北京交通大学土木工程地质实习报告

工程地质实习报告 姓名：郑峰学号：班级：土木1001指导教师：白明洲单位：北京交通大学土建学院 时间： 2012年4月8、22日目录工程地质实习报告1第一部分 前言3工程地质实习目的与任务：3第二部分 专论3（一）实习地点：斜河涧3第一观测点：斜河涧，观察永定河中游河谷两岸的地貌特征3第二观测点：顺河流流向，观察其右岸的箱形褶皱特征4第三观测点：向斜两翼部右大台线隧道穿过，隧道洞口形状为马蹄形5第四观测点：观察隧道两个出口设计的差异5第五观测点：观察断层构造5第六观测点：观察岩浆岩与沉积岩的接触关系6第七观测点：人工路肩墙6第八观测点：观察永定河畔人工丁坝6第九观测点：丁坝附近观测永定河河流的堆积特征7第十观测点：斜河涧丰沙二线2号隧道进口处破带。7（二）天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面7第一观测点：串岭沟村8第2观测点：九龙山村8第3观测点：青山岭村南公路旁8第4观测点：桑树庵村马营公路南侧大红峪沟口东10第5观测点：大红峪沟前行300m处10第6观测点：大红峪沟前行约1.4km处小沟口11第7观测点：府君山地质公园11第三部分：结论及建议11（一）结论11（二）建议12第四部分：结束语12第一部分 前言2012年4月我们在天津和北京郊区进行了地质实习，进行这次实习的目的在与 ：巩固和加深在课堂学的理论知识，使理论与实践相结合，提高教学效果；了解岩层产状及其形成过程和发展情况，分析沿途所见的岩石的性质以及该地区的地质发展演变简史；学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力。实习是整个工程地质学教学中十分重要的实践环节，使理论与实际相结合，为毕业以后的设计、施工中应用有关地质资料打下一定的基础。这是一次地质启蒙教育，是一次重要的认识实习，重点要理解基本的地址概念，了解基本知识，学会基本技能。通过实习，掌握工程地质的基本知识，了解常见的工程地质问题。为学习后续课程、从事专业工作、扩大知识面和进行科学研究打下必要的基础。实习是大学教学中的不可分割的有机组成部分，是大学学习中的必须加强的重要环节，也是完善专业知识和拓展专业知识的有效途径。而工程地质实习则是土木工程专业的基础实习，是理论教学的辅助方式。其目的在于使我们土建学子亲临大自然，学以致用，将理论知识与当地的地质构造、岩层性质及产状等有机联系起来，通过自己勘测和思考，具体分析可能的工程地质问题，巩固所学的工程地质原理。借由工程地质实习，也可以很好的培养我们动手能力、观察事物的能力、思考拓展能力，以及遇到实际工程问题临危不乱的工程师素质。工程地质实习过程中，老师讲解地质罗盘仪的使用方法，判别地层岩性和地质构造，分析岩石的年代，判断节理的存在，探究地基、边坡、围岩的稳定性，掌握野外地质勘测的基本方法，种种内容，都使我受益匪浅。工程地质实习目的与任务：学习罗盘仪的使用方法，学习产状要素的测量及表示方法；远距离、近距离观察一些常见的地质构造，判断其构造类型，通过所学的知识推断构造形成的条件以及原因；在野外实地观察主要类型的岩石，学会简单地鉴别岩石矿物类型的方法，学会怎样采集岩石标本；学习如何进行节理统计和节理玫瑰花图的编制方法；实地进行测量并根据所得数据对围岩稳定性进行分析评价；学习绘制地质剖面图。本次工程地质实习共分为两条路线：大台线铁路沿线野溪斜河涧实习路线(包括地层层序、地质构造、工程地质问题的认识实习), 天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面路线。现就实习内容及收获，分析整理总结如下。