工程地质实习报告参考资料

1、一、 实习目的、意义本次实习是土木建筑工程专业学生必修课工程地质的教学实践环节。通过这次实习，将使学生进一步巩固工程地质学的基本原理，训练野外地质调查研究的基本方法和基本技能，使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的能力。同时加深对课堂教学知识的理解，形成比较完整的学科理论体系和方法技能体系，为今后学习其它专业课程打下必要的基础。二、 实习的内容工程地质实习分为野外工程地质调查和室内资料分析两部分。野外工程地质调查内容包括岩层界面产状三要素的测定、基本地质现象的认识和工程地质条件调查。室内资料分析包括典型地质景观形成的地质要素与岩体识别。1、岩层面产状的测量一般的地质测量，

2、如测量目的物的方位、岩层空间位置、山的坡度等，均用地质罗盘仪。这是地质工作者必须掌握的工具。地质罗盘仪式样较多，但其原理和构造大体相同。1.1 地质罗盘仪的基本构造一般都由磁针、磁针制动器、刻度盘、测斜器、水准器和瞄准器等几部分组成，并安装在一非磁性物质的底盘上（如图1-1）。图1-1地质罗盘仪构造图1反光镜；2瞄准觇板3磁针；4水平刻度盘；5垂直刻度盘；6测斜指示针（或悬锤）； 7长方形水准器；8圆形水准器；9磁针制动器；10顶针；11杠杆；12玻璃盖；13罗盘底盘磁针:为一两端尖的磁性钢针，其中心放置在底盘中央轴的顶针上，以便灵活地摆动。磁针制动器 是在支撑磁针的轴下端套着的一个自由环，此

3、环与制动小螺纽以杠杆相连，可使磁针离开转轴顶针并固结起来，以便保护顶针和旋转轴不受磨损，保持仪器的灵敏性，延长罗盘的使用寿命。刻度盘:分内（下）和外（上）两圈，内圈为垂直刻度盘，专作测量倾角和坡度角之用，以中心位置为0°，分别向两侧每隔10°一记，直至90°。外圈为水平刻度盘，其刻度方式有两种，即方位角和象限角，随不同罗盘而异，方位角刻度盘是从0°开始。在0°和180°处分别标注N和S（表示北和南）；90°和270°处分别标注E和W（表示东和西）如图1-2所示。必须注意：方位角刻度盘为逆时针方向标注。因测量时磁针相

4、对不动，移动的却是罗盘底盘。当底盘向东移，相当于磁针向西偏，故刻度盘逆时针方向标记（东西方向与实地相反）所测得读数即所求。在具体工作中。测斜指针（或悬锤）：是测斜器的重要组成部分，它放在底盘上，测量时指针（或悬锤尖端）所指垂直刻度盘的度数即为倾角或坡度角的值。图1-2 方位角刻度盘水准器:罗盘上通常有圆形和管形两个水准器，圆形者固定在底盘上，管状者固定在测斜器上，当气泡居中时，分别表示罗盘底盘和罗盘含长边的面处于水平状态。瞄准器:包括接目和接物觇板、反光镜中的细丝及其下方的透明小孔，是用来瞄准测量目的物（地形和地物）的。1.2 地质罗盘仪的使用方法在使用前需作磁偏角的校正，因为地磁的南、北两极

5、与地理的南、北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不重合，两者间夹角称磁偏角。地球上各点的磁偏角均定期计算，并公布以备查用。当地球上某点磁北方向偏于正北方向的东边时，称东偏（记为+）；偏于西边时，称西偏（记为）。如果某点磁偏角（）为已知，则一测线的磁方位角（A磁）和正北方位角（A）的关系为A=A磁±。如图1-3 A表示东偏30°，且测线所测的角亦为NE30°时，则A=30°+30°=NE60°；图1-3 B表示西偏20°，测线所测角为SE110°，则A=110°-20°=90°。

