工程地质实习报告

工程地质实习汇报

姓名：杨浪学号：09232059班级：土木0911班指导教师：陈祥老师单位：北京交通大学土建学院时间：3月26日目录一、实习目的-----------------------3二、实习内容-----------------------3三、实习状况第一部分：仪器简介-----------------3～4第二部分：天津蓟县地质公园-------------4～9第一观测地带：常州沟组-------------4～5第二观测地带：串岭沟组---------------5第三观测地带：大红峪组---------------6第四观测地带：大红峪组与高于庄组分界线处-------7第五观测地带：串岭沟组与团山子组--------7～8第六观测地带：团山子组与大红峪组--------8～9第三部分：永定河斜河涧------------------10第四部分：断层-----------------------11第五部分：隧道围岩------------------12～13第六部分：结论及提议--------------------14第七部分：结束语----------------------15工程地质实习汇报一、实习目的1.工程地质实习是土木工程专业的基础实习，是理论教学的重要构成部分；2.通过实习巩固课堂所学的基本理论，理论联络现场实际，再回归到理论上来，培养独立思索的能力以及现场判断、处理实际问题的能力；3.理解矿物和岩石的形成过程、构造、产状等，掌握野外判断能力，初步建立对某一种岩石的工程地质评价；4.培养吃苦耐劳、团结协作、积极积极的优良品质、提高人文素质；5.培养学生动手能力、分析详细问题的能力、观测事物的能力；6.能将所获所得运用到此后的学习当中，以愈加饱满的热情来处理学习中碰到的问题。二、实习内容(1)基本工具的使用措施（地质罗盘仪）；(2)地层岩性鉴别；(3)地质构造的鉴别；(4)节理的测量、记录及节理玫瑰花图的绘制；(5)地质剖面图的绘制（河谷断面图）；(6)地基、边坡、围岩稳定性分析；(7)野外地质勘测的基本措施等。三、实习状况第一部分：仪器简介1．地质罗盘仪（如图1）目的——地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向，观测点的所在位置，测出任何一种观测面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面……等构造面的空间位置)，以及测定火成岩的多种构造要素，矿体的产状等。因此必须学会使用地质罗盘仪。构造——由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内构成，如图。图（1）层产状要素的测量——1.岩层走向的测定：岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。2.岩层倾向的测定：岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影，恒与岩层走向垂直。测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。3.岩层倾角的测定：岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角，即真倾角。测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。熟悉以上操作后便可开始岩层产状的测量。第二部分：天津蓟县地质公园天津蓟县国家地质公园位于蓟北山区，居京津唐三市腹心地带，素有京、津、唐“金三角”之称。地质公园关键带面积9平方公里，南北长24公里，东西平均宽约350米。地质公园重要地质遗迹为中上元古界地层剖面和古生物化石。蓟县中上元古界地层剖面代表的地质历史时限长达10亿年(距今18－8亿年)。岩层齐全、出露持续、保留完好、构造简朴、顶底界线清晰、变质极浅。从常州村至府君山距离仅在24公里内，代表了18亿年至8亿年长达10亿年的地质历史中持续沉积的一种完整的海陆变迁过程。古生物化石丰富，其中发现了多细胞生物化石，使多细胞生物出现的年代从国际公认的9亿年提前到17亿年。第一观测地带：常州沟组常州沟组原称长城石英岩（如图2）。