工程技术与计量讲义(李毅佳)

考试概述一、教材、大纲的说明今年采用的是2009年版的教材和大纲，大家可以使用老教材。二、本科目的试卷结构及基本应试技巧本科目的考试时间为2.5小时，题型全部采用客观题形式，共80题。其中单项选择题60题，每题1分，合计60分；多项选择题20题，每题2分，合计40分；试卷总分100分，合格分数线为60分。考生在考试时要注意：单项选择题（四选一）是否有把握都要答，而多项选择题（五选二至四）要慎重，有把握的才可以选择，因为选对一个可得0.5分，但其中若有一个选错则本题不得分。三、2011年真题分值分布情况章节名称分值第一章工程地质8分第二章工程构造18分第三章工程材料16分第四章工程施工技术20分第五章工程项目管理规划14分第六章工程计量24分四、各章知识点特点章节名称特点第一章工程地质知识点较分散，范围覆盖较大，真题难度上相对较小，复习以真题为主。第二章工程构造知识体系比较成熟，考核综合性较强，真题比较成熟，集中性较高。第三章工程材料相对篇幅分值较大，主要掌握特点和适用范围，会选用。第四章工程施工技术篇幅较长，分值也较大，但是有些章节分值较少，仅1分，复习时要掌握重点。第五章工程项目管理规划不难理解，记忆为主。第六章工程计量分值较大，含金量很高。要求全面掌握，考核主要以文字为主，近两年也有考计算的趋势。第一章工程地质一、考试大纲（一）熟悉工程地质对建设工程的影响（二）了解地质岩性和地质构造（三）掌握岩体特征、地下水特征以及对建筑工程的影响二、考情分析本章主要以单选题为主，单选题6题，多选题1题。共计8分。考试中注意第一节要求熟悉，第二节和第三节要求了解，第四节要求掌握。但是各节分值比较平均，每节2分。本章知识点较分散，内容涵盖较多，学员应该理解记忆。本章历年真题分值分布三、主要考点本章应掌握的关键知识点如下：第一节：工程地质对建设工程的影响（熟悉）1.工程地质对建设工程选址的影响2.工程地质对建筑结构的影响3.工程地质对工程造价的影响4.常见工程地质问题与防治第二节：地质岩性（了解）1.岩石矿物特性2.岩石物理力学性质3.岩石成因类型及其特征4.土的工程性质第三节：地质构造（了解）1.水平构造和单斜构造2.褶皱构造3.断裂构造4.地震的震级和烈度第四节：岩体特征（掌握）1.岩体结构分析2.岩体力学特征3.地下水特征4.地下洞室围岩稳定性5.边坡岩体稳定性四、本章框架知识体系及分值章节分值第一节工程地质对建设工程的影响2分第二节地质岩性2分第三节地质构造2分第四节岩体特征2分五、系统讲解第一节工程地质对建设工程的影响工程地质是建设工程地基及其一定影响区域的地层性质。建设工程根据其规模、功能、质量、建筑布置、结构构成、使用年限、运营方式和安全保证等，要求地基及其一定区域的地层有一定的强度、刚度、稳定性和抗渗性。一、工程地质对建设工程选址的影响工程地质对建设工程选址的影响，主要是各种地质缺陷对工程安全和工程技术经济的影响。一般中小型建设工程的选址，工程地质的影响主要是在工程建设一定影响范围内，地质构造和地层岩性形成的土体松软、湿陷、湿胀、岩体破碎、岩石风化和潜在的斜坡滑动、陡坡崩塌、泥石流等地质问题对工程建设的影响和威胁。大型建设工程的选址，工程地质的影响还要考虑区域地质构造和地质岩性形成的整体滑坡，地下水的性质、状态和活动对地基的危害。特殊重要的工业、能源、国防、科技和教育等方面新建项目的工程选址，要高度重视地区的地震烈度，尽量避免在高烈度地区建设。地下工程的选址，工程地质的影响要考虑区域稳定性的问题。对区域性深大断裂交汇、近期活动断层和现代构造运动较为强烈的地段，要给予足够的注意。也要注意避免工程走向与岩层走向交角太小甚至近乎平行的地质构造。道路选线尽量避开断层裂谷边坡，尤其是不稳定边坡；避开岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡，尤其是岩层倾角小于坡面倾角的顺向坡；避免路线与主要裂隙发育方向平行，尤其是裂隙倾向与边坡倾向一致的；避免经过大型滑坡体、不稳定岩堆和泥石流地段及其下方。2010年真题：1.道路选线难以避开地质缺陷，但尽可能使路线（）。A.处于顺风坡上方B.处于顺风坡下方C.与岩层走向接近正交D.与岩层走向接近平行[答疑编号4369010101]『正确答案』C『答案解析』参见教材P1。二、工程地质对建筑结构的影响（1）对建筑结构选型和建筑材料选择的影响。例如，按功能要求可以选用砖混或框架结构的，因工程地质原因造成的地基承载力、承载变形及其不均匀性的问题，而要采用框架结构、筒体结构；可以选用钢筋混凝土结构的，而要采用钢结构；可以选用砌体的，而要采用混凝土或钢筋混凝土。（2）对基础选型和结构尺寸的影响。