6、为工作上方便，可以根据上述原理进行磁偏角校正，磁偏角偏东时，转动罗盘外壁的刻度螺丝，使水平刻度盘顺时针方向转动一磁偏角值则可（若西偏时则逆时针方向转动）。经校正后的罗盘，所测读数即为正确的方位。在对方向或目的物方位进行测量时即测定目的物与测者两点所连直线的方位角。方位角是指从子午线顺时针方向至测线的夹角（如图1-3 C所示）。首先放松磁针制动小螺纽，打开对物觇板并指向所测目标，即用罗盘的北（N）端对着目的物，南（S）端靠近自己进行瞄准。使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝三者连成一直线，同时使圆形水准器的气泡居中，待磁针静止时，指北针所指的度数即为所测目标的方位角。图1-3A 磁偏角东偏示意

7、图 图1-3B 磁偏角西偏示意图 图1-3C罗盘仪测量目的物的1.3 岩层产状要素的测定岩层的空间位置决定于其产状要素，岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角（见图1-4）。图1-4岩层产状要素极其测量方法· 岩层走向的测量 岩层走向是岩层层面与水平面相交线的方位，测量时将罗盘长边的底棱紧靠岩层层面，当圆形水准器气泡居中时读指北或指南针所指度数即所求（因走向线是一直线，其方向可两边延伸，故读南、北针均可）。 · 岩层倾向的测量 岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线（真倾向线）在水平面上投影的方位。测量时将罗盘北端指向岩层向下倾斜的方向，以南端短棱靠着岩层层面，当圆形水准器气泡

8、居中时，读指北针所指度数即所求。 · 岩层倾角的测量 岩层倾角是指层面与假想水平面间的最大夹角，称真倾角。真倾角可沿层面真倾斜线测量求得，若沿其他倾斜线测得的倾角均较真倾角小，称为视倾角。测量时将罗盘侧立，使罗盘长边紧靠层面，并用右手中指拨动底盘外之活动扳手，同时沿层面移动罗盘，当管状水准器气泡居中时，测斜指针所指最大度数即岩层的真倾角。若测斜器是悬锤式的罗盘，方法与上基本相同，不同之处是右手中指按着底盘外的按纽，悬锤则自由摆动，当达最大值时松开中指，悬锤固定所指的读数即岩层的真倾角。 岩层产状的记录方法；如用方位角罗盘测量，测得某地层走向是330°、倾向为240°

9、;、倾角为50°，记做330°/SW50°，或记做240°50°（即只记倾向与倾角即可）。如果用方位角罗盘测量但要用象限角记录时，则需把方位角换算成象限角，再作记录。如上述地层产状其走向应为=360°330°=30°，倾向=240°180°=60°。其产状记作N30°W/SW50°，或直接记作S60W50则可。在地质图或平面图上标注产状要素时，需用符号和倾角表示。首先找出实测点在图上的位置，在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线（4mm）表示走向，再按岩层倾向方位，

10、在该线段中点作短垂线（2mm）表示倾向，然后，将倾角数值标注在该符号的右下方。2、野外实习基地地质概况2.1华山省级地质公园济南华山省级地质公园，2011年8月4日正式揭碑开园。面积60.652 。紧邻济青高速公路南侧交通便利，是以辉长岩奇石景观及华泉景观为鲜明特色，涵盖山体崩塌遗迹，中小型构造，典型基性岩体剖面等多种地质遗迹类型的地质公园，分别如下图所示。图2.1直立岩层及其崩塌遗迹图2.2辉长岩体风华后形成的龟石图2.3三组方向节理共存而成的“蛇头”图2.4剪节理与平移断层图2.5节理面被树枝填充图2.6X节理面辉长岩：属于基性岩，主要矿物是辉石和斜长石，次要矿物为角闪石和橄榄石。颜色为灰

11、黑至暗绿色。具有中粒全晶质结构，块状构造。节理：岩层受力后，裂面两侧岩层沿断裂面没有明显相对位移时的断裂构造。节理按成因分为原生节理、构造节理和表生节理。 原生节理：指岩石形成过程中形成的节理。 构造节理：构造运动产生的构造应力形成的节理。 表生节理：由卸荷、风化、爆破、溶蚀等作用形成的节理，分别称为卸荷节理、风化节理、爆破节理和溶蚀节理。节理按力学性质分为剪节理和张节理。剪节理：一般为构造节理，由剪应力形成的剪切破裂面组成。一般与主应力成450-/2角度相交，其中为岩石的内摩擦角。剪节理一般成对出现，相互交切为X状。剪节理面多平直，常呈密闭状态，或张开度很小，在砾石中可切穿砾石。张节理：构造

