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1、防灾科技学院实习报告书专 业 土木工程 系 别 防灾工程系 报告题目 土木工程地质实习 报告人 骆振华 班 级 1050221 指导教师 卢滔、卢玉林 带队教师 卢滔 实习时间2012.5-6月周末 实习单位 野外和4#104 教务处监制报告内容摘要：野外部分：野外实习路线；沉积岩、变质岩及岩浆岩三大岩类的岩性认识及描述；各观察点的地质现象和工程地质条件认识，包括：地质构造认识、建设工程场地选址问题及工程地质问题的初步认识。室内资料分析部分：实习日志整理；回顾老师讲解的知识内容；撰写实习报告；查找专业资料；理正岩土土质边坡稳定性分析计算软件、洞室结构面分析软件及节理产状分析软件等专业软件的学习
2、及使用。指导教师评语：成绩：指导教师签名： 年 月 日 一 实习目的土木工程地质实习分为野外工程地质认识和室内资料分析两部分。野外工程地质认识内容包括基本地质现象和工程地质条件认识；室内资料分析包括野外资料成果整理和汇总、土质边坡稳定性分析计算和结构面统计分析。通过本次实习，可使学生初步掌握地质学、工程地质学的野外工作方法和内容，加深对工程地质学中岩土体工程地质特性的认识，为后续专业课程学习奠定基础。通过实习还可以了解一些基本的工程地质软件的应用技术，提高学生的实际工作能力。二 实习任务（一）野外部分北京市海淀区温泉镇、门头沟区军庄镇工程地质野外实训基地野外地质认识实习，时间一天；天津蓟县工程
3、地质野外实训基地，时间一天。（二）室内部分学院机房野外地质实习成果整理和汇总、专门软件的使用，时间共计三天。三 实习日志2012年5月6号：北京西山部分：海淀温泉村门头沟军庄火车站妙峰山路线1温泉村路线观测点1：温泉采石场（温泉村后山山腰）观察目的：观察奥陶系大理岩的岩体结构及裸露岩面的风化程度；单斜构造现象；石灰岩接触变质为大理岩的特征；以及奥陶系岩浆岩与石灰岩的接触关系。此处存在灰黑色大理岩，颜色呈黑白相间，粒径达几毫米。原岩为奥陶系石灰岩，全部变质（花岗岩体烘烤）成为大理岩，变质后层理仍然清晰，呈单斜构造。裸露面微风化，岩石整体性较完整，钢质钥匙能划出划痕，风化面上由于三氧化二铁现褐红色
4、。观测点2：环山公路旁花岗岩侵入大理岩的裸露岩脉（采石场东侧）观察目的：观察岩脉侵入引起大理岩的弯曲变形。此处有一花岗岩岩脉，花岗岩体和奥陶系之间的侵入接触面应在采石场的下面的半山坡上。采石场中间及东侧，有岩墙侵入。卢老师在下山的路上还给我们讲解了在丘陵地区进行工程选址的部分知识，例如；在山脚选址要考虑岩崩、泥石流及滑坡等不良地质作用的影响，在山顶选址应考虑地震动会因山体的高度而加强等影响。观测点3：温泉村西口路边观察目的：观察花岗岩的风化程度。此处主要为风化的花岗岩，颜色呈灰白色，颗粒之间相互分离，呈现砂颗粒状。风化后，岩体的强度大大降低，透水性也会增强。顺路向山上走，不远处有土壤层和强风化
5、的剖面。2灰峪村-军庄线路观测点1：军庄火车站南高架桥旁观察目的：观察石炭系页岩构造及结构；石炭系泥质砂岩；石炭系炭质页岩构造及结构；二叠系砾岩构造及结构；及裸露岩体的球状风化。此处分别有石炭系页岩、碳质砂岩及二叠系砾岩。其中上层为砂岩，下层为页岩。产状，倾向南东约180度，倾角约30度。上层砂岩主要颜色为黄绿色及土黄色，属于粘土矿物，表面有红色，为三氧化二铁，表面也有发黑的地方。颗粒约几毫米，主要成分为石英和长石，泥质胶结，所以较易被敲碎。下层页岩为石炭系页岩，黑色，细碎块状，碳质粘土含量高，易碎。石炭纪为产煤的重要地质年代。裸露的页岩风化严重，呈球状风化。观测点2：军庄火车站南第一垭口观察