属中元古代长城系底部，广泛分布于中国冀北一带。1964年蓟县现场会议改为常州沟组，即在蓟县常州沟命名。为陆相—浅海相碎屑沉积；以浅灰、灰白厚层质纯的石英岩为主，底部多为具交错层理的石英砂岩及砾岩，显示其为河流沉积的特点。重要由砂砾岩和石英岩状砂岩构成。下部为厚层、淡红色河流相砾岩和含砾粗砂岩；中部为中层、厚层白色、浅紫色石英岩状砂岩；上部为板状石英砂岩与薄层状砂质页岩互层。底部与下伏地层呈不整合接触。图（2）产状测点：下图3为常州沟组片麻岩数据表格：倾向°倾角°216272142821528图（3）平均倾向为215°，平均倾角为28°，则产状表达为215°∠28°观测现象：重要由砂砾岩和石英岩状砂岩构成,呈不整合接触，贝壳状断口，岩性较为坚硬、片剪发育，较易风化。第二观测地带：串岭沟组串岭沟组全为粉砂质页岩（如图4），与下伏常州沟组均呈整合接触。依其岩性可划分四段:一段为深灰、黑色粉砂质页岩，夹黄绿色粉砂岩和含铁细砂岩条带或透镜体，层面可见波痕和干裂；二段为黑色、深灰色页片状粉砂质页岩；三段为灰黑色厚—中厚层含灰微晶白云岩；四段为黑色页片状粉砂质页岩，夹灰白色薄层粉砂岩。图（4）产状测点：下图5为串岭沟组片麻岩数据表格：倾向°倾角°225312333823135图（5）平均倾向为230°，平均倾角35°，则产状表达为230°∠35°观测现象：易裂碎，具有许多碎屑矿物，具页状、薄片状层理。用硬物击打易裂成碎片。构造致密，硬度低，表面光泽暗淡，灰黑、黑色。第三观测地带：大红峪组大红峪组以发育碎屑岩为特色（如图6）。重要由石英岩状砂岩、长石石英砂岩和白云岩构成，中部为富钾粗面岩、火山碎屑岩。自下而上可分二段，一段为灰白色石英岩状砂岩和长石石英砂岩，夹翠绿色富钾页岩，上部为富钾粗面岩—粗玄岩的熔岩和火山碎屑岩；二段为含燧石白云岩。底部以紫红色页岩夹砂岩为标志与下伏团山子组整合接触；顶界则以遭受侵蚀的锥叠层石白云岩顶面为界。石英岩状砂岩具交错层理和波痕，白云岩含叠层石和燧石条带。图（6）产状测点：下图7石英状砂岩数据表格：倾向°倾角°212422124421042图（7）平均倾向为211°，平均倾角43°，则产状可表达为211°∠43°观测现象：该处岩石具有波痕构造，波痕构造是由风、水流、波痕交互作用于沉积物表面而形成，是沉积环境分析的重要标志，是经典的沉积构造之一。具有层间断层、交错层理。在大红峪组，常见杏仁构造（图8）气孔构造岩石（图9）。具有气孔构造的岩石，其气孔后来被矿物质（如方解石、石英、玉髓等）所充填形成的一种形似杏仁状的构造。杏仁构造与气孔构造多分布于熔岩的表层，因此可根据多层的此类构造判断火山喷发的次数。岩石（岩浆岩）的一种构造。即在地表冷凝固结的喷出岩具有明显不一样于侵入岩的构造特性。图（8）图（9）第四观测地带：大红峪组与高于庄组分界线处长城系大红峪组与高于庄组，厚度1530m，重要为含硅质条带、叠层石白云岩及含锰页岩为主。此两组地层在这儿为平行不整合接触关系，高于庄组底部为一层石英状砂岩，层面有波痕，砂岩之下为大红峪含锥叠层石。燧石白云岩，其锥顶被切，表达曾受到侵蚀作用，即代表一次沉积间断，距今18亿年。高于庄组与下伏大红峪组有沉积间断。主由碳酸盐岩构成(占95%)。下部叠层石发育；中部含锰；上部颇多形态各异的硅质和白云质结核，顶部灰质和沥青质成分增多。底部以灰白色含砾长石石英砂岩与下伏大红峪组呈假整合接触。产状测点：下图10为石英状砂岩数据表格倾向°倾角°210422074021339图（10）平均倾向为230°，平均倾角40°，则产状可表达为230°∠40°观测现象：由石英颗粒（沙子）形成，构造稳定，呈淡褐色或红色，重要含硅、钙、黏土和氧化铁。第五观测地带：串岭沟组与团山子组团山子组以含铁白云岩、粉砂质微晶白云岩为主（如图11），另一方面为灰黄色砂岩和少许绿色粉砂质页岩，分三段：一段以深灰色铁白云岩及粉砂质菱铁矿白云岩为主；二段上部为深灰色中巨厚层白云岩、含砂微晶白云岩；下部为灰黄色钙质细砂岩或粉砂岩和深灰色泥砂质白云岩薄层互层；三段紫色板层状砂质微晶白云岩，夹灰黄色砂岩和绿色粉砂质页岩，层面可见干裂、波痕和岩盐假晶。图（11）观测现象1——“X”型剪节理（如图12）剪节理是由剪应力产生的破裂面，具有如下重要特性：1．产状稳定，沿走向、倾向延伸较远；2．剪节理平直光滑；3．