工程地质实习

1.前言工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题学科.它需要解决的主要问题是如何在工程设计,施工和使用过程中合理的利用自然资源,正确的改造不良条件,和最大限度地避免地质灾害.但光凭书本上的知识难以辨别真正的地质条件,需要我们去实地考察,通过这次实习我们懂得岩土的工程的一些地质特征、1.1实习的目的和任务通过地质实习能直接反映课堂所讲的内容，对于课堂不理解的自然地质现象可以通过实习生动的描述出来，加深印象，本次实习，让我们直接观察和了解一些野外地质现象，增加了我们读地质的感性认识，极大地扩大了我们的视野，培养我们提高观察能力、动手操作能力、分析问题、解决问题的能力。此外，本次实习选取了几条地质现象比较丰富的典型线路，主要了解实习地区不同地质时代地层、岩层性质和特征，地层的接触关系，分化情况和工程地质特性等。了解什么是褶皱、断层、节理。岩层的产状、褶曲的类型，断层和节理的性质、分布及发育规律。了解第四纪沉积岩的成因，滑坡、崩塌等形成原因，发育条件和发育规律，并知道它们对工程建筑的影响。1.2实习地点我们的实习分为两天（12月24日，1月3日），12月24日实习地点是黑麋峰森林公园，实习项目是黑麋峰的岩石节理和滑坡、断层现象，1月3日的实习地点是岳麓山，实习项目是岩层、背斜构造和岩石风化作用，1月3日下午我们结束地质实习，返回学校。2、实习内容2.1黑麋峰地质公园黑麋峰位于湖南长沙市北郊，北接汨罗市高家坊镇，南连开福区，东与长沙县接壤，西靠杨桥村，民望村．距省会长沙仅19公里，面积4079公顷，主峰海拔590.5米，2000年5月被批准为省级森林公园。登临绝顶、群山莽莽、奔来眼底、朝赏日出、暮观晚霞、令人心旷神怡。因她风景秀丽，气候宜人，自古号称“洞天福地”。登临绝顶，群山莽莽，奔来眼底，朝赏日出，暮观落霞，令人心旷神怡。这里空气清新，水质优良，山高林密，夏无酷暑，冬无严寒，被誉为都市人的大“氧吧”。2.1.1断层：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的构造称断层。地壳中的一个裂口或破裂带，而且沿着它相邻的岩体发生了运动。断层长度变化很大，从几厘米至几百公里不等，两盘之间的位移量也可有这样大的变化。断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米。但都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。根据断层线上原来相邻接的两点在断层运动中的相对运动状况可以将断层分类。如果它们的运动只在水平方向上，并且平行于断层面，那么这断层叫走向滑动断层。走向滑动断层又进一步分为右滑和左滑断层。如果一个观察者站在断层的一侧，面向断层，另一边的岩块向他左方滑动，那它就叫左滑断层。之所以如此称呼，因为要追索被移动了的地表特征时，该人需沿断层线转向左边，才能在那一边找到与这边相对应的特征。这种走向滑动断层也叫右旋或左旋、右行或左行断层，或统称走向断层。沿断层面作上升下降的相对运动，则是倾向滑动断层。上盘相对下盘向下运动的倾向滑动断层是正断层。当断层面倾角小于或等于45°，上盘相对下盘作向上运动时，叫冲断层，而若断层面倾角大于45°，则称逆断层。两盘相对运动方向界于走向滑动断层和倾向滑动断层之间的，叫斜向滑动断层。断层两盘之间的相对位移常被叫作断层落差和平错。落差反映垂直位移，而平错反映水平位移。以上所说的断层都有一个共同的运动特点，即在运动中两盘的构造保持着平行。但也可以有这样的断层，相邻两盘块体之间发生了扭动、转动，这样的断层被称为旋转断层或剪状断层..节理：节理是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的裂缝，或称岩石的裂缝。这是由于岩石受力而出现的裂隙，但裂开面的两侧没有发生明显的（眼睛能看清楚的）位移，地质学上将这类裂缝称为节理，在岩石露头上，到处都能见到节理。按节理的成因，节理包括原生节理和次生节理两大类。原生节理是指成岩过程中形成的节理。例如沉积岩中的泥裂，火花熔岩冷凝收缩形成的柱状节理，岩浆入侵过程中由于流动作用及冷凝收缩产生的各种原生节理等。次生节理是指岩石成岩后形成的节理，包括非构造节理（风化节理）和构造节理。其中构造节理是所有节理中最常见的，它根据力学性质又可分两类：张节理和剪切节理。前者即岩石受张应力形成的裂隙，后者即岩石受切应力形成的裂隙。沿最大切应力方向发育的细而密集的剪切节理，称为“劈理”。2.1.2滑坡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。滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等，有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。位于城镇的滑坡常常砸埋房屋，伤亡人畜，毁坏田地，摧毁工厂、学校、机关单位等，并毁坏各种设施，造成停电、停水、停工，有时甚至毁灭整个城镇。发生在工矿区的滑坡，可摧毁矿山设施，伤亡职工，毁坏厂房，使矿山停工停产，常常造成重大损失。滑坡的人为因素违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如：(1)开挖坡脚：修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程，常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖，事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡，给道路施工、运营带来危害。(2)蓄水、排水：水渠和水池的漫溢和渗漏，工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等，均易使水流渗入坡体，加大孔隙水压力，软化岩、土体，增大坡体容重，从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动，加大了坡体的动水压力，也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量，失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃，常常触发滑坡的发生。