工程地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告 王洪利11231152

工程地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告王洪利11231152工程地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)院：土木建筑工程學(xué)院班級(jí)：土木1106班姓名：王洪利學(xué)號(hào)：11231152指導(dǎo)教師：劉瑩第一部分前言實(shí)習(xí)目的工程地質(zhì)實(shí)習(xí)是土木工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)習(xí)，是理論教學(xué)的重要組成部分。其目的是讓學(xué)生親臨大自然，應(yīng)用已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，分析地質(zhì)構(gòu)造、巖層性質(zhì)及產(chǎn)狀等，具體分析可能的工程地質(zhì)問(wèn)題，鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析具體問(wèn)題的能力、觀察事物的能力。實(shí)習(xí)內(nèi)容(1)基本工具的使用方法(地質(zhì)羅盤(pán)儀)；(2)地層巖性判別；(3)地質(zhì)構(gòu)造的判別；(4)節(jié)理的測(cè)量、統(tǒng)計(jì)及節(jié)理玫瑰花圖的繪制；(5)地質(zhì)剖面圖的繪制(河谷斷面圖)；(6)地基、邊坡、圍巖穩(wěn)定性分析；(7)野外地質(zhì)勘測(cè)的基本方法等。三．實(shí)習(xí)地點(diǎn)和安排（1）天津薊縣中上元古界國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)剖面(地質(zhì)構(gòu)造、地層、地層分界面、巖石構(gòu)造)（2）野溪-斜河澗地質(zhì)路線(地層層序、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)問(wèn)題認(rèn)識(shí))第二部分專(zhuān)論一．天津薊縣中上元古界國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)剖面薊縣中上元古界地層剖面代表的地質(zhì)歷史時(shí)限長(zhǎng)達(dá)10億年(距今18－8億年)。其中的巖層種類(lèi)齊全、出露連續(xù)、保存完好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、頂?shù)捉缦耷宄?、變質(zhì)極淺。從常州村至府君山距離僅在24公里內(nèi)，代表了18億年至8億年長(zhǎng)達(dá)10億年的地質(zhì)歷史中連續(xù)沉積的一個(gè)完整的海陸變遷過(guò)程。古生物化石豐富，其中發(fā)現(xiàn)了宏觀多細(xì)胞生物化石，使多細(xì)胞生物出現(xiàn)的年代從國(guó)際公認(rèn)的9億年提前到17億年。同時(shí)還保留著世界上最古老的地質(zhì)現(xiàn)象，如形成于距今12-13億年間的沉積海泡石礦床和鐵嶺組內(nèi)發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的噴氣孔構(gòu)造。第一觀測(cè)點(diǎn)：串嶺溝村，太古代（Arw）石榴石角閃片麻巖及淺色變粒巖；現(xiàn)象：片麻理、天石；片麻理（gneissosity）是發(fā)育在中、高級(jí)變質(zhì)片麻巖中的一種面狀構(gòu)造。