第二部分 专论（一）实习地点：斜河涧主要内容：地层层序的观察和地层层序图的绘制、地质构造认识、地质构造的类型和示意图绘制、工程地质问题的基本认识。地理位置：野溪斜河涧属于北京门头沟区妙峰山镇，位于门头沟区东北部，东距北京市中心仅30公里。永定河、109国道穿镇而过，斜河涧位于永定河边的山上，丰沙铁路线正好从村子与永定河之间横穿而过。野溪桥头有大台线、丰沙线。该地层出露比较完整。属奥陶系中统马家沟组厚层灰岩。呈箱形褶曲，柔性褶曲。野溪至斜河涧段，沿大台线铁路出露的地层是奥陶系中统马家沟组后层灰岩，从构造上可以看到各种类型的褶皱，如箱型褶皱、柔性褶皱，还可以见到断距仅1.2米的小断层。此段永定河流沿山蜿蜒回流，是比较宽缓的水流地段。第一观测点：斜河涧，观察永定河中游河谷两岸的地貌特征观察河岸山体褶皱特征，永定河河谷长在110米到150之间，河谷阶地发育良好，形成了明显的二级河流阶地。其中一级与二级之间高差大约2至3米，一级阶地与河床之间的高差有2多。延河流流向，右岸的山体大约有100米。该地区河谷阶地为侵蚀阶地，且为单侧蚀阶地。主要是由于河流的侧侵蚀，导致环流再加之地壳运动而形成。河床多河卵石，磨圆度好。阶地部位主要是粘性土，沙与卵石。在河流的侵蚀作用下，在永定河两边形成不同的河岸特征，有凹岸和凸岸相间而成，在河流的侵蚀作用下，由于河流的侵蚀作用大形成的是凸岸，由于河流的沉积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来，在位于妙峰山山地有丁坝形成，河流的侵蚀作用形成的一级阶地二级阶地有各自不同的作用和功能，一级阶地适合种植和房屋建筑，二级阶地比较适合种植对于建筑不太合适。在河岸北侧，是妙峰山的山体，在河对面，可以清楚的看到妙峰山的褶皱构造。自西向东，褶皱的形态越来越大，表现出的形态也逐渐模糊。在山体最西侧，是一个倾斜的向斜构造，紧接着的是一个背斜、直立褶皱，下一个又是向斜、倾斜褶皱（三个向斜，两个背斜），这样一直延续到山体东侧。在地壳运动的作用下，妙峰山上有一条大的断层，越靠近断层，褶皱越紧密。在最北西侧山体的一部分由于受到分化作用而缺失。第二观测点：顺河流流向，观察其右岸的箱形褶皱特征河流右岸就是妙峰山，该山由三个向斜两个背斜组成。其中，靠近西南方向的向斜中的岩层特别陡。说明地质构造过程中，在西南方向上有一个大的断层，所以此褶皱在形成过程中被挤压，故其岩层明显比其它的要陡。向上看，中间的背斜的顶部岩层已被风化剥蚀掉。在其右岸可以明显地看到箱形褶皱的构造和箱形核部的一侧。第三观测点：向斜两翼部右大台线隧道穿过，隧道洞口形状为马蹄形隧道口就是处于一个向斜的核部，从隧道口的外围及形状也可以看出，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基本正常。可见，该段山体非常稳定，主要原因是隧道围岩为奥陶系中统马家沟组厚层灰岩，稳晶结构，单轴极限抗压强度为30MP，分化不严重，岩石工程性质良好，岩体结构特征介于整体结构和层状结构之间。隧道围岩的岩层完整而坚硬，岩层倾向又与坡向相反，所以工程性质良好。第四观测点：观察隧道两个出口设计的差异顺下游方向的隧道出口，完全没有衬砌，另一出口则有衬砌维护，这与两侧出口的围岩性质有关。由于一侧出口岩体较完整，抗风化能力较另一侧强，没有任何工程支护，而另一侧出口岩体风化严重，植被覆盖较高，能够截流较多的地表径流，进而促进水对可溶岩的溶蚀能力，可观察到小型的岩溶洞穴，并填充了水流冲刷物质。这些特征使得该出口围岩相对破碎，完整性较差，岩体强度减弱，所以进行了支护。大台铁路3号隧道北面洞口处有断裂构造（断层），但此处洞门仍没有添加支护，此观测点岩体节理面多且有方向性，在节理组（即节理多）的方向上应力集中。南面洞口没有断层，但受构造影响此处节理很多，并倾向山体内侧。