工程地质实习报告

时间:2024.3.20

工程地质实习报告

实习时间:20##年8月30日—9月3日

实习地点:火炉山、中国科学院广州地球化学研究所、土木与交通学院学术报告厅、广州西江引水工程基坑工地

实习目的:通过实习,使我们获得对地质实体的感性认识,巩固课堂上所学的基本理论和基本知识,为后续课程的学习打下基础,学会鉴别基本的矿物岩石及地质构造,分析其成因,通过野外及工程实地勘察,进一步了解不良地质灾害及工程地质在工程建设,特别是基坑工程中的应用。

实习内容

(1)时间:8月30日 星期一 晴

地点:土木与交通学院学术报告厅

内容:今天举行了土木与交通学院土木工程专业地质实习动员大会,标志着我们为期5天的地质实习正式开始。会上,老师为我们介绍了本次实习的时间安排及对我们的一些要求。

(2)时间:8月31日 星期二 晴

     地点:火炉山

     内容:今天我们集体前往火炉山进行实地勘察。我们班8点30分集中乘车,大约9点15分到达山脚准备上山。上一学期老师跟我们说了,火炉山是一个天然的实习基地,风景也很好。我们班也在火炉山组织了一次班级活动。而此次到火炉山,是带着学习的心态来的。来到山顶,感受了一下“一览众山小”的气势之后,我们也开始了真正的实地勘察。在老师的带领下,我们从山顶一路走下山脚,老师也一边为我们介绍沿途的各种地质构造。

    山顶上是几块巨石,表面浑圆,没有棱角,这就是老师跟我们说的球状风化所造成的。所谓的球状风化就是指由于岩性结构在太阳暴晒和昼夜温差下产生层状物理风化作用,峰顶临空的棱角以及一些块体较小的山石的棱角逐渐消失的一种地质现象。发生球状风化一般要经历以下几个阶段:

1.  岩石在内力地质作用下抬升,裸露于土层表面,在太阳,雨水,风,温差的综合作用下表面开裂,形成如龟壳般的节理,如左图所示。并不是所有的地方都能在自然力作用下形成这种龟裂状的节理,火炉山是花岗岩性山体,在内力作用下台升,随后接受大自然的风化作用,广东地区雨水丰富,流水作用在次地作用明显。这种地貌是内力地质作用与特定的外力作用共同创造出来的大自然的鬼斧神工。

2.  龟裂的岩石在外动力作用(风的吹蚀,流水侵蚀,地球重力作用)下表面一层逐渐剥离,掉落地表形成残积土,或者在流水搬运作用下被移至山脚形成坡积土。余下的岩石继续接受风化作用,此时岩石表面基本光滑而无棱角。如左图所示。

3.  岩石表面风化作用进行的同时,岩石与地表接触处的缝隙也逐渐发育,在风化作用下一步步往内扩装,剥离后形成的残积土也在外力搬运下被一点点地移走。在上下两个方向的风化作用下,岩石渐渐脱离基岩而独立成为一整块无棱角的巨岩,形成所谓的“飞来石”。

       我们此次上火炉山,主要研究了一路上所见到的岩石的节理构造。岩石受到的应力超过其强度时,其连续完整性遭到破坏,发生裂缝或错段,形成断裂构造,而岩体沿破裂面没有明显位移或仅有微量位移的就称为节理。节理常把岩体分割成形状不同,大小不等的岩块,使得岩块的强度与包含节理的岩体强度明显不同。因此,岩质边坡的失稳和隧道洞顶的坍塌往往与节理有关,在工程基础工程的建设过程当中,对节理缝隙发育地区,对其进行深入的调查研究,详细论证其对工程建筑的不利影响,采取相应的处理措施,这对保证工程建筑的安全与正常使用尤为重要。沿山路往下走,一路上遇到不少节理构造十分奇特的岩石,其中一块岩石的裂隙清晰,看似不久前形成的,周围也没有发现与之产状一致的裂缝出现,因此推测裂缝是此岩石是从山顶上滚落,摔至地面而破碎形成的。除此之外,山上还有许多由典型的生物风化形成的破碎岩石,其中有一块巨岩直接被一棵大树的根系劈裂,实在令人感叹生物的力量。

继续往下走,来到溪边,老师把大家的注意力引向了溪边的一组产状、走向均一致的节理上面。这组节理形成原因很可能是由于内力地质作用形成的,只要另外在火炉山的其他地方发现与这组节理走向一致的节理,那就能有很大的把握说明火炉山受到过的内力地质作用的作用方向,也可以从地表的这些由内力地质作用而形成的节理推断出地表下岩石节理的发育程度及其密度。在溪边的另外一头,有一块巨岩,其上也有一组节理,其走向与之前的那一组节理大概呈正交关系,但由于那一块岩石在山路旁边,因此老师说不能把此组节理与之前的那一组节理作比较,因为路边的这一块岩石很可能是在修路时被人为的移动,并不能反映出岩石节理最开始的产状。野外考察时,对节理发育地区进行测量统计需寻找的节理应具有代表性,所谓的代表性,必需要保证选择的节理是保持其最初的产状的,否则最后的调查结果会与事实相差很远,影响后面的作业及维护工作的顺利进行。

