工程地质基础课程设计(上传群)

1、土木工程2011级工程地质基础课程设计（14周）指导教师朱章 光 卫 程设计目的 通过综合训练，进一步提高通过综合训练，进一步提高读图读图、制图制图和和编写文字报告编写文字报告的能力，巩固所的能力，巩固所学工程地质学的基本概念、理论和方学工程地质学的基本概念、理论和方法，为后续专业课程打下扎实基础。法，为后续专业课程打下扎实基础。任任 务务 分分 解解 1 1、阅读、阅读* * * *地区地形地质图（分地区地形地质图（分8 8组）组） 2

2、2、分析该地区基本构造特征、分析该地区基本构造特征 3 3、在地质图上作图切地质剖面图、在地质图上作图切地质剖面图 4 4、完成工程地质分析报告撰写、完成工程地质分析报告撰写报告格式报告格式标题：标题：* * * *地区地质条件概述及工程稳定性分析地区地质条件概述及工程稳定性分析 一、引言（读图目的、要求，图幅名称、比例尺、图一、引言（读图目的、要求，图幅名称、比例尺、图 区地形轮廓等）区地形轮廓等） 二、地层（分布、接触关系、产状）二、地层（分布、接触关系、产状） 三、岩浆岩（岩体、岩脉）三、岩浆岩（岩体、岩脉） 四、构造（褶皱、断裂、其它）四、构造（褶皱、断裂、其它） 五、简述区域构造演化

3、史五、简述区域构造演化史 六、区域工程地质稳定性分析评价六、区域工程地质稳定性分析评价 七、总七、总 结结设计要求 时间：每天保证6学时学时以上 上午8:30-12:10， 下午1:30-3:10期间必须在指定教室完成设计 地点：K704、K706设计成果要求 本周周五（6月7日）下午3:00提交图件资料及报告资料 图件统一用方格纸绘制 报告字数：2000字以上，采用统一课程设计封面注意事项：1、课程设计期间，指导教师全程指导，有任何问题可直接请教。 2、在分组课程设计期间，同学之间应发扬互助协作精神，但同组同学各自的设计报告需独立思考完成，发现相似度过高者均以零分记。3、课程设计期间严格遵守

4、上课纪律，请假需正式假条，请假人直接向指导老师请假。未请假旷课者设计以零分记。图件参数参考 凌河地形地质图 地层倾角：40 金山镇地质图 左下幅两个圈状地层取消 红坝地形地质图 地层倾角：32 松溪地形地质图 地层倾角：48 嘉阳坡地形地质图 英峰地区地质图英峰地区构造纲要图任务一、读水平倾斜岩层地区任务一、读水平倾斜岩层地区地质图并作剖面地质图并作剖面一、地质图基本知识一、地质图基本知识二、阅读地质图的一般步骤和方法二、阅读地质图的一般步骤和方法三、阅读三、阅读地地质质图实例图实例四、编制水平岩层地区地质图四、编制水平岩层地区地质图五、编制地层柱状图五、编制地层柱状图六、编制六、编制A-B地

5、质剖面图地质剖面图一、地质图基本知识一、地质图基本知识 地质图 概念：用规定的符号、色谱和花纹符号、色谱和花纹将地壳某部分的地质体和地质现象按照一定比例按照一定比例概括地投影到地形图或平面图上。 意义：可反映出该区地质体的物质组成、构造物质组成、构造改造、时空格架等特征改造、时空格架等特征。 类 型 普通地质图包含地层、岩石、构造地层、岩石、构造。 专门地质图-构造纲要图、矿产图、矿区地质构造纲要图、矿产图、矿区地质图、水文地质图、工程地质图、第四纪地质图、图、水文地质图、工程地质图、第四纪地质图、岩浆岩分布图岩浆岩分布图二、阅读地质图的一般步骤和方法二、阅读地质图的一般步骤和方法图框外边1.

