2023年工程地质学实习报告.docx

工程地质学实习报告 华东交通大学 工程地质学野外实习报告 1.地形地貌的观测 梅岭为丘陵地带，梅岭的岩石主要以岩浆岩为主，经过变质作用局部形成变质岩，进过几千万年的演变，地壳的上升下降等运动以及挤压作用，形成褶皱。 梅岭片麻岩分布在梅岭张家、黄杨村、风坡及汪家等地呈东北方向带状分布，为一套受梅岭富斜花岗体边缘交代混合作用和韧性剪切作用双重强烈改造而成的片麻岩，厚度大于264米。 观测点经过了大量的人工改造，虽然变化了很多，但是依旧可以看出曾近这里是一段垭口，山上的水顺势流下聚集，然后沿着垭口的开口处流出。因为我们观测时的前一晚下了雨，所以可以明显看见垭口底部存在大量积水，看起来就像小湖泊。 从图片中我们可以看出该段曾近发生滑坡，斜坡上部的岩土体在重力的作用下沿着斜坡面滑下，在滑坡体外表存在大量碎石。 2.认识岩石 华东交通大学 采石场地带大多数都是片麻岩和石英岩，还有局部千枚岩。片麻岩属于变质程度较深的区域变质岩或高温热接触变质岩，矿物晶粒较粗大，具有变余结构，主要矿物成分为长石、石英等，其中长石和石英含量大于50%，还夹杂着局部云母、角闪石、辉石等。片麻岩具有清楚的带状，它的这种层理不像片岩等可以沿着层理劈成薄片，并且就有一定的强度。 石英岩主要矿物为石英，可含有云母类矿物及赤铁矿、针铁矿等。石英岩是一种主要由石英组成的变质岩（石英岩含量大于85%），是石英砂岩及硅质岩经变质作用形成。一般是由石英砂岩或其他硅质岩石经过区域变质作用，重结晶而形成的。也可能是在岩浆附近的硅质岩石经过热接触变质作用而形成石英岩。 采石场的石英岩为白色，具有等粒变晶结构，块状构造，岩石致密坚硬，强度很高，抗风化能力很强。 千枚岩主要由细小的绢云母、绿泥石、石英和钠长石等新生矿 华东交通大学 物组成，具有变晶结构，片理面上具有明显的丝绢光泽。千枚岩质地松软、强度低、抗风化能力差，容易风化剥落。 3.测节理裂隙 由地壳运动形成的地质构造，无论其形态多么复杂，它们总是有一定数量和一定空间位置的岩层或岩石中的破裂面所构成的。因此常用岩层走向、倾向和倾角来确定岩层的产状。 我们每个小组测量二十组节理裂隙，然后绘制走向玫瑰花图、倾向玫瑰花图和倾角玫瑰花图进行统计分析。节理按照成因分类为构造节理和非构造节理；按照几何形态分类为走向节理、倾向节理、斜向节理和顺层节理；按照力学性质分类为剪节理、张节理和劈节理。3 华东交通大学 4.断层 断层是地壳中广泛发育的地质构造，其种类很多，形态各异，规模大小不一。小段存在手标本上就能看见，大断层延伸数百千米甚至上千千米，断层切割深度深浅不同，有的发育在地表浅层有的断层前穿地壳甚至岩石圈地幔。断层的几何要素包括断层面、断层线、断盘及断距等。断层的根本类型有三种，分别是逆断层、正断层和平移断层。断层的组合类型有阶梯状断层、叠瓦状构造、地堑和地垒等。 图片上的断层明显为小断层，且发育在地表。从图片上可以看出断层面为左上到右下方向，断层面左下局部岩石为下盘，断层面右上局部为上盘，这局部山体呈现出上盘上升，下盘下降的趋势，所以我们判断出它为一段小的逆断层 野外可以根据地貌特征来识别断层，在断层通过的地区，沿断层线经常形成一些特殊的地貌现象，例如断层崖和断层三角面；也可以通过地质特征来识别断层，地层的重复与缺失现象说明断层存在的可能性大，在地质上任何现状或面状的地质体、褶皱的枢纽与早期形成 华东交通大学 的断层，在平面或剖面上的突然中断或错开等不连续现象是判断断层存在的一个重要标志。 5.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、雨水浸泡、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。