之后,我们沿途又发现了石英的岩脉,试着用榔头把岩脉敲开一小块进行更好的观察。来到山脚,老师跟我们介绍了鉴别坡积土与残积土的方法。具体来说,风化以后未经搬运而残留在原地的松散堆积物质,为残积土;而由于重力,雨水或雪水的作用将处于高处的风化碎屑物质向下搬运,堆积在平缓斜坡或坡脚处形成的堆积物质称为坡积土。坡积土与残积土的最大一个不同点就是残积土与其下伏母岩的岩性一致,而坡积土则与其下伏岩的岩性不一致。因此可据此来鉴别出坡积土与残积土。火炉山山脚处的坡积土土层较薄,用榔头敲几下就可发现底层的土层与外层的颜色,纹理都不一样,表层的土更为松软,那是因为表层的土是坡积土,而里层的土是残积土的原因。表层的坡积土是从山上搬运堆积在此的,因而与下伏基岩岩性不一致,而里层的残积土则是保持着原来基岩的岩性及其纹理,只是在风化作用下已成为松散的土。

火炉山是一个天然的地质公园,广东省正尝试将其变为一个森林公园,因此派出了队伍来火炉山进行岩性取样研究。我们路上就经过了一个编号为23的钻孔。工作人员从钻孔中取样,分析计算各层岩石的RQD值及岩心采取率,并对个岩层及地下水位进行标高。标高时采用海拔高度值或相对高度值,为避免地面进行了开挖以后所导致的岩层及地下水埋深变化而产生误差,一般不用埋深来表示。

从火炉山回来以后,仍然对那里的风景与在那边所上的第一节实习课感慨良多,其实我们身边也有好多随处可挖掘出的地质构造痕迹,只要用心观察,学会给自己提问、找寻资料、细细分析,最后面也能得出自己想要的结论。

(3)时间:9月1日 星期三 晴

     地点:中国科学院广州地球化学研究所

     内容:今天进行了实习的第二个项目,一大早乘车来到了中国科学院广州地球化学研究所,到了里面的那个地质博物馆参观。一进门就能看到的几个独立的展柜里面放置的是几种古生物化石,包括恐龙蛋化石、角石群化石以及三叶虫群体化石。我也对古生物化石比较感兴趣,因此一开始就被此吸引住了。其中三叶虫活动于寒武纪到二叠纪,而角石则是奥陶纪的代表生物,中国最大的恐龙蛋化石群位于河南南阳。古生物化石只出现在沉积岩或由沉积岩变成的变质岩中,在不同的地质年代沉积的岩层中,都含有着和地质年代相对应的古生物化石群。因此,可根据沉积岩中所含的某种古生物化石群体来判断出沉积岩岩层的相对地质年代,此为岩层地质年代鉴别的古生物化石法。由于岩浆岩中不含古生物化石,因此其地质年代鉴别方法不能用此方法,一般采用同位素法来测定。

除了古生物化石,地质博物馆里更多的是矿物及岩石标本。其中给我印象最深的是左图所示的“沙漠玫瑰”。沙漠玫瑰又称“戈壁石”、“风雕石”,主要产于浩瀚戈壁,沙漠玫瑰是自然形成物,是沙漠的细石经风吹雨打后形成的类似玫瑰般的结晶石,因为沙漠的特殊地质条件,形成了千姿百态,瑰丽神奇的石中之花。这种岩石的形状与玫瑰相似,故被称为“沙漠玫瑰”。该种岩石在天然奇石市场上占有特殊地位,具有极其珍贵的研究和收藏价值。展示在我眼前的沙漠玫瑰,让我再一次感叹大自然的鬼斧神工。还有天然的红宝石以及蓝宝石,没有专业的眼光根本难以发现它们,平常人看到的只是镶嵌在普通岩石中的一小块颜色较深的石头。鉴别矿物是一项非常不简单的工作,鉴别人员除了要有丰富的专业知识之外,还要有丰富的实践经验以及不放过任何细微东西的细心,这也是我们以后需要锻炼出来的能力。

老师本来打算如果时间充足,我们还会去珠江新城的广东博物馆去认识更多的矿物岩石以及其他地质标本,但时间原因而没有去。因此,我和另外几个同学一同去了那里参观。那里的地质展厅确实要比中国科学院广州地球化学研究所大,标本分类以及数量都较为齐全,典型。虽然老师不在身边指导,但我们几个各抒己见,分析看到的一个个矿物标本,并通过博物馆中详细的介绍,也获益良多。到博物馆以及地化所参观的经历,让我对岩石矿物有了更深一步的了解,也让我从先前书上所学的理论知识通过实践得以升华。

(4)时间:9月2日 星期四 晴

     地点:土木与交通学院学术报告厅

     内容:今天进行了实习周的第三个项目,在学院学术报告厅里,主讲教授贾老师为我们带来了一场以最近频频发生的地质灾害为话题的精彩讲座。中国近几年来频频发生各种大型的自然灾害,从08年的南方雪灾、汶川地震到今年的舟曲特大泥石流灾害,自然灾害发生频率越来越大,就数今年,大型自然灾害已有5起,其中包括:1月3日的内蒙古大雪、受灾6130.6万人,经济损失238.6亿元的西南大旱、4.14玉树地震、6.25南方十省洪涝灾害以及最近发生的8.8舟曲特大泥石流。“天灾总是在人们将其淡化的时候来临。”天灾何时会来临我们并不能确定,但我们需要有防灾的意识,同时做好防灾的工作,很多时候就是由于我们的存有的淡化天灾,缺乏防灾意识的思想让天灾给我们带来了惨痛的经历。救灾就得快,不如防灾防得好。做好“预防、预测、救灾、重建”这四道自然灾害防线,坚持“防为主,防救结合”的应对自然灾害方针极其重要。