6、目的：观察二三叠系砂岩的构造及结构；二三叠系黑色页岩构造及结构；二三叠系土黄色泥质岩构造及结构；断层构造及类型；软弱夹层的构造、特征及对工程选址的影响。此处为二、三叠纪页岩砂岩。其中，砂岩较多，页岩较少，少于三分之一。产状为倾向南西约180度，倾角约45度。页岩与砂岩间有一厚度约20厘米的泥质页岩，形成软弱夹层构造，在工程选址中应注意。砂岩为浅黄绿色，硅质胶结物为主，不易敲碎，基本未风化。页岩有黄色、土黄色、黑色、紫色等几种，一些地方表面还有红色的三氧化二铁。从下到上从3米宽变为1米宽，厚度变化大是因为属于陆地沉积的河道变化大。且有一个正断层面，错动12米。根据黄颜色砂岩标志层可以知道该处存在
7、一个断层，周围岩石为页岩，节理非常发育，岩石较破碎。该断层上盘下降，断层为正断层。断层面倾角约20度。 观测点3：军庄火车站南第二垭口观察目的：观察侏罗纪玄武岩的构造及结构。此处主要为侏罗纪玄武岩，成分为辉石、斜长石，颜色深黑紫色，块状构造，隐晶质，有明显的气孔状和杏仁状构造，填充深绿色和白色物质。还能看到一道56米长，23厘米宽的白色带，这是由于玄武岩属于基性岩浆岩，裂缝填充方解石所形成的。此处岩石为新开端面，比较新鲜，整体性强，不软化不透水，但岩浆岩的抗风化性不如沉积岩，风化后发黄，比较像砂岩。往前走一段还能看到一些裂隙多，风化严重，破碎颜色浅的岩石。3妙峰山路线观测点1：妙峰山下危桥观察
8、目的：观察向、背斜构造现象（箱形褶皱）。首先从正面看可以看到，其左侧主要是一个倒转向斜褶皱，但现在已经不是很明显了，接下来往右是一个背斜，此背斜的顶部稍有断裂，形成一个箱型背斜褶皱，再往右则为一个沟，这里在地质构造上则是一个“屉形向斜褶皱”，恰恰与箱型背斜褶皱相反。该向斜的脊也是稍稍平的，形似抽屉。由此可见，此处的岩层受到过较为强烈的持续挤压和翻转应力作用。 观测点2：妙峰山隧道口观察目的：观察褶皱的岩土工程性质。隧道口处于一个向斜的核部，从隧道口的外围及形状可以看出，隧道口成马蹄形，并且无衬砌。此路段山体较陡，开挖隧道却无衬砌，而且很稳定，边坡岩体也没有任何支护措施，运营正常。可见，该段山体
9、非常稳定，隧道的岩层完整而坚硬，岩层倾向又与坡向相反，所以工程性质良好。2012年5月20号：天津蓟县部分1.蓟县杨庄水库路线观测点1： 杨庄水库南公路垭口观察目的： 观察蓟县系杨庄组白云岩的岩性及产状。此处主要为蓟县系杨庄组灰白-紫红色含砂白云岩，岩层的倾角约为80度，可看出此处曾发生过剧烈的地质作用，岩层受到过巨大的地应力作用。从卢滔老师那了解到白云岩属于海底沉积岩类，在远古时期这里是曾是一片汪洋，因受到过剧烈的抬升而露出水面。观测点2：杨庄水库南河谷观察目的：观察河流沉积的二元结构；河流与断层的互存关系；河流的侵蚀作用；河流阶地的类型。此处为二级冲积阶地，阶地斜坡露出均为冲积物，未见基岩
10、。沉积层从上至下为粘土、大颗粒沉积物、细颗粒沉积物，属于典型的二元结构，说明在某一时期此处的河流流速有明显的变化，如；流速较大时沉积物为粗颗粒，流速小时沉积物为细颗粒。另外，卢老师还给我们解释了河流与断层的互存关系，因为断层的作用会导致附近的岩层破碎，于是水流更容易侵蚀，在水流的持续作用下，有断层的地方便出现了河谷，也就是说“逢沟必断”。河流两岸的阶地是植物生长和建造建筑物的好地方。观测点3：杨庄水库大坝下游观察目的：观察重力坝的形状及大坝与两侧山体的构筑关系。杨庄水库的大坝是混凝土重力坝，坝体截面形状呈梯形，重力坝的特点是主要依靠自身重量抵抗外力作用，以保持坝体稳定。由于在修建时对地层的勘探
11、工作不全面，杨庄水库建造在黄崖关断裂带上，存在较大的安全隐患。因为水库的存在，下游已完全断流，很大地影响了下游的生态环境。杨庄水库大坝的截水面方向与两侧山体岩层的倾向一致，且坝肩嵌入山体，有利于增强坝体的稳定性。另外，老师还讲解了部分水库诱发地质灾害的案例，如：三门峡水库建成后打破了黄河该河段的泥沙平衡，严重影响了下游的生态环境；三峡水库的建成后，库区内的不良地质现象激增，且对下游的生态环境造成一些不利影响。老师在后面还教导我们：水利工程建设是直接关系到国民生产、生活的重大工程项目，在建设过程中应该从多方面长远考虑，漏掉任何的因素都可能在以后造成重大不利影响；对于一个工程问题，如果大部分的人都
