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3.2小黑子河河谷剖面图。
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3.3实习路线图与玉泉交通位置图。
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五、参考文献。
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一、工程地质实习概述
1.1实习目的
工程地质实习是土木工程专业重要的实践性教学环节,实习实践教学和课堂理论教学具有同等重要作用。
工程地质实习的目的在于,通过地质实习能直观地反映课堂所讲的内容,使我们学生直接观察和了解一些野外地质现象,增加感性认识,扩大视野,培养和提高观察能力、动手操作能力、分析问题、解决问题的能力。
1.2实习任务
通过工程地质实习,我们学生应该能够:
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.解决主要的工程地质问题:
(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整理时详细、系统的描述出来;
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和类别;
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状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。
1.3实习时间
6.20日-6.24日,第17教学周,为期一周。
1.4实习地点
哈尔滨市南郊阿城县玉泉镇。
二、工程地质实习的内容及行程安排
2.1工程地质实习动员大会及实习准备
6月20日上午,在A301,周宪伟老师给我岩土三个班召开了工程地质实习动员大会。
会上,周老师给我们细心讲解了实习的内容和要求,以及实习的日程安排,并给我们分发了实习指导书和实习任务书。
由于是在校外进行一周的野外实习,周老师还强调了我们需要配带的日常生活用品和人身财产安全事项。
会后,由各班班长去仪器管理处领取实习所需的各种仪器。
中午,由几位指导老师带领,我们座校车准时从学校离开前往玉泉镇。
2.2考察小黑子河、小孤山、水泥厂
玉泉地区地质情况如下:
(1)玉泉地区概况
玉泉位于哈尔滨市南郊阿城县境内,距市区6.5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。
(玉泉交通位置图见图2P8)
(2)玉泉地区的地形、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,属低山丘陵区,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,侵入岩常形成浑圆的山头,一些古老的石碳—-二叠纪沉积岩层和岩层多分布在山坡地带。
小黑子河贯穿全区(如图一Px),属阿什河之流,是松花江的二级支流,河床迂回曲折,冲击层较薄,流量不大,流速为0.3–0.5米/秒,上游水质较好,镇内污染严重,水质较差。
无数股无固定流程的细小水流,顺斜坡呈片状流动的地面流水叫片流。
片流要到凹凸不平的地面时,水便集中到低洼的沟中流动,形成洪流。
片流、洪流流到低洼沟谷中获得地下水补给,汇合成经常性流水,即河流。
小黑子河为经常性流水。
由于河流的下蚀作用,与地下水相同,相互补给,因此能常年有水。
玉泉地区有丰富的浅层地下水,为小黑子河提供了足够的地下水补给。
地下水按照埋藏条件可分为上层滞水、潜水和承压水;
按含水层的空隙性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
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和松散岩层中的潜水两种。
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。
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。
潜水的埋藏深度一般为1.5—2.0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深,地下径流条件好,矿化度较低,一般重碳酸钙水。
无论是工业、农业、居民饮用,都可以利用。
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,口感好,以至于玉泉的酒比较好。
地下水对工程有很大影响,尤其是冻胀和翻浆。
冻胀会使路基隆起,使柔性路面鼓包、开裂,使刚性路面错缝或折断;
使修建在其上的建筑物抬起,引起建筑物开裂、倾斜,甚至坍塌。
路基土冻融后,在车辆的反复碾压下,易产生路面开裂、冒泥,即翻浆现象,是房屋、桥梁、涵管发生大量不均匀下沉,引起建筑物开裂破坏。
因此,在玉泉进行施工时必须考虑地下水对工程的影响。
此外,地基的稳定性也与地下水的含水条件有关。
例如,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。
小黑子河虽然力量不大,但也表现出了明显的地表流水地质作用,尤其是河流的侵蚀作用。
在河水的下蚀作用下,小黑子河也形成了明显的河谷。
河床宽约为7米,河水深度约为0.4米,河床底部有大量的砂卵石,这些砂卵石磨圆度较好,小黑子河两岸多为砂岩。
小黑子河南侧紧邻小孤山,北侧为农田,因此侧蚀作用产生的效果不同。
南侧河漫滩宽约为11米,谷坡约为6米,北侧河漫滩宽约为30米,谷坡约为5米。
(如图二Px)由于我们所考察的地点距离河的源头较远,因此未能观察到河流的溯源侵蚀作用。
在小黑子河两岸,还能发现很多冲积物、洪积物、坡积物等第四纪松散堆积物。
滨绥铁路跨过小黑子河,因此在考察小黑子河时还能站在桥下观看桥梁结构(如图三Px)。
桥梁由下而上可分为:
基础、桥墩、桥台、过梁、支座、箱柒、桥面铺装。
桥梁有不同的分类方法。