在众多的灾害当中,地震是其中最难预测,破快力也最强的灾害。20##年12月在全国地震大形势判定会上,内蒙古地震局副局长孙加林提出,大陆百年尺度新一轮8级特大地震开始。之后,08年的汶川地震到今年的玉树地震似乎应验了这一说法。中国地处太平洋板块、印度洋板块、欧亚板块以及东南亚板块四大板块交界处,内力构造运动活跃,自古以来就是一个地震多发区。自1900年到08年的汶川地震,中国在地震中的死亡人数为614522人,远远超过印度尼西亚、日本等其他地震多发国家,占世界地震死亡人口的百分之33.20。而中国也有一个地震活跃地带,就是汶川、玉树所处的“龙门山地震带”。此地震带是由于印度洋板块与欧亚板块碰撞而活跃起来的,早在汶川地震以前,此地带已发生过不少7级以上的大地震,如1950年西藏察隅8.5级地震,1970年云南通海7.7级地震,1988年云南澜沧、耿马7.6级地震。地震在这些地方造成伤害如此巨大,有很大一部分原因是由于当地的屋舍结构不牢固,不符合基本防震要求或其本身所处的地方就是断裂,褶皱等不稳定地质构造发育区。另外,老师也跟我们说过,突发性地质灾害,如这次的舟曲特大泥石流,是汶川地震的诱发灾害,外面的许多专家并没有考虑到并不是所有地方都适合灾后重建,违背事实去重修那些会引起更大地质灾害的工程,只会对人们未来的生活带来更多的灾难。“一般研究自然科学的都不尊重历史,不懂得历史”,这句话就是要提醒我们要尊重客观事实,尊重历史,前车可鉴,不能让悲剧一次次重演。

大自然正慢慢报复人类,人类向自然索取过量资源的同时,也一步步把大自然变得面目全非。舟曲以前是一个人杰地灵的地方,森林覆盖率达到67%,但在人类活动下这个数字变成了现在的20%。的确,有些天灾是无法避免,无法预料的,但也有很多一部分天灾是人类活动影响所造成的,人类违背大自然的一个小小举动,会在不知不觉中引起一场大灾难,这就是“蝴蝶效应”。我们今天在为灾区遇难同胞默哀的同时,也应该好好回顾历史,自我反省。

(5)时间:9月3日 星期五 雨

     地点:广州西江引水工程基坑工地

 内容:今天是实习的最后一天,到了广州西江引水工程基坑工地佛山官窑地段。天下着雨,我们四个班一起人也比较多,乘车到了工地处,本来冷清的工地也变得热闹起来。首先,我们在会议室听了此工程的概况及施工过程的介绍。广州市西江引水工程是广佛同城化建设的市政重点示范工程,项目采用盾构法施工,施工范围是K26+470至K28+190,总长1720m,主要包括盾构始发井、盾构吊出井、单线盾构隧洞及二个明挖段和全线路的管道安装与敷设。工程施工步骤为:盾构始发井场地土石方回填平整、盾构始发井旋喷桩及连续墙施工、始发井连续墙钢筋笼安装和吊装及连续墙混凝土浇筑、始发井两道支撑施工及其底板施工,然后继续完成与始发井施工步骤基本一致的吊出井的施工,接着盾构施工开掘隧道,运输并焊接钢管,最后泵送混凝土。工程施工时遇到的难点主要有:1.盾构始发和吊出井在全断面30多米厚的富水砂层中开挖,局部出现沙砾石地层,连续墙成槽、土方开挖等施工风险较大;2.盾构掘进地层条件差,建筑物和管线较多,盾构施工风险大;3.钢管运输隧道净空为5.4m,而钢管的外径(4.84m)加上加肋板的宽度(150mm),达到了4.99m,隧道与钢管之间的间隙只有20.5cm,特别是还要经过转弯段(R=300m),使得运输更加困难,且由于隧道单边最大长度达到810m,混凝土经过长距离的输送后,会发生离析,泌水现象,造成堵管。虽然时间紧迫,但施工队伍还是解决了许多困难,工程也顺利进行着。听完报告以后,我们撑着伞到外面的工地观看施工,并向老师请教不懂的问题。由于施工的隧道长度长,在盾构机施工的同时,已经挖掘的部分需同时修建支撑构件以防止隧道坍塌。

需然天下着雨,实习现场的同学也比较多,但总算有所收获,不负此行。

实习收获:为期一周的实习结束了,虽然时间不多,也由于专业人数比较多的原因而比较难展开,但我也从这短短几天实习时间里面学到了许多实用的知识,自己上一学期所学的知识也得到了一次升华。我在这次实习中对岩石及矿物有了更深一步的了解,学会了去从岩石的产状去分析其成因,也学会了判断一些简单的矿物。除此之外,我对地质灾害也有了更深的认识,对于地质灾害方面的观念也有所改变。我们不能坚持人定胜天的思想,人类在大自然面前永远是渺小的,经济建设不能违背大自然客观事实进行,不然最后吃亏的只是人类自己。这似乎是从小到现在都一直听的道理,但是试问这种违背大自然发展规律的事情何时停止过呢?