12、赞同，那并不一定是好事，作为工程技术人员来说，更应该冷静地分析长远的利弊。这些话让我受益匪浅。2.蓟县罗庄子路线观测点1：罗庄子小学东侧公路旁观察目的：观察蓟县系杨庄组白云岩中的辉绿岩岩脉；断层的产状。该处为蓟县系杨庄组红褐色含砂白云质灰岩。颗粒为细微粒状，岩石表面较光滑，表面含有黏土类矿物。有较明显辉绿岩岩脉侵入痕迹，侵入岩层厚约一米，呈黑绿色。且该处为黄崖关断裂带，有明显的呈V型的断层。观测点2：罗庄子小学东侧小山山顶观察目的：认识断层线的形态；了解埋桩法监测断层的应用。此处为黄崖关断裂带的一处活动断层，断层线两侧分别为杨庄组白云岩和硅质页岩。由于断层的活动和风化作用，断层线两侧大部分岩层
13、已经非常破碎，指甲就能划断；但有部分岩层的整体性良好，钢质钥匙也划不动。在断层线两旁埋有监测桩，用与监测断层的活动强度，即通过定时测量桩体的相对位移来计算断层的活动强度。3.蓟县洪水庄路线观测点1：洪水庄公路旁裸露页岩观察目的：观察燕山地区蓟县系洪水庄组页岩的产状和构造，了解其工程地质性质。此处为蓟县系洪水庄组页岩，岩层表面呈灰绿、黑绿色，且风化严重，易碎，指甲能划断。此类岩层稳定性差，不适合作地基，在工程选址中应该尽量避开。13四 实习成果（一）岩性的认识1. 沉积岩图4.1军庄火车站南高架桥旁石炭系泥质砂岩，呈土黄色，属于粘土矿物，较易被敲碎。图4.2军庄火车站南高架桥旁石炭系泥质砂岩，颜
14、色为黄绿色，属于粘土矿物，泥质胶结，较易被敲碎。 图4.3军庄火车站南高架桥旁二叠系砂岩，呈土黄色，表面有红色，为三氧化二铁，表面也有发黑的地方，硬度较高。图4.4军庄火车站南高架桥旁二叠系砾岩，土黄-灰黑色相间，颗粒在厘米级。图4.5军庄火车站南高架桥旁泥质砂岩的球状风化，强风化，岩体整体性差。图4.6军庄火车站南第一垭口二三叠系砂岩，产状为倾向南西约180度，倾角约45度。砂岩为浅黄绿色，硅质胶结物为主，不易敲碎，基本未风化。图4.7军庄火车站南第一垭口二三叠系黑色页岩，页岩有黄色、土黄色、黑色、紫色等几种，一些地方表面还有红色的铁质矿物。图4.8杨庄水库蓟县系杨庄组含砂白云岩，呈灰白色-
15、紫红色，岩层的倾角约为80度，可看出此处曾发生过剧烈的地质作用。图4.9洪水庄蓟县系洪水庄组页岩，岩层表面呈灰绿-黑绿色，风化严重，易碎，指甲能划断。2. 变质岩图4.10温泉村采石场奥陶系大理岩，微风化，岩石整体性完整，钢质钥匙能划出划痕。图4.11温泉村采石场奥陶系大理岩, 颜色黑白相间，呈单斜构造，裸露面微风化。风化面上由于三氧化二铁现褐红色。3. 岩浆岩图4.12温泉村东侧岩浆岩岩脉，岩脉侵入引起大理岩的弯曲变形。图4.13温泉村西口花岗岩的块状构造，风化的花岗岩，颗粒之间相互分离，呈现砂颗粒状。岩石风化后，岩体的强度大大降低，透水性也会增强。图4.14军庄火车站南第二垭口侏罗纪玄武岩
16、的杏仁状构造，成分为辉石、斜长石，颜色深黑紫色，块状构造。图4.15军庄火车站南第二垭口侏罗纪玄武岩中的方解石带，由于玄武岩属于基性岩浆岩，裂缝填充方解石所形成的。图4.16罗庄子小学东侧公路杨庄组白云岩中的辉绿岩岩脉，侵入岩层厚约一米，呈黑绿色。侵入岩层左侧为灰白色杨庄组白云质灰岩，右侧为褐色洪水庄组页岩。（二）构造认识1水平构造：未经构造变动过的沉积岩层，其形成时的原始产状是水平的，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上。作为地基时，因为荷载垂直层面，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。但当结构面结合力不强，有时又有层面错动或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具各向异性特点。在工程地质勘
