工程地质实训任务书

合肥学院工程地质实习报告系别：土木工程系班级：13土木1班姓名：代领学号：1301011010指导老师：刘金龙日期：2023年12月实习时间：9月1日—12月30日实习地点：合肥紫蓬山实习目的：学习并掌握地质罗盘的使用方法。通过实地的野外实习，加深对课程有关内容的理解。并现场认识风化、滑坡、泥石流、断层等地质现象。实地选择一处断层，用地质罗盘测量其岩层产状〔走向、倾向、倾角〕，并对其定位。培养学生的吃苦耐劳、团结协作以及实践动手能力。通过观察岩石标本，了解矿物及岩石的种类及其物理性质。三、实验仪器：地质罗盘、铁锤地质罗盘的使用：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—罗盘底盘测量走向时，使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向。测量倾向时，将罗盘的短边紧贴层面，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的倾向。因为岩层的倾向只有一个，所以在测量岩层的倾向时，要注意将罗盘的北端朝向岩层的倾斜方向。测量倾角时，需将罗盘横着竖起来，使长边与岩层的走向垂直，紧贴层面，等倾斜器上的水准泡居中后，读悬锥所示的角度，就是岩层的倾角。四、实习地点〔紫蓬山〕简介：紫蓬山〞又名李陵山，位于肥西县农兴镇南，距离市区约20公里，有“森林大道〞相通，自清代开始便有“庐阳第一名山〞之称，1992年7月被林业部批准为国家森林公园。1998年9月被安徽省政府命名为省级风景名胜区。2001年被国家旅游局批准为AA级风景名胜区。全区森林面积3500公顷，各种植物470种，栖息鸟类120多种，仅鹭鸟就有3万只。五、实习概况与内容：〔一〕性质及目的本次实训是工程地质课程的野外认识实训。目的在于通过实训使学生具备认识,分析与解决在实际工程中出现的简介条件下的地址问题的能力。内容：1、风化壳我们对岩石还不能很熟练地用肉眼区分，老师便让同学拿着锤子，敲击岩石，生动地让我们看到、听到、理解了岩石风化的一些根本内容。当用锤子圆头一端敲击岩石，能明显听出有的岩石声音非常沉闷，有的却非常清脆。当用锤子剪头一端敲击岩石，发现有的岩石一击，外表就掉落了下来〔全风化〕；有的岩石却只是在外表留下痕迹〔中等风化〕；还有的用脚轻轻一踢就全都散落下来〔残积土〕。这些岩石中，声音沉闷，一击就掉的岩石几乎都是颜色较深，说明它们由于温度的影响，膨胀和收缩幅度大，风化严重。后来我们了解到，金牛山的岩石大局部都是岩浆岩，而且大局部都是粗粒结构和中粒结构。还有很多岩石的风化程度不一样，所以有的岩石比拟坚硬，有的比拟酥脆。2、滑坡在山上水泥路的某处我们发现了一处小型的滑坡，它应该已经有一段时间了，上面已经长满了杂草、灌木〔滑下来的路径上没有树木〕。在该处我们通过老师的讲解，见证了真正的“马刀树〞。但由于滑坡很小，所以该处根本很难看出滑坡完整的形态。3、泥石流我们发现了一处早期形成的泥石流〔在紫蓬山里没有近期形成的泥石流〕，它大多已经被矮小的灌木给盖满了，没有很明显的迹象。但我们会很明显的看出那里有一个很狭窄，很深的沟〔靠近公路处有唯一的一颗已经枯萎的树〕，说明在此处是泥石流的流通区。由于后期的公路建造破坏了地质地貌，泥石流的堆积区我们已经没方法看出了。4、崩塌在紫蓬山上的马路后壁有一处岩体裸露的特别明显，整体斜坡较大能看到明显的棱，下面有岩石的堆积物。走进观察知道岩体较为破碎，多数岩体被裂隙切割成小块，经了解该处的岩石是一些厚层灰岩、砂岩、砾岩和喷出岩。该处的坡度很高，很陡峻。5、断层实测-----测定岩层产状

