土木指导书范文.doc

土木指导书范文 地质实习指导书 一、实习目的与要求通过工程地质实习，学生应能够1明确地质学的研究内容；2掌握工程地质条件与路桥开发建设的关系；3解决主要的工程地问题 （1）地基稳定性问题 （2）边坡稳定问题 （3）洞室围岩及地下工程问题 （4）区域稳定性问题4了解野外地质工作的基本程序和方法；对所看到的地质现象能在内业时详细、系统描述出来；5针对野外的具体岩石和土层情况，借助简易工具和试剂鉴别其结构、构造、性质及其岩石的工程强度、类别；6运用地质罗盘仪测定各种地质构造的产状，识别不同类型的地质构造，分析其对道路、桥梁工程的影响；7识别一般中小型地貌形态和常见不良地质现象，分析各自不同因素对道路、桥梁工程建设的影响和危害。 二、实习中的基础理论知识1岩层之间接触关系沉积岩与岩浆岩之间的接触关系侵入接触先沉积、后侵入，如图1中a)图。 沉积接触先侵入、后沉积，如图1中b)图。 老变质晕新新底砾岩老a)侵入接触b)沉积接触图1沉积岩与岩浆岩之间的接触关系岩浆岩之间的接触关系穿插关系新岩体穿插老岩体，如图2。 图2穿插接触关系2.岩层产状岩层产状三要素倾向、倾角和走向，如图走向岩层面上等高两点的连线；倾向倾斜线的水平投影；倾角倾斜线与倾向的夹角。 图图3岩层产状要素3.层状地质体露头线的分布规律水平岩层水平岩层露头线与地形等高线平行或重合，但不相交（如图中）。 图4露头线分布规律示意图直立岩层直立岩层露头线呈直线延伸，不受地形影响，其延伸方向即岩层的走向(图线)。 倾斜岩层倾斜岩层露头线与等高线相交（图线）,具体表现为“V”字形法则，如下a、相反-相同岩层倾向与地面坡向相反时，岩层地质界线的“V”形弯曲顶端在山谷处指向上游，在山坡处指向下坡。 b、相同-相反岩层倾向与地面坡向一致，而岩层倾角大于地面坡角时，岩层地质界线的“V”形尖端在山沟处指向下游，在山坡处指向上坡。 c、相同-相同岩层倾向与地面坡向一致，而岩层倾角小于地面坡角时，岩层地质界线的“V”形尖端在山沟处指向上游、山坡处指向下坡，但地质界线比更为狭窄。 a、相反-相同b、相同-相反c、相同-相同图5倾斜岩层“V”字形法则示意图4.地下水地下水的分类:1,2按照埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水；按含水层的空隙性质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。 5.地下水的主要性质:上层滞水包气带中局部隔水层之上的重力水。 其分布不广，埋藏接近地表，接受大气补给。 雨季时获得补给，旱季时水量逐渐消失，其动态变化很不稳定。 对建筑施工有影响，应考虑排水的措施。 潜水埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。 因其具有自由水面，所以为无压水。 大多数的井都为潜水。 主要由大气降水、地表水和凝结水补给，当承压水与潜水有联系时，也能补给潜水。 潜水常以泉或蒸汽的形式排泄，其动态受气候影响较大，具有明显的季节性变化特征;潜水易受地面污染的影响。 潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。 建筑物的地基最好选在潜水位深的地带或使基础浅埋，尽量避免水下施工。 若潜水对施工有危害，宜采用排水、降低水位、隔离(包括冻结法)等措施处理。 承压水充满与两个稳定的隔水层间的重力水称为承压水。 其形成主要决定于地质构造条件。 最易形成承压水的构造为向斜(或盆地)构造和单斜构造。 孔隙水存在于松散岩层的孔隙中。 孔隙水的埋藏条件不同分为上层滞水、潜水和承压水。 裂隙水埋藏在坚硬岩石裂隙中的地下水称为裂隙水。 