此外、劈山开矿的爆破作用，可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡；在山坡上乱砍滥伐，使坡体失去保护，便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合，则就更容易促进滑坡的发生。随着经济的发展，人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体，因而近年来滑坡的发生越来越频繁，并有愈演愈烈的趋势。应加以重视.滑坡的防治措施:滑坡的防治要贯彻“及早发现，预防为主；查明情况，综合治理；力求根治，不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件，治理滑坡可以从以下两个大的方面着手：一·消除和减轻地表水和地下水的危害:滑坡的发生常和水的作用有密切的关系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和减轻水对边坡的危害尤其重要，其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有：防止外围地表水进入滑坡区，可在滑坡边界修截水沟；在滑坡区内，可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖，防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多，应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有：1，水平钻孔疏干；2，垂直孔排水；3，竖井抽水；4，隧洞疏干；5，支撑盲沟。二·改善边坡岩土体的力学强度:通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力。常用的措施有：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，边坡人工加固；常用的方法有：1，修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；2，钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程；3，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；4，固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度；5，SNS边坡柔性防护技术等。2.2岳麓山（岩层、背斜构造和岩石风化作用）2.2.1岩层岩层指地壳中岩石构成的层面，也就是岩石的层次。1水平岩层：一个地区出露的岩层产状基本是水平的，或近于水平的称为水平岩石。对与水平岩层，一般岩层时代越老，出露位置越低、越新，则分布的位置越高。2倾斜岩层：岩层层面和大地水平面之间具有一定的夹角时，称为倾斜岩层，或称为倾斜构造。3直立岩层：岩层层面与水中面垂直时称为直立岩层。2.2.2背斜在地壳运动的强大挤压作用下，岩层会发生塑性变形，产生一系列的波状弯曲，叫做褶皱。褶皱的基本单位是褶曲，褶曲有两种基本形态，一种是向斜，一种是背斜。褶皱构造中褶曲的基本形态之一，与“向斜”相对。背斜外形上一般是向上突出的弯曲。岩层自中心向外倾斜，核部是老岩层，两翼是新岩层（这一点是其与向斜的根本区别）。但是，由于向斜槽部受到挤压，物质坚实不易被侵蚀，经长期侵蚀后反而可能成为山岭，相应的背斜却会因岩石拉张易被侵蚀而形成谷地。因此，我们应该根据岩层新老关系来确定一个褶皱是背斜还是向斜，而不能单凭地表形态来判断。由于背斜岩层向上拱起，且油、气的密度比水小，所以背斜常是良好的储油、气构造。与之相对，向斜是良好的储水构造。背斜顶部受张力作用，岩性脆弱，易被侵蚀，在外力作用下形成谷。向斜与背斜的情况相反，底部岩性坚硬，不易侵蚀，易接受沉积。背斜是良好的储油、储天然气构造。开发石油、天然气多寻找背斜构造。（包括海底油、气开采）背斜因其拱形结构，受力均匀，隧道、铁路等对地质要求较高的工程多选址背斜背斜的上下构造的位置和形象虽大体相似，但三者之间存在着地层角度不整合和构造不整合，显示这个地区的旋扭运动具有继承性和阶段性的特征。2.2.3岩石风化作用风化：使岩石发生破坏和改变的各种物理、化学和生物作用。一般可定义为在地表或接近地表的常温条件下，岩石在原地发生的崩解或蚀变。崩解和蚀变的区别反映了物理作用和化学作用的差异。物理作用涉及岩石破碎而不涉及造岩矿物的任何分解。相反，化学作用则意味著一种或多种矿物的蚀变。风化作用产生在结构或成分上不同于母岩的表层物质。风化带称为表土或残馀土。风化作用的下限称为风化面。由于受水、大气、气温或动植物作用，岩石破碎，这种现象叫风化。岩石风化的主要因素虽然所有的岩石都会风化，但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察，我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造，不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度，又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异，可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑，其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。3.结论实习是每一个学生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中了解社会、在实践中巩固知识；实习又是对每一位大学毕业生专业知识的一种检验，它让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,既开阔了视野，又增长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础，也是我们走向工作岗位的第一步。工程地质实习是工程地质课程的重要实践性教学环节，通过简短的野外地址实习，能直观地反映课堂所讲的内容，加深对课程有关内容的理解，使我们学生直接观察和了解一些如断层、背斜和滑坡等野外地质现象，扩大视野，培养提高观察能力、动手操作能力、分析问题解决问题的能力。此外，通过实习培养对大自然的热爱，陶冶情操，提高随地址科学的兴趣：充分认识到地质实践对地质科学的重要性。实践与理论的结合才能让我们学得更扎实，更有品质。附图