中南大学土木工程地质实习报告

中南大学土木工程地质实习报告班级：学号：姓名：指导老师：实习地点：湖南省长沙市，娄底市实习时间：2012.6.25—2012.7.6土木工程地质实习报告2一、实习目的：经过一个学期的学习，我们对《土木工程地质》有了深刻的认识与了解，掌握了关于《土木工程地质》中的基本知识。但是书本上的知识与实际情况往往有很大的差距，为了更好地认识土木工程地质现象，加深对课程有关内容的理解，同时充分认识到土木工程地质实践对土木工程专业的重要性，我们在肖武权老师的带领下进行了为期两个星期的土木工程地质实习。实习的主要目的为以下几方面：1.结合实践，进一步巩固课堂所学的基本理论和基本知识，为后续课程的学习打下坚实的基础；2.培养一定的野外学习实践能力，学会地质罗盘的使用方法并用地质罗盘测量实地测量岩层的产状（走向、倾向、倾角）3.掌握褶皱的基本知识和判断背斜、向斜的能力，现场认识断层、滑坡、岩层，背斜、向斜等地质现象4.参观大型博物馆，丰富知识，开拓视野5.在实习观测的基础上进行综合分析：根据土木工程地质等基本知识分析土木工程的施工方法和原因。6.掌握根据现场观察所得资料和收集的资料进行综合分析和思考的能力，培养严谨认真的科学研究精神，并掌握相应的学习方法。7.切身理解工地施工的具体情况、步骤、施工难题及相应的解决方法。二、实习安排：时间实习地点主要目的6月25号中南大学南校区领取实习仪器，班级内部分组6月26号长沙市岳麓山学会地质罗盘的使用方法6月27号湖南省地质博物馆了解地质发展历史及化石6月28号铁道学院周边了解土木基础工程建设7月1号-6号湖南省娄底市培养野外学习实践能力土木工程地质实习报告3三、实习内容：1、实习动员大会:土木工程地质实习动员大会于6月20号在南校电影院举行。学院非常重视本次实习，投入大量时间和资金。会议主要由徐林荣老师主持，他向大家系统地介绍了本次实习的主要目的、教学要求、实习内容、详情安排、注意事项等。徐老师特别强调了本次实习的安全问题，人身安全是最重要的事情，因此同学们也很认真的听讲了有关需要注意的事项。2、具体实习阶段（1）学习使用地质罗盘仪地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向，观察点的所在位置，测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置)，以及测定岩层各产状要素的具体数值。因此，本次实习中的一个主要内容就是学会地质罗盘仪的使用方法。在正式实习的第一天肖老师就带领我们在岳麓山向我们传授了罗盘仪的构造及其使用方法，并且在现场演示了如何利用罗盘仪去判断岩层的走向，倾向及倾角，方法如下1.岩层走向的测定岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。因为走向是代表一条直线的方向，它可以两边延伸，指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向，如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。2.岩层倾向的测定岩层倾向——是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影，恒与岩层走向垂直。测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。3．岩层倾角的测定岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角，即真倾角，它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的，沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾土木工程地质实习报告4角，也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角，层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直，此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动，此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。