分为风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水。 岩溶水埋藏于溶隙中的重力水称为岩溶水(喀斯特水)。 由于溶隙较孔隙、裂隙大得多，能迅速接受大气降水补给，水位年变幅有时可达数十米，具有水量大、运动快、在垂直和水平方向上分布不均匀的特征，其动态变化受气候影响显著。 在土木工程建筑地基内有岩溶水活动，不但在施工中会有突然涌水的事故发生，而且对建筑物的稳定性也有很大影响。 因此，在建筑场地和地基选择是应进行工程地质勘察，针对岩溶水的情况，用排除、截源、改道等方法处理，如挖排水、截水沟，筑挡水坝，开挖输水隧洞改道等措施。 6.地下水的补给与排泄补给含水层自外界获得水量的过程。 补给大气降水、地表水和凝结水补给;含水层之间的补给以及人工补给。 排泄:含水层失去水量的过程。 排泄万式:蒸发、泉水溢出、向地表水体泄流、含水层之间的排泄和人工排泄等。 小黑子河的补给主要是由山上的地下水(地势较高)补给地表水(小黑子河)。 本地大多为石灰岩，地下水主要存在于石灰岩的裂隙中，所以又属于裂隙水，其口感好，以至于玉泉的啤酒比较好。 7.地下水对工程的影响冻胀和翻浆；地基稳定性与含水条件举例比萨斜塔的基础位于潜水面，由于流动水带动地基中的细砂，导致基础的不均匀沉降。 8.河流地质作用河流阶地:在公路选线中是理想的线路沿溪线岩性均匀且比较致密；对于平、纵、横面设计来说一般不易被洪水淹没。 冲刷作用:垂直冲刷作用河谷加深、河流加长航向摆动冲刷内部横向侵蚀作用凹岸陡、凸岸形成河漫滩。 冲击作用:向下游搬运的过程具有分选性由重到轻、由大到小上粗下细。 小孤山(火成岩河流冲刷风化作用形成)9.小黑子河附近的桥梁桥梁的结构3由下至上分别为:基础、桥墩(桥台)、过梁、支座、箱柒(桥跨结构)、桥面铺装。 桥的分类1）在受力特点上分为:梁桥、拱桥和悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。 2）按用途可划分为:公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)以及其他专用桥梁(如:通过管道、电缆等)。 3）按桥梁全长和跨径分为:特大桥(多孔桥全长1000m，单孔跨径150m)、大桥(多孔桥全长100m，单孔跨径40m)、中桥(多孔桥全长(30,100)m，单孔跨径20,40m)和小桥(多孔桥全长8,30m,单孔跨径5,20m)。 4）按主要承重结构材料划分为:污工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥。 5）按跨越障碍的性质分为:跨河桥、跨线桥(立体交叉)、高架桥和栈桥。 6）按上部结构的行车道位置分为:上承式桥、下承式桥和中承式桥。 注我们所看到的应属于梁桥、公路桥、小桥、钢筋混凝土桥、跨河桥、上承式桥。 地质条件对建筑(构造)物的影响主要影响建筑物的基础类型与基础埋置深度，若地基承载力不适用浅基础时会考虑采用深基础。 现在主要应用的深基础为群桩基础，最大埋置深度已达到85m。 哈尔滨松花江大桥处于松花江的下游，所以桩深，桩长为52m，埋置于白垩纪泥岩上，属于特大桥。 在基础施工钻进过程中，可反映沉积形成的多元结构。 基本的二元结构为粗细交替。 古河道建桥多用摩擦桩(25-30m)。 10.水泥的生产工艺4原料石灰质原料(如:石灰石、白娶、石灰质凝灰岩等CaO)；粘土质原料(如粘土、粘土质页岩、黄土等SiO 2、Al 203、Fe203)；将原料按一定比例配合磨洗后为生料；一直锻烧至14500C左右，生成以硅酸钙为主要成分的硅酸盐“熟料”。 