在主要由粒狀礦物（長(zhǎng)英質(zhì)）組成的巖石中，由于含有部分呈斷續(xù)定向分布的暗色片狀或柱狀礦物（黑云母、角閃石），使巖石顯示出明顯的面狀定向組構(gòu)，即片麻狀構(gòu)造。第二觀測(cè)點(diǎn)：九龍山村，元古代與太古代分界面，下為太古代八道河群王廠組（Arw），上為元古代長(zhǎng)城系常州溝組（Chc），厚度859m，主要以灰白色石英巖狀砂巖為主；現(xiàn)象：角度不整合、礫巖、斜層理、交錯(cuò)層理角度不整合:當(dāng)下伏地層形成以后，由于受到地殼運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生褶皺、斷裂、彎曲作用、巖漿侵入等造成地殼上升，遭受風(fēng)華剝蝕。當(dāng)?shù)貧ぴ俅蜗鲁两邮艹练e后，形成上覆的新時(shí)代地層。上覆新地層和下伏老地層產(chǎn)狀完全不同，其間有明顯的地層缺失和風(fēng)化剝蝕現(xiàn)象。這種接觸關(guān)系叫不整合接觸或角度不整合。這種接觸關(guān)系的特征是：上、下兩套地層的產(chǎn)狀不一致以一定的角度相交；兩套地層的時(shí)代不連續(xù)，兩者之間有代表長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕與沉積間斷的剝蝕面存在。礫巖:礫巖的形成決定于3個(gè)條件:有供給巖屑的源區(qū)；有足以搬運(yùn)碎屑的水流；有搬運(yùn)能量逐漸衰減的沉積地區(qū)。因此，地形陡峭、氣候干燥的山區(qū)，活動(dòng)的斷層崖和后退巖岸是礫巖形成的有利條件。巨厚的礫巖層往往形成于大規(guī)模的造山運(yùn)動(dòng)之后，是強(qiáng)烈地殼抬升的有力證據(jù)。礫巖的成分、結(jié)構(gòu)、礫石排列方位，礫巖體的形態(tài)反映陸源區(qū)母巖成分、剝蝕和沉積速度、搬運(yùn)距離、水流方向和盆地邊界等自然條件。第3觀測(cè)點(diǎn)：青山嶺村南公路旁，長(zhǎng)城系常州溝組（Chc）與串嶺溝組（Chch），厚859m，巖性主要為暗色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)(云)頁(yè)巖為主。現(xiàn)象：薄層頁(yè)巖、中華裂梭藻化石；

頁(yè)巖（Shale）是一種沉積巖，成分復(fù)雜，但都具有薄頁(yè)狀或薄片層狀的節(jié)理，主要是由黏土沉積經(jīng)壓力和溫度形成的巖石，但其中混雜有石英、長(zhǎng)石的碎屑以及其他化學(xué)物質(zhì)。頁(yè)巖形成于靜水的環(huán)境中，泥沙經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沉積，所以經(jīng)常存在于湖泊、河流三角洲地帶，在海洋大陸架中也有頁(yè)巖的形成，頁(yè)巖中也經(jīng)常包含有古代動(dòng)植物的化石。有時(shí)也有動(dòng)物的足跡化石，甚至古代雨滴的痕跡都可能在頁(yè)巖中保存下來(lái)。第4觀測(cè)點(diǎn)：桑樹(shù)庵村馬營(yíng)公路南側(cè)大紅峪溝口東：長(zhǎng)城系串嶺溝組（Chch）團(tuán)山子組（Cht），厚度326m，上部為塊狀含砂質(zhì)白云巖、白云質(zhì)砂巖；下部黑色、灰色白云巖與含砂泥質(zhì)白云巖及灰色葉片狀白云巖組成韻律層?，F(xiàn)象：階地、巖層層面、泥裂、產(chǎn)狀、疊層石；階地指由于地殼上升，河流下切形成的階梯狀地貌。河流下切，原先寬廣的谷底突出在新河床上，形成的階梯狀地形。寬廣的河谷底，大部是河漫灘，河床只占小部分。