第二篇:工程地质实习报告 01


工程地质实习报告

为进一步强化教学成果,锻炼学生能力,丰富阅历,拓展视野,我们学院(水利土木工程学院)组织了06级水利水电工程专业学生赴济南长清为期七天的地质实习。 11月2日,该实习圆满结束。

此次地质实习由学院刘教授带领,赴济南主要考察岩石和断层。先后在济南长清馒头山、灵岩寺展开断层和岩石的实习。专业老师针对岩石不同种类、性质和形成原因及断层的形成展开详细解说,使同学们对岩石和断层有更实际性的认识。另外,在馒头山专业老师还向同学们解说专业仪器地质罗盘的使用方法,让我们就地进行自主讲解并使用。

一、实习目的:

1.巩固课堂所学的基本理论,联系现场实际,验证和拓宽视野,培养和实际工作能力。

2.了解三大岩石的形成过程,产生时代、结构、产状、形成原因及现象等。

3.学习运用罗盘仪测岩石的走向,倾向和倾角。

4.掌握断层的类型及野外识别的特征。

5.掌握褶皱的野外识别。

6.培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念,掌握野外的操作技能和编写实习报告的能力,总结此次实习与我们所学专业的相关联系。

二、实习时间:

2008-10-27——2008-10-30

三、实习地点:

1.济南长清区苏庄背斜

2.位于济南市长清区张夏镇境内的世界第三地质名山馒寿山

3.济南长清泰山西北支脉的有着明显滑坡和断层现象的灵岩山。

四、实习内容

(一)苏庄背斜

1.褶曲

地质构造中褶皱的基本单位。即褶皱变动中岩层的一个弯曲。

褶曲具备如下要素:核(中心)、翼(两侧)、顶角(两翼交角)、轴面(平分顶角的假想面)、枢纽(轴面与岩层面的交线)、轴(轴面与水平面的交线)、转折端(两翼会合的部分)。 褶曲分背斜和向斜两种基本形式。

二者差别很多,但最正确的是根据岩层新老关系判断,背斜中心(核)为老岩层,两翼为新岩层;向斜反之。

其它区别:背斜一般向上凸起,形成山岭;向斜一般向下凹陷,形成谷地。但都有例外。 如长期的风化可使向斜成山,背斜成谷。

2.背斜

在地壳运动的强大挤压作用下,岩层会发生塑性变形,产生一系列的波状弯曲,叫做褶皱。褶皱的基本单位是褶曲,褶曲有两种基本形态,一种是向斜,一种是背斜。褶皱构造中褶曲的基本形态之一,与“向斜”相对。背斜外形上一般是向上突出的弯曲。岩层自中心向外倾斜,核部是老岩层,两翼是新岩层(这一点是其与向斜的根本区别)。

由于背斜岩层向上拱起,且油、气的密度比水小,所以背斜常是良好的储油、气构造。与之相对,向斜是良好的储水构造。

背斜顶部受张力作用,岩性脆弱,易被侵蚀,在外力作用下形成谷地。

向斜与背斜的情况相反,底部岩性坚硬,不易侵蚀,易接受沉积。

背斜在外力作用下反而成谷,向斜在外力作用下反而成山,这种情况称为“地形倒置”,是外力作用的典型体现。

我们27号去的地方--苏庄背斜,它是由一坐小山,由于风化作用形成的一个小垭口。垭口两边岩石在水平方向呈明显的对称状,如下图

3.断层

断层及其形成原因

地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂,并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。 地壳中的一个裂口或破裂带,而且沿着它相邻的岩体发生了运动。断层长度变化很大,从几厘米至几百公里不等,两盘之间的位移量也可有这样大的变化。

断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等,小的不足一米,大到数百、上千千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎,易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷,有时出现泉或湖泊。

依据断层两盘沿断面相对移动的方向将断层分成三类。正断层,指沿倾斜断层上盘向下滑动,形成对下盘的错开。正断层一般是构造在拉张应力作用下产生的,是最常见的断层类型。在松辽盆地、渤海湾盆地的断层绝大多数都属于此类断层。逆断层,与上述特征相反,是上盘沿倾斜断面向上滑动,形成对另一盘的掩覆。当推覆作用大时形成逆掩断层,它们常常是因地壳构造运动的挤压应力而形成的。平移断层,又叫走滑断层,它是由断层两盘沿断层线的走向方向发生的相对位移,表现为平面上同一岩层的相对错动,而垂直方向上一般没有大的错动。平移断层是比较少见的一种断层。

此次在我们参观苏庄背斜之前,我们看了一个断层,使我们对断层有了直观地了解和认识,断层虽然不大,但是特征很明显,是一个正断层。见下图

(二)地质罗盘的使用

1、地质罗盘的结构:

地质罗盘式样很多,但结构基本是一致的,我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。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、铝或木制的圆盆内组成,如图4-1-1

(1)磁针——一般为中间宽两边尖的菱形钢针,按装在底盘中央的顶针上,可自由转动,不用时应旋紧制动螺丝,将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞,以保护顶针尖,延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝,使磁针自由摆动,最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等,使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝,用此也便于区分磁针的南北两端。