17、查中应注意对岩层结构面的勘查。图4.17洪水庄蓟县系洪水庄组页岩的水平构造，风化微弱，但结构面结合力不强。2单斜构造：原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动，岩层向同一方向倾斜。倾斜的岩层透水性大于水平岩层，对一般建筑物的地基一般没有特殊不良影响。图4.18杨庄水库蓟县系杨庄组白云岩的单斜构造，岩层倾角近90度，此地区发生过强烈的构造运动。3断层：岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。由于岩层发生强烈的断裂变动，产状紊乱，岩层破碎，地下水多，沟谷斜坡崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象发育。图4.19军庄火车站南第一垭口的断层构造。该断层上盘下降，为正断层，错
18、动12米，断层面倾角约20度。4褶皱：岩层受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。对于深路堑、挖方高边坡及隧道工程等，需根据具体情况作具体的分析。图4.20妙峰山扇形背斜-倒转向斜-箱型背斜-屉形向斜褶皱。此处的岩层受到过较为强烈的持续挤压和翻转应力作用。（三）工程地质问题1. 丘陵地区工程选址在丘陵地区进行工程选址需要考虑多方面的因素，例如；在山脚选址要考虑岩崩、岩石风化、泥石流及滑坡等不良地质作用的影响；在山顶选址应考虑地震效应会因山体的高度而加强，因为地震动受地形的影响。2. 岩石风化地表或接近地表的岩石经受物理、化学及生物等因素的影响，岩石会发生破碎或成分
19、变化。风化作用能促使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，强度和稳定性将大为降低，对工程建筑起着不良的影响。图4.21温泉村采石场东侧大理岩的风化面 3. 地震效应地震主要是由地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象。地震区对场地的地震效应有：地震力效应、地震破坏效应、地震液化效应和地震激发地质灾害的效应等。在强震中液化地基、易产生震陷的软弱黏土地基和不均匀地基易被破坏，而一般性地基具有良好的抗震能力。4. 软弱夹层软弱夹层指的是岩体内介于硬之间，又易遇水软化，层状或带状的薄层。由于软弱夹层会降低地基的承载力，在工程选址时应尽量避开；不能避开时需要对地基进行改良，以提高地基承载力。图4.22军庄火车
20、站南第一垭口的软弱夹层构造5. 水库的修建水利工程建设是直接关系到国民生产、生活的重大工程项目，在建设过程中应该从多方面长远考虑，漏掉任何的因素都可能在以后造成重大不利影响。水库建成后可能会诱发地震，增加库区及附近地区地震发生的频率；山区的水库由于两岸山体下部未来长期处于浸泡之中，发生山体滑坡、塌方和泥石流的频率会有所增加。 图4.23杨庄水库的坝基与山体结合方式6. 活动断层活动断层，是晚第四纪以来有活动的断层。 活动断层现今仍在活动或近代地质时期曾有过活动，将来还可能重新活动。由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩石破碎、风化严重，从而降低了岩石的强度和稳定性，对工程建设造成种种
21、不利影响。 图4.24罗庄子小学东活动断层的破碎带（四）工程问题的软件分析1理正岩土坡面计算软件某一均质土坡（图12），土体容重为19kN/m3，粘聚力C=5 kN/m3，内摩擦角=30°。土体材料服从摩尔库仑强度准则。计算其稳定系数，搜索最危险滑动面位置。图25均质土坡1不考虑地震图4.26不考虑地震时岩土坡面计算结果分析：从计算结果可看出，此坡面的滑动安全系数为1.097，稍大于临界值1。在无外界因素影响时，坡面基本稳定；但在自然条件下，会有多方面的外界因素影响其稳定性，如：降雨量、外荷载作用及重力引起的徐变。为保持坡体的稳定性，须对坡体采取必要的简易防护措施，如：改善坡面的透水