确定山体旁两颗很明显的大树为盆架，记左边第一棵棕树为树1，右边最高的树为相对树1的位置为SW230,对树2的位置为SW256〔如下列图所示〕。上盘相对上升，下盘相对下降，可知道是逆断层。根据要确定位置测得的岩层的产状为：NW275°，NE6°，∠82°六岩石标本的观测1、黄玉黄玉又叫黄晶，是含氟硅铝酸盐矿物，它是由火成岩在结晶过程中排出的蒸气形成的，一般产于流纹岩和花岗岩的孔洞中。由于它经常与锡矿石伴生在一起，因此可作为寻找锡矿石的标志。黄玉一般呈柱状或不规那么的粒状或块状，颜色有多种多样，一般为黄、蓝、绿、红、褐等浅色，有玻璃光泽，有的无色透明。其晶体属正交〔斜方〕晶系的岛状结构硅酸盐矿物，形态多呈斜方柱状，柱面常具纵纹，集合体形态为柱状、粒状、块状。黄玉的颜色在阳光长时间曝晒下会发生退色。黄玉可作为研磨材料，也可作仪表轴承。透明且漂亮的黄玉属于名贵的宝石。钟乳石钟乳石，又称石钟乳，是指碳酸盐岩地区洞穴内在漫长地质历史中和特定地质条件下形成的石钟乳、石笋、石柱等不同形态碳酸钙沉淀物的总称。在石灰岩里面，含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中，会溶解其中的碳酸钙。这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时，由於水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体(称为固化)。由上而下逐渐增长而成的，称为“钟乳石〞。钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。由于形成时间漫长，钟乳石对远古地质考察有着重要的研究价值。3、石英石英，无机矿物质，主要成分是二氧化硅，常含有少量杂质成分如Al2O3、、CaO、MgO等，为半透明或不透明的晶体，一般乳白色，质地坚硬。石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英〔a-石英〕，是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英〔b-石英〕。石英块又名硅石，主要是生产石英砂〔又称硅砂〕的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂的颜色多种多样常为乳白色、无色、灰色。硬度为7，性脆，无解理，贝壳状断口。油脂光泽，相对密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。具压电性。黄铁矿黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金〞。浅黄〔铜黄〕色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。摩氏硬度较大，达6-6.5，小刀刻不动。比重4.9―5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿。黄铁矿分布广泛，在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子。一般呈黄铜色立方体。黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾。黄铁矿可经由岩浆分结作用、热水溶液或升华作用中生成，也可产于火成岩、沉积岩中。黄铁矿化学成分是FeS2，是提取硫、制造硫酸的主要矿物原料。其晶体属等轴晶系。成分中通常含少量钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。集合体呈致密块状、粒状或结核状。5火山岩紫蓬山以合肥盆地基底物质和侏罗纪沉积岩地层剖面为主要特色。