工程地质实习报告
一、前言
经过一个多学期的学习,我们对工程地质与土力学有了深刻的认识与了解,掌握了关于工程地质与土力学中的基本知识,但是书本上的知识与实际情况往往有很大的差距,所以为了更好点的认识地质现象,加深对其了解,我们在周东老师和王业田老师的带领下开始我们的地质实习。
二、地质实习的目的 抄指导书
三、实习要求 抄指导书
四、实习的主要内容 抄指导书
五、实习安排 抄指导书
六、地理位置和交通
七、实习区地形、气候以及水文情况
南宁盆地位于右江与左江汇合口以东,至四塘东面的三叉岭;北部以高峰岭山脚为界,向南至邕江南岸;南部自西向东以七波林场双鸡铃—七波坳—五象岭一线以北为界。西北和北部为高峰岭和昆仑关丘陵,东部有名山丘陵,南部为七波丘陵,形成以南宁为中心的广大河谷地地貌。
在构造上,南宁盆地属于断裂凹陷盆地,在燕山运动已经形成,自白垩纪末至第三纪期间,地势底下,成为一个内湖盆沉积环境,沉积了白垩系和第三系的地层。第四系新构造运动地势间歇上升形成了盆地的数级阶地。
测区地处北回归线以南,属于亚热带疾风气候,光热丰富,夏热东干,夏长冬短,雨量充沛,气候湿润。全年平均气温在21.7C,,年均降雨量1300毫米。
八、实习过程
第一天(2月21日)
实习动员大会
经过今天实习动员大会后,我们明确了实习的相关要求、实习的目的、实习地点,以及实习应该注意的一些事项,这一天我主要是为实习做了一个计划,还有提前做好一些仪器和设备的准备,知识的整理,提前了解实习地的一些基本情况。做好了实习的准备,我们即将出发。
第二天(2月22日)
上午实习地点:伊岭岩
一、伊岭岩概况
南宁盆地的周围山地是一个背斜,这个背斜的岩层很老,北翼为寒武系,再往北是泥盆系,南翼则为青秀山,是为泥盆系,背斜的核部穹起,穹起的底部是折断后岩层比较破
碎,破碎则易被侵蚀,侵蚀后沉积了第三系地层。北翼向北倾斜,南翼向南倾斜。
伊岭岩丘陵山地位于南宁盆地北缘,地处西大明山隆起和天井岭背斜西南侧,地貌上属于喀斯特峰林地区的盆地地区,出露地层主要有中泥盆统郁江组、东岗岭组、上泥盆统。主要岩石有页岩、泥岩、细砂岩、粉砂岩,灰岩夹泥灰岩及白云质灰岩、白云岩等。其中灰岩硬度大、节理多,大部分的灰岩构成了石山,石山上的植被分布稀少。出露总厚度约为600-3400米。
伊岭岩位于武鸣县境内,距南宁市郊18公里,是一座典型的喀斯特岩溶洞。因地处伊岭村而得名,又名“敢宫”(壮语),意为宫殿一样美丽的岩洞。据地质学家推断,形成于一百万年前。相传南宋开禧、嘉定年间,有周师庆道士在此“结庵”,“坐化岩中”。
二、伊岭岩之行
今天是地质实习第一天,早晨8点30分我们从学校乘车出发,汽车从南宁盆地向北行进。甲泉位于武鸣县伊岭岩西l500米,是一处地下河的出水口。此处地下水丰富,泉眼明显可见。清光绪年间,当地村民为保持饮水洁净,以石板砌池盖泉,装置磨槽引水,供人汲取,镌名“甲泉”。泉水清澈,夏凉冬暖,不溢不涸,流泻百年,滋润千家。1990年代初,伊岭岩管理处在甲泉边建一凉亭,名为“雅亭”。
大约在中午10:00的时候我们来到了伊岭村,站在伊岭岩前面,我们看到对面的石山底座相连着,因此我们判断应该是峰丛地貌。但经过曾老师一分析才知道原来对面的峰丛地貌已经发展到晚期,正向峰林地貌发育。这一带孤峰台地大面积分布,武鸣河贯穿其间,水土条件好,是重要的农业区域。
伊岭岩公园,出露地层主要岩石有页岩、泥岩、砂岩、灰岩、白云岩。伊岭岩一带属碳酸盐岩地区,下泥盆统莲花山组属底砾岩、石英砂岩和碳酸盐岩地区,区内碳酸盐岩分布广泛, 出露面积约占全区一半。该类岩石易溶蚀, 于湿热的气候及有利的地质构造条件下, 形成奇异的岩溶地貌。孤峰台地大面积分布,有著名的喀斯特溶洞。促使喀斯特发育的条件有:1、地表附近有节理发育的致密石灰岩;2、中等到较大的降雨量;3、地下水循环通畅。而武鸣河贯穿其间,所以本地水土条件好,降水丰富,所以形成了伊岭岩这样的美丽的天然溶洞。