滑坡是山区常见的地质灾害。 通常一个发育完全的、比较典型的滑坡，具有形态特征分别是滑坡体、滑坡床、滑坡周界、滑动面、滑坡壁、滑坡台阶、滑坡裂隙等。滑坡发生的条件受岩石类型，斜坡几何形状，水的活动和人为因素等诸多因素的影响。按滑动面与岩层构造特征可将滑坡分为均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡；按滑坡力学特征分类为推动式滑坡和牵引式滑坡；按组成滑坡体的物质分类为黏性土滑坡、黄土滑坡、碎石土滑坡、堆积土滑坡、堆填土滑坡、破碎岩石滑坡和岩石滑坡；按规模分类可分为小型、中型、 华东交通大学 大型、超大型；根据滑坡的物质组成与地质构造的关系分类为覆盖层滑坡、基岩滑坡和特殊滑坡等。 图片中清晰的看出该出曾经发生滑坡，在滑坡两侧形成沟谷，导致双沟同源现象的出现。该处滑坡按照上诉分类方法可以归类为顺层滑坡，推动式滑坡，黏性土滑坡和小型滑坡。 在野外可以根据圈椅庄地貌，河床凹岸反向河中突出，双沟同源，树木歪倒等地貌及地物标志判断滑坡；一般软弱岩层如页岩、泥岩、千岩和洪积累松散堆积层、黄土等易发生滑坡；沟谷交会的陡坡下部或地下水露头多的斜坡地带常发育这滑坡群。上述各种变异现象均可能是滑坡滑动过的产物，提供了野外识别滑坡的标志。 6.风化 暴露在地表的岩石都会发生不同程度的风化作用，风化过程不仅改变了岩石原有的化学成分和矿物组成，而且改变了岩石结构和构造，使坚硬致密的岩石松散破坏，强度和稳定性大为降低。风化作用分为物理风化和化学分化。岩石的风化作用，会伴随着岩石的颜色变化，矿物成分的变化，岩石水理性质改变，物理力学性 华东交通大学 质的改变和岩体碎裂。 在图中可以看到明显的颜色改变，表层耕植土为淡红色，往下逐步变成黄色，淡黄色，并且颜色越来越不鲜艳；强度也发生了明显变化，下部的岩石较为坚硬，越往上越疏松，知道成为耕植土，在其过度层中可以发现一段外表具有岩石的特征，但是用手一捏就会立即松散垮掉，这类岩石虽然具有岩石的表观特征，但是却没有岩石应有的强度，可判断其为强分化，耕植土为全风化，强分化下部依次为弱风化、微风化和未风化。未风化的岩石原生结构很清晰，分化裂隙消失，微风化的岩石原生结构很清晰，显微裂隙偶见，弱风化的岩石原生结构较清晰，显微裂隙少见，强分化的岩石原生结构模糊不清，显微裂隙很发育，全分化的岩石原生结构消失。 7.底砾岩 底砾岩由下伏地层风化剥蚀的砾石形成的，结构和成分成熟度高，成分以稳定岩屑为主。 由于花岗岩存在片理，类似于岩层，必须找到相关标志来区分，典型标志就是存在底砾岩，底砾岩的存在说明花岗片麻岩与上面的千枚岩存在平行不整合接触关系。说明先 华东交通大学 形成了火山岩，然后发生了上升运动，在外表形成了砂砾沉积，后来梅林发生了下降运动，接受了泥岩类、页岩类沉积物，所以中间存在一个平行不整合接触，标志就是底砾岩的存在。 8.千枚岩和风化带的认识 千枚岩是显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。典型的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英，可含少量长石及碳质、铁质等物质。原岩通常为泥质岩石（或含硅质、钙质、炭质的泥质岩）、粉砂岩及中、酸性凝灰岩等，经区域低温动力变质作用或区域动力热流变质作用的底绿片岩相阶段形成。千枚岩质地松软、强度低、抗风化能力差，容易风化剥落，沿片理倾斜方向容易产生塌落。 在风化壳的垂直平面剖面上，岩石风化深浅程度不同，由地表往下风化作用的影响逐渐减弱直至消失，因此在风化剖面上的不同深度上，岩石的物理力学性质也会有明显的差异，这种由风化作用使地壳岩石发生变化的地带称为风化带。一个完整的风化带剖面上，自上而下划分成四个风化带：微风化带、弱风化带、强风化带和全风化带。