(2)水平刻度盘---水平刻度盘的刻度是采用这样的标示方式:从零度开始按逆时针方向每10度一记,连续刻至360度,o度和180度分别为N和S,90度和270度分别为E和W,利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。

(3)竖直刻度盘----专用来读倾角和坡角读数,以E或W位置为0度,以S或N为90度,每隔10度标记相应数字。

(4)悬锥---是测斜器的重要组成部分,悬挂在磁针的轴下方,通过底盘处的觇板手可使悬锥转动,悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。

(5)水准器---通常有两个,分别装在圆形玻璃管中,圆形水准器固定在底盘上,长形水准器固定在测斜仪上。

(6)瞄准器——包括接物和接目觇板,反光镜中间有细线,下部有透明小孔,使眼睛,细线,目的物三者成一线,作瞄准之用。

2、地质罗盘的使用方法

在使用前必须进行磁偏角的校正。

因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不相重合,地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致,这两方向间的夹角叫磁偏角。

地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏,偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。

地球上各地的磁偏角都按期计算,公布以备查用。若某点的磁偏角已知,则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正,校正时可旋动罗盘的刻度螺旋,使水平刻度盘向左或向右转动,(磁偏角东偏则向右,西偏则向左),使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。

3目的物方位的测量

是测定目的物与测者间的相对位置关系,也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。

测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对着目的物,南端靠着自己,进行瞄准,使目的物,对物觇板小孔,盖玻璃上的细丝,对目觇板小孔等连在一直线上,同时使底盘水准器水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了,可读磁针摆动时最小度数的二分之一处,测量其它要素读数时亦同样)。 若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时,指北针读数表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测者的相对位置。 为了避免时而读指北针,时而读指南针,产生混淆,放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角。

4岩层产状要素的测量

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。测量岩层产状是野外地质工作的最基本的工作方法之一,必须熟练掌握。

(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。

因为走向是代表一条直线的方向,它可以两边延伸,指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向,如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。

(2)岩层倾向的测定

图4—1—2 岩层产状及其测量方法

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。

假若在岩层顶面上进行测量有因难,也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可,假若测量底面时读指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指南针亦可。

(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,它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的,沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角,也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角,层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直,此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动,此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。

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。

岩层产状的记录方式通常采用下面的方式:

既方位角记录方式,如果测量出某一岩层走向为3100,倾向为2200 ,倾角350,则记录为NW3100/SW∠350或3100/SW∠350或2200∠350。

野外测量岩层产状时需要在岩层露头测量,不能在转石(滚石)上测量,因此要区分露头和滚石。区别露头和滚石,主要是多观察和追索并要善于判断。

测量岩层面的产状时,如果岩层凹凸不平,可把记录本平放在岩层上当作层面以便进行测量。 自己使用地质罗盘所测的一块岩石和相关数据:

(三).馒头山

馒头山,海拔408米,位于济南市长清区张夏镇境内,当地老百姓习惯称此山为“馍馍山”、“满寿山”,或者高雅的称为"曼寿山",这说明这山的外形特别像馒头。馒头山距济南市区仅20来公里。张夏境内群山连绵,馒头山就在这群山之间,和周围的山相比没有太大的区别。山上满是杂草,零零散散地有些低矮的小树。整个山体为石质山,半山腰上散落着一小块一小块的农田。名字看起来有些俗气,个头也不算太高。 20xx年,馒头山被世界教科文组织命名为世界第三地质名山,当年又被列入省级地质自然遗迹保护区。因为,它那丰富的皱纹和陈年脉络,忠实地记录了五亿多年的地质变化。真可谓“浓缩的就是精华”。抬手之间,跨越五亿年顺着不太陡的山势拾径而上,在山腰处便可见一处岩层,这块岩层乍看起来很普通,但它却是无价之宝。因为,这一块岩层记录了五亿多年的地质变化。该处岩层近两米高,层次非常明显。于峰介绍,最底部淡粉红色的一层是花岗岩石,与这一层对比非常明显的是,上面紧挨着的青灰色古代花岗岩,两者之间的时间相隔2.5亿年,而古代花岗岩距今约2.8亿年。也就是说,人蹲在地上,一抬手之间的距离就轻松跨越了整整5.3亿年的历史。让人不得不感慨沧海桑田变幻之快啊!再往上走,就会发现一个小土丘,土丘上布满了碎石片。可别认为它只是个普通的小山丘,这里可是有名的三叶虫化石的聚集地,小小的三叶虫见证了这里曾是海洋深处的历史。三叶虫是生活在6亿年到2亿多年前的古老节肢动物,在当时它几乎占据了整个海洋,是古生代一霸。到了中生代已完全绝灭。目前,全世界已发现的三叶虫化石约四千多种,我国是发现三叶虫化石最多的国家之一,有1千多种。三叶虫化石又叫燕子石,也叫蝙蝠石。它历史悠久,据记载,宋、明、清时代已有人把玩,称之为“多福石”、“鸿福石”。在普通人的眼里,三叶虫化石是“玩物”,但它在地质科研人员的眼里却是货真价实的“宝贝”。从上个世纪初,中国一代又一代的地质科研人员不断探索研究,在馒头山地区发现了17个三叶虫生物带,并确定馒头山为一处最完整的寒武纪地层层型剖面,从而成为中国寒武纪地质结构划分的标准山。因此,馒头山也就成为地质界公认的世界地质名山。每年,都有无数地质专业的大学生和相关专家造访馒头山,一睹它沧海桑田的容颜。实在的名字背后是丰厚的物产馒头山不是一个孤立的小山头,它的余脉蜿蜒相连。其中东边的一支余脉远观像一个大佛头,鼻子、眼睛、嘴巴惟妙惟肖,煞是生动。这么美丽的山当然也有美丽的传说。