11:10我们就进入了公园里的溶洞里参观, 溶洞都分布在石灰岩组成的山地中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,洞顶的水在慢慢向下渗漏时,水中的碳酸钙反映变成碳酸氢钙,有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日久天长洞顶的形成钟乳石,洞底的形成石笋,当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱。
按其发育演化,岩溶可分出以下6种。我们在公园里看到的是其中两种:一类是地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀,形成溶沟(或溶槽),原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋.。另一类是从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动,形成溶洞。
在野外,通常先从地形、地貌是判断地质,再从地质解释地貌。岩性很软,颗粒疏松,结晶程度越低,地质年代越新,所形成地形地貌越陡峭,坡度越陡;相反,岩性很硬,决斗紧密,结晶程度,地质年代越老,地形起伏就不大,坡度越缓。
在导游的指领下我们继续前进,岩洞内石笋、石柱、石幔、石花自成形象,惟妙惟肖,在洞中游览,宛如置身仙境,美不胜收。伊岭岩风景区的壮乡风情非常精彩,受当地民风民俗和壮族文化的熏陶,伊岭岩风景区在发展过程中形成了独特的历史文化和人文景观。
形成这样独特景观的原因应该是这地区气候湿润,降雨丰沛,流水作用显著,并且存在大量的可溶性岩石,可溶性的岩石在流水侵蚀的作用下溶解后重新沉淀形成,但由于地下水作用随季节不同而异,故形成了不同的景观。为该地的旅游业带来无限生机。
伊岭岩在地貌上属于喀斯特峰林-宽谷地区,处于峰林-谷地向孤峰平原过渡的发育阶段,。
喀斯特地貌分为峰丛-洼地、峰林-谷地、孤峰溶蚀平原。伊岭岩处于峰林-谷地向孤峰平原过渡的发育阶段,地处武鸣盆地区,伊岭一带孤峰台地大面积分布,武鸣河贯穿其间,水土条件好,是重要的农业区域。在这里我们看到了许多宝塔状石峰。
下午实习地点:武鸣的一个采石场
一、 断层
定义:岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂面发生显著位移的断裂构造。
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。
相关知识:
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。
是什么力量倒置岩层断裂错位呢?原来是地壳运动中产生强大的压力和张力,超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升,两边岩块相对下降时,相对上升的岩块叫地垒;常常形成块状山地,如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时,形成地堑,即狭长的凹陷地带。著名的东非大裂谷和我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。
断层对地球科学家来说特别重要,因为地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因。科学家们相信:他们对断层机制研究越深入,就能越准确地预报地震,甚至控制地震。
二、 岩层产状
定义:岩层在地壳中展布的状态。通常用走向、倾向和倾角三个产状要素来确定。
相关知识:
岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外,一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示,称为岩层产状三要素。岩层面与水平面的交线或岩层面上的水平线即该岩层的走向线,其两端所指的方向为岩层的走向,可由两个相差180°的方位角来表示,如NE30°与SW210°。垂直走向线沿倾斜层面向下方所引直线为岩层倾斜线,倾斜线的水平投影线所指的层面倾斜方向就是岩层的倾向。走向与倾向相差90°。岩层的倾斜线与其水平投影线之间的夹角即岩层的(真)倾角。所以,岩层的倾角就是垂直岩层走向的剖面上层面(迹线)与水平面(迹线)之间的夹角。