當(dāng)?shù)孛嬉驑?gòu)造運(yùn)動(dòng)大面積上升：或氣候變化使河水水量增加，水中泥沙減少；或海平面降低，都會(huì)引起河流強(qiáng)烈侵蝕河床底部，造成下切現(xiàn)象，河床大幅度地降低，原先谷底的河漫灘就超出一般洪水期水面，成為階地。河流如果發(fā)生多次侵蝕下切，就可能產(chǎn)生多級(jí)階地。階地表面平坦，通常向河流下游方向傾斜，與新河床間有很明顯的陡坎。泥裂是當(dāng)未固結(jié)的沉淀物露出水面時(shí)，會(huì)受到曝曬而干涸，并發(fā)生收縮和裂開(kāi)，這時(shí)所形成的裂縫稱為泥裂。泥裂的裂片為多角形，裂縫上寬下窄，大致與層面垂直，其中常充填有上覆沉積物的成分。泥裂多見(jiàn)于湖或海洋的濱岸地帶或者河浸灘沉積環(huán)境中。疊層石（stromatolite)是前寒武紀(jì)未變質(zhì)的碳酸鹽沉積中最常見(jiàn)的一種“準(zhǔn)化石”，是原核生物所建造的有機(jī)沉積結(jié)構(gòu)。由于藍(lán)藻等低等微生物的生命活動(dòng)所引起的周期性礦物沉淀、沉積物的捕獲和膠結(jié)作用，從而形成了疊層狀的生物沉積構(gòu)造。因縱剖面呈向上凸起的弧形或錐形疊層狀，如扣放的一疊碗，故名。第5觀測(cè)點(diǎn)：大紅峪溝前行300m處：長(zhǎng)城系團(tuán)山子組（Cht）與大紅峪組（Chd），厚度575m，主要為砂巖、砂質(zhì)白云巖及白云巖，夾火山噴發(fā)巖?，F(xiàn)象：層間斷層通過(guò)左右兩邊的對(duì)應(yīng)層面比較可以清晰看出層層之間形成一定的錯(cuò)開(kāi)距離，是典型的層間錯(cuò)斷。第6觀測(cè)點(diǎn)：大紅峪溝前行約1.4km處小溝口：長(zhǎng)城系大紅峪組（Chd）與高于莊組（Chg），厚度1530m，主要為含硅質(zhì)條帶、疊層石白云巖及含錳頁(yè)巖為主。硅質(zhì)條帶、疊層石白云巖：淺灰色，疊層石構(gòu)造，微晶結(jié)構(gòu)；主要成分為白云石，含硅質(zhì)條帶。含錳頁(yè)巖：黑灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，頁(yè)狀構(gòu)造，含錳，為錳礦體的上部圍巖。第7觀測(cè)點(diǎn)：府君山地質(zhì)公園：寒武系、奧陶系地層構(gòu)成的向斜；現(xiàn)象：向斜、飛來(lái)峰、斷層、巖溶褶皺的基本單位是褶曲，褶曲有兩種基本形態(tài)，一種是向斜，一種是背斜。從形態(tài)上看，向斜一般是巖層向下彎曲。因此，從地形的原始形態(tài)看，向斜成為谷地。但是，由于向斜槽部受到擠壓，物質(zhì)堅(jiān)實(shí)不易被侵蝕，經(jīng)長(zhǎng)期侵蝕后反而可能成為山嶺，相應(yīng)的背斜卻會(huì)因巖石拉張易被侵蝕而形成谷地。因此，我們應(yīng)該根據(jù)巖層新老關(guān)系來(lái)確定一個(gè)褶皺是背斜還是向斜，而不能單憑地表形態(tài)來(lái)判斷。向斜是良好的儲(chǔ)水構(gòu)造。石油、天然氣、地下水三者比較，天然氣的密度最小，石油次之，水的密度最大，且向斜的巖層向下彎曲，即儲(chǔ)水。相反，背斜是良好的儲(chǔ)油構(gòu)造。因?yàn)橄蛐睅r層向下彎曲，受力集中于中心。所以，同一平面上各點(diǎn)受力不均勻，不宜修建鐵路、隧道等工程。在逆掩斷層或輾掩構(gòu)造中，常見(jiàn)老巖層覆蓋在新巖層上，這樣的老巖層稱推覆體。當(dāng)推覆體遭受強(qiáng)烈剝蝕，周?chē)貐^(qū)露出原來(lái)的新巖層，而殘留一部分老巖層，孤零零地蓋在新巖層上，叫飛來(lái)峰。