正在建设的紫蓬山地博馆建筑面积约1500平方米，总投资约120万，将采用地质构造、矿物标本、生物标本、模型等形式，集中展示公园内主要地质遗迹和地质景观及其成因的科学解释、区域地质演化史、科学研究史、矿业开发史、地学发现史等科学知识。〔程绍停张妍记者余琛〕火山岩〔玄武岩〕是火山爆发后由形成的多孔形石材，非常珍贵。喷发时喷发出来的岩浆有气体渣、固体岩浆，艳磊石材，温度和压力迅速下降，发生了化学和物理变化，所以岩浆就变成了火山岩。含有大量的硅、钾、钠、铁、镁、26种矿物元素，以及铜、锌、铬、镍、锰等化学元素是组成矿物的物质根底。人们对地壳中产出的矿物研究较为充分。地壳中各种元素的平均含量(克拉克值)不同。氧﹑硅﹑铝﹑铁﹑钙﹑钠﹑钾﹑镁八种元素就占了地壳总重量的97％，其中氧约占地壳总重量的一半(49％)，硅占地壳总重的1/4以上(26％)。故地壳中上述元素的氧化物和氧盐(特别是硅酸盐)矿物分布最广，它们构成了地壳中各种岩石的主要组成矿物。其馀元素相对而言虽微缺乏道，但由于它们的地球化学性质不同，有些趋向聚集，有的趋向分散。某些元素如锑﹑铋﹑金﹑银﹑汞等克拉克值甚低，均在千万分之二以下，但仍聚集形成独立的矿物种，有时并可富集成矿床；而某些元素如铷﹑镓等的克拉克值虽远高于上述元素，但趋于分散，不易形成独立矿物种，一般仅以混入物形式分散于某些矿物成分之中。，加热后的火山岩会释放出大量雾状的能量离子同时产生磁效应、温热效应、冷热效应矿物指由地质作用所形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的根本单元。目前的矿物约有3000种左右，绝大多数是固态无机物，液态的〔如石油、自然汞〕、气态的〔如天然气、二氧化碳和氦〕以及固态有机物〔如油页岩、琥珀〕仅占数十种。七风化作用,河流侵蚀作用,岩溶作用,地下水作用风化作用指岩石在地表或接近地表的地方由于温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物等的作用下发生的机械崩解及化学变化过程。风化作用一般分三类：物理风化、化学风化和生物风化作用。岩石是热的不良导体，在温度的变化下，表层与内部受热不均，产生膨胀与收缩，长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区，岩石中的水分不断冻融交替，冰冻时体积膨胀，好似一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。河流侵蚀作用河流依靠自身的动能对其边界产生的冲刷、破坏作用，包括冲蚀、磨蚀和溶蚀作用。按作用的方向分为：下蚀、旁蚀和溯源侵蚀。河水具有动能，流动的河水对地表岩石进行机械冲刷并使其逐渐剥离，河水中挟带的砂、砾石也不断对之摩擦和撞击，当河流流经可溶性岩石分布地区时，河水可溶解岩石。侵蚀作用的强弱和变化决定于河床水流的强度及组成河流边界的抗冲能力。按作用的方向分为下蚀作用、旁蚀作用和溯源侵蚀3种。岩溶作用但凡以地下水为主，地表水为辅，以化学过程〔溶解与沉淀〕为主。机械过程〔流水侵蚀和沉积，重力崩塌和堆积〕为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。岩溶作用发生的条件，就岩石而言，必须是可溶的，水才能进行溶蚀。其次，岩石必须是透水的，这样地表水才能转化为地下水，因为在岩溶过程中，地下水起着主导作用，才能形成做为岩溶标志的地下溶洞。就水而言，首先水必须具有溶蚀力，当水中含有CO2时，溶蚀力便会增大，其次，水必须是流动的，因为停滞的水很快就变成了饱和溶液而失去了溶蚀力。因此岩石的可溶性、透水性、水的溶蚀性、流动性就成为岩溶作用的根本条件地下水作用地下水对岩层破坏和建造作用的总称。地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用，并把破坏的产物从一地搬运到另一地，在适宜的条件下再沉积下来。因此，地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。

