土 木 工 程 地 质.docx
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土木工程地质
土木工程地质
实习指导书
姓名:
学号:
学院:
土木与建筑工程学院
专业班级:
土木工程
指导老师:
唐老师杨老师
南昌工程学院
二O一O年十一月
1、实习时间:
2010年11月15日-2010年11月22日
2、实习地点:
玉山县七一水库
三、地质实习的目的:
1、对野外的不同岩石,借助简单的工具鉴定和描述其性质、类别。
2、运用地质罗盘仪测量岩体结构面的产状,并了解岩石的风化程度,及风化对岩石性质的影响。
3、对露天岩石的节理、裂隙情况进行统计、记录。
4、对滑坡地段的边坡稳定性进行分析、讨论。
四、实习仪器:
地质罗盘仪
五、实习记录:
1、自然地理概况
玉山县城位于赣杭构造带西段,闽浙地盾与华夏地槽结合部位。
地形上属于山间盆地,海拔高度105-180米。
地形平坦,无活动性断裂岩溶土洞等不良地质现象,第四系松散沉积物厚度10米左右,基本上无软弱卧层,工程地质条件简单,适宜建筑。
所分布的玄武岩为基性喷出岩,由基性斜长石、普通辉石、橄榄石等矿物组成,处在江南潮湿多雨的气候条件下,由于地表的外营力作用,使其原生成岩矿物变成氧化铁、碳酸盐、绿泥石、方解石、高岭石等次生矿物。
当进一步风化时,碳酸盐被淋滤,剩下的水铝矿物和氧化铁(褐铁矿)混合物组成红色及褐色土。
水利资源比较丰富,境内河流主要属信江水系,其中金沙溪、玉琊溪是信江两大源流。
金沙溪源于三清山,源头建有“七一”水库;玉琊溪源于怀玉山,源头建有峡口水库。
全县水资源总量约21亿立方米。
全县大小水库总库容为4.3亿立方米,其中:
大型水库1座,即“七一”水库,库容为2.49亿立方米;中型水库3座,即王宅、峡口、毛宅水库。
现有水电站52座,装机24665千瓦,年均发电量约8000万度。
全县水面面积5.35万亩,其中宜养水面3.45万亩。
县内资源丰富,目前探明的矿产资源有32种,矿产地60多处,是江西省非金属矿产资源大县之一,其中,石灰石储量33亿吨,石煤储量32亿吨,分别位居江西省第一、第二位。
下图是七一水库的图片。
2、罗盘仪的使用:
1、原理:
地质罗盘是利用磁性物体(磁针)具有指磁子午线一定方向的特性,配合刻度环的读数,可以确定目标相对于磁子午线的方向,根据两个选定的测点,可以测出另一个未知目标的位置。
2、地质罗盘仪的基本构造:
一般都由磁针、磁针制动器、刻度盘、测斜器、水准器和瞄准器等几部分组成,并安装在一非磁性物质的底盘上(如图1)。
图1地质罗盘仪构造图
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
注意:
在使用前需作磁偏角的校正。
方位角刻度盘为逆时针方向标注。
两种刻度盘所标注的东、西方向与实地相反,其目的是为了测量时能直接读出磁方位角和磁象限角,因测量时磁针相对不动,移动的却是罗盘底盘。
当底盘向东移,相当于磁针向西偏,故刻度盘逆时针方向标记(东西方向与实地相反)所测得读数即为所求的。
磁针:
为一两端尖的磁性钢针,其中心放置在底盘中央轴的顶针上,以便灵活地摆动。
由于我国位于北半球,磁针两端所受地磁场吸引力不等,产生磁倾角。
为使磁针处于平衡状态,在磁针的南端绕上若干圈铜丝,用来调节磁针的重心位置,亦可以此来区分指南和指北针。
磁针制动器:
是在支撑磁针的轴下端套着的一个自由环,此环与制动小螺纽以杠杆相连,可使磁针离开转轴顶针并固结起来,以便保护顶针和旋转轴不受磨损,保持仪器的灵敏性,延长罗盘的使用寿命。
刻度盘分内(下)和外(上)两圈,内圈为垂直刻度盘,专作测量倾角和坡度角之用,以中心位置为0°,分别向两侧每隔10°一记,直至90°。
外圈为水平刻度盘,其刻度方式有两种,即方位角和象限角,随不同罗盘而异,方位角刻度盘是从0°开始,逆时针方向每隔10°一记,直至360°。
在0°和180°处分别标注N和S(表示北和南);90°和270°处分别标注E和W(表示东和西)。
象限角刻度盘与它不同之处是S、N两端均记作0°,E和W处均记作90°,即刻度盘上分成0°—90°的四个象限。
测斜指针:
是测斜器的重要组成部分,它放在底盘上,测量时指针(或悬锤尖端)所指垂直刻度盘的度数即为倾角或坡度角的值。
水准器:
罗盘上通常有圆形和管形两个水准器,圆形者固定在底盘上,管状者固定在测斜器上,当气泡居中时,分别表示罗盘底盘和罗盘含长边的面处于水平状态。
但如果测斜器是摆动式的悬锥,则没有管状水准器。
瞄准器:
包括接目和接物觇板、反光镜中的细丝及其下方的透明小孔,是用来瞄准测量目的物(地形和地物)的。
3、地质罗盘仪的使用方法
在使用前需作磁偏角的校正,因为地磁的南、北两极与地理的南、北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不重合,两者间夹角称磁偏角。
地球上各点的磁偏角均不确定。
当地球上某点磁北方向偏于正北方向的东边时,称东偏(记为+);偏于西边时,称西偏(记为—)。