地殼巖層因受力達(dá)到一定強(qiáng)度而發(fā)生破裂，并沿破裂面有明顯相對(duì)移動(dòng)的構(gòu)造稱斷層。斷層是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中廣泛發(fā)育的構(gòu)造形態(tài)。它大小不一、規(guī)模不等，小的不足一米，大到數(shù)百、上千千米。但都破壞了巖層的連續(xù)性和完整性。在斷層帶上往往巖石破碎，易被風(fēng)化侵蝕。沿?cái)鄬泳€常常發(fā)育為溝谷，有時(shí)出現(xiàn)泉或湖泊。野溪-斜河澗地質(zhì)路線主要內(nèi)容：地層層序的觀察和地層層序圖的繪制、地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識(shí)、地質(zhì)構(gòu)造的類(lèi)型和示意圖繪制、工程地質(zhì)問(wèn)題的基本認(rèn)識(shí)。地理位置：野溪—斜河澗屬于北京門(mén)頭溝區(qū)妙峰山鎮(zhèn)，位于門(mén)頭溝區(qū)東北部，東距北京市中心僅30公里。永定河、109國(guó)道穿鎮(zhèn)而過(guò)，斜河澗位于永定河邊的山上，豐沙鐵路線正好從村子與永定河之間橫穿而過(guò)。野溪橋頭有大臺(tái)線、豐沙線。該地層出露比較完整。屬奧陶系中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r。呈箱形褶曲，柔性褶曲。野溪至斜河澗段，沿大臺(tái)線鐵路出露的地層是奧陶系中統(tǒng)馬家溝組后層灰?guī)r，從構(gòu)造上可以看到各種類(lèi)型的褶皺，如箱型褶皺、柔性褶皺，還可以見(jiàn)到斷距僅1.2米的小斷層。此段永定河流沿山蜿蜒回流，是比較寬緩的水流地段。第1觀測(cè)點(diǎn)：斜河澗，觀察永定河中游河谷兩岸的地貌特征。觀察河岸山體褶皺特征，永定河河谷長(zhǎng)在110米到150之間，河谷階地發(fā)育良好，形成了明顯的二級(jí)河流階地。其中一級(jí)與二級(jí)之間高差大約2至3米，一級(jí)階地與河床之間的高差有2多。延河流流向，右岸的山體大約有100米。該地區(qū)河谷階地為侵蝕階地，且為單側(cè)蝕階地。主要是由于河流的側(cè)侵蝕，導(dǎo)致環(huán)流再加之地殼運(yùn)動(dòng)而形成。河床多河卵石，磨圓度好。階地部位主要是粘性土，沙與卵石。在河流的侵蝕作用下，在永定河兩邊形成不同的河岸特征，有凹岸和凸岸相間而成，在河流的侵蝕作用下，由于河流的侵蝕作用大形成的是凸岸，由于河流的沉積作用大形成的是凹岸，由于地下水位的下降永定河的河谷特征也完全暴露出來(lái)，在位于妙峰山山地有丁壩形成，河流的侵蝕作用形成的一級(jí)階地二級(jí)階地有各自不同的作用和功能，一級(jí)階地適合種植和房屋建筑，二級(jí)階地比較適合種植對(duì)于建筑不太合適。在河岸北側(cè)，是妙峰山的山體，在河對(duì)面，可以清楚的看到妙峰山的褶皺構(gòu)造。自西向東，褶皺的形態(tài)越來(lái)越大，表現(xiàn)出的形態(tài)也逐漸模糊。在山體最西側(cè)，是一個(gè)傾斜的向斜構(gòu)造，緊接著的是一個(gè)背斜、直立褶皺，下一個(gè)又是向斜、傾斜褶皺（三個(gè)向斜，兩個(gè)背斜），這樣一直延續(xù)到山體東側(cè)。在地殼運(yùn)動(dòng)的作用下，妙峰山上有一條大的斷層，越靠近斷層，褶皺越緊密。在最北西側(cè)山體的一部分由于受到分化作用而缺失。第2觀測(cè)點(diǎn)：順河流流向，觀察其右岸的箱形褶皺特征。河流右岸就是妙峰山，該山由三個(gè)向斜兩個(gè)背斜組成。其中，靠近西南方向的向斜中的巖層特別陡。