据当地老人们讲,馒头山不仅地质丰富,据说还藏有金矿。相传很久以前在山的东侧有一处泉眼,泉水常年汩汩喷涌,泉水清澈见底。有一年,一个从南方过来专做修补铁锅铁盆的手艺人,走到这个泉眼处坐下休息。休息完了起身要走的时候,他竟然发现泉水里有一层亮亮的金粒儿。他大喜过望,赶紧把包袱解开,把金粒儿捞上来放进包袱里。捡了个大财的生意人在心里打起了算盘:“可不能让别人知道这里有金子,得想个办法把泉眼藏起来。”于是,他在泉眼边顺手拔了一棵草,用草堵住了泉眼。过了几天,这个生意人得意洋洋地赶了一辆

大马车又来到泉眼处,想捞到更多的金子。可是等他到了跟前,傻了眼,泉眼处竟然不流泉水了。据老人们讲,他拔的那棵草正好是万年草,用它堵死了泉眼,泉水要到一万年以后才能重新流淌。馒头山到底有没有金矿,还需要地质部门的勘查,但馒头山周边盛产木鱼石可是个不争的事实。 19xx年,张夏镇馒头山附近的村民们惊讶地发现,他们平时用来垒猪圈的石头竟然是世上少有的宝贝——木鱼石。这是木鱼石首次在张夏镇中部馒头山被发现。据考证,形成于距今约5.5——5.8亿年之间的木鱼石,是一种珍贵的玉石石材,含26种有益人体健康的微量元素和矿物质,用木鱼石制作的器皿通透防腐,此外,它还能制成各类收藏艺术精品。馒头山是块宝地,珍贵的木鱼石给馒头山周边的居民们带来了财富和商机,也是馒头山除了是地质名山外的又一骄傲。馒头山将建大型地质公园自馒头山被命名为世界地质第三名山,尤其是在被列入省级地质自然遗迹保护区以后。当地有关部门经多方论证、研究,决定根据馒头山独特的地质风貌和考察价值,以馒头山为核心,在其周围兴建集科普、教育、研究、旅游于一体的地质公园,这也将是山东省最大的地质公园。据介绍,规划中的馒头山地质公园将划分为五大片区,中部将建成地质文化广场,设计面积200亩,主要工程是建设三叶虫概念性广场标志雕塑和区内各景点雕塑;西部是展馆片区,规划面积100亩,主要是地质博物展厅,为地质专家、学者及游客提供地质教学设施和科普知识展览;北部是大沙河片区,对河道进行综合治理,利用丰富的水资源突出灵山秀水的地方特色;南部是馒头山地质剖面片区,将整理修建参观场地、修建硬化参观道路及碑亭、山顶标志性建筑等。馒头山地质剖面简况

馒头山位于张夏镇驻地南,该山南依灵岩寺,东部莲台山,西靠五峰山,环境优美,大沙河、104国道环山而过,交通便利,处在“一山、一水、一圣人”黄金旅游线上。馒头山寒武纪层型剖面,是地球形成距今5.43-4.90亿年期间历史记录,地球形成史上称为寒武纪。由于该期是地球形成后硬壳动物最早出现时期,备受世界观注,引起国内外地质学家极大兴趣并争相研究。该剖面因其地层发育齐全,露头好,地层单位间接触关系清楚,岩石类型,层面层理构造现象极为丰富,生物(特别是三叶虫)化石富集且保存完整,所以是进行层序地层学研究、多重地层划分对比的理想剖面,是地质教学、科研的最为有利的场所,是不可多得的“地学实验室”,也是进行地学科普教育的“天然博物馆”。

馒头山地区寒武纪地层早已被确定为可与国内外寒武纪地层进行对比的“华北寒武系标准剖面”,并一直列入我国地学教科书。

①该地区寒武奥陶系具有悠久的研究历史,在国内外具有重要影响,美国学者布来克.维里士早在19xx年就来这里考察研究,并命名了馒头页岩、张夏石灰岩、崮山页岩、炒米店石灰岩。其后,华克脱(1913)、远藤隆次(1939)、小林贞一(1941、1942)对其三叶虫化石进行研究。孙云铸(1924、1935、1948),卢衍豪、董南庭(1951)、刘怀书、刘书才(1981)对生物地层(三叶虫生物带)和年代地层建阶进行详细研究。张增奇、张成基(1992-1996)对其进行多重划分,厘定为17个三叶虫生物带、7个阶和2个群、5个组。成为中国北方寒武纪地层划分的标准。