为调解水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入质量3%左右的石膏(CaSO4.2H2O)共同磨细，即为硅酸盐水泥。 三、实习路线图第一天观测路线第二天观测路线图6实习路线图 四、玉泉地区工程地质调查报告由于我校学生多次地质野外教学实习与玉泉地区，现对该地区的地质情况作如下分析:（一）玉泉地区概况玉泉位于哈尔滨市南郊阿城县境内，距市区65公里，位于滨绥线上，国道301(绥满公路)经由此地，交通十分方便（见图7）。 图7玉泉地理位置图（二）地形、地貌玉泉地处张广才岭西北部及松花江冲积平原的过渡带，属低山丘岭区，起伏不大。 张广才岭属构造剥蚀地貌。 喷出岩多为中酸性，常形成较高的山脊，侵入岩常形成浑圆山头，一些古老的石碳二叠纪沉积岩层和变质岩层多分布在山坡地带。 松嫩冲积平原属于堆积地貌。 呈波状起伏，相对高差在50米以内。 小黑子河贯穿全区，属阿什河支流，是松花江的二级支流，河床迂回曲折，冲积层较薄，流量不大，流速为0.30.5米/秒，上游水质较好，镇内污染，水质较差。 其中低山的绝对高度1000500米，相对高度500200米，平均坡度510度。 1山岭地貌是由山顶、山坡、山脚等要素组成。 山顶是山岭地貌的最高部分，山顶呈长条状延伸时叫山脊，山脊的较低的鞍部称为垭口。 1）山顶的形状与岩性和地质构造等条件有密切的关系。 山体岩性坚硬、岩层倾斜或因受冰川的刨蚀时，多呈尖顶；气候湿热、风化作用强烈的花岗岩及其他松软岩石分布地区，多呈圆顶；在水平岩层或古夷平面分布地区，则多呈平顶。 2）山坡的形状取决于新构造运动、岩性、岩体结构以及坡面剥蚀和堆积的演化过程等因素，有直线形、凹形、凸形、复合形等。 在路线勘测中，不论是越岭线还是山脊线，路线的绝大部分都是设置在山坡或靠近岭顶的斜坡山。 所以在路线勘测中总是把越岭垭口和展线山坡作为一个整体通盘考虑。 3）山脚是山坡与周围平地的交接处。 由于坡面剥蚀和坡脚堆积，使山脚在地貌上一般并不明显，在那里通常有一个起着缓坡作用的过渡带，它主要由一些坡积物、冲积物、洪积物、岩堆、滑坡堆积体等流水堆积地貌和重力堆积地貌组成。 4）垭口构造垭口由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀作用形成的。 断层破碎带型工程地质条件比较差，由于岩体破碎严重，不宜采用隧道方案，如采用路堑，也需控制开挖深度或考虑边坡防护，以防止边坡发生崩塌。 背斜张裂带型虽然构造裂隙发育，岩层破碎，但工程地质条件较断层破碎带型为好，这是因为两侧岩层外倾，有利于排除地下水，有利于边坡稳定，一般可采用较陡的边坡坡度。 单斜软弱层型由易风化的软弱岩层构成，两侧边坡多不对称，一坡岩层外倾可略陡一些。 由于岩性松软，风化严重，稳定性差，故不宜深挖，否则须放缓边坡并采取防护措施。 剥蚀型垭口以外力强烈的剥蚀为主导因素所形成的，其形态特征与山体地质结构无明显联系。 特点是松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。 由于石灰岩等构成的溶蚀性垭口属于该类型，在开挖路堑或隧道时需注意溶洞等的不利影响。 剥蚀堆积型垭口在山体地质结构的基础上，以剥蚀堆积作用为主形成的。 其开挖后的稳定性主要取决于堆积层的地质特征和水文地质条件。 这类垭口外形浑缓，垭口宽厚，松散堆积层的厚度较大，有时还发育有湿地或高地沼泽，水文地质条件较差，故不宜降低过岭标高，通常多以低填或浅挖的断面型式通过。 2丘陵绝对高度500米，相对高度200米。 其中相对高度大于100米的叫重丘，小于100米的叫微丘。 四周环山，属微丘地区。 山岭重丘区的选线原则5、6山岭地形地面自然坡度一般在以20上。 