說(shuō)明地質(zhì)構(gòu)造過(guò)程中，在西南方向上有一個(gè)大的斷層，所以此褶皺在形成過(guò)程中被擠壓，故其巖層明顯比其它的要陡。向上看，中間的背斜的頂部巖層已被風(fēng)化剝蝕掉。在其右岸可以明顯地看到箱形褶皺的構(gòu)造和箱形核部的一側(cè)。第3觀測(cè)點(diǎn)：觀察隧道圍巖特征（大臺(tái)線2號(hào)隧道）。隧道口就是處于一個(gè)向斜的核部，從隧道口的外圍及形狀也可以看出，隧道口成馬蹄形，并且無(wú)襯砌。此路段山體較陡，開(kāi)挖隧道卻無(wú)襯砌，而且很穩(wěn)定，邊坡巖體也沒(méi)有任何支護(hù)措施，運(yùn)營(yíng)基本正常?？梢?jiàn)，該段山體非常穩(wěn)定，主要原因是隧道圍巖為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r，穩(wěn)晶結(jié)構(gòu)，單軸極限抗壓強(qiáng)度為30MP，分化不嚴(yán)重，巖石工程性質(zhì)良好，巖體結(jié)構(gòu)特征介于整體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)之間。隧道圍巖的巖層完整而堅(jiān)硬，巖層傾向又與坡向相反，所以工程性質(zhì)良好。第4觀測(cè)點(diǎn)：觀察2號(hào)隧道兩個(gè)出口設(shè)計(jì)的差異。這兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)主要是目的是以隧道為例讓我們通過(guò)比較這兩個(gè)隧道出口在結(jié)構(gòu)上的不同，體會(huì)到在不同工程地質(zhì)條件下，我們的施工應(yīng)該因地制宜，采取不同的設(shè)計(jì)和施工方法，才能更大限度地減少成本同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。第三觀測(cè)點(diǎn)的隧道洞口形狀為馬蹄形，并且沒(méi)有任何支護(hù)。而另外一個(gè)隧道出口形狀規(guī)則，有襯砌維護(hù)。馬蹄形無(wú)襯砌的隧道很穩(wěn)定，邊坡巖體也沒(méi)有支護(hù)措施，運(yùn)營(yíng)正常，跟它的圍巖特征有很大關(guān)系。由于隧道圍巖為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組的厚層灰?guī)r，隱晶結(jié)構(gòu)，巖層完整、堅(jiān)硬、致密，抗壓強(qiáng)度大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，并且?guī)r層反傾（傾向和坡向相反），因此具有良好的工程性質(zhì)，無(wú)需支護(hù)即可滿足條件。而另一出口采用襯砌維護(hù)，在于其圍巖和馬蹄形隧道的圍巖的性質(zhì)差異。我們可以看到，該隧道出口上部巖體有很多的植被，這說(shuō)明出口巖體較為破碎，完整性差，同時(shí)植被的生長(zhǎng)也會(huì)加速巖體的風(fēng)化，這是一種生物風(fēng)化作用。植被還能截留較多的地表徑流，進(jìn)而促進(jìn)水對(duì)可溶性的灰?guī)r的溶蝕。因此巖體的強(qiáng)度較低，需要進(jìn)行支護(hù)。第5觀測(cè)點(diǎn)：觀察向斜構(gòu)造及溶洞。該山體出露比較完全幾乎沒(méi)有什么草木，能很清楚地看出其地層的層序，這座出露的山的地質(zhì)構(gòu)造為褶皺構(gòu)造中的向斜構(gòu)造和背斜構(gòu)造相間。但此處的向斜構(gòu)造也不是完全典型的向斜，它有一些傾斜，根據(jù)目測(cè)這座山山頂與地面的高差為55m水平長(zhǎng)度為80m。