如果某点磁偏角(δ)为已知,则一测线的磁方位角(A磁)和正北方位角(A)的关系为A=A磁±δ。
表示δ东偏30°,且测线所测的角亦为NE30°时,则A=30°+30°=NE60°;图B表示δ西偏20°,测线所测角为SE110°,则A=110°-20°=90°。
为工作上方便,可以根据上述原理进行磁偏角校正,磁偏角偏东时,转动罗盘外壁的刻度螺丝,使水平刻度盘顺时针方向转动一磁偏角值则可(若西偏时则逆时针方向转动)。
经校正后的罗盘,所测读数即为正确的方位。
在对方向或目的物方位进行测量时即测定目的物与测者两点所连直线的方位角。
方位角是指从子午线顺时针方向至测线的夹角(如图C所示)。
首先放松磁针制动小螺纽,打开对物觇板并指向所测目标,即用罗盘的北(N)端对着目的物,南(S)端靠近自己进行瞄准。
使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝三者连成一直线,同时使圆形水准器的气泡居中,待磁针静止时,指北针所指的度数即为所测目标的方位角。
图A磁偏角东偏示意图图B磁偏角西偏示意图图C罗盘仪测量目的物的方位
3、岩石鉴定及收集岩石标本
在我们到达的实习地点,老师给我们布置了描绘七一水库副坝泄洪渠左侧山体的剖面图,下面是我们的实习记录图。
由于对工程地质实习非常感兴趣,在实习之余,我还在网上和书本上收集了一些岩石的相关知识。
水利资源比较丰富,境内河流主要属信江水系,其中金沙溪、玉琊溪是信江两大源流。
金沙溪源于三清山,源头建有“七一”水库;玉琊溪源于怀玉山,源头建有峡口水库。
全县水资源总量约21亿立方米。
全县大小水库总库容为4.3亿立方米,其中:
大
(二)型水库1座,即“七一”水库,库容为2.49亿立方米;中型水库3座,即王宅、峡口、毛宅水库。
现有水电站52座,装机24665千瓦,年均发电量约8000万度。
全县水面面积5.35万亩,其中宜养水面3.45万亩。
县内资源丰富,目前探明的矿产资源有32种,矿产地60多处,是江西省非金属矿产资源大县之一,其中,石灰石储量33亿吨,石煤储量32亿吨,分别位居江西省第一、第二位。
岩石按其成因主要可以分为:
沉积岩,岩浆岩,变质岩。
沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。
它是在地表或接近地表常温常压条件下(-70-200℃,一至十几大气压),由风化作用,生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用形成的;岩浆岩的形成又分为两种情况:
1.岩浆侵入活动→侵入岩。
2.火山活动或喷出活动→喷出岩(火山岩),花岗岩、玄武岩都是岩浆岩;变质岩是在地球内力作用,引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。
这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。
固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下,发生物质成分的迁移和重结晶,形成新的矿物组合。
如普通石灰石由于重结晶变成大理石。
下面是我所采集十种的岩石标本。
4、岩层产状要素的测定
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。
测量前先在欲测的岩层面(断层面、节理面等)上选择具有代表性的地方,大体确定产状要素的方位。
图为岩层产状要素及其测量方法
(1)测走向:
将罗盘上盖打开到极限位置,放开磁针,将罗盘的长边靠到需要测的岩层面上,调整圆水准泡居中,读出磁针所指的度数,即为走向。
(2)测倾向:
将罗盘上盖打开,放开磁针,将罗盘的上盖靠到需要测的岩层面上,调整圆水准泡居中,读出磁针所指的度数,即为倾向。
也可以由实地确定倾向的大体方位,然后利用走向加上或减去90度来确定倾向。
(3)测倾角:
在测走向的位置上,将罗盘上盖打开到极限位置,固定磁针,将罗盘侧边垂直走向紧贴到岩层面上,调整长水准泡居中,读出长水准泡下面的白刻度线所指示的读数,即为倾角。
假若在岩层顶面上测量时有困难,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,假若测量底面时指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底层面,读指南针即可。
岩层产状的记录方法:
测得某地层走向是330°、倾向为240°、倾角为50°,记做330°/SW∠50°(或记做240°∠50°)。
实验数据证明:
在实际测量时,走向、倾向只需要测一个,就可以加或减90度确定另一个。
5、地质构造
1、断层的判断
断层是地质构造运动中一种常见的构造形态。
它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。