在听完老师的讲解之后，我们就开始分组学习使用罗盘仪。首先我们在岳麓山抗战时期第九战区司令部附近的一个背斜处测其两翼的岩层产状。在测完上述地方的岩层产状之后，我们还在岳麓山爱晚亭附近测其两侧的岩层产状，最后我们发现这两侧的岩层的倾向相反并且都指向外，故可判断在以前此处地方为背斜，由于各种风化作用使得其核部被侵蚀减少而形成谷。（2）认识岩石和土的类型按照岩石形成过程的不同,可以将地壳中的岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型。不同类型的岩石具有不同的地质性质，它们也是决定岩石不同工程性质的依据。而地壳表层广为分布的土是地质历史最新时期的产物。它是由岩石在风化作用下形成的碎屑物或残留在原地或经由不同的搬运方式被搬运到地表低洼处形成的沉积物。因此，从岩石学的角度来讲，土是松散、没有胶结的沉积岩。岩浆岩是指在地质作用后期，岩浆冷却凝固形成的岩石称为岩浆岩。比较常见的岩浆岩有花岗岩、正长岩、流纹岩等。在实习过程中，印象比较深刻的是铁道学院西大门外的花岗岩砌石，以及常用于建筑装修材料的大理岩。花岗岩和大理岩都是比较常见的岩浆岩，但两者也有比较大区别：花岗岩是岩浆在地表以下形成的深成侵入岩，全晶粒状结构且主要成分是长石与石英，还有部分黑云母、角闪石。花岗岩不易风化、硬度高、耐磨损。而大理岩则是重结晶后的石灰岩，是石灰岩在高温、高压下变软发生矿物成分变化后形成的。花岗岩除了用作高级建筑装饰的工程材料外，还是露天雕刻的首选之材。同时花岗岩常用于室外，大理岩常用于室内。沉积岩是在地表或接近地表的常温、常压下，由原岩经过原岩风化破碎作用、沉积物的搬运作用、沉积物的沉积作用、和成岩作用形成。岩浆岩同时也是地球表面最多见的岩石。因此，在本次实习过程中我们主要见到的岩石就是沉积岩。例如在实习中，岳麓山的山体就由砂岩、砾岩等沉积岩和其他变质岩组成。由沉积岩形成过程可知，沉积岩的产状均为层状。在娄底棋梓桥水库附近的铁路旁边土木工程地质实习报告5的那些沉积岩，层状效果非常明显。沉积岩又可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩。在实习的过程中我们还见到了粘土岩中的页岩及化学岩中的石灰岩和白云岩。、图（一）棋梓桥水库附近的铁路旁沉积岩沉积岩所特有的一大构造特征是化石，化石也是研究地质发展历史和区分地质年代的重要依据。娄底实习时，在娄邵铁路DK117+700m附近，老师还带领我们找到了很多生物化石，其中许多都是珊瑚和贝类的化石，由此可以知道这里在几百万年以前曾是海底，我们不禁感叹沧海桑田，也见证了地质作用的伟大。原岩在变质因素作用下地质特性发生改变而生成的具有新特性的岩石。各种变质岩的存在条件，几乎跟它们的变质作用的类型有密切关系，换句话说，如果在野外工作时，能识别出变质作用的类型，那么也就大体上能估计出其中有哪些具体的变质岩的种类了。根据地质成因和变质作用的因素来考虑变质作用的格局，实际上，也包括了变质作用的规模。其类型大体上划分为四种：接触变质作用、交代变质作用、动力变质作用和区域变质作用，他们都是野外常遇到的。在实习中，我们在岳麓山见到的板岩就是一种比较常见的变质岩。板岩鉴定特征有：常见颜色为深灰、黑色；变余结构为常见变余泥状结构或致密结晶结构；板状构造；粘土及其他肉眼难辨矿物。土是由固体矿物颗粒（固相）、水（液相）和气体（气相）组成的三相体系。土按颗粒级配可分为碎石类土、砂类土、粉土和粘性土。在竹塘西路一条道路边坡旁的实习过程中，我们重点考察了一处陡坡，肖老师向我们介绍了有关土的知识。随后我们用锤击敲击该坡上的土，因其粒径在2毫米至200毫米之间，且数量土木工程地质实习报告6在百分之五十以上可以判断该边坡主要是碎石类土。在本次实习中，在边坡防护内容实习中也多处接触到关于土的知识。土在工程建设中起着非同寻常的作用，在今后的学习中我们必须关注这方面的内容。（3）了解地质构造及其类型构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形变位被保留下来的形态被称为地质构造。