[工学]工程地质实习报告.doc
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1、 土木0905 09231126 柴生金 工程地质实习报告姓名:柴生金学号:09231126指导教师:白明洲班级:土木0905单位:北京交通大学土建学院时间: 2011年3月26日目录前言2专论4实习基本技能4罗盘仪的使用及测量41.地质罗盘仪的使用4地质罗盘仪测量产状要素的方法6野外实地测量岩(断)层产状要素7有关地质素描图9绘制野外地质素描图9绘制剖面示意图11野溪斜河涧实习路线15地质概况15实习内容15问题思考18南口青龙桥实习路线201 地质概况202 实习内容21天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面24地质概况24实习内容25结论和建议30结束语31 附录-手绘图.32前言工程地质作
2、为一门土木工程专业的基础课程,对其基本知识的掌握直接关系到我们以后专业课的学习及其我们工作以后的应用。由此看来工程地质的实习也是我们理论课教学必不可少的一个重要环节。为此,老师组织学生参加了本次工程地质实习。其主要目的在于让学生亲临大自然,应用已学过的理论知识,分析地质构造、岩层性质及产状等,具体分析可能的工程地质问题,巩固所学的理论知识。培养学生动手能力、分析具体问题的能力、观察事物的能力。本次实习对于地质的一些构造、性质等,有一个感观的认识,结合老师的详细讲解真正地体会到理论联系实际的重要性,以及运用所学理论解决现实问题的要点。通过这几次的实习,加深了我对工程地质这门课的认识,让我从书本中
3、走了出来,亲眼见到了真实的地质现象,了解了断层、背斜和滑坡等重要的地质现象,亲自观察了和体验了各种岩石的分布和形态,让我从本质上对三大岩石有了一个大致的了解。这次实习,让我用自然中实物更好地理解了原来抽象的概念,使知识具体化,印象更深刻。实习丰富了我们的学习生活,为我们以后的工作和学习都有一定的帮助,同时实习的过程激发了我在将来学习的热情。所以,实习对我来说具有十分重要的意义。本次实习利用了周末,主要实习路线为:野溪斜河涧地质路线;南口青龙桥地质路线;天津蓟县国家地质公园。野溪斜河涧观测点主要是地层层序、地质构造、工程地质问题的认识,南口青龙桥观测点主要是构造运动、河谷选线问题认识,天津蓟县地
4、质公园主要是观察各种岩石,了解地质构造及岩石性质。可以说这几处观测点是非常有代表性的地质观测点,通过几个不同地方的观测实习,分析问题的能力有所提高,对于工程地质有了一个比较深刻的理解,实习的益处非常大,对于我们以后的专业课学习以及工作都有非常重要的作用。本次实习从三个不同的地方学习了各自不同的地质特点,概括起来主要有以下几方面的内容:(1)基本工具的使用方法(地质罗盘仪);(2)地层岩性判别;(3)地质构造的判别;(4)节理的测量、统计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方法等。本次实习全程由老师带队,在老师的带
5、领下我们实习进展的非常顺利,再加上老师的细心认真的讲解,对于学过的知识在实践中的运用体会深刻,对老师的讲解非常满意,给予我们很深的感受,提高了我们运用理论知识解决实际问题的能力。专论 实习基本技能 罗盘仪的使用及测量1 地质罗盘仪的使用 岩层产状要素,可以用地质罗盘仪测定,也可以通过作图或计算的方法进行确定。认识地质罗盘仪的构造,了解其主要用途,熟练掌握使用地质罗盘仪在不同条件下测量岩(断)层产状的方法。地质罗盘仪的结构地质罗盘仪是地质工作者经常使用的一种轻便仪器。在野外地质工作中,常用它测定方向和岩层及其他结构面(如节理面、断层面)的产状要素。地质罗盘仪的构造如下图所示。地质罗盘仪()罗盘仪