6、 图名图名：表示地质图的性质和图幅所在地区2. 比例尺比例尺：精度，有数字比例尺和线条比例尺3. 图例图例：地层、岩石、构造、矿产4. 责任表责任表5. 地质剖面图地质剖面图：使读者了解对于深部地质构造的判断；图上有其位置。6. 综合柱状图综合柱状图：位于图的左边，比例尺可以有所变化，随详细程度和地层厚度而定。7. 接图表接图表综合地层柱状图综合地层柱状图二、阅读地质图的一般步骤和方法二、阅读地质图的一般步骤和方法 图框内部分析地形：分析地形： 地形等高线（大比例尺图）地形等高线（大比例尺图） 水系、山脉、山峰水系、山脉、山峰地质内容：地质内容：地层地层时代及其分布、地层和时代及其分布、地层和

7、岩体产状、接触关系；地质构造中的褶岩体产状、接触关系；地质构造中的褶皱、断裂；火成岩岩体产状等。皱、断裂；火成岩岩体产状等。三、阅读三、阅读地地质质图实例图实例框外框外-框内框内-地形地形地层时代地层时代水平岩层水平岩层倾斜岩层倾斜岩层出露宽度出露宽度 相反相同地层出露界线、斜切地形等高线在岩层层序正常的情况下，顺岩层倾向越来越新l相同相反 相同相反“V”字型法则字型法则（2）l“V”字型法则字型法则（3） 相同相同 一幅正式地质图通常附有一条或几条通过图区的主要地质一幅正式地质图通常附有一条或几条通过图区的主要地质构造的图切地质剖面图，以反映图区构造形态及其组合特征。构造的图切地质剖面图，以

8、反映图区构造形态及其组合特征。它与地质图相结合，有助于我们从三维空间去认识和恢复地质它与地质图相结合，有助于我们从三维空间去认识和恢复地质构造形态和产状。构造形态和产状。绘制图切剖面的方法和步骤如下绘制图切剖面的方法和步骤如下：1 1选择剖面位置选择剖面位置 在分析图区地形特征、地层的出露、分布在分析图区地形特征、地层的出露、分布和产状变化以及构造特点的基础上，要使所作的剖面尽量垂直和产状变化以及构造特点的基础上，要使所作的剖面尽量垂直于区内地层走向，并通过地层出露较全和图区主要构造部位。于区内地层走向，并通过地层出露较全和图区主要构造部位。选定后，将剖面线标定在地质图上。选定后，将剖面线标定

9、在地质图上。三三 绘制倾斜岩层地质剖面图绘制倾斜岩层地质剖面图2 2绘地形剖面绘地形剖面 在绘图纸上画出在绘图纸上画出剖面基线，长短与剖面相等，两剖面基线，长短与剖面相等，两端注上垂直线条比例尺，按等高端注上垂直线条比例尺，按等高间距作一系列平行于基线的水平间距作一系列平行于基线的水平线。基线标高一般取比剖面所过线。基线标高一般取比剖面所过最低等高线高度再低一、二个间最低等高线高度再低一、二个间距，然后以基线为起点，按等高距，然后以基线为起点，按等高距依次注明每条平行线的高程并距依次注明每条平行线的高程并将基线与地质图上剖面线放平行。将基线与地质图上剖面线放平行。最后将地质图上剖面线与地形等最

10、后将地质图上剖面线与地形等高线各交点投影到相应高程的水高线各交点投影到相应高程的水平线上，按实际地形平滑连接相平线上，按实际地形平滑连接相邻点即可。邻点即可。 3完成地质剖面完成地质剖面 将地质图上剖面线与将地质图上剖面线与地质界线地质界线( (地层分界线、地层分界线、不整合线、断层线等不整合线、断层线等) )的的各交点投影到地形剖面曲各交点投影到地形剖面曲线上线上( (图中虚点线图中虚点线) )，按各，按各点附近地层倾向和倾角绘点附近地层倾向和倾角绘出分层界线。如剖面与走出分层界线。如剖面与走向斜交时，则应按剖面方向斜交时，则应按剖面方向的视倾角绘分层界线向的视倾角绘分层界线。4 4标绘花纹