各风化带之间逐渐过渡，无明显分界线。 微风化的岩石结构根本不变，完整性好，与新鲜岩石相差无几， 华东交通大学 颜色根本未变；弱风化的岩石结构构造一般保存完好，仅局部破坏，矿物质稍微变质；强分化的岩石结构构造大局部破坏，裂纹密布，矿石成分显著变化，颜色改变；全风化的岩石结构构造全部破坏，强度低，可作为耕植土，颜色鲜艳，锤击声哑，易开挖。 9.滑坡治理 防治滑坡的原那么是针对引起斜坡发生滑动的各种因素，采取一系列的工程措施来抵挡和消除引起滑动的因素，防止滑坡继续滑动。目前常用的整治措施有三类：排除或减轻水对滑坡的危害，即排除滑坡地区的地表水、地下水和防止水对坡脚的冲刷；改变滑坡体的外形，降低滑坡重心、刷方减重和修建支挡建筑物；改变滑动带土石的性质，提高抗剪强度。 学校北区的滑坡防治方法为在滑坡上铺帆布，防止降水对坡体的冲刷，家庭用水通过管道直接排到下水道，防止坡体内部积蓄大量水，所以学校北区的滑坡防治措施为“排水〞。 华东交通大学 2023.节理的影响和应用 岩体中的节理，除有利于工程开发外，对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。岩体中存在节理，破坏了岩体的整体性，促进岩体风化速度，增强岩体的透水性，因而是岩体的强度和稳定性降低。当节理主要发育方向与线形工程路线走向平形，倾向与边坡一致时，无论岩体的产状如何，都容易发生崩塌等不良地质现象。在路基施工中，如果岩体存在节理，还会影响爆破作业的效果。 11.在道路工程中防治滑坡的措施 在预防滑坡灾害出现的过程中，主要是对滑坡预告进行强化，要实时监测中度滑坡问题，防止有地表水流失问题的出现。在治理滑坡的过程中，要采取一系列的措施和方法，来深入研究当地的地质情况，同时对施工段进行合理选择，综合治理地表水和地下水；另外，还需要将植被的保护作用给充分发挥出来。具体来讲，为以下两局部。 一是滑坡的预防。只有加强了滑坡的预报，才可以有效的预防滑坡问题的出现。在出现滑坡问题之前，通常都有明显的征兆存在，那么通过预报，就可以在很大程度上对滑坡灾害的出现进行预防。目前，随着时代的开展，科学技术也得到了显著进步，这样人们就可以采用更加准确和精确地滑坡预报技术。在预报滑坡的过程中，除了预报滑坡的时间之外，还需要将滑坡的地点以及规模等相关情况充分纳入考虑范围，这样，对于滑坡征兆，人们才可以直接有效的发现。因此，在施工过程中，人们要想判断滑坡出现的时间，就可以结合边坡的变 华东交通大学 形情况来进行，重视滑坡观测工作，防止严重损害到公路工程。 对边坡外表裂缝进行监测，在预防公路工程中滑坡危害方面也有着不可无视的作用。如果突然拉开了边坡外表裂缝，-扩展速度明显加快，或者有垂直下降以及转动情况出现于外侧岩土体上，那么就说明已经破坏到了边坡的稳定性，滑坡灾害可能出现。那么，边坡外表裂缝监测，其实就是对裂缝的拉开速度以及两端扩展情况进行有针对性的监测。 在公路施工过程中滑坡危害的预防中，防治地表水土流失也是非常重要的一个方面；在具体的公路工程中，可以采取一系列的措施来强化滑坡范围以外的截水沟建设，来防止地表水土流失。为了防止地表水土流失，需要切断滑坡范围以外截水沟的补给源，将水引离滑坡体，促使防治目的有效完成。 二是滑坡的治理。要想治理滑坡，非常重要的一项措施就是对地质勘探研究进行强化。为了防止有滑坡问题出现于公路工程建设过程中，在公路工程施工之前，就需要做好地质勘探和调查工作，采取科学的方法来详细勘探和研究本地段的地形、地貌以及地下表水流径向以及地质构造等情况，对施工方案进行合理选择和设计，防止对土坡地表的排水造成破坏，将滑坡因素给有效消除掉，促使坡体保持在一个比较稳定的状态。 要对施工地段以及施工方案进行合理选择，比方科学合理的选择边坡坡度，在坡度的选择