6、部分用于测定方向,如目标方向及岩层走向、倾向等。主要部件分别介绍如下。瞄准器(前后各一个,前置折叠式瞄准器又称指北标):由准星和观测孔组成,用来瞄准目标物。方位角刻度盘:逆时针方向刻有方位角数值(少数罗盘仪刻有象限角,刻度盘分四个象限,每一象限均为,其中,南、北为,东、西为)。磁针:在北半球国家使用的罗盘仪,缠有铜丝的一端为磁南针,另一端为磁北针。当磁针水平静止后,磁北针指向刻度盘上对应的度数值为指北标所指方向的磁方位角(如果经过罗盘仪上的磁偏角校正,则为真方位角)。磁针制动器:用以制动磁针,便于读数,并在罗盘仪不使用时将磁针与支撑轴顶部的尖端分离,对转动摩擦部位实行保护。方位角刻度盘校正螺丝
7、:通过轻微旋转可以转动方位角刻度盘,达到校正磁偏角的目的。水准气泡:用于帮助罗盘仪放置水平,当气泡居中时,罗盘仪底盘处于水平位置,磁针灵活转动,待其静止后准确指示所测方向方位角(或象限角)的度数值。()倾斜仪部分用于测定倾斜角度,如岩层倾角等。主要组成部分包括倾斜角刻度盘、倾斜仪指针、倾斜仪水准气泡和倾斜仪制动器(位于底盘背面),其中后三者被固定在一起。把罗盘仪底盘长边贴紧所测倾斜线,当拨动制动器使倾斜仪水准气泡居中时,指针所指刻度盘上的度数值即为所测倾斜线的倾斜角度。罗盘仪方位角刻度盘在逆时针方向刻有,这与方位角所规定的方向正好相反。这是因为在具体测量方向时,操作过程中转动的是罗盘仪,而磁针
8、始终是指向磁南、磁北极,相对刻度盘恰好是向相反方向转动,因此逆时针刻划才能在刻度盘上读出所测方向的(磁)方位角值。地质罗盘仪测量产状要素的方法()直接测量法利用地质罗盘仪在岩层面上量取岩层的走向、倾向和倾角,如下所示。在一定地区进行地质工作使用地质罗盘仪时,应首先根据该地区的磁偏角对罗盘仪进行磁偏角校正。各地区的磁偏角不同,例如,我国西部地区磁偏角偏东,校正时应加上磁偏角度数;而东、中部地区磁偏角偏西,校正时应减去磁偏角度数。经过磁偏角校正后,在本地区使用地质罗盘仪,所测得的方位角即为真方位角。 地质罗盘仪测量岩层产状示意图()间接测定法在隧道内找不到理想的岩层面时,可采用间接测量法测定岩层产
9、状。如下图所示,在隧道中找出分别位于隧道掌子面和一侧边墙的同一岩层面、,分别找出标高相同的两点、,以测绳连接,即为该层面上的一条走向线,然后用地质罗盘仪测出的方向,即为岩层走向。按照实际观察岩层的倾斜方向,将走向值加(或减),便得到岩层倾向。岩层倾角的求法是,先用地质罗盘仪测出隧道掌子面的方向,并算出它与岩层倾向间的夹角;再测出该方向岩层的视倾角,根据公式即可计算得出岩层的倾角。 间接测量法测定岩层产状野外实地测量岩(断)层产状要素在野外选择适当位置,由学生选择岩层面,并测量岩层产状。岩层面是不同岩性岩层的分界面,应注意避免出现把岩层的层理面、节理面等较平整的面误作岩层面的现象。同时,还需要注
10、意,选择岩层面应能够代表附近一定范围岩层的产状。如果岩层面不十分平整,可以在测点层面上放置平板(或硬卡片等),在其上测量产状。()在缓倾斜或近水平岩层面上测量产状测走向:将罗盘仪的一条长边底线紧贴岩层面,调节罗盘仪使水准仪气泡居中,当磁针静止后对应刻度盘上的刻度值即为岩层两个走向的方位角值。其中,磁北针对应的刻度值为折叠式瞄准器一侧的走向,磁南针对应的刻度值为相反的另一个走向。测倾向:将罗盘仪的一条短边底线紧贴岩层面,折叠式瞄准器指向岩层倾斜方向,调节罗盘仪使水准仪气泡居中,当磁针静止后磁北针对应的刻度值即为岩层倾向的方位角值。测倾角:将测走向或倾向时罗盘仪的底面与岩层面的接触线画出,即为走向
11、线。利用罗盘仪长、短边的垂直关系可在岩层面上画出真倾斜线。将罗盘仪侧立,使长边与真倾斜线重合,手指微微转动倾斜仪制动器旋钮,至倾斜仪气泡居中停止转动,这时倾斜仪刻度盘上的度数值即为倾角。走向和倾向二者只需测量其一。但如果只测量走向,必须根据实际的岩层倾斜方向换算出岩层倾向。换算的方法是:在读出岩层的一个走向后,如果由这一走向顺时针旋转为倾斜方向,则在此走向的方位角值上加即为倾向;如果由这一走向逆时针旋转为倾斜方向,则在此走向的方位角值上减即为倾向。()在急倾斜岩层面上测量产状在急倾斜岩层面上测量产状也可以用上述方法进行,不过下列方法更加方便准确。将罗盘仪镜盖紧贴岩层面并调节罗盘仪至水平,磁北针