有的由于地基土层松散软弱或岩层破碎等工程地质原因，不能采用条形基础，而要采用片筏基础甚至箱形基础。对较深松散地层有的要采用桩基础加固。有的要根据地质缺陷的不同程度，加大基础的结构尺寸。（3）对结构尺寸和钢筋配置的影响。为了应对地质缺陷造成的受力和变形问题，有时要加大承载和传力结构的尺寸，提高钢筋混凝土的配筋率。（4）地震烈度对建筑结构和构造的影响。工程所在区域的地震烈度越高，构造柱和圈梁等抗震结构的布置密度、断面尺寸和配筋率要相应增大。2009真题1.在地基为松散软弱土层，建筑物基础不宜采用（）。A.条形基础B.箱形基础C.柱下十字交叉基础D.片筏基础[答疑编号4369010102]『正确答案』A『答案解析』地基土层松散软弱或岩层破碎等工程地质原因不宜采用条形基础。参见教材P2。三、工程地质对工程造价的影响工程地质勘察作为一项基础性工作，对工程造价的影响可归结为三个方面：一是选择工程地质条件有利的路线，对工程造价起着决定作用；二是勘察资料的准确性直接影响工程造价；三是由于对特殊不良工程地质问题认识不足导致的工程造价增加。此外，特殊不良地质的处治是典型的岩土工程，包含着地质和土木工程的复合技术。2009真题1.应避免因工程地质勘察不详而引起工程造价增加的情况是（）。A.地质对结构选型的影响B.地质对基础选型的影响C.设计对结构造型的影响D.施工阶段发现特殊不良地质条件[答疑编号4369010103]『正确答案』D『答案解析』参见教材P2。四、常见工程地质问题与防治（1）松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层，如砂和砂砾石地层等，可挖除，也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固；对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗；对于影响边坡稳定的，可喷射混凝土或用土钉支护。对不满足承载力的软弱土层，如淤泥及淤泥质土，浅层的挖除，深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。（2）风化、破碎岩层。风化一般在地基表层，可以挖除。破碎岩层有的较浅，可以挖除。有的埋藏较深，如断层破碎带，可以用水泥浆灌浆加固或防渗；风化、破碎处于边坡影响稳定的，可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面，必要时配合注浆和锚杆加固。（3）裂隙发育岩层。对于影响地基承载能力和抗渗要求的，可以用水泥浆注浆加固或防渗。对于影响边坡稳定的，采用锚杆加固。（4）断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差，影响承载力或抗渗要求的断层，浅埋的尽可能清除回填，深埋的注水泥浆处理；浅埋的泥化夹层可能影响承载能力，尽可能清除回填，深埋的一般不影响承载能力。（5）岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时，可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的，可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶，也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆，对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾，或做桩基处理。（6）地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时，要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水，降低地下水位。（7）滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。防止滑坡，经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重，未经论证不要轻易扰动滑坡体。在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施。采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。