第五观测点：观察断层构造逆河而上，沿途观察岩体，厚层岩体中有一条薄层灰岩，并有错动现象，判断该段有断层构造。顺着河流逆向行驶，沿途观察山体，可以明显地看到厚层岩体中出露一条薄层灰岩，并且灰岩两侧有所错动，可以判断有断层形成。沿铁路线逆河而上，约300米沟壑处可观察到一处宽缓的向斜核部，核部近于水平，核部岩层层理明显，在完整岩层的底部有干溶洞出露。从断层形态看，受水平压力沿剪切破裂面形成逆断层，上盘相对上移，下盘相对下移，在一个翼上平行于褶皱轴发育。观测断层，一般都会选择一个有明显相对位移的岩层作为标志层，我们可以从图中看到岩体中的一条白色薄层（经测量大约为20cm），两者的相对位移大约为2m，从断层面的平整程度上看，属于剪性断层，在断层间有很多断层泥。第六观测点：观察岩浆岩与沉积岩的接触关系沿途地段有宽约50cm的岩墙出露，可以明显地看出沉积岩沉积到了岩浆岩当中其接触面有明显的交接特征。第七观测点：人工路肩墙沿途陆续构筑了约4段人工路肩墙，此处山底部紧邻永定河岸，也是河流的拐角处，河流的侵蚀作用强，使河岸的稳定性变差，进而也影响到铁路路基的稳定性，因此对山体进行了防护。第八观测点：观察永定河畔人工丁坝该段永定河曲流发育，凹岸侵蚀严重，河岸后退。为了防止河流侧方侵蚀，保护路基稳固，在遭受侧方侵蚀的地段已修筑路肩墙。另外利用丰沙二线的弃渣，堆成丁坝，改变水流主线方向，将侵蚀水流引开，从而保护凹岸路基。第九观测点：丁坝附近观测永定河河流的堆积特征在丁坝附近观测永定河河流堆积特征，凸岸发育了宽缓的河漫滩及阶地，范围较大，有较多的小石子。第十观测点：斜河涧丰沙二线2号隧道进口处破带。由于岩体风化严重，植被覆盖较高，能够截流较多的地表径流，进而促进水对可溶岩的溶蚀能力，可观察到小型的岩溶洞穴，并填充了水流冲刷物质。这些特征使得该出口围岩相对破碎，完整性较差，岩体强度减弱，所以进行了支护。（二）天津蓟县中上元古界国家标准地质剖面实习地点简介:天津蓟县国家地质公园位于天津市北部蓟县山区，属燕山山脉中段南翼，沿津 (天)围（场）公路东侧（蓟县段）呈南北走向，毗邻八仙山国家级自然保护区，公园东面与河北省遵化市的清东陵隔山相望，黄崖关长城犹如一条巨龙横卧于剖面之上；南面是渔阳古城，县城东侧的翠屏湖是天津市最大的淡水湖和重要的水资源基地；北面是河北省兴隆县雾灵山国家级自然保护区；西面有京东第一山、全国十五大名山之一的盘山国家风景名胜区。居京（北）、津 （天）、唐（山）三市腹心地带，素有京、津、唐“金三角”之称。古老的地质构造奠定了现代地貌发育的基本框架和发展方向。地势北高南低，地质公园北端与兴隆县交界处的九山顶，海拔1078.5米，是天津市的最高峰。而座落在地质公园南端的府君山，海拔只有350米，海拔高度相差728.5米。保护区的地貌类型主要有中山、低山、丘陵、宽谷、盆地和坎谷等构成。中、低山主要分布在长城沿线及其以北地区的石英岩分布区，山高、坡陡，气势磅礴。丘陵主要分布在县城以北的石灰岩、白云岩、砂页岩分布区，海拔一般在300500米。山体浑圆，坡度缓，土层较厚。是我国惟一记录有中上元古界地球演化地质历史的国家地质公园，其范围北起九山顶，南至府君山；东至八仙山，西至盘山，分为7个景区: 1、中上元古界地质自然保护区；2、八仙山石英岩峰林峡谷景区；3、盘山花岗岩地貌景区；4、九龙山碳酸盐岩峰丛景区；5、黄崖关断崖地貌景区；6、九山顶石英砂岩峰林景区；7、府君山地质构造遗迹景区。总面积342.05平方公里，规划面积240.6平方公里，核心区面积53.6平方公里，北纬40004015,东经1171511735。处于京、津、唐交会地带，交通发达、地理位置优越。优 点：岩层齐全、出露连续、保存完好、构造简单、顶底界限清楚、变质极浅。出露地层：岩层齐全、出露连续。