剥蚀作用地下水的剥蚀作用是在地下进行的，所以又称为潜蚀作用。按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。工程地质学中的潜蚀概念不包括可溶性岩石的化学溶蚀作用。

①机械潜蚀作用。地下水在流动过程中，对土、石的冲刷破坏作用。地下水在土、石中渗透，水体分散，流速缓慢，动能很小，机械冲刷力量微弱，只能将松散堆积物中颗粒细小的粉沙、泥土物质冲走，使其结构变松，孔隙扩大。但经过长时间的冲刷作用，也可以形成地下空洞，甚至引起地面陷落，出现落水洞和洼地。这种现象常见于黄土发育地区。疏松的钙质粉砂岩也易受到冲刷破坏。地下水充满松散沉积物的孔隙时，水可润滑、削弱、以至破坏颗粒间的结合力,产生流沙现象;或浸润粘土物质,使之具有可塑性，引起粘土体积膨胀,导致土层蠕动和变形。

②化学溶蚀作用。地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用，又称喀斯特作用。地下水中普遍含有一定数量的二氧化碳，这种水是一种较强的溶剂，它能溶解碳酸盐岩〔如石灰岩，化学成分为碳酸钙〕，使碳酸盐变为溶于水的重碳酸盐，随水流失。碳酸盐岩中常发育裂隙，更易遭受溶蚀，岩石中的裂隙逐渐扩大成溶隙或洞穴。在碳酸盐岩地区，喀斯特作用可产生一系列如溶沟、石芽、溶洼、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形〔见喀斯特〕。

搬运作用地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运。由于流速缓慢，地下水的机械搬运力较小，一般只能携带粉沙、细沙前进。只有流动在较大洞穴中的地下河，才具有较大的机械动力，能搬运数量较多、粒径较大的砂和砾石，并在搬运过程中稍具分选作用和磨圆作用，这些特征类似于地表河流。

地下水主要进行化学搬运。化学搬运的溶质成分取决于地下水流经地区的岩石性质和风化状况，通常以重碳酸盐为主，氯化物、硫酸盐、氢氧化物较少。搬运物呈真溶液或胶体溶液状态。化学搬运的能力与温度和压力有关，随地下水温度增高和承受压力加大而增大。地下水化学搬运物除少数沉积在包气带的中、下部外，大局部搬运至饱和带，最后输入河流、湖泊和海洋。全世界河流每年运入海洋的23.4亿吨溶解物质中大局部来源于地下水。

沉积作用包括机械沉积作用和化学沉积作用，以化学沉积作用为主。

地下河流到平缓、开阔的洞穴中，水动力减小，在这些洞穴中形成砾石、砂和粉沙等堆积。由于水动力较小，地下河机械沉积物具有粒细、量少、分选性与磨圆性差的特征，沉积物中可能混杂有溶蚀崩落作用产生的呈角砾状的崩积物。

含有溶解物质的地下水在运移中，由于温度、压力变化，可发生化学沉积。例如，由于温度升高或压力降低，二氧化碳逸出，重碳酸钙分解而发生沉淀；或由于水温骤降或水分蒸发，水中溶解物质到达过饱和而发生沉淀。

地下水中溶质在粒间孔隙内沉淀，可把松散堆积物胶结成致密的坚硬岩石。常见的起胶结作用的物质有铁质〔氧化铁或氢氧化铁〕、钙质〔碳酸钙〕和硅质〔二氧化硅〕等。

地下水中溶质在岩石裂隙内沉淀或结晶，构成脉体。如由碳酸钙组成的方解石脉，由二氧化硅组成的石英脉。含铁、锰的沉淀物在裂隙面上呈柏叶状，称假化石。

饱含重碳酸钙的地下水，沿岩石的裂隙或断层流入溶洞，压力降低，二氧化碳逸出，水分蒸发，碳酸钙沉淀。沉淀物呈锥状、柱状，横切面具圈层构造，称为溶洞滴石，包括石钟乳、石笋和石柱。

