力

B．对于黏性土和粉土，土的抗剪强度和剪切面上的正压力（即摩擦阻力）成正比

C．对于无黏性土，其抗剪强度不仅与摩擦阻力有关，还包括土颗粒间的黏聚力

D．土的抗剪强度是评价地基承载力、边坡稳定性的重要指标

E．土的抗剪强度是计算土压力的重要指标

【答案】ADE

【解析】土的抗剪强度是指土具有的抵抗剪切破坏的极限强度。它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。BC两项，影响土体抗剪强度的因素，对于无黏性土，土的抗剪强度和剪切面上的正压力（即摩擦阻力）成正比，黏性土和粉土的抗剪强度不仅与摩擦阻力有关，还包括土颗粒间的黏聚力。

6．下列关于节理面影响岩体力学性能的说法正确的是（　　）。

A．节理面的影响因素包括节理面本身的性质、节理面的分布等

B．节理面是岩体的弱结构，一般会使岩石的强度降低，变形模量降低

C．节理面会导致岩体的变形和强度具有各向同性的特性

D．节理面的抗剪强度一般不用库仑准则表示

E．影响节理面抗剪强度的因素包括节理面的接触形式、剪胀角大小、节理面粗糙度以及节理面充填情况等

【答案】ABE

【解析】岩体内存在有节理面（弱面）是影响岩体力学性质的重要因素。A项，节理面的影响因素包括节理面本身的（强度、变形、结构形式等）性质、节理面的分布（密度和朝向）等因素决定。B项，节理面是岩体的弱结构，一般会使岩石的强度降低，变形模量降低。C项，节理面还会导致岩体的变形和强度具有各向异性的特性。D项，节理面的抗剪强度可以用库仑准则表示。E项，影响节理面抗剪强度的因素包括节理面的接触形式、剪胀角大小、节理面粗糙度以及节理面充填情况（充填度、充填材料性质、干燥和风化程度）等。

7．井巷涌水是影响其安全性的重大隐患，其涌水的主要来源是（　　）。

A．地表水

B．地下水

C．大气降水

D．老窑水

E．结构水

【答案】ABCD

【解析】井巷涌水的主要来源包括地表水、地下水、大气降水和老窑水。井巷地下水主要包括松散层孔隙水、基岩裂隙水和可溶岩溶洞水。

8．下列属于矿井水文地质工作任务的是（　　）。

A．查明矿井充水原因，预测矿井涌水量

B．确定矿井的开采方法

C．解决瓦斯的突出问题

D．寻找可以利用的资源

E．研究和解决矿井供水水源及矿井水的综合利用

【答案】AE

【解析】矿井建设和生产过程中的水文地质工作，是在水文地质勘探工作的基础上进行的，其主要任务包括：①井筒施工、巷道掘进、回采工作面的水文地质观测工作；②进一步查明影响矿井充水的因素，对矿井突水、涌水量的预测；③提供矿井防水、探水及疏水方案和措施的有关水文地质资料；④水文地质长期观测工作；⑤研究和解决矿区（井）供水水源及矿井水的综合利用。

9．下列对矿业工程中有关褶曲的影响说法正确的是（　　）。

A．褶曲轴部顶板压力常有增大现象，巷道易变形

B．煤矿向斜轴部是瓦斯突出的危险区域

C．井田中的褶曲对维护巷道安全有积极作用

D．褶曲使沿层布置的巷道发生弯曲

E．一般井田内阶段或水平运输大巷沿走向布置

【答案】ABDE

【解析】褶曲的影响包括：①褶曲轴部顶板压力常有增大现象，巷道容易变形，难于维护，该处开采需加强支护；②煤矿向斜轴部是煤矿瓦斯突出的危险区域；③一般情况下井田内阶段或水平运输大巷、总回风巷沿走向布置；④褶曲使沿层布置的巷道发生弯曲。C项，井田中的褶曲对维护巷道安全有不利影响。

10．对于断层，构造应力与其作用方向的关系为（　　）。

A．正断层的最大主作用方向与岩层面正交且与上盘下滑方向一致，最小作用方向平行岩层

B．正断层的最大主作用方向与岩层面正交且与上盘下滑方向一致，最小作用方向垂直岩层

C．逆断层的最大主作用方向与岩层面平行且与上盘上滑方向一致，最小作用方向平行岩层

D．逆断层的最大主作用方向与岩层面平行且与上盘上滑方向一致，最小作用方向垂直岩层

E．逆断层的最大主作用方向与岩层面平行，一般与断层面成小角度，最小作用方向平行岩层

【答案】ADE

【解析】AB两项，断层正断层（张性断裂）的最大主作用方向与岩层面正交且与上盘下滑（或下盘上滑）方向一致，最小作用方向平行岩层；DE两项，逆断层（压性断裂）的最大主作用方向与岩层面平行且与上盘上滑（或下盘下滑）方向一致，最小作用方向垂直岩层；平移断层（扭性断裂）的最大主作用方向与岩层面平行，一般与断层面成小角度，最小作用方向平行岩层。