003.港口与航道工程勘察与测量成果的应用.pdf

1E411020 港口与航道工程勘察与测量成果的应用港口与航道工程勘察与测量成果的应用考试年份单选题多选题案例题总分值14年006分6分15年01问8分10分16年01问10分12分17年0000分18年-12问002分18年-20000分19年1问001分20年1问02分3分21年1问001分总计35分，年均359=3.9分1E411021 港口与航道工程地质勘察与地质钻孔剖面图的应用三、港口工程勘察成果的应用施工图设计阶段取原状孔的数量不应小于勘探点总数的1/3，其余应为原位测试孔。控制性勘探点的数量不应小于勘探点总数的1/6。勘探线和勘探点宜布置在比例尺不小于1：1000的地形图上。淤泥性土孔隙特性指标：含水率（%）一一土中水重/土颗粒重。用于确定淤泥性土的分类。孔隙比一一孔隙体积/土粒体积。用于确定淤泥性土的分类和确定单桩极限承载力。孔隙率 n（%）一一土中孔隙体积/土体总体积。饱和土试样含水率40%，土粒密度为2700kg/m3，水密度为1000kg/m3，则孔隙比为：（）【解析】土重：水重=1：0.4，单位土颗粒体积=1/2700单位水体积（孔隙体积）=0.4/1000（0.4/1000）（1/2700）=1.08黏性土物理性质指标：液限L一一一由流动状态变成可塑状态的界限含水率。用于计算塑性指数p和液性指数L。塑限p一一一即土从可塑状态转为半固体状态的界限含水率。用于计算塑性指数p和液性指数L。塑性指数p一一土颗粒保持结合水的数量，说明可塑性的大小。用于确定黏性土的名称和单桩极限承载力。（塑性指数=液限-塑限）液性指数L一一说明土的软硬程度。用于确定黏性土的状态和单桩极限承载力。液性指数=（天然含水率-塑限）/（液限-塑限）土的抗剪强度指标：黏聚力一一用于土坡和地基稳定验算。内摩擦角 一一用于土坡和地基稳定验算。岩石饱和单轴抗压强度fr是指岩石试件在饱和含水状态下单向受压至破坏时，单位面积上所承受的荷载。用于确定岩石的坚硬程度。港口工程地质勘察成果中，可用于确定单桩极限承载力的指标有（）。A孔隙率B粘聚力C塑性指数D液性指数E含水量【答案】CD【解析】塑性指数用于确定黏性土名称和单桩极限承载力。液性指数用于确定黏性土状态和单桩极限承载力。标准贯入试验一一标准贯入试验击数N值系指质量为63.5kg的锤，从76cm的高度自由落下，将标准贯入器击入土中30cm时的锤击数。其具体的规定是：贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数。以累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验击数N。当锤击数已达50击，而贯入深度未达30cm 时，可记录50击的实际贯入深度，按下式换算成相当于30cm时的标准贯入试验击数N。N=3050/S式中：N一标准贯入试验击数；S一50击的实际贯入深度（cm）可根据标准贯入试验击数，结合当地经验确定砂土的密实度、砂土的内摩擦角和一般黏性土的无侧限抗压强度，评价地基强度、土层液化可能性、单桩极限承载力、沉桩可能性和地基加固效果等。标贯试验：在测点B进行试验时，贯入器先打入土中15cm，后又连续打入土中10cm，10cm，5cm。其锤击数分别为10击，20击，20击，10击。判断测点B的标准贯入击数N值是多少，说明原因。【答案】测点B击数已达50击，而贯入深度未达30cm，故应对其标准贯入击数做如下换算：N=3050/（10+10+5）=60击十字板剪切试验一一系指用十字板剪切仪在原位直接测定饱和软黏土的不排水抗剪强度和灵敏度的试验。十字板剪切强度值，可用于地基土的稳定分析、检验软基加固效果、测定软弱地基破坏后滑动面位置和残余强度值以及地基土的灵敏度。静力触探试验一一静力触探试验适用于黏性土、粉土和砂土。