②国土资源部20xx年1月批准僵地层委员会确定的“中国区域年代地层表”中,中国的寒武系3统10阶,其中毛庄阶、徐庄阶、张夏阶、崮山阶等4个阶就在该地命名。另外,这里的龙王庙阶、长山阶、凤山阶剖面也很典型,也具有重要研究意义。而且中国建立的10个阶在国际上是最完事的连续划分,因而张夏—崮山地区有可能成为寒武系毛庄阶、徐庄阶、张夏阶、崮山阶、长山阶、凤山阶和国际界线层型闾剖面所在地。目前正在申报国际层型。 ③该地在年代地层、生物地层、岩石地层划分方面是国内外标准地区,每年大批中外地质学家来此考察研究,有大批学生来这里参观学习。也有大量中学生来这里举行夏令营等科普活动。具有科研、教学、科普、旅游观光等重要意义。

一些地质名词:

毛庄组属于早寒武世地层。分布于中国华北及东北南部,在河北,广泛出露于尚义—平泉深断裂以南的山区。最初命名地点在山东长清县毛庄,故名。暗紫色,紫色云母页岩为主夹灰岩、泥质灰岩,顶部夹鲕状石灰岩,常以一层含藻灰岩为标志与徐庄组分界,富含三叶虫—山东盾壳虫,以褶颊科最盛,如Shantun-gaspis,ptychepams,Psilostracus,Probowmariella等,可建立山东盾壳虫(Shantun-gaspis)带。

馒头组原称“馒头页岩”,属于早寒武世地层,相当中国南方龙王庙组下部,分布于华北及东北南部,在河北,广泛出露于尚义—平泉深断裂以南的山区。最初命名地点在山东长清县张夏镇馒头山,故名。浅海沉积,紫红、砖红色页岩为主夹薄层灰岩、泥质白云岩及白云质灰岩等,底部常见有砂砾岩层。含三叶虫—中国莱德利基虫。厚30—70米,与下伏碱厂组呈整合接触。

徐庄组:时代属中寒武世中期。分布于华北及东北南部。命名地在山东济南市长清区张夏镇南馒头山北麓的徐庄。为浅海相泥质、碳酸盐沉积,以紫、灰、绿等色页岩与鲕状灰岩互层为主,自下而上含三叶虫Kochaspis hsüchuangensis,Sunaspis,Poriagraulos abrota,Bailiella等,厚50~100米。与下伏毛庄组呈整合接触

张夏组:19xx年创建张夏组或张夏石灰岩。命名剖面位于山东长清县张夏镇北约5km,崮山镇东1km虎头崖至黄草顶。

徐庄阶

英文:Xuzhuangian(Hsuchuangian)Stage

释文:中国中寒武统的第二个阶,位于毛庄阶之上,张夏阶之下,以毛庄阶层型剖面延伸的同一剖面为层型剖面。以三叶虫Hsuzhungia hsuzhuangensis的首次出现作为本阶的底界;内部自下而上包括四个三叶虫带:①Hsuzhungia带,②Sunaspis带,③Poriagraulos带,④Bailiella带 张夏阶

英文:Zhangxian(Changhsian)Stage

释文:中国中寒武统最上部一个阶,位于徐庄阶之上,上寒武统崮山阶之下,以山东长清县张夏镇崮山虎头崖至黄草顶剖面为层型剖面。以Inouyella peiensis的首次出现作为本阶的底界 毛庄阶

英文:Maozhuangian(Maochuangian)Stage

释文:中国中寒武统的第一个阶,位于下寒武统龙王庙阶之上,中寒武统徐庄阶之下,以山东长清县张夏镇南2500米处的馒头山剖面为层型剖面。以三叶虫Yaojiayuella和Shantungaspis的首次

(2)馒寿山的分层

根据老师的介绍,现在把馒寿山的分层介绍如下:

馒寿山那一区主要分为三个组:馒头组,有一至十层的岩石分组;毛庒组,有一到六层;还有徐庄组。

关于馒头组的分类:

第一层:第一层主要是页岩、沉积岩、粘土岩。石头基本呈黄绿色,厚度约为两米。 第二层:第二层主要是石灰岩,有大约四米厚,呈蓝绿色。

第三层:第三层为钙质页岩,厚度大约十三米,因成分为大量的钙,所以呈现灰白色,使页岩坚硬,分层厚度加大。

第四层:为杂色页岩,厚度约为八米。

第五层:为黄土色石灰岩,厚度约为五米。

第六层:为紫色页岩,由于风化严重,基本为土,厚度约为五米。

第七层:为灰色石灰岩,厚度八米

第八层:灰绿页岩,厚度约为四米。

第九层:厚度约为四米,主要是母岩,石灰岩,泥质石灰岩和变质岩。

第十层:厚度为十三米,主要是鲜红的页岩。

毛庄组的分层:

第一层:紫色云母页岩,厚度约为十九米,其中有云母,为裂化材料性质

第二层:灰色页岩,厚度四米,易风化,风大水少。

第三层:紫色页岩,八米。

第四层:鳞状灰岩,厚度约为0.8米

第五层:石灰岩,0.2米。

第六层:鳞状石灰岩,0.3米

徐庄组的岩石基本遍布华北。

(四)灵岩山滑坡

在研究完著名的世界第三名地质山后,老师带领我们来到了灵岩寺,到这里来的原因是这个地方的灵岩山,曾有过较明显的滑坡,并且现在形成的山体恰好适合我们的实习。老师给我们介绍了山体滑坡的形成之类的东西,让我们受益匪浅。