11、、代号标绘花纹、代号 对各小层应按其岩性绘上相应的岩性花纹对各小层应按其岩性绘上相应的岩性花纹( (参见附录参见附录1)1)，并按照地质图要求注明地层代号，并按照地质图要求注明地层代号( (如图如图) )。岩性花。岩性花纹有时要附图例。纹有时要附图例。5 5整饰剖面图整饰剖面图 按实习一的地质剖面图格式要求进行整饰。按实习一的地质剖面图格式要求进行整饰。6.6.几个要注意的问题几个要注意的问题： 图名：图名：XXXX地区地区XXXX图切地质剖面图；图切地质剖面图； 纵横比例尺要一致，否则要注明，并尽量划线比例尺；纵横比例尺要一致，否则要注明，并尽量划线比例尺； 整合接触的岩层上下层倾角变化时要

12、逐渐变化，不要突变；整合接触的岩层上下层倾角变化时要逐渐变化，不要突变； 角度不整合要先画不整合面上再画其下，并按各自产状画；角度不整合要先画不整合面上再画其下，并按各自产状画； 岩性花纹中的横线必须与分层界限平行；岩性花纹中的横线必须与分层界限平行； 地层严格按产状绘制；地层严格按产状绘制； 剖面整饰要全面，缺一不可；剖面整饰要全面，缺一不可； 先在米格纸上用铅笔轻画，等全部画完并调整好了，再上墨。先在米格纸上用铅笔轻画，等全部画完并调整好了，再上墨。 褶皱构造图切剖面有两种：一种是铅直剖面，一般横切褶褶皱构造图切剖面有两种：一种是铅直剖面，一般横切褶皱延伸方向，这是常用的剖面图，它适用于在

13、各种比例尺地质皱延伸方向，这是常用的剖面图，它适用于在各种比例尺地质图上反映褶皱在与图面图上反映褶皱在与图面( (水平面水平面) )垂直面上的褶皱特征；垂直面上的褶皱特征； 另一种是垂直于褶皱枢纽的剖面，称为另一种是垂直于褶皱枢纽的剖面，称为横截面图横截面图或正交剖或正交剖面图，对于构造变形较强烈、枢纽倾伏角较大的褶皱较复杂的面图，对于构造变形较强烈、枢纽倾伏角较大的褶皱较复杂的地区地区( (如变质岩区如变质岩区) )，这种横截面图能比较真实地反映褶皱在剖，这种横截面图能比较真实地反映褶皱在剖面上的形态。横截面图通常是在比例尺较大的地质图上绘制。面上的形态。横截面图通常是在比例尺较大的地质图上

14、绘制。皱横截面图是在垂直于褶皱枢纽的截面上投影而成的。皱横截面图是在垂直于褶皱枢纽的截面上投影而成的。 我们顺着褶皱枢纽倾伏方向进行观察的位置，顺着枢纽倾我们顺着褶皱枢纽倾伏方向进行观察的位置，顺着枢纽倾伏方向观察产生缩短视线的伏方向观察产生缩短视线的“侧瞰构造侧瞰构造”的效应。这种图是从的效应。这种图是从地质图上用正投影方法绘制的，因此，一张反映褶皱构造形态地质图上用正投影方法绘制的，因此，一张反映褶皱构造形态出露较完整、标明有枢纽产状的良好的地质图是绘制横截面图出露较完整、标明有枢纽产状的良好的地质图是绘制横截面图的基础。的基础。四四 绘制褶皱地区剖面图绘制褶皱地区剖面图褶皱地区铅直剖面图