岩层产状有两种表示方法:①方位角表示法。一般记录倾向和倾角 ,如205∠65,即倾向为南西205°,倾角65°,其走向则为NW65°或SE65°。②象限角表示法。一般测记走向、倾向和倾角,如N65°W/25°SW,即走向为北偏西65°,倾角为25°,向南西倾斜
第三天
上午实习地点:峙村河水库
早上,我们坐车去参观峙村河水库,这里的岩层由砂岩、泥岩及少量粉砂岩组成,峙村河水库建造的主要目的用于供水,坝基主要放在石英砂岩上,前后均为泥岩,其抗压强度好,且透水性差,是天然的良好防渗隔水层。
在峙村河水库附近没有大的断层褶皱,坝基稳定性就较好,防参透性好,像石英砂岩、泥岩、页岩防水性好,透水性小。作为水库,水库的坝址的选择很重要,坝址的选择要考虑地质条件(构造稳定、防参透),也要考虑地貌条件(以最小的坝长得到最大的库容)。
之后,我们观察了水库附近的岩层,岩层地点在清平水库坝首之北,岩石产状很稳定,在这里看到没有大的断层、褶皱。居查资料,该岩层主要是石英砂岩。
据了解水库是有利也有弊的,水库可以用于防洪蓄洪,用于供水、发电、养殖等,但是水库也容易增加库区地质灾害的发生,造成库区泥沙淤积,影响水库附近地区气候变化,导致下游水质恶化、土地的土壤盐碱化等生态弊端。大坝坝址的选择要需相当的慎重,还要注意以下几个方面的问题:
1、大坝要建立在比较狭窄的河谷段。从成本方面来讲,在狭窄的地段建坝,大坝的长
度变短了,大坝的修筑工程成本就低了,也就是说:以最小的工程成本得到最大的库容,得到最大的收益。
2、从地质上讲,建筑大坝特别要考虑的问题的是地下岩石的岩性。从工程的坚固性讲,大坝要建立在岩性坚固的地区。岩石坚固,大坝的根基也就稳固了,溃坝的机率也就有一定程度上降低了。另一方面,要考虑岩石的透水性问题,选择透水性差的地区,比如泥岩、页岩、砂岩地区,水库才可以真正起到蓄水作用。
3、从地质构造方面来讲,水库不可建立在断层之上。断层是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。断层的长度随着时间变化很大,两盘之间的位移量也有很大的变化。水库建立在断层的倾斜岩层上,当横面有水渗透时就慢慢形成滑动面,水库极容易发生移动,有可能发生严重的灾害。在断层上,岩石往往支离破碎,易被风化侵蚀,库坝也就容易发生渗漏问题了。
峙村河水库的大坝选择建立在库容大,工程量小,岩石坚硬而不透水的地区,也是很符合要求的,但是不理想的是它顺着岩层的斜向建立,沿着岩层的倾向倾于下游,这增加了水库移动的机率。
走出峙村河水库山间的路上,我们来到第一个测站。这是一个褶皱构造现场,这是寒武纪中风化的砂岩,岩石表面原来的颜色是红色的,经风化后变成紫色。接着老师为我们复习了褶皱构造的知识内容:褶皱为岩层在构造运动下产生的一系列弯曲,是地壳中最常见的地址构造之一。它的基本型态有向斜和背斜两种。可以清楚地看到岩层向上弯曲,核心部分岩层较老;又考虑到到褶皱轴面近于垂直,两翼向两侧倾斜,倾角近于相等,通过分析我们可以判断此构造为背斜直立褶皱构造。岩石受力发生位移或破裂,而使岩石的完整性和连续性遭到破坏,这种构造称为断裂构造。
在这里,老师教了我们如何使用地质罗盘。地质罗盘的结构原理是利用磁针指示磁子午线,配合刻度环的读数,确定方向;同时,根据倾角指示盘与长水准泡总是保持垂直的关系,配合方向盘的读数,确定坡角。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,观察点的所在位置,测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置。
下午实习地点:
一、 安吉站工地——静载试验
这里的是为做一个高层建筑做的静力荷载试验。静力载荷试验是工程地质上的一种现场试验,指通过一定垂直压力测定土在天然产状条件下的变形模量、土的变形随时间的延续性及在载荷板接近于实际基础条件下估计地基承载力等。静力载荷试验应在建筑物基础砌置深度的承压层中进行。当需要测定黄土的湿陷性时,可在试验中进行人工注水。由于取样方法的改进以及其他先进现场试验方法的出现,现场静力载荷试验已渐逊色,但仍可与其他方法校核使用。