12、节理，也可是表生节理、原生节理，由张应力形成。张节理张开度较大，透水性好，节理面粗糙不平，在砾岩中绕开砾石。节理发育程度分级节理不发育：节理1-2组，规则，为构造型，间距在1米以上，多为密闭节理，岩体切割成大块状。节理较发育：节理2-3组，呈X型，较规则，以构造型为主，多数间距大于0.4米，多为密闭节理，部分为微张节理，少有充填物。岩体切割成大块状。节理发育：节理3组以上，不规则，呈X型或米字型，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4米，大部分为张开节理，部分有充填物。岩体切割成块石状。节理很发育：节理3组以上，杂乱，以风化和构造型为主，多数间距小于0.2米，以张开节理为主，有个别宽张节理，

13、一般均有充填物。岩体切割成碎块状。落石：陡坡上个别岩石块体在重力或其他外力作用下突然滚落的现象。 2.2蟠龙山省级地质公园济南市历城区蟠龙山省级地质公园，已揭牌开园，面积23.52 。位于济南市东郊，紧邻济南多条交通干线交通便利。蟠龙山属于鲁中山地泰山余脉北缘，公园面积：23.52，公园内沟壑纵横，孤峰突耸，绝壁陡峭，错落有致。主要地质遗迹有溶蚀(溶洞)、崩塌、构造剥蚀、水体地质遗迹等，分别如图所示。图2.7蟠龙山褶皱地貌图2.8石灰岩体的层面构造特征图2.9石灰岩的水平层理图2.10石灰岩的溶蚀 图2.11石灰岩中结核 图2.12崩塌遗迹图2.13陡立岩层1、沉积岩化学岩及生物化学岩：先期岩

14、石分解后溶于溶液中的物质被搬运到盆地后，再经化学或生物化学作用沉淀而成的岩石。石灰岩：方解石矿物占90%-100%，有时含有少量白云石、粉砂粒、粘土等。纯石灰岩为浅灰白色，含有杂质时颜色有灰红、灰褐、灰黑等色。性脆，遇稀盐酸时起泡剧烈。在形成过程中，由于风浪振动，有时形成特殊结构，如鲕状、竹叶状、团块状等结构。2、沉积岩的层理构造层理：指岩层中物质成分、颗粒大小、形状和颜色在垂直方向发生变化时产生的纹理，每一个单元的层理构造代表一个沉积动态的改变。水平层理：是在稳定的或流速很小的水流中沉积形成，层理面平直，与层面平行。3、暂时性流水的地质作用洗刷作用：大气降水沿地表流动的部分，在汇入洼地或沟谷

15、以前，沿整个山坡坡面漫流，把覆盖在坡面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡脚处，这个过程叫洗刷作用。坡积层的特点：（1）坡积层位于山坡坡脚处，其厚度变化较大，坡脚处最厚，向山坡上部及远离山脚方向均逐渐变薄尖灭。（2）坡积层多由碎石和粘性土组成，其成分与下伏基岩无关，而与山坡上部基岩成分有关。（3）由于从山坡上部到到坡脚搬运距离较短，坡积层层理不明显，碎石棱角清楚。（4）坡积层松散、富水，作为建筑物地基强度很差，而且坡积层容易发生滑坡。4、风化作用是指在地表或近地表的条件下，由于气温、大气、水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地发生分解和破坏的过程。 化学风化：化学风化作用（chemic

16、al  weathering）是指大气和水所引起的氧化、溶解、碳酸化、水化等作用对岩石的分解破坏过程。溶解作用： 指水溶液溶解岩石的某些易溶成分，使其松软、破碎、崩解的过程。CaCO3+CO2+H2O->Ca(HCO3)25、褶皱构造在构造运动作用下岩层产生的连续弯曲变形形态，称为褶皱构造 向斜：岩层弯曲向下凹陷，核部地层时代新，两翼地层时代老 背斜：岩层弯曲向上凸出，核部地层时代老，两翼地层时代新 6、崩塌与落石崩塌：陡坡上岩体或土体，在重力作用下和其他外力作用下，突然向下崩塌的现象。 落石：陡坡上个别岩石块体在重力或其他外力作用下突然滚落的现象。 水平地震作用下，边坡岩体稳