层的种类(按断层的位移性质):
①上盘相对下降的正断层。
②上盘相对上升的逆断层。
断层面倾角小于30°的逆断层又称冲断层。
正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向,故又统称为倾向滑动断层。
③两盘沿断层走向作相对水平运动的平移断层,又称走向滑动断层(简称走滑断层)。
根据岩石上盘下降状况,我判断此处岩石为一正断层,并且具有光滑的擦痕面。
通过查阅资料我了解到一些野外认识断层及其性质的主要标志是:
①地层、岩脉、矿脉等地质体在平面或剖面上突然中断或错开。
②地层的重复或缺失,这是断层走向与地层走向大致平行的正断层或逆断层常见的一种现象,在断层倾向与地层倾向相反,或二者倾向相同但断层倾角小于地层倾角的情况下,地层重复表明为正断层,地层缺失则为逆断层。
③擦痕,断层面上两盘岩石相互摩擦留下的痕迹,可用来鉴别两盘运动方向进而确定断层性质。
④牵引构造。
断层运动时断层近旁岩层受到拖曳造成的局部弧形弯曲,其凸出的方向大体指示了所在盘的相对运动方向。
⑤由断层两盘岩石碎块构成的断层角砾岩、断层运动碾磨成粉末状断层泥等的出现表明该处存在断层。
此外还可根据地貌特征(如错断山脊、断层陡崖、水系突然改向)来识别断层的存在。
希望通过这些方法我们可以在以后的工作中更好的判断地质构造情况。
6、岩石的节理
通常我们以节理与岩层的产状要素的关系而划分为四种节理:
走向节理、倾向节理、斜向节理、顺层节理,前三种最为常见。
其次,节理的分类还可以以节理的走向与区域褶皱主要方向、断层的主要走向或其他线形构造的延伸方向等关系而进行。
图1
如图1为我们在大坝南侧一岩石上的节理分布图,并测量统计了节理条数,绘制了节理玫瑰花图.(图2)
图2
由图2可以看出:
花瓣越宽表示该方向上节理走向范围越大,花瓣越长表示该方向上节理数量越多。
7、滑坡现象
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。
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;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚也可造成滑坡现象的发生。
滑坡可以分为以下几种:
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;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;中速滑坡:
每小时滑动数十厘米至数米的滑坡;高速滑坡:
每秒滑动数米至数十米的滑坡;覆盖层滑坡,本类滑坡有粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡;基岩滑坡,本类滑坡与地质结构的关系又可分为:
均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。
顺层滑坡也可分为沿层面滑动或沿基岩面滑动的滑坡;特殊滑坡,本类滑坡有融冻滑坡、陷落滑。
下图是七一水库北岸山体的一处滑坡现象。
此图为一处山体滑坡,它的形成主要由于人为的开挖坡脚。
由于此处位于郊外很少有人到达,杨老师建议不需要做任何加固防滑措施。
而通常对于滑坡的处理方法有:
1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。
削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。
此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。
2,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;3,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;4,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;5,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;6,SNS边坡柔性防护技术等。
6、实习感想
此次在外一周的实习使我对工程地质有了更深的认识,对自己的所学的土木专业产生了更大的兴趣。
在实习中我学到了很多的在课本上学不到的东西,这些都是在真正的实践中才能够得到的宝贵经历。
虽然在实习过程中我不是表现最突出的一个,没能全部掌握老师布置的各项任务,但我尽力掌握了报告中的重点,得到了一定的知识扩展。
通过实习我对自己更有信心,它给我的巨大的人生的经验,相信我会在今后的工学习生活受益匪浅的!
在此感谢两位老师带领我们共同度过这次的工程地质实习时间。
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