(1)滑坡

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、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。滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致

2)滑坡的种类

根据滑坡体体积,将滑坡分为4个等级:①小型滑坡:滑坡体积小于10×104立方米;②中型滑坡;滑坡体积为10×104-100×104立方米;③大型滑坡:滑坡体积为100×104-1000×104立方米;④特大型滑坡(巨型滑坡):滑坡体体积大于1000×104立方米。 根据滑坡的滑动速度,将滑坡分为4类:①蠕动型滑坡,人们作凭肉眼难以看见其运动,只能通过仪器观测才能发现的滑坡;②慢速滑坡:每天滑动数厘米至数十厘米,人们凭肉眼可直接观察到滑坡的活动;③中速滑坡:每小时滑动数十厘米至数米的滑坡;④高速滑坡:每秒滑动数米至数十米的滑坡。

(3)滑坡的主要组成要素

滑坡体一指滑坡的整个滑动部分,简称滑体;

滑坡壁一指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后,暴露在外面的形似壁状的分界面; 滑动面一指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面,简称滑面;

滑动带一指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带,简称滑带;

滑坡床一指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体,简称滑床;

滑坡舌一指滑坡前缘形如舌状的凸出部分,简称滑舌;

滑坡台阶一指滑坡体滑动时,由于各种岩、土体滑动速度差异,在滑坡体表面形成台阶状的错落台阶;

滑坡周界一指滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上的分界线;

滑坡洼地—指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开,形成的沟槽或中间低四周高的封闭洼地; 滑坡鼓丘一指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘;

滑坡裂缝一指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。位于滑坡体上(后)部多呈弧形展布者称拉张裂缝;位于滑体中部两侧,滑动体与不滑动体分界处者称剪切裂缝;剪切裂缝两侧又常伴有羽毛状排列的裂缝,称羽状裂缝;滑坡体前部因滑动受阻而隆起形成的张裂缝,称鼓张裂缝;位于滑坡体中前部,尤其在滑舌部位呈放射状展布者,称扇状裂缝。 以上滑坡诸要素只有在发育完全的新生滑坡才同时具备,并非任一滑坡都具有。

产生滑坡的基本条件:

产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件,滑坡灾害相当频繁。

从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大,能够经受较大的剪切力而不变形滑动。但是如果岩体中存在着滑动面,特别是在暴雨之后,由于水在滑动面上的浸泡,使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。

降雨对滑坡的影响很大。降雨对滑坡的作用主要表现在,雨水的大量下渗,导致斜坡上的土石层饱和,甚至在斜坡下部的隔水层上击水,从而增加了滑体的重量,降低土石层的抗剪强度,导致滑坡产生。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。

地震对滑坡的影响很大。究其原因,首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。另外,一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜坡土石体就更容易发生变形,最后就会发展成滑坡。

(4)产生滑坡的主要条件

一是地质条件与地貌条件;二是内外营力(动力)和人为作用的影响。第一个条件与以下几个方面有关:

1岩土类型:岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

2地质构造条件:组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。

3地形地貌条件:只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度,小于45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。

4水文地质条件:地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在:软化岩、土,降低岩、土体的强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。

就第二个条件而言,在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界因素和作用,可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。主要的诱发因素有:地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡,还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。

(5)滑坡活动强度的主要因素

滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:

1地形:坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程

度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。

2岩性:组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。

3地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。 4诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。

(6)滑坡的识别方法

在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,可粗略的判断它的稳定性。 1后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定;

2滑坡平台宽大、且已夷平,土体密实,有沉陷现象;

3滑坡前缘的斜坡较陡,土体密实,长满树木,无松散崩塌现象。前缘迎河部分有被河水冲刷过的现象;

4目前的河水远离滑坡的舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布;

5滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩;

6滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等等;

四、实习总结:

短短七天野外实习很快结束了,不过我们从中实在学到了不少东西,在实习过程中能把所学的知识灵活的运用。增加我们对工程地质学这门课程新的认识。实际观察到各种地质年代的。本次实习令我们加深了对工程地质学的了解,更深刻认识到了学习工程地质学的意义,巩固了学习成果,体会到“学以致用”的道。知识从感性认训升华到了理性认识,从抽象变得具体起来,我学习到了很多书上没有的东西,了解了工程地质对实际工程建设的重要性。 通过野外实习,进一步加固和加深课堂多学过的理论知识,培养出用工程地质观点分析实际问题和观察能力,在实习中,观察分析褶皱、断裂特征,从而进一步明确了工程地质的地位以及与工程建设紧密结合的治学思想。在实习中学会了一定的考察地质的方法要领和细节。例如,出外实习要对考察对象做一定的了解,合理安排考察路程和考察内容,注意研究的方法和工具的使用,一些考察的细节,充分认识到地质考察的必要性和艰苦性,激发了我们自己考察家乡和各地的典型地质的兴趣。同时,懂得和小组成员合作的重要性。这些都将对我们日后的学习乃至工作起到积极的作用。

同时,这次实习也是对我个人的一次挑战,从来很少爬山的我,这次对我个人的意志品质是一次考验,我得到了一次良好的锻炼。

在这里深深的感谢刘老师,使我们拥有这次来之不易的工程地质实习,并谢谢他的认真指导,以使这次实习顺利完成。

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