第一观测点：串岭沟村太古代（Arw）石榴石角闪片麻岩及浅色变粒岩；岩性主要是片麻岩，是沉积岩，颜色主要是暗绿色、黑色，夹有白色条状矿物，其主要成分为正长石，石英，云母等矿物，还可能有斜长石，石英，角闪石，黑云母，辉石，具有典型的变晶结构，硬度大。沿途可见到当地居民常用片麻岩、砂岩等人工加工的石块做护坡和其他建筑。 第2观测点：九龙山村元古代与太古代分界面。下为太古代八道河群王厂组（Arw），上为元古代长城系常州沟组（Chc），厚度859m，主要以灰白色石英岩状砂岩为主；下为亿年前形成的浅黄色太古界角闪斜长片麻岩，上为亿年前形成的中元古界含砾紫红色的石英砂岩，上下岩层产生的时代有间隔，缺失了亿年地质历史的地层，产状也有所不同，可以看出明显的角度不整合。下表为产状：走向倾向倾角砂岩20812851片麻岩19910993第3观测点：青山岭村南公路旁长城系常州沟组与串岭沟组，常州沟组岩性主要为暗色页岩、粉砂质(云)页岩，串岭沟组岩性主要为砂岩，其中有页岩夹层。常州沟组页岩产状31527，风化破碎严重，有岩石弯曲倾斜的现象。现象：薄层页岩、中华裂梭藻化石；第4观测点：桑树庵村马营公路南侧大红峪沟口东长城系串岭沟组（Chch）团山子组（Cht），厚度326m，上部为块状含砂质白云岩、白云质砂岩；下部黑色、灰色白云岩与含砂泥质白云岩及灰色叶片状白云岩组成韵律层。显示岩浆岩的气孔构造和杏仁构造，气孔构造是当熔岩喷出时,由于压力降低,气体从熔岩中逸出而形成各种大小和数量不同的圆形或椭圆形气孔，约15mm直径。杏仁构造是具有气孔构造的岩石，其气孔以后被矿物质所充填形成的一种形似杏仁状的构造，填充物为白色，可能是石英或方解石等矿物。现象：阶地、岩层层面、泥裂、产状、叠层石；泥裂是当未固结的沉淀物露出水面时，会受到曝晒而干涸，并发生收缩和裂开，这时所形成的裂缝称为泥裂。泥裂的裂片为多角形，裂缝上宽下窄，大致与层面垂直，其中常充填有上覆沉积物的成分。泥裂多见于湖或海洋的滨岸地带或者河浸滩沉积环境中。第5观测点：大红峪沟前行300m处长城系团山子组（Cht）与大红峪组（Chd），厚度575m，主要为砂岩、砂质白云岩及白云岩，夹火山喷发岩。，产状14861，断层现象明显，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。有岩层错动和擦痕，擦痕沿着岩层滑动的方向，密集细微。第6观测点：大红峪沟前行约1.4km处小沟口长城系大红峪组（Chd）与高于庄组（Chg），厚度1530m，主要为含硅质条带、叠层石白云岩及含锰页岩为主。路旁山口断面，显示山谷中的坡积物，层状分布现象不明显，在不同层中夹杂着大小不同的碎岩，棱角状明显，分选性差，组成松散。路旁山口断面，显示岩石风化带，从上到下风化程度减弱。坡底的残积物，有大量土壤和少量碎屑物质，棱角明显，分选性差，无层理，与岩石呈过渡关系。由于地质作用，整个坡体向东北方向倾斜明显。第7观测点：府君山地质公园寒武系、奥陶系地层构成的向斜；现象：向斜、飞来峰、断层、岩溶此处的建筑物包括了比较齐全的各个时期形成的岩层，研究价值很高，并且很有艺术价值。第三部分：结论及建议（一）结论通过两天的野外地质实习，我们通过三条不同的路线加深了对课本知识的认识和了解，对许多书本上的概念有了更实际更可靠的认识。在这次实习中我所收获的这些为我以后的学习和工作打下了基础，在我以后的工作中定会给予很大的帮助。在野外实地观测了三大岩类（岩浆岩、沉积岩、变质岩），学习到了罗盘仪的使用方法，还学到了如何观察各种岩石的产状及性质，判断岩石的类型。如果能多加几个老师来带我们，这样我们可以在实习中更清楚的听到老师们的讲解，同时老师也不会感觉到疲累。在今后的实习中还可以设计更多的加强同学们能动性地环节，