22、性，减少孔隙水的渗人；在坡脚修筑挡土墙，以增强抗滑力；必要时还可分层开挖，适当放坡；此外，对工程意义和环境意义较大的斜坡应进行长期监测, 了解其变形动态, 以便及时采取措施, 减少灾害损失。滑动安全系数: 1.097*滑面信息* 土条总数: 32 圆心半径(m): (-3.000,39.000) R = 39.115*土条信息* 第1个土条: 几何信息 左上点坐标(m): (0.000, 0.000) 左下点坐标(m): (0.000, 0.000) 右上点坐标(m)：(1.000, 0.667) 右下点坐标(m): (1.000, 0.090) 土条尺寸: 宽度 = 1.000m, 底部长度
23、 = 1.004m 土条面积: 0.288m2 土条底部倾角: 5.134度 物理信息 土条底部: C = 5.000kPa, = 30.000度 受力信息 土条自重: W = (5.480kN, 3.500m) 土条底部: 法向力 = (5.458kN, 0.000m), 切向力 = (7.451kN, 39.115m) 土条左侧: 法向力 = 0.000kN, 切向力 = 0.000kN 土条右侧: 法向力 = 0.000kN, 切向力 = 0.000kN2考虑8度地震图4.27考虑8度地震时岩土坡面计算结果分析：从计算结果可看出，在有8度烈度的地震作用时，此坡面的滑动安全系数为0.993
24、，小于临界值1。在地震作用时，坡体很可能会沿图示危险面产生滑动。考虑到滑坡体对周边的影响，必须对采取治理措施，如：在坡脚修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力。另外，为保证坡体的安全，应当采取必要的监测措施。 滑动安全系数: 0.993*滑面信息* 土条总数: 32 圆心半径(m): (-3.000,39.000) R = 39.115*土条信息* 第1个土条: 几何信息 左上点坐标(m): (0.000, 0.000) 左下点坐标(m): (0.000, 0.000) 右上点坐标(m)：(1.000, 0.667) 右下点坐标(m): (1.000, 0.090) 土条尺
25、寸: 宽度 = 1.000m, 底部长度 = 1.004m 土条面积: 0.288m2 土条底部倾角: 5.134度 物理信息 土条底部: C = 5.000kPa, = 30.000度 受力信息 土条自重: W = (5.480kN, 3.500m) 土条底部: 法向力 = (5.458kN, 0.000m), 切向力 = (8.230kN, 39.115m) 土条左侧: 法向力 = 0.000kN, 切向力 = 0.000kN 土条右侧: 法向力 = 0.000kN, 切向力 = 0.000kN 水平地震力: 大小 = 0.274kN, 力臂 = 38.811m2隧道结构面分析图28隧道截
26、面图图29隧道中发育的三组结构面产状分析：从结果中可了解到，在隧道的中部位置有四组不稳定块体：其中隧道底部的不稳定块体体积最大；其次洞顶的；边墙的不稳定块体较小。在修建该隧道时，为保证隧道的安全，需要对隧洞中部进行加固，特别要对底部和洞顶大面积加固。可采用锚杆和钢筋网喷瞬凝混凝土等方法施工。图4.30隧道结构面洞顶、边墙不稳定块体计算结果3节理产状分析表4.1 节理产状统计136132742017032460125625812263292803204012868146424662986428570190621270387030059116681682220676216829161117649144204732257310491106812690分析：从图中可以看出有四组比较密集发育的裂隙有：倾向20°、120°、210°、300°。其中倾向20°的裂隙发育程度较高。图4.31节理等密图分析：从图中可以看出，比较发育的裂隙有：倾向30°、120°、210°、300°共四组。图4.32走向玫瑰花图分析：从图中可以看出，倾
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