第6觀測(cè)點(diǎn)：觀察斷層構(gòu)造該薄層灰?guī)r沿走向延伸方向突然錯(cuò)斷，巖脈被切斷；同時(shí)我們看到了一些斷層所特有的巖石：構(gòu)造巖。這些構(gòu)造巖是由于斷層兩盤(pán)巖石相互錯(cuò)動(dòng)、摩擦、搓碎，使斷層帶或夾在兩盤(pán)之間的巖石碎成角礫、細(xì)粉或泥膠結(jié)形成的；仔細(xì)觀察，我們還發(fā)現(xiàn)了一些微小的擦痕。種種跡象表明，這是一條典型的斷層。該斷層比較小，斷距大概1m多，上盤(pán)相對(duì)上移，下盤(pán)相對(duì)下移，是一條逆斷層。第7觀測(cè)點(diǎn)：觀察巖漿巖與沉積巖的接觸關(guān)系。觀察巖漿巖與沉積巖的接觸關(guān)系。如圖可以看出該處巖漿巖侵入沉積巖，隨后隨著地層沉降，風(fēng)化等地質(zhì)作用，該侵入巖與上面沉積巖成沉積接觸。第8觀測(cè)點(diǎn)：沿線4段人工路肩墻。擋土墻的設(shè)計(jì)是否符合膨脹土路基邊坡客觀條件，關(guān)系到邊坡治理費(fèi)用和安全問(wèn)題。擋土墻按位置可分為坡腳墻、坡腰墻和坡頂墻。坡腳墻用在路基坡腳，起穩(wěn)定坡腳土體的作用其中路塹坡腳墻宜與邊溝同時(shí)構(gòu)筑，以起到增加基底摩阻和側(cè)向支襯作用。擋土墻基礎(chǔ)埋深一般為大氣急驟影響深度以下1.5m或根據(jù)坡面發(fā)現(xiàn)的滑移結(jié)構(gòu)面情況確定。墻高不宜超過(guò)3m,墻后宜留平臺(tái)，平臺(tái)寬1.5--2m，以改善墻后土體的受力狀況。第9觀測(cè)點(diǎn)：觀察永定河畔人工丁壩。該段永定河曲流發(fā)育，凹岸侵蝕嚴(yán)重，河岸后退。為了防止河流側(cè)方侵蝕，保護(hù)路基穩(wěn)固，在遭受側(cè)方侵蝕的地段已修筑路肩墻。另外利用豐沙二線的棄渣，堆成丁壩，改變水流主線方向，將侵蝕水流引開(kāi)，從而保護(hù)凹岸路基。第10觀測(cè)點(diǎn)：丁壩附近觀測(cè)永定河河流的堆積特征人工丁壩與人工路肩墻的作用相似，都是為了保護(hù)上部邊坡穩(wěn)定性的。區(qū)別在于人工丁壩主要在于防止底部河流性水流沖刷。流水沖刷會(huì)攜帶泥土，將鐵路的路基掏空，使得鐵路傾斜下沉，甚至在火車(chē)重力負(fù)荷下發(fā)生突然性滑坡與塌落嚴(yán)重影響了行車(chē)安全。此處的人工丁壩在我們觀察時(shí)候已經(jīng)明顯高于水面，但是其作用是不容忽視的，在漲水期或者暴雨時(shí)候能有效地起到保護(hù)邊坡和路基的作用。第11觀測(cè)點(diǎn)：斜河澗豐沙二線2號(hào)隧道進(jìn)口處破帶2號(hào)隧道位于一個(gè)斷裂破碎帶上。因?yàn)橛袛鄬影樯奶厥鈳r石。我們可以看到隧道上方有一個(gè)很長(zhǎng)的破碎帶。破碎帶上巖體相當(dāng)破碎，完整性非常差，節(jié)理非常發(fā)育，風(fēng)化嚴(yán)重。近距離仔細(xì)觀察，我們看到了糜棱巖和一些斷層擦痕。這些都是斷層的特征。在隧道體外側(cè)，有出露的千枚巖，風(fēng)化顏色為蠟黃色，結(jié)構(gòu)定向性明顯、破碎，與厚層灰?guī)r的外觀截然不同。由于巖體破碎，在自然環(huán)境作用下和火車(chē)的震動(dòng)作用下，邊坡不穩(wěn)定，因此對(duì)隧道外側(cè)進(jìn)行了擋墻防護(hù)。第12號(hào)觀測(cè)點(diǎn)：1號(hào)隧道整個(gè)洞身全襯砌支護(hù)。1號(hào)隧道采用了全襯砌支護(hù)。王連俊老師解釋?zhuān)@是由于該隧道通過(guò)九龍山向斜核部的原因。一般來(lái)說(shuō)，隧道應(yīng)當(dāng)避免從向斜核部穿過(guò)，以