15、绘制方法步骤：褶皱地区铅直剖面图绘制方法步骤：1 1分析图区地形和褶皱特征分析图区地形和褶皱特征 分析时应注意地层界线的弯曲是与分析时应注意地层界线的弯曲是与岩层产状和地形的影响有关还是与次级褶皱有关，如是次级褶岩层产状和地形的影响有关还是与次级褶皱有关，如是次级褶皱，应在剖面上反映出来。皱，应在剖面上反映出来。2 2选定剖面位置选定剖面位置 剖面线应尽可能垂直褶皱轴迹延伸方向，且能剖面线应尽可能垂直褶皱轴迹延伸方向，且能通过全区主要褶皱构造，剖面线应标绘在地质图上。通过全区主要褶皱构造，剖面线应标绘在地质图上。3 3绘出地形剖面绘出地形剖面 4 4在剖面线上和地形剖面上用铅笔标出背斜在剖面线

16、上和地形剖面上用铅笔标出背斜(A)(A)和向斜和向斜(V)(V)的位置的位置 除标出明显的褶皱外，对于剖面附近可能隐伏延展到剖面切过除标出明显的褶皱外，对于剖面附近可能隐伏延展到剖面切过处的次级褶皱，也应将其轴迹线延到与剖面线相交处，也在剖处的次级褶皱，也应将其轴迹线延到与剖面线相交处，也在剖面线和地形剖面上标出相应位置面线和地形剖面上标出相应位置( (图图16)16)。 P115 5绘出褶皱形态绘出褶皱形态 将剖面线切过的地层界线的交点和褶皱将剖面线切过的地层界线的交点和褶皱( (包括次包括次级褶皱级褶皱) )的转折端位置均投影到地形剖面上。在绘褶皱构造时应注的转折端位置均投影到地形剖面上。

17、在绘褶皱构造时应注意以下几点：意以下几点： (1)(1)剖面切过不整合界线时，剖面切过不整合界线时，应先画不整合面以上的地层和构造，应先画不整合面以上的地层和构造，然后再画不整合面以下的地层和构造，被不整合面所掩盖的地质然后再画不整合面以下的地层和构造，被不整合面所掩盖的地质界线和构造，可顺其延伸趋势延至剖面线上界线和构造，可顺其延伸趋势延至剖面线上( (如图如图1616中的中的m m点点) )，再，再将该点投影到不整合面，从此点绘出不整合面以下的地层界线和将该点投影到不整合面，从此点绘出不整合面以下的地层界线和构造；构造； (2)(2)剖面切过断层时剖面切过断层时，先画断层，然后再画断层两侧

18、的地层和构，先画断层，然后再画断层两侧的地层和构造；造； (3)(3)绘褶皱构造应先从褶皱核部绘褶皱构造应先从褶皱核部地层界线开始，逐次绘出两翼，地层界线开始，逐次绘出两翼，并要注重表现出次级褶皱；并要注重表现出次级褶皱； (4)(4)剖面线与地层走向斜交时剖面线与地层走向斜交时，应按地层的视倾角画出剖面，如，应按地层的视倾角画出剖面，如剖面切过的地点无岩层产状数值，可按同一翼最邻近的产状数据剖面切过的地点无岩层产状数值，可按同一翼最邻近的产状数据来画；来画； (5)(5)褶皱同一翼的相邻岩层的倾角相差较大褶皱同一翼的相邻岩层的倾角相差较大，上下岩层又是整合，上下岩层又是整合接触关系，这可能是

19、岩层倾角局部变陡或变缓的表现，可按两翼接触关系，这可能是岩层倾角局部变陡或变缓的表现，可按两翼同一岩层厚度基本不变的前提，在地表处的岩层倾角可按所测量同一岩层厚度基本不变的前提，在地表处的岩层倾角可按所测量值绘，向深处则加以适当修正，使之逐渐与产状协调一致值绘，向深处则加以适当修正，使之逐渐与产状协调一致( (图图17)17)； (6)(6)轴面直立或近于直立的褶皱轴面直立或近于直立的褶皱转折端的形态与它在平面上的倾转折端的形态与它在平面上的倾伏端露头形态大致相似，在绘转折端形态时也可根据枢纽倾伏角伏端露头形态大致相似，在绘转折端形态时也可根据枢纽倾伏角作纵向切面，求出到所作剖面处核部地层枢纽