12、所指的刻度值即为倾向方位角的值。沿镜盖长边作线即为真倾斜线。将罗盘仪侧立,使长边与真倾斜线重合,即可测量倾角。()在岩层下层面上测量产状如果有平整的岩层面暴露,而又缺少平整的岩层上层面出露,需要在下层面测定岩层产状。操作步骤与在上层面测量产状相同,但要注意,从罗盘仪上读取倾向方位角值时,应读磁南针所指的刻度值,这是因为此时折叠式瞄准器所指的正好是岩层倾向的反方向。 有关地质素描图绘制野外地质素描图在野外所见到的典型地质现象,小的如一块标本、一个露头上的原生沉积构造或次生的构造变形(如断层和褶皱)剥蚀风化的现象,大的如个山头甚至许多山头范围内的地质构造特征或内外动力地质现象(如冰蚀地形、河谷阶地
13、、火山口地貌)等,均可用地质素描图表示。地质素描图不同于美术上的素描图,它不是简单地重复、所画即所见,而是要求通过细致观察来分析地质现象,抓住本质特征,用简洁的线条表示出所要揭示的地质现象。因此,地质素描图的制作往往超出了素描本身的内涵,带有不同程度的地质分析和解释。如何画好地质素描图?这不仅取决于个人的美术修养,更主要地取决于个人的地质专业水平。地质素描从表现手法上大致可分为立体图形素描及平面图形素描两大类;从素描对象上又可从宏观到微观,大致分为地貌景观素描、剖面及构造素描、露头素描、手标本素描及镜下素描部分,各部分都包含了上述的立体图形表现手法和平面图形表现手法。)地质素描表现手法举例()
14、地貌景观素描图这类素描图的表现手法完全是以绘画理论为基础的(主要是透视学原理),用于反映大范围的地质构造、地质作用景观,其绘制的难度较大。()剖面及构造素描图这类素描的主要对象是范围不大的地质构造剖面或地质剖面,是常用的一种素描图。()露头素描图这是指在一个观测点上所见的某一重要地质现象的点的素描,一般表现的范围不超过数十平方米,往往只表现小范围内(几个平方米)的现象。这是野外工作最重要并且应用最多的一类素描图,绘制比较容易,应多绘、多练、多收集。当露头出露好,而且立体关系清楚时,就用立体图形表现;当露头的地质现象单一只出露一个面时,则用平面图形表现。()手标本素描图主要指对可以被搬运的,可以
15、采集下来带回室内进一步研究的标本所进行的素描。)地质素描的一般步骤这与一般绘图写生大致相同,但有其特点,可归纳为如下个步骤。()观察与构思仔细观察、分析地质素描对象的关系及其所反映的主要地质特征,抓住问题的实质,确定好所要表现的主要内容。进一步的观察要仔细、正确、透过现象看本质,要画好素描图必须建立在对地质现象正确认识的基础上。()取景就是确定素描的具体范围,包括素描主题的确定、素描位置的选择、内容的取舍及整个画面的安排。其中,以素描者视角位置的选择最为重要。()构图用轻线条在素描纸上划分出素描对象的各部分比例,并勾绘出大体的轮廓线,做到各部分大小比例适度,合乎近大远小等透视原理及其法则。()
16、画线对于素描对象的各部分几何形态,按常见的几何块面形象地分绘出各部分的具体轮廓线,并进一步刻画出细部和加光(即适当的阴影线,以突出立体感觉,但不宜加的过多)。() 标注及文字说明图中的重要地层产状、构造要素、素描图的方位。主要山头、标高、村落、河流、道路及其名称。地质体的分界、代表符号、图例。比例尺。可用数字的、线条的,而更多的是加用陪衬物作比例。图名及简要文字说明(均列于图下方)。作者、日期、地点及所属观测点的编号。绘制剖面示意图()地层剖面示意图地层剖面示意图是表示地层在野外出露实际情况的概略性图件,用于路线地质工作中。它是在勾绘出地形轮廓剖面的基础上,进一步反映出某一或某些地层的产状、分
17、层、岩性、化石产出部位、地层厚度及接触关系等地层的特征。地层剖面示意图的地形剖面与地层分层的厚度是目估而非实际测量的,这是它与地层实测剖面图的主要区别。绘图步骤如下。 定剖面方向,一般均要求与地层走向线垂直。选定比例尺,使绘出的剖面图不致过长或过短,同时又能满足表示各分层的需要。如果实际剖面长,地层分层内容多而复杂时,剖面图要长一些,相反则短一些。一般来说,一张图尽量控制在记录簿的长度以内,对于绘图和阅读都是比较方便的。如果实际剖面长度是,其分层厚度是数米以上时,则可用或的比例尺作图。按选取的剖面方向和比例尺勾绘地形轮廓,地形的高低起伏要符合实际情况。将地层及其分层的界线,按该地层的真倾角数值