含有溶质的地下水流出地表，在泉口处沉淀形成的化学堆积物，称为泉华。泉华疏松多孔。成分为碳酸钙的称钙华或石灰华，成分为二氧化硅的称硅华。八,常见地质灾害现象介绍，原因分析，治理方法等〔滑坡，泥石流，崩塌，滑坡，泥石流，地裂缝，地面沉降，岩爆，坑道突水，突泥，突瓦斯，煤层自然，黄土湿陷，岩土膨胀，沙土液化，土地冻融，水土流失，土地沙漠化及沼泽化，土壤盐碱化，以及地震，火山，地热害〕滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。俗称“走山〞、“垮山〞、“地滑〞、“土溜〞等。泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，它的面积、体积和流量都较大，而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟，是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。这是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，最高可达80%左右，因此比洪水更具有破坏力。崩塌发生前一般会有这样的前兆：1.崩塌体后部出现裂缝；2.崩塌体前缘掉块、土体滚落、小崩小塌不断发生；3.坡面出现新的破裂变形、甚至小面积土石剥落；4.岩质崩塌体偶尔发生撕裂摩擦错碎声。地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳外表标高降低的一种局部的下降运动〔或工程地质现象〕。截至2023年12月，中国有50余个城市出现地面沉降，长三角地区、华北平原和汾渭盆地已成重灾区。2023年2月，中国首部地面沉降防治规划获得国务院批复，地面升降与经济上升有关。岩爆，也称冲击地压，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。在工程开挖和矿床采掘等过程中，大量水流突然涌入地下洞室和矿山井巷的现象。坑道突水是一种与工程和采矿活动有关的诱发性地质灾害，是工程地质问题。大量突水，不仅淹没坑道和井巷，还能导致塌方和围岩失稳，甚至造成人身伤亡、工程报废的灾难性结局。坑道突水是指开采矿层或开挖遂道时，在水压、矿压等因素综合作用下，底板含水层内的地下水突破矿层或含水层间的相对隔水层，或沿断层、节理等结构面突然涌入矿井的现象，它危及采掘工作面的人身与设备平安，影响矿业生产。据目前统计，我国煤矿开采中突水现象非常严重，特别是我国北方煤矿突水造成经济损失巨大。突泥突砂灾害，又称涌砂涌泥灾害。伴随矿井突水活动，大量泥砂涌入井巷所造成的灾害。泥砂主要来源于岩溶陷落柱、断裂破碎带、松散含水层。突泥突砂除造成人员伤亡外,有时还堵塞排水系统,淤埋井下设备,并常伴生地面塌陷,增加了突水灾害的破坏程度和治理难度。突瓦斯指煤矿里冒出来的瓦斯〔主要成分是甲烷〕。暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70～80℃以后温度升高速度骤然加快，当到达煤的着火点(300～350℃)时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。黄土湿陷是黄土的一种特殊的工程地质性质。黄土具有在自重或外部荷重下，受水浸湿后结构迅速破坏发生突然下沉的性质。引起湿陷的原因是因为黄土以粉粒和亲水弱的矿物为主，具有大孔结构，天然含水量小，具有粘粒的强结合水连结和盐分的胶结连结，在枯燥时可以承当一定荷重而变形不大，但浸湿后，土粒连结显著减弱，引起土结构破坏产生湿陷变形。从成因上可分为自然和人为诱发的，它们造成的经济损失也相当严重，同时人为诱发的湿陷有逐渐增多的趋势。岩土膨胀又叫胀缩土是一种特殊土，它是在地质作用下形成的一种主要由亲水性强的粘土矿物组成的多裂隙并具有显著膨胀性的地质体。由于其在土体中杂乱分布的裂隙及反复胀缩变形造成强度衰减的特性，所以常常给人类的工程建筑带来严重破坏，造成许多地质灾害。砂土液化是指饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象，由于孔隙水压力上升，有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化现象。其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。土地冻融是指土层由于温度降到零度以下和升至零度以上而产生冻结和融化的一种物理地质作用和现象。我国多属于季节性冻土类型。即冬季冻结，夏季消融，多年冻土类型少。水土流失是指人类对土地的利用，特别是对水土资源不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物遭受破坏，裸露的土壤受水力冲蚀，流失量大于母质层育化成土壤的量，土壤流失由表土流失、心土流失而至母质流失，终使岩石暴露。〔《中国大百科全书·环境科学》〕水土流失可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀三种类型。土地沙漠化狭义的荒漠化〔即：沙漠化〕乃是指在脆弱的生态系统下，由于人为过度的经济活动，破坏其平衡，使原非沙漠的地区出现了类似沙漠景观的环境变化过程。也就是人为滥砍树木，使破坏土地平衡，变成沙子。存在泥炭化的土地长期过湿，在湿生作物作用或厌氧条件下进行的有机质的生物积累和矿质元素复原的过程。沼泽化土壤有机质多，植物养