（8）对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩，地下工程开挖后，要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架，拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。支护多采用土钉、锚杆、锚索和喷射混凝土等联合支护方式。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土，也可采用钢板衬砌。2010年真题：2.在不满足边坡防渗和稳定要求的砂砾地层开挖基坑，为综合利用地下空间，宜采用的边坡支护方式是（）。A.地下连续墙B.地下沉井C.固结灌浆D.锚杆加固[答疑编号4369010104]『正确答案』A『答案解析』影响工程建设得到工程地质问题及其防治处理方法很多，对不满足承载力要求的松散土层、如砂和砂砾石地层等，可挖除，也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固；对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗；对于影响边坡稳定的，可喷射混凝土或用土钉支护。参见教材P18。第二节地质岩性一、岩石矿物特性矿物是存在于地壳中的具有一定物理性质和化学成分的自然元素和化合物。其中构成岩石的矿物，称为造岩矿物。组成地壳的岩石，都是在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。矿物的成分、性质及其在各种因素影响下的变化，都会对岩石的强度和稳定性发生影响。（1）颜色。颜色是矿物最明显、最直观的物理性质。根据成色原因，可分为白色、他色和假色。白色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义；他色是由于混入物引起的颜色；假色则是由于某种物理光学过程所致。（2）光泽。光泽是矿物表面的反光能力，用类比方法常分为四个等级：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽。另外，由于矿物表面不平、内部裂纹等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。矿物遭受风化后，光泽强度就会有不同程度的降低，如玻璃光泽变为油脂光泽等。（3）硬度。硬度是矿物抵抗外力刻划、压入或研磨等机械作用的能力。鉴定矿物常用一些矿物互相刻划来测定其相对硬度，一般分为10个标准等级，如表1.2.1矿物硬度表所列。表1.2.1矿物硬度表硬度123456789101矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英黄玉刚玉金刚石在实际工作中常用可刻划物品来大致测定矿物的相对硬度，如指甲约为2～2.5度，玻璃约为5.5～6度，钢刀约为6～7度。二、岩石物理力学性质（一）岩石的主要物理性质1.重量岩石的重量是岩石最基本的物理性质之一，一般用比重和重度两个指标表示。岩石的比重是岩石固体（不包括孔隙）部分单位体积的重量，在数值上等于岩石固体颗粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。常见的岩石的比重一般介于2.4～3.3之间。岩石的比重决定于组成岩石的矿物的比重及其在岩石中的相对含量。岩石的重度也称容重，是岩石单位体积的重量，在数值上等于岩石试件的总重量（包括孔隙中的水重）与其总体积（包括孔隙体积）之比。岩石重度的大小决定于岩石中矿物的比重、岩石的孔隙性及其含水情况。岩石孔隙中完全没有水存在时的重度，称为干重度；孔隙全部被水充满时的重度，称为饱和重度。一般来讲，组成岩石的矿物比重大，或岩石的孔隙性小，则岩石的重度就大。在相同条件下的同一种岩石，重度大就说明岩石的结构致密、孔隙性小，岩石的强度和稳定性也较高。2.孔隙性岩石的孔隙性用孔隙度表示，反映岩石中各种孔隙的发育程度。在数值上等于岩石中各种孔隙的总体积与岩石总体积的比，以百分数计。孔隙性对岩石的强度和稳定性产生重要的影响。岩石孔隙度的大小，主要取决于岩石的结构和构造，同时也受外力因素的影响。未受风化或构造作用的侵入岩和某些变质岩，其孔隙度一般是很小的，而砾岩、砂岩等一些沉积岩类的岩石，则经常具有较大的孔隙度。3.吸水性岩石的吸水性一般用吸水率表示，反映岩石在一定条件下（在通常大气压下）的吸水能力。在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比，也可以百分数计。岩石的吸水率与岩石孔隙度的大小、孔隙张