18、用直线画在地形剖面的相应点下方。这时从图上就可量出各地层及其分层的真厚度,注意检查图上反映出的厚度与目估的实际厚度是否一致。如不一致,须找出绘图中的问题所在,加以修正。用各种通用的花纹和代号表示各地层及分层的岩性、接触关系和时代,并标记出化石产出部位、地层产状。标出图名、图例、比例尺、方向及剖面上地物的名称。()信手地质剖面图当横穿过构造线走向进行路线综合地质观察时,应绘制观察路线的信手地质剖面图,如下图所示。它表示路线上地质构造在地表以下的情况。这是一种综合性的图件,既要表示出地层,又要表示出构造,还要表示岩体和其他地质现象、地形起伏、地物名称,以及其他所需表示的综合性内容。信手地质剖面图是
19、在野外观察过程中绘成的,而不是在地质图上切下来的。信手地质剖面图信手地质剖面图中的地形起伏轮廓是目估的,但要基本上反映实际情况,各种地质体间的相对距离也是目测的,应基本正确,各地质体的产状则是实测的,绘图时应力求准确。图上内容应包括图名,方向,比例尺(一般要求水平比例尺和垂直比例尺一致),地形的轮廓,地层的层序、位置、代号、产状,岩体符号,岩体的出露位置、岩性和代号、断层位置、性质、产状及地物名称。绘图步骤如下。估计路线总长度,选择作图的比例尺,使剖面图的长度尽量控制在记录簿的长度以内。当然,如果路线长,地质内容复杂,剖面可以绘制长一些。绘地形剖面,目估水平距离和地形转折点的高差,准确判断山坡
20、坡度、山体大小。初学者易将山坡画陡了,一般山坡不超过度,更陡的山坡人是难以顺利通过的。在地形剖面的相应点上,按实测的层面和断层面产状画出各地层分界面及断层面的位置、倾向与倾角,在相应的部位画出岩体的位置和形态。标注地层、岩体的岩性花纹、断层的动向、地层和岩体的代号、化石产地、取样位置等。写出图名、比例尺、方向、地物名称,绘制图例符号及其说明,习惯用的图例可以省略。信手地质剖面图反映地质工作者对该剖面上地质构造的观测结果,并且结合了个人对该剖面地质构造在地下延展情况的分析、判断。绘制好信手地质剖面图必须注意个方面:第一, 观测仔细无误;第二,分析判断正确;第三,作图技巧熟练。从作图技巧方面来说应
21、注意个准确:一是地形剖面画准确,要练习目测的能力,力求将水平距离与相对高差的关系反映正确,使地形起伏状况与实际情况相似;二是标志层和重要地质界线的位置要准确,如断层位置、煤系地层位置、火成岩体位置等;三是岩层产状要画准确,尤其是倾向不能画反,倾角大小要符合实际情况。此外,线条花纹要细致、均匀、美观,字体要工整,各项注记的布局要合理。绘图技巧要在实践中反复练习才行。当观察路线不能始终沿同一方向(一般都是垂直于构造线)连续进行(如通行困难)时,可以沿走向平移,如平移距离大,在图上可标示出向何方向平移多少米。当观察路线基本上是横穿构造线,仅有局部变化(因道路有转折)时,图上不必改变方向。 野溪斜河涧
22、实习路线野溪斜河涧属于北京门头沟区妙峰山镇,位于门头沟区东北部,东距北京市中心仅公里。永定河、国道穿镇而过,斜河涧位于永定河边的山上,丰沙铁路线正好从村子与永定河之间横穿而过。地质概况野溪至斜河涧段,沿大台线铁路出露的地层是奥陶系中统马家沟组厚层灰岩,从构造上可以看到各种类型的褶曲,如箱形褶曲、柔性褶曲,还可见到断距仅米的小断层。此段永定河流沿山蜿蜒回流,是比较宽缓的水流地段。实习内容号观测点:斜河涧村口度假村旁,如下图所示。观察永定河中游河谷两岸的地貌特征(山峰、山谷),永定河曲流、河漫滩、阶地等河谷地貌。号观测点:顺河流流向,观察其右岸箱形褶皱特征号观测点:观察隧道围岩特征。向斜翼部有大台
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