可根据静力触探资料结合当地经验和钻孔资料划分土层，确定土的承载力、压缩模量、单桩承载力，判断沉桩的可能性、饱和粉土和砂土的液化趋势。浅层平板荷载试验一一可用于测定浅层地基各类岩土承压板下1.52.0倍承压板的宽度或直径深度的承载力和变形模量。圆锥动力触探试验一一分为轻型、重型和超重型三种，可用于黏性土、沙类土、碎石类土、极软岩、软岩等。根据圆锥动力触探试验成果，可进行力学分层，评定岩土的均匀性和物理性质、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，查明土洞、软硬土层界面、检测地基处理效果等。旁压试验一一可分为预钻式和自钻式两类：预钻式旁压试验可用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩、软岩；自钻式旁压试验可用于黏性士、粉土和砂土等。通过旁压试验，可确定岩土的初始压力、临塑压力、极限压力、旁压模量和地基允许承载力等参数。波速测试一一可用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速。波速测试成果可应用于计算岩土动力参数、评价岩体风化程度及完整性和刚度、划分土的类型和建筑场地类别以及探测地质分层和地质异常体等。岩石坚硬程度分类表 1E411021-3岩石坚硬程度极软岩软岩较软岩较硬岩坚硬岩岩石饱和单轴抗压强度fr（MPa）fr55fr1515fr3030fr60fr60 砂土按密实度分类 表 1E411021-4标准贯入击数N密实度标准贯入击数N密实度N10松散30N50密实10N15稍密N50极密实15N30中密 淤泥和砂的混合土 表1E411021-5名称淤泥含量Ms（）淤泥混砂30s砂混淤泥10s30 黏性土的分类表 1E411021-6塑性指数IP土的名称IP17黏土10P17粉质黏土黏性土的状态 表1E411021-7状态坚硬 硬塑可塑软塑流塑液性指数ILIL0 0IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1黏性土的天然状态 表1E411021-8黏性土状态坚硬 硬中等软很软标准贯入击数N15N8N15 4N82N4N2淤泥性土的分类 表1E411021-9指标土的名称孔隙比e含水率w（%）淤泥质土1.0e1.5 36w55淤泥1.5e2.4 55w85流泥e2.4w85序类别土的物理学性质或土工试验方法1孔隙特性含水量、孔隙比、孔隙率2流塑特性液限、塑限、液性指数、塑性指数3抗剪强度粘聚力、内摩擦角4原位勘探标准贯入试验、十字板剪切试验、静力触探试验、浅层平板荷载试验、圆锥动力触探试验、旁压试验、波速测试序土的物理学性质或土工试验方法作用1含水量孔隙比用于确定淤泥土分类2孔隙比塑性指数液性指数标准贯入试验静力触探试验圆锥动力触探试验用于确定单桩极限承载力3粘聚力内摩擦角用于土坡和地基稳定验算4塑性指数用于确定粘性土的名称5液性指数用于确定粘性土的状态【案例1E411021-1】1.背景某港口集装箱码头堆场，填土碾压密实。设计要求碾压密实度达到95%以上；击实试验测得回填土料的最大干密度为1.80g/cm；碾压后，现场取样检测碾压密实度，取土样重450.8g，测得其原状土体积为232.6cm、其含水率为12%。2.问题该堆场的碾压密实度是否达到了设计要求?【答案】根据含水率（%）的定义：含水率（%）=土体中的水重/土体中的土重土体中的水重=含水率（%）土体中的土重土体中的水重+土体中的土重=1+（%）土体中的土重即：现场取土样重=（1+12%）取样中的土重450.8=（1+12%）取样中的土重取样中的土重=450.8/（1+12%）=402.5g取样土的干密度为：402.5/232.6=1.73g/cm现场碾压密实度为：1.73/1.80=96.1%95%满足设计要求。