17、定性大大降低，致使崩塌、落石发生。 崩塌的形成机理：（1）倾倒崩塌 巨大而直立岩体以垂直节理或裂隙与稳定岩体分开，高而窄的岩体横向稳定性差，失稳时岩体以坡脚某一点为转点发生转动倾倒（2）滑移崩塌 陡坡上不稳定岩体下部有下滑趋势，当有光滑结构面时，可能发生。滑移产生的关键在于开始时滑移，岩体重心一经滑出陡坡，崩塌会发生。 （3）鼓胀崩塌陡坡上不稳定岩体有较厚的软弱岩层，在连续大雨或地下水补给条件下，下部软弱岩层被软化。在上部岩体的重力作用下，下部软岩，被挤出，向外膨胀，不稳定岩体不断下沉、外移和倾斜，重心移出坡面，崩塌发生。 （4）拉裂崩塌 陡坡软硬岩互层时，上部坚硬岩层在断面处常以悬臂梁形式突

18、出。梁顶承受的拉力最大，导致开裂，同时拉应力进一步集中于尚未产生节理、裂隙部位（5）错断崩塌 陡坡上长柱状和板状不稳定岩体在某些因素作用下，使长柱或板状不稳定岩体下部板被错断或崩塌，破坏取决于岩体下部自重产生切应力是否大于岩石抗剪强度。 3、隧道工程中常见的地质灾害分析图3.1大规模突水突泥后的隧道 图3.2突水突泥的隧道由于在隧道中进行施工工作时，其中地质环境较为复杂，因此塌方情况时常发生，突水突泥（图）以及岩溶塌陷等地质灾害问题频发，本实习讲座环节着重介绍了涌水与突水的地质问题。3.1突水突泥形成条件地下水的力学作用有静水压作用和劲水压作用，这两种作用都能使岩体发生水力劈裂，使裂隙连锁增加

19、，张开度增大，从而增加渗透力，使局部隔水屏障作用被突破，地下水位高出，从而形成突水突泥。综合来看，“高压、富水、不良地质”三者不利组合是诱发突水突泥突石灾害的地质条件。3.2突水突泥地质特点由于隧道通过的地质地段条件复杂，揭露的水文地质单元，水源补给量充足，所以有以下两个特点：（1）突水量大，压力大（2）突水突泥过程中，由于夹带着大量的泥沙，随着隧道的开挖，使地下水排泄有了新通道，破坏了原有的补径，加速了径流循环，同时加速了地下水对岩体的改造作用。3.3突水突泥的防治为防范风险隧道发生突水突泥灾害，请记住以下关键词。风险源：水、高压、岩溶与断层。技术方案：释能降压（图3.3）、帷幕注浆（图3.

20、4）。安全措施：进洞条件、超前预报、水文监测、防灾报警。管理制度：专项机制、决策制度、分级督办。图3.3溶洞放水释压图3.4溶洞中断层处灌浆处理三、 实习的成果形式与要求1、 提交实习笔记；2、 提交实习报告实习报告的内容包括：实习动员注意事项、地质罗盘仪的实用实践、校外华山地质公园和蟠龙山地质公园野外地质实习内容、并附野外实习的相关图片。四、 实习计划1、 实习方式实习集中实习为主，包括校外野外地质参观和地质罗盘仪的使用，指导教师野外讲解2、 实习时间安排6月12日 （周一） 11J6302实习动员实习动员6月13日 （周二）1501、1505、土卓1501班1502-1504班 留学生 蟠龙山省级地质公园实习6月14日 （周三）1501、1504-5班 地质罗盘仪的使用（徐尧（领队）、刘燕、王君鹏） 实习地点11教北面沿青龙山马路 时间领队老师定1502-1503班、土卓1501班 留学生 华山地质公园实习（吕颖慧（领队）、马静、燕彬） 上午9:00在高墙王站前集合6月15日 （周四）1501、1504-5班 华山地质公园实习（徐尧（领队）、刘燕、王君鹏）上午9:00在高墙王站前集合1502-1503班、土卓1501班 留学生 地质罗盘仪的使用（吕颖慧（领队）、马静、燕彬）实习地点11教北面沿青龙山