静力荷载试验分为平板试验,螺旋板荷载试验,深层平板荷载试验等。 试验目的:确定地基土的临塑荷载,极限荷载,为评定地基土的承载力提供依据;估算地基土的变形模量,不排水抗剪强度和基床反力系数。
课本相关知识:
1、静力荷载试验的基本原理和意义
/原理:静力载荷试验就是在拟建建筑场地上在挖至设计的基础埋藏深度的平整坑道底放置一定规格的方形或圆形承压板,在其上逐级施加荷载,测定相应荷载作用下地基的稳定沉降量,分析研究地基土的强度与变形特性,求得地基土的容许承载力与变形模量等力学数据,可见,静力载荷试验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似,而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验。其得到的承载力对于其它测试方法更接近实际。
2、试验成果:P-S曲线(压力p-稳定沉降量s)--三个阶段(图)工程地质课件
第Ⅰ阶段:压密阶段
(直线变形阶段)
第Ⅱ阶段:局部剪切
阶段(承压板边缘已有小
范围的土体被剪破)
第Ⅲ阶段:破坏阶段
(在很小的压力下,沉降
显著增加,地基出现连续滑动面,地基失稳破坏。
3.试验目的:
⑴.确定地基土的临塑荷载p0、极限荷载pu,
⑵.估算地基土的变形模量E0 ,不排水抗剪强度Cu和基床反力系数K
4、静力载荷试验资料的应用及其有关问题图课件
㈠ 确定地基土承载力
1.拐点法-(p-s曲线有明显拐点)
拐点对应值p0=f0(地基承载力基本值)
2.相对沉降法-(p-s曲线无明显拐点)
对于承压板面积=0.25-0.5㎡ 时: 低压缩性土和砂
性土:s/b=0.01-0.015对应荷载=f 0 ;中、高压缩性土:s/b=0.02应荷载=f 0
3.极限荷载法: po与pu接近时:f 0=pu /K(K:1.5-2.5)
s/b=0.06时对应的荷载=pu
二、 鲁班路工地——钻探
地质钻探:从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样进行分析研究鉴别查明矿体或划分地层,判定地层地质情况的作业。通常地质找矿中钻探的费用至少都要占到40%以上。钻孔
直径小(46~91毫米 ),按矿种的不同 ,深度从几十米到几千米。为了勘探矿床、地层构造、土壤性质等,用器械向地下钻孔,取出土壤或岩心供分析研究。
所用钻机主要分为回转式与冲击式,以及复合式钻机。
钻探技术发源于中国四川,其首要作用是找水喝,其次是找盐吃。钻探技术堪称是我国四大发明之后的第五大发明。在1700年以前,中国人打了1万多口井,深度都超过500米,目的就是取盐。
九、地质学实习心得
实习,是一所没有围墙的课堂;也是一种无形的经验。这次地质实习使我们大学生走出了课堂,走向了工地,走上了理论与实践相结合的道路,得以在社会的大熔炉中见识,为今后更好地完成学业进入专业领域积累经验,赢得筹码。
此行野外实习,我们基本完成了实习目的上的要求,将课本上的地层学、地质构造和岩石的知识放到了现实当中学习和巩固,同时实践了野外地质调查的基本技能和研究方法,学会了分析地表形态及其发生、发展、结构和分布规律。
通过此次野外实习,我体会到了野外地质工作的乐趣和艰辛。此次实习,不仅让我加深了对课本基础知识的理解,而且观察了各种地质现象并积累了许多地质、地貌方面的材料,通过亲身实践学到了许多课本上没有的又不是很好理解的知识,实现了理论与实践的结合。同时,老师以自身丰富的经验和学识,向我们讲述了各种地质知识与现象,在他们身上体现了求真务实、精确严谨、一丝不苟的教学风格和艰苦朴素、平易近人的人格魅力,我学到了宝贵的知识,锻炼、提高了我们野外实习、考察的能力,为我们以后的学习和工
作打了一个很好的基础。
参考资料:
网页百度
孔宪立、石振明·《工程地质学》·中国建筑工业出版社·2001年
宋春青、邱维理 张振春·《地质学基础》·高等教育出版社·2005年
高抒、张捷·《现代地貌学》·高等教育出版社·2009年
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