路线平、纵、横面大部分受地形限制。 重丘地形地面自然坡度一般在20以上。 路线平、纵面大部分受地形限制。 越岭线两个主要控制点位于山脊的两侧，路线需由一供的山坡升至山脊，在适当的地点穿过哑口，然后从山脊的另一侧降坡而下的路线。 山脊线沿山脊走向布设的路线即山脊线。 沿溪线:沿山谷溪流两岸布设的路线，是山区路线的常见形式。 平原微丘区选线原则平原地形平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3以内。 微丘:起伏不大的丘陵，地面自然坡度在200以下，相对高差在100m以下。 设线一般不受地形限制。 正确处理道路与农业的关系；合理考虑道路与城镇的联系；处理好路线与桥位的关系；注意土壤水文条件；正确处理新、旧路的关系；尽量靠近建筑材料产地。 （三)区域地质概况1地层岩性玉泉地区除了零星出露的上古生界(Pz)沉积岩系，中生界(Mz)的沉积岩系外，大部分以白垩系(K)喷出岩及浅成岩为主，并有新生界(Kz)部分地层分布。 安山岩:呈黑色及紫黑色，斑状结构，隐晶质占70-90%，斑晶占10-30%，斑晶为斜长石及云母组成，致密块状构造，主要分布于铁路北侧采石厂。 石英斑岩:浅紫红色，斑状结构，致密块状构造，斑晶为石英及斜长石构成，此岩石主要见于玉泉以西的山头，呈条带状分布。 碎石土:主要分布于山脊、山腰及斜坡地带，是坚硬岩石风化产物，细颗粒物质，属粘性土类。 砂卵石，分布于小黑子河两岸，分选及磨圆程度均较好，个别部分来有细砂层。 粉质亚粘土:黄褐色，含有粉粒成分，塑性指数为13-15，具有明显层理，含水量从地表往下逐渐增加，此种岩石主要分布于河阶地。 侵入岩体:十分发育，有浅层的粗粒，中细粒和细粒花岗岩，暗红色花岗闪长岩，黑云母角闪石花岗岩，闪长岩及酸性、中性、基性脉岩等。 黑色的玄武岩是分布最广泛的岩浆岩,其强度高致密,是沥青混凝土中的主要骨料。 沉积岩不易做石料，强度低，但其中的石灰岩是良好的建筑材料。 2地质构造本区地质构造比较复杂，大地构造属于张广才岭褶皱带的西北边缘，全区为一隆起构造，在隆起的南部为一向南倾的小平山向斜，核部为平山系石灰岩，平山系呈条带状围绕着隆起的构造边缘部分，在北部宾县及孙家窑地区呈东西分布，往东至隋家店一带，变为南北向分布，在玉泉地区一些采石场剖面上，发现有一些小的断层出现，有的断层切割了脉状侵入体。 1褶皱2节理:就是岩石中的裂隙，是指岩石受力后发生形变，岩石破裂后，沿破裂面。 无明显位移的小型断裂构造。 而有明显位的称为节理。 节理对工程的影响节理将岩层切割成块体，降低岩体的强度和稳定性；节理间距越小，岩石破碎程度越高，岩体承载力将明显降低；节理是地下水的通道，同时也会对风化作用其加速进行的效应；有利于开采筑路材料。 3断层的识别标志 （1）地质体的不连续性（地层、岩脉、不整合面、片理）； （2）断层面上的擦痕、阶步、镜面，断层带两侧的牵引构造等； （3）地貌与水文地质特性线性泉、断面山、断层的分类1、2正断层沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层。 正断层一般是在水平方向张力作用或重力作用下形成的。 逆断层:沿断层面倾斜线方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。 逆断层一般是在两侧受到近于水平的挤压力作用下形成的。 平推(移)断层:断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层。 断层与土木工程的关系应避免断层走向于路线走向一致;应避免断层轴线与隧道轴线接近;应避免桥梁基础部位存在断层。 