四、航道疏浚工程地质勘察成果的应用（1）勘探线、点的布置要求航道工程初步设计阶段勘探线和勘探点宜在比例尺为1：1000或1：2000的地形图上布置。原状土孔的数量不少于勘探点总数的1/2，控制性勘探点的数量不少于勘探点总数的1/3。（2）钻孔分类与要求1)钻孔应分为技术孔和鉴别孔。技术孔应分控制性钻孔和一般性钻孔，技术孔数量不得少于总钻孔数的30%。2)疏浚区的钻孔深度应达到设计疏浚底高程以下23m。当钻孔深度未达到设计疏浚底高程并遇到中风化、微风化、未风化岩石类时，采取岩芯后即可终止钻孔。3)吹填区内的钻孔深度应根据吹填厚度、现场地质状况、岩土特性、围埝的作用和结构等因素确定。控制性钻孔深度不宜超过30m，一般性钻孔深度不宜超过20m。注：2.孤立勘探区域的钻孔不得少于3个；1E411022 港口与航道工程地形图和水深图的应用一、地形图地形图的比例尺，又称缩尺，是图上直线长度与地面上相应直线水平投影长度之比。一般说，比例尺越大，反映测区的地形越详细、精确。测图比例尺 表1E411022测量类别工程类别或阶段测图比例尺规划和设计测量规划和可行性研究1：20001：20000初步设计1：10001：5000施工图设计1：2001：2000施工测量水工建筑物及附属设施1：2001：2000航道1：10001：5000港池1：10001：2000泊位1：5001：1000吹填区1：5001：2000航道基本测量和 航道检査测量沿海运营1：20001：50000内河1：10001：25000地面上点的高程在地形图上用等高线表示。等高线即地面上高程相等的地点所连成的平滑曲线，它是一系列的闭合曲线，能表示出地面高低起伏的形态。两相邻等高线间的高程差称为等高线的间隔，简称等高距。等高线的密度越大，表示地面坡度越大。二、水深图在大地测量中，对于平均海水面即基准面以下的地面点，其高程则用从平均海平面向下量的负高程表示，如水面下某点距平均海平面的竖直距离为12m，则标为-12m。水下地形用连接相同水深点的等深线表示，形成水下地形图。沿海和感潮河段港口与航道工程及航运上常用的水深图（海图或航道图），其计量水深用比平均海平面低的较低水位或最低水位作为水深的起算面，称为理论深度基准面。这是因为一年内约有一半左右的时间海水位低于平均水位，为了保证船舶航行的安全，使图上标注的水深有较大的保证率。我国海港采用的理论深度基准面，即各港口或海域理论上可能达到的最低潮位。理论深度基准面是通过潮汐的调查分析和保证率计算。内河港口则采用某一保证率的低水位作为深度基准面。某一水域某时刻的实际水深由两部分组成：一部分是基准面以下的有保证的水深，即海图中所标注的水深，需再加上另一部分基准面以上的受天文、气象影响的那部分水深，即潮汐表中给出的潮高（或潮升）值。1.背景某海域理论深度基准面在黄海平均海平面以下1.29m，以黄海平均海平面作为基准的大地测量，测得该区域某浅点处海底高程为-6.00m，从当地潮汐表查得某时刻潮高为2.12m，该时刻某公司拖运沉箱恰好通过该浅点处，沉箱吃水5.5m，拖运的富余水深取0.5m。2.问题（1）港口工程通航水深计算的基准面应怎样选取?（2）当地潮汐表查得某时刻潮高的起算面是何基准面?（3）在背景所述时刻该海域浅点区的实际水深为多少?（4）某公司在背景所述时刻是否可拖运沉箱通过该浅点区?【答案】（1）港口工程通航水深计算的基准面应取该海域的理论深度基准面。（2）当地潮汐表查得某时刻潮高的起算面是当地的理论深度基准面。（3）以该海域的理论深度基准面为起算面计算的水深为：-6.00+1.29m=-4.71m，该时刻的潮高为2.12m。则在背景所述时刻该海域浅点区的实际水深为4.71m+2.12m=6.83m。（4）沉箱通过该浅点区需要的最小水深为：5.5m+0.5m=6.0m6.83m（实际水深）。所以该公司在背景所述时刻拖运沉箱通过该浅点区是可行的。