发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理，一般穿切砾石和胶结物。图（12）观测现象2——泥裂（图13）泥裂又称干裂、龟裂纹，是指泥质沉积物或灰泥沉积物，暴露干涸、收缩而产生的裂隙，在层面上呈多角形或网状龟裂纹，裂隙成“V”形断面，也可呈“U”字型，可指示顶底面。裂隙被上覆层的砂质、粉砂质充填。图（13）第六观测地带：团山子组与大红峪组长城系团山子组与大红峪组，厚度575m，重要为砂岩、砂质白云岩及白云岩，夹火山喷发岩。观测现象1——层间断层(图14)观测现象2——火山角砾岩（图15）图（14）图（15）火山爆发时，伴随深部岩浆的喷出，由于通道附近围岩碎片的加入，加上喷发强度及深度诸多原因影响，可出现火山熔岩，火山角砾岩，火山凝灰岩等。大红峪组火山角砾岩十分发育，分布范围光，角砾成分重要为白云岩，燧石，玄武岩等，角砾大者称为火山集块岩。节理测量：下图16为节理测量点玫瑰花图编制措施1.将野外实测的节理产状、条数整顿成下表形式。2.以一定比例尺的直线为半径作半圆，沿圆周标出北、东、西三个方向，并按方位角划分出刻度。3．以一定的线段长度代表节理条数，根据整顿所得资料，由平均走向方位自半圆中心向圆周引径向线。4.连接各径向线端点即得节理走向玫瑰图。连线时若某区间节理条数为0，线段就折回圆心。此外，花瓣的起点和终点均向圆心连线。图（16）节理走向数据分组：走向区间平均走向条数走向区间平均走向条数1°～10°5°3271°～280°274°211°～20°18°4281°～290°285°321°～30°-0291°～300°296°531°～40°37°5301°～310°306°841°～50°45°3311°～320°315°351°～60°57°1321°～330°-061°～70°63°6331°～340°338°471°～80°75°4341°～350°348°181°～90°85°2351°～360°355°2由上图可以看出，花瓣越宽表明该方向上节理走向范围越大，花瓣越长表达该方向上的节理数量越多。第三部分：永定河斜河涧1.妙峰山野溪桥头箱形褶曲示意图运用地质罗盘仪，在据山底75m处，距地面1.6m的高处，测得仰角36°根据几何关系，可以得到山高h=56m。构造描述：该山峰明显的由两个向斜、两个背斜构成，轮廓清晰可见，重要由奥陶系的灰岩构成，通过地质罗盘仪测得其产状为218°∠21°2.永定河斜河涧河谷地质构造图该河流剖面图，重要由河床、河漫滩、阶地构成，河左侧为一级阶地，受河流侵蚀较为利害，河右为二级阶地，阶地地形平坦、开阔，在阶地上建有道路、房屋。第四部分：断层断层的野外识别标志：地层的反复或缺失、构造不持续现象、断层破碎带及构造岩、断层擦痕和阶步、牵引现象及伴生节理。地貌及地下水特性，以上是在野外识别断层的重要标志，但不能孤立的根据一种标志进行分析，应详细的进行调查研究，综合分析判断，才能得到可靠的结论。正断层（如图17）：此处断层破碎带明显，断距两米多，由下盘上移，可判断其正逆断层，一般收水平压应力，沿剪切破坏面形成，在断层带处夹杂有大量的角砾与岩粉。其剖面图如下：图（17）逆断层：由上盘上移，张应力所致，断距也有两米多。图18所示为其层间破碎带，其剖面图如下：图（18）第五部分：隧道围岩为多种目的修建在地层内的中空通道或中空洞室统称为地下洞室，包括矿山坑道、铁路隧道、水工隧道、地下发电站厂房、地下铁道及地下停车场、地下储油库、地下弹道导弹发射井，以及地下飞机库等。虽然它们规模不等，但有一种共同的特点，就是都要在岩体内开挖出具有一定横断面的形状和尺寸、并有较大延伸度的洞室。地下洞室在开挖之前，岩体处在一定的应力平衡状态，开挖使洞室周围岩体发生卸荷回弹和应力重分布。假如围岩足够强固，不会因卸荷回弹和应力状态的变化而发生明显的变形和破坏，那么，开挖出的地下洞室就不需要采用任何的加固措施而能保持稳定。如图19所示为无支护隧道。图（19）不过，有时或因洞室周围岩体应力状态的变化大，或因岩体强度低，以致围岩适应不了回弹应力和重分布应力的作用而丧失其稳定性。此时，假如不加固或因加固而未保证质量，都会引起破坏事故，对地下建筑的施工和营运导致危害。如图20所示为有支护隧道。图（20）总的来说，拟建的地下洞室围岩假如不稳定，就需要设计对应的支撑构造来进行加固。一般的支衬构造有支撑、衬砌、锚杆以及“锚杆—喷射混凝土”联合支护等类型。