断层的工程地质评价由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩是破碎、风化严重、地下水发育，从而降低了岩石的强度和稳定性，对工程建筑造成了种种不利的影响。 因此，在公路工程建设中，如确定路线布局、选择桥位和隧道位置时，要尽量避开大的断裂破碎带。 在研究路线布局，特别在安排河谷线路时，要特别注意河谷地貌与断层构造的关系。 当路线与断层走向平行，路基靠近断层破碎带时，由于开挖路基，容易引起边坡发生大规模坍塌，直接影响施工和公路的正常使用。 在进行大桥桥位勘测时，要注意查明桥基部分有无断层存在，及其影响程度如何，以便根据不同情况，在设计基础工程时采取相应的处理措施。 不宜在断层发育地带修建隧道。 这是因为，由于岩层的整体性遭到破坏，加之地表水或地下水的侵入，其强度和稳定性都是很差的，容易产生洞顶坍落，影响施工安全。 因此，当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层破碎带接触。 隧道横穿断层时，虽然只有个别段落受断层的影响，但因地质及水文地质条件不良，必须预先考虑措施，保证施工安全。 电缆厂后山逆断层倾向大约北西西南东东，一岩脉发生位移，上盘相对上升，下盘相对下降。 3水文地质情况本地区地下水主要为潜水类型，但是，由于含水层性质不同，可以分为基岩裂隙水及松散岩层中的潜水两种。 （1）裂隙水分布于变质岩、岩浆岩的裂隙或石灰岩的溶洞中，水量充沛，动态稳定，水质较好，无色、无味、透明，是本地区主要的工业及民用水源。 （2）潜水潜水是本地区分布较为普遍的一种地下水，沿小黑子河第四纪松散岩层中均有分布。 经调查地下水的埋藏深度一般为1.52.0米，补给靠大气降水或裂隙水，排泄于蒸发或地表水，水质较好，无色、无味、透明，水量不很丰富，由于埋藏较浅，易受污染。 本地区地下水总的特点是埋藏不太深，地下径流条件较好，矿化度较低，一般属于重碳酸钙型水。 不论是工业、农业、居民饮用，都可以利用。 4不良地质现象区域内不良地质现象不十分发育，经调查发现有 （1）冲沟冲沟是在一定的地形、地质和气候条件下形成的。 它广泛地发育在土质疏松、缺少植被和暴雨较多地区的斜坡和塬畔。 冲沟是地形变得支离破碎，路线布局往往受到冲沟的控制，不仅增加路线长度和跨沟工程、增大工程费用，而且经常由于冲沟的不断发展，截断路基，中断交通，或者由于洪积物掩埋道路，淤塞涵洞，影响正常运输。 本地区冲沟分布较为普遍，铁路北侧之山坡均有分布，除个别地区发现有处于第一发展阶段的冲沟外，大部分冲沟处于第四发展阶段。 它们地特征是沟壁及沟底都十分平缓，并有大量的植物生长，有的已被开垦为农田，沟口出并有农舍存在。 冲沟一般长50100米，宽510米，深13米。 从目前看这种冲沟没有什么危险，但由于本地区处于缓慢上升阶段，因此，对于冲沟的复活现象应引起注意。 冲沟的防治加固沟头、铺砌沟底、设置跌水及加固沟壁。 （2）滑坡2是斜坡上土体、岩体或其它碎屑堆积物在重力作用下，沿一定的滑动面(带)做整体下滑的现象。 影响滑坡的因素:岩性、构造、地貌、气候、地下水、地震以及人为因素。 防治措施:排水、降低下滑力增大抗滑力、改变滑动面(带)眪的性质。 举例陇海铁路由于选线不合理，结果修筑完成投入使用后，发生滑坡，导致养护及修补的费用己经超出了最初的修建投资。 （3）风化作用1、2风化作用的类型:物理风化:地表岩石因温度变化和空吸中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。 分为:热力风化和冻融风化。 化学风化:岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下发生的溶解、水化水解、