20、的深度，然后结合作纵向切面，求出到所作剖面处核部地层枢纽的深度，然后结合该层两翼倾角及枢纽位置绘成圆弧该层两翼倾角及枢纽位置绘成圆弧( (图图18)18)。6 6按地质剖面图内容和格式进行整饰。按地质剖面图内容和格式进行整饰。六六 断层地区地质读图并求断距断层地区地质读图并求断距 (一一)断层发育区地质特征的概略分析断层发育区地质特征的概略分析 分析该区出露的地层，建立地层层序：分析该区出露的地层，建立地层层序： 判定不整合接触的时代；判定不整合接触的时代； 研究新、老地层分布及产状，确定区内褶研究新、老地层分布及产状，确定区内褶皱形态和轴向以及断层发育状况。皱形态和轴向以及断层发育状况。(二

21、二)断层性质的分析断层性质的分析1.断层面产状的判定断层面产状的判定断层线是断层面在地面的断层线是断层面在地面的出露线。因此它和倾斜岩出露线。因此它和倾斜岩层的露头线一样，可根据层的露头线一样，可根据其在地形地质图上的其在地形地质图上的“V字形，用作图法求出断层字形，用作图法求出断层面的产状。图面的产状。图4-37中断层线中断层线在河谷中成指向下游的在河谷中成指向下游的“v”字形，说明断层倾向南西。字形，说明断层倾向南西。通过作图求得断层产状是通过作图求得断层产状是2300 400。 2两盘相对位移的判定：两盘相对位移的判定：断层两盘相对升降、平移并经侵蚀断层两盘相对升降、平移并经侵蚀夷平后，

22、如两盘处于等高的平面上，则露头和地质图上一般表现出夷平后，如两盘处于等高的平面上，则露头和地质图上一般表现出以下规律：以下规律： (1)走向断层或纵断层，一般是地层较老的一盘为上升盘但当断走向断层或纵断层，一般是地层较老的一盘为上升盘但当断层倾向与岩层倾向一致、且断层倾角小于岩层倾角，或地层倒转时，层倾向与岩层倾向一致、且断层倾角小于岩层倾角，或地层倒转时，则新地层的一盘是上升盘。则新地层的一盘是上升盘。 (2)横向或倾向正横向或倾向正(或逆或逆)断层切过褶皱时，背斜核部变宽或向斜核断层切过褶皱时，背斜核部变宽或向斜核部变窄的的一盘为上升盘。平移断层则两盘核部宽窄基本不变。部变窄的的一盘为上升

23、盘。平移断层则两盘核部宽窄基本不变。 (3)倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时，如果地质图上地层界线倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时，如果地质图上地层界线或褶皱轴迹发生错动，那么它既可以是正或褶皱轴迹发生错动，那么它既可以是正(或逆或逆)断层造成的也可断层造成的也可以是平移断层造成的，这时应参考其它特征来确定其相对位移方向。以是平移断层造成的，这时应参考其它特征来确定其相对位移方向。若是由正若是由正(或逆或逆)断层造成的地质界线错移，则岩层界线向该岩层倾断层造成的地质界线错移，则岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘为上升盘；若是褶皱，则向轴面倾斜方向移动的向方向移动的一盘为上升盘；若是褶皱，则向轴