不过，毫无疑问,隧道围岩的稳定性对隧道的正常运行是至关重要的。从许多隧道发生的交通事故中可以懂得,隧道围岩的稳定性不仅与岩石的性质、岩体的构造与构造、地下水、岩体的天然应力状态、地质构造等自然原因有关,并且还与隧道的开挖方式及支护的形式和时间等原因有关。但其中起主导作用的还是岩石性质及岩体的构造、岩体的天然应力状态、地质构造、地下水等自然原因。因此理解这些原因对围岩稳定性的影响和机理,才可以客观实际的采用对应的维护隧道围岩稳定的措施。地质构造对稳定性的影响：褶曲和断裂破坏了岩层的完整性减少了岩体的力学强度,一般来说,岩体经受的构造变动的次数愈多,愈强烈,岩层的节理裂隙就愈发育,岩体的稳定性也就愈差。例如围岩岩石强度不等的坚硬和软弱岩层相间的岩体在构造变动中,坚硬和软弱岩层常会在接触处发生触动,形成厚度不等的层间破碎带,极大的破坏了岩体的完整性。图21为隧道顶部被节理贯穿的废弃隧道。图（21）由于隧道通过坚硬和软弱相间层状岩体时,易在接触面处发生变形或塌落,因此,隧道应尽量防止设在坚硬和软弱岩层之间的岩层破碎带、褶皱或断层带;在无法防止的状况下,隧道应尽量设在坚硬岩层中,或尽量把坚硬岩层作为顶层围岩。褶皱的形式、疏密程度、轴向与隧道轴线的交角不一样,围岩的稳定性不一样,这是由于褶皱的核部岩层受到强烈的张力和压力的作用,故核部的岩层就比翼部的岩层破碎的多,因此,隧道横穿褶皱翼部比横穿核部有利。在断层附近,因地层的相对位移会使破碎带的宽度很大,若岩层发生倒转,不仅节理裂隙十分发育,并且往往会出现大的逆断层。假如隧道通过断层,断层宽度愈大,走向与隧道轴向交角愈小,在隧道内出露的愈长,对围岩稳定性影响愈大。此外,断层破碎带物质的碎块性质及其胶结状况也都影响围岩的稳定性。破碎带构成物质如为坚硬岩块,并且挤压紧密或已胶结,比软弱的断层泥构成稀疏的糜棱岩或未胶结的压碎岩要稳定些。综上所述，上述原因并不是一成不变的而是在地壳内外营力的作用下不停变化的,例如,岩石构造面的性质可以在风化营力作用下不停恶化,并且有些恶化速度相称快。因此,不管是选择隧道的位置,还是对隧道进行衬砌、考虑隧道的施工措施以及对隧道围岩稳定性进行维护、还是对隧道围岩进行等级划分时,必须从发展的观点考虑岩石的性质、岩体构造、天然应力状态、地下构造、地下水等这些自然原因对隧道围岩稳定性的影响。第六部分：结论及提议通过这次的实习，我们理解到了天津蓟县地质公园的地质构造，以及野溪斜河涧的地质状况，对工程地质的概念由书本转移到了实际当中，深切的体会到了地壳运动的神奇，充足意识到了把握好书本知识的重要性。在本次实习的过程中，通过老师的讲解，以及自身的探索，对地质有了深入的分析，对于三大岩石的构造、构造、成分有了详尽的认识，并由此得到了如下结论：要将书本知识与实际结合起来，才能体会地质概念；各岩石之间存在一定的互相联络，如多种接触关系；要懂得怎样来分析褶皱、断层以及鉴定岩石成分；要懂得怎样对地质构造进行描述；掌握手工地质图的描绘、地质罗盘仪的使用等基本技能；可以分析隧道围岩的特性，一起影响其稳定性的原因；最重要的是体会野外实习的注意事项及措施。我的提议是，在实习过程当中，可以多加强同学对于岩石构造、构造、成分的理解，可以采用分组对一岩石进行讨论，并将讨论成果与书本对照，比较分析讨论的成果与书本上的差异，从而深入加深同学的印象与理解，同步还能发散同学的思维，拓宽视野，以及在小组中的协调交流等能力。再是，由于事先的准备工作不够，因此对于实习中见到的某些尤其的构造不能引起自己的关注，或者对构造不理解而一视了之，导致未能充足的运用这次实习机会来提高自身对于地质的敏感性。并且在问询老师的过程中，由于对地质构造的认识不清晰，导致问的问题不能切中要害，而只是停留在问题的表面。因此我觉得，在实习前可以强调，叫同学在实习前，对实习中将碰到的地形地貌，岩石构造，河流阶地进行理解，并且在实习过程中采用老师提问，同学回答的形式，并且回答后可以得到一定程度的加分鼓励，而不是一味的听老师讲解，或许这样可以很大程度的提高同学的爱好和积极性。此外，实习的过程除了是一次野外地质实习的机会外，还应当作为培养同学之间团体合作精神的一种平台，大学里很少有这样的机会可以以班级为单位外出考察，因此要充足运用好这次实习，用以加深同学之间的友谊，以及与老师之间的感情。并且在实习过程中，除同学之间的交流外，同学也可以多和老师们交流，