地质构造有三种主要类型：倾斜岩层、褶皱和断裂。岩层的空间分布状态称岩层产状。岩层按其产状可以分为水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。在实习过程中我们见到的比较多的是倾斜岩层，印象最深刻的就是棋梓桥水库铁路线附近的一大片倾斜岩层，其形态颇为壮观。在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲变形形态称为褶皱构造。其中褶皱有背斜和向斜两种基本形态。按照褶曲横剖面的形态可以将褶曲分为直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲及平卧褶曲；按照褶曲纵剖面的形态可以将褶曲分为水平褶曲及倾伏褶曲。实习过程中在岳麓山原第九战区司令部处皱褶就是背斜，爱晚亭处的一个山谷就是背斜由于被侵蚀而形成的。在我们用地质罗盘仪分别测量了它们两翼的岩层产状之后可以判断它们都表现为倾斜褶曲。在原娄邵铁路七公里处地段，我们可以看到该褶曲轴面近水平，故可判断其为平卧褶曲，其中一翼岩层倒转。岩层受构造运动作用，当所受的构造应力超过岩石强度时，岩石的连续完整性遭到破坏，产生断裂，称为断裂构造。按照断裂后两侧岩层沿断裂面有无明显的相对位移，又可以分为节理和断层两种类型。实习过程中只有见到几处范围比较小的节理，且较多的是张节理，也有几处节理面较光滑故可判断为剪节理。在娄底一处铁路线附近我们看到了断层构造，该断层的断面较光滑，有明显的水平擦痕，在断面上存在矿物结晶体和构造角砾岩及阶步，故我们可以判断此处为平移断层。（4）认识水的地质作用水的地质作用一般可以分为地表流水的地质作用和地下水的地质作用。地表流水可分为暂时流水和经常流水两类。地表流水的地质作用主要包括侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。暂时性流水一般强度大，流量集中，会对铁路、道路等线路的边坡造成巨大的威胁，因此在实习的过程中我们看到很多边坡防护措施，它土木工程地质实习报告7们都是为了防止边坡遭受流水侵蚀而毁坏。经常性流水的侵蚀作用主要包括侧蚀和下蚀作用。侧蚀作用会使河床变宽，变弯；下蚀作用则会使河床变深。在原娄邵铁路七公里处我们能看到孙水河上一段由于侧蚀作用而弯曲的河流，为防止河流被进一步侵蚀，当地人员采取了在该河流的拐弯处还建造了防护墙等措施。河流地质作用与桥梁道路工程关系也很紧密。道路一般沿河前进，线路在河谷横断面上所处位置的选择，河谷斜坡和河流阶地上路基的稳定，也都与河流地质作用密切相关，道路跨过河流必须架桥，桥梁墩台基础、桥渡位置选择都应充分考虑河流的地质作用。对于桥渡，首先必须选择在河流顺直地段过河，如原娄邵铁路七公里处该段孙水河上，两桥都选取这种方案，以避免在河曲处过河遭遇侧蚀而危及桥台安全。在娄底市棋梓桥水库，该处的路基与普通路基有很大不同，比如边坡的坡度较普通边坡缓些，并用混凝土墩增加稳定性，这样做的目的实际上就是为了防湖水冲刷作用。按照埋藏条件可以将地下水分为上层滞水、潜水和承压水；按照含水层的性质又可以将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。在土木工程建设中，地下水常常起着非常重要的作用。在娄底市中铁二十五局屋场排隧道施工现场，据施工人员介绍，隧道施工时常常遇到岩溶灾害，而岩溶现象就与岩溶水密切相关，岩溶地区地下水的循环交替运动加速了水对岩石的溶解，是造成岩溶现象的必要条件。因而在今后的学习中我们必须详细了解水的地质作用。（5）了解地质灾害及其防护措施地质灾害是指由于地质作用对人类生存和发展造成的危害。土木工程建设中常见的几种地质灾害为：滑坡、崩塌、泥石流及岩溶。我们知道滑坡形成的条件为：必须形成一个贯通的滑动面和总下滑力大于总抗滑力。影响滑坡形成和发展的因素有：地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水和人为因素及其他因素。滑坡按照力学特征可以分为牵引式滑坡和推动式滑坡；按照滑动面与地质构造特征可以分为均质滑坡、顺层滑坡和切层滑坡。在娄底市的实习过程中我们见到了比较多的滑坡，例如在娄底汽车南站与上瑞高速公路间的市政道路旁边，我们看到了一个因为工程施工问题而导致的