24、面倾斜方向移动的一盘为上升盘。一盘为上升盘。3.断层性质确定：断层性质确定： 确定了断层面产状确定了断层面产状和断层相对位移方向，和断层相对位移方向，就可确定断层的性就可确定断层的性质如图质如图4-37中，断中，断层的走向与被断地层层的走向与被断地层的走向一致，为走向的走向一致，为走向断层，断层面倾向南断层，断层面倾向南西，与被断地层倾向西，与被断地层倾向相反，南西盘相反，南西盘(上盘上盘)地地层相对较新，为下降层相对较新，为下降盘，所以是一条上盘盘，所以是一条上盘下降的正断层。下降的正断层。(三三)断距的测定断距的测定 在大比例尺地形地质图上，如果两盘岩层产状稳定，且两盘在大比例尺地形地质图

25、上，如果两盘岩层产状稳定，且两盘地层产状未变，在垂直岩层走向方向上可以求出以下各种断距：地层产状未变，在垂直岩层走向方向上可以求出以下各种断距： (1)测定铅直地层断距：测定铅直地层断距：断层两盘同一层面的铅直距离即铅直断层两盘同一层面的铅直距离即铅直地层断距地层断距(图图4-38的的hg)。在地质图上求铅直地层断在地质图上求铅直地层断距时，只要在断层任一盘距时，只要在断层任一盘上作某一层面某一高程的上作某一层面某一高程的走向线，延长穿过断层线走向线，延长穿过断层线与另一盘的同一层面相交，与另一盘的同一层面相交，此交点的标高与该走向线此交点的标高与该走向线之间的标高差即为铅直地之间的标高差即为

26、铅直地层断距。如图层断距。如图4-39，在断层，在断层东南盘泥盆系顶面作东南盘泥盆系顶面作300m高程走向线高程走向线AB，延长过断，延长过断层线，使之与另一盘同一层线，使之与另一盘同一层面相交于层面相交于G点，点，G点标高点标高为为250m，AG代表断层西盘代表断层西盘泥盆系顶面泥盆系顶面250m高程的走高程的走向线，与东盘向线，与东盘300m走向线走向线AB间高差为间高差为50m，即为断，即为断层的铅直地层断距。层的铅直地层断距。 读图并求断距读图并求断距 (2)测定水平地层断距：测定水平地层断距： 如图如图4-38在垂直岩层走向的在垂直岩层走向的剖面上，过断层两盘同一层剖面上，过断层两盘

27、同一层面上等高的面上等高的h、f两点间的水平两点间的水平距离距离(hf)即为水平地层断距。即为水平地层断距。 在地质图的断层两盘分别在地质图的断层两盘分别绘出同一层面等高的两条走绘出同一层面等高的两条走向线，两走向线间的垂直距向线，两走向线间的垂直距离即为水平地层断距。如图离即为水平地层断距。如图4-39地形地质图上，断层上盘地形地质图上，断层上盘泥盆系顶面泥盆系顶面300m走向线与下走向线与下盘泥盆系顶面盘泥盆系顶面300m高程走向高程走向线之间的垂直距离为线之间的垂直距离为lcm，按，按该图比例尺该图比例尺(1:50000)计算出计算出该断层的水平地层断距为该断层的水平地层断距为500m。

28、(3)求地层断距：求地层断距： 如图如图4-38地层断距地层断距ho=hg*cosa或或hohf*sina，用作图法求得，用作图法求得hg或或hf之后，可按上式计算求出地层断距。之后，可按上式计算求出地层断距。 必须注意！必须注意！上述断距的测定，上述断距的测定，是以岩层被错断是以岩层被错断后两盘的岩层产后两盘的岩层产状未变为前提条状未变为前提条件，即以沿断层件，即以沿断层面没有发生旋转面没有发生旋转为条件。为条件。(四四)断层时代的确定断层时代的确定(1)根据角度不整合接触关系确定断层时代：根据角度不整合接触关系确定断层时代： 断层一般发生在被其错断的最新地层之断层一般发生在被其错断的最新地层之后，而在未被错断的上覆不整合面以上的