我们所看到的应属于梁桥、铁路桥、小桥、钢筋混凝土桥、跨河桥、上承式桥。
我们还可以明显观察到,过梁为了抵抗剪力作用,两端较宽,中间较细;
为了抵抗弯矩、易于布设钢筋,梁为下端加大的T形梁。
小孤山位于玉泉镇附近,因不与其他的山相连,所以得名小孤山(如图四Px)。
山顶山有一个水准点,标高约为34米,是当地工程施工中的重要高程控制点。
小孤山为丘陵低山,属于山岭地貌。
丘陵绝对高度小于500米,相对高度小于200米。
其中相对高度大于100米的叫重丘,小于100米的叫微丘。
山岭地貌是由山顶、山坡、山脚和垭口等要素组成。
山顶是山岭地貌的最高位置,山顶呈长条状延伸时叫山脊,山脊的较低的鞍部称为垭口。
小孤山由岩浆岩经过滑坡、河流冲刷作用和风化作用形成。
小孤山顶部岩体明显外露,风化剥蚀严重,用地质锤轻轻敲打便会大量剥落(如图五Px)。
根据歪脖树、倒栽树等现象,可判断小孤山最初应为滑坡形成。
滑坡是斜坡上土体、岩体或其他碎屑堆积物在重力作用下,沿一定的滑动面做整体下滑的现象。
影响滑坡的因素有:
岩性、构造、地貌、气候、地下水、地震以及人为因素。
滑坡为不良地质现象。
在工程中必须考虑滑坡的影响,工程中常见的滑坡解决方法有:
1、路线绕过滑坡地带。
但这种方法会增加工程费用。
2在滑坡处修筑挡土墙。
因挡土墙具有抗滑移、抗倾覆的作用,所以可以抵抗较小的滑坡。
修筑挡土墙的方法常用于隧道口两侧或公路挖方大处。
3、将可能产生滑坡的地方提前清除。
由于国家现行规定,在工程施工中,不允许岩体直接外露,所以在使用此方法时,清除滑坡体后,应在外露的岩体上刷颜色漆,美化其表面。
4、锚固法。
锚固法是指用预应力锚索或锚杆来加固滑体的一种方法,其优点是主动受力、施工简便、工期短、成本低。
锚杆加固多用于岩质滑坡,对于砂土滑坡无效。
5、格构锚固。
格构锚固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋砼或预制预应力砼进行坡面防护,并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施。
格构技术应与美化环境相结合,利用框格护坡,并在框格之间种植花草达到美化环境的目的。
6、综合治理。
整治滑坡用单一的工程措施往往不是最佳的方案,应根据滑坡类型、规模、稳定性,并结合滑坡区工程地质条件、建筑类型及分布情况、施工设备和施工季节等条件,选用多种工程措施组合起来进行综合整治。
小孤山的构造面产状三要素为:
走向北偏西60°
,倾向北偏东30°
,倾角38°
(如图六Px)。
地质构造为断裂构造。
地质构造可分为:
水平构造、断裂构造、倾斜构造、褶皱构造。
岩石中的裂隙无明显位移的为小型断裂构造,有明显位移的为节理。
节理在工程兼有利弊。
利处为易于施工,弊处为降低岩体的强度和稳定性,使岩体承载力明显降低。
本地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。
在小孤山北侧群山中,可以看到垭口。
山脊的较低的鞍部称为垭口。
垭口可分为:
构造型垭口、剥蚀性垭口、剥蚀—堆积型垭口。
隧道多选在垭口处,因为在垭口处可以缩短隧道的长度,降低工程造价。
此外,还可以看到明显的冲沟。
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。
冲沟使地形变得支离破碎,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。
冲沟也属于不良地质现象。
本地区冲沟分布较为普遍,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。
工程中常见的冲沟防治方法有:
加固沟头、铺砌沟底、设置跌水及加固沟壁。
根据路线起终点位置不同,常见的山岭选线方式有:
越岭线、山脊线、沿溪线。
沿溪线是山区路线的常见形式。
小孤山上的岩石,由于长期的风化作用,呈红褐色,为假色。
矿物的颜色有自色、假色、他色之分。
矿物的物理性质还有光泽、硬度、解理、断口。
电缆厂后山有明显断层,北东走向,北西倾向,为逆断层。
判断断层,可根据断层的识别标志:
1地质体的不连续性;
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。
在土木工程中,对于断层应注意以下几点:
1、应避免断层走向与路线走线一致;
2、应避免断层轴线与隧道轴线接近;
3、应避免桥梁的基础部位存在断层;
4、不宜在断层发育地带修建隧道。
2.3考察玉泉火车站后山、沿铁路至采石场
玉泉火车站后山多岩石,具有明显的岩层关系,很有参观考察价值。
该处的岩层多为侵入接触关系。
岩层之间的接触关系主要有:
整合接触、假整合(平行不整合)、不整合(角度不整合)、侵入接触、沉积接触、穿插关系五种接触关系。
侵入接触:
先沉积、后侵入。
如图一
沉积接触:
先侵入、后沉积。
如图二
穿插关系:
新岩体穿插老岩体。
如图三
露头线指露头与地表自然形态的交线。
层状地质体露头线的分布规律有三种:
1、水平岩层露头线与地形等高线平行或重合,但不相交。
2、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。
3、倾斜岩层露头线与等高线相交,具体表现为“V”字形法则,如下:
a、相反-相同。
b、相同-相反。
c、相同-相同。
示意图如下:
在玉泉火车站后山,这三种岩层露头线的分布规律都有体现。
该区的岩石风化作用也比较严重。
风化作用主要分为:
物理风化、化学风化和生物风化。
风化作用在土木工程中也有很大影响。
当做基础时,需清除风化层以提高地基承载力;
在隧道洞口应考虑风化作用加固防护设计。
玉泉地区无论是天然建筑材料,还是人工建筑材料,都比较丰富,区内有两家水泥厂、多家采石场、砖瓦厂。
我们所到的采石场在玉泉火车站后山,该区的岩石主要以安山岩、石英斑岩、石灰岩等为主,储量较大,是优质的采石场地(如图七Px)。
2.4考察威武山
玉泉威虎山坐落于玉泉镇境内,我们从基地出发步行即可到达。
威武山上花岗岩、石灰岩居多,有很多风化壳,节理分明。
风化壳的垂直分带由上而下分别为土壤层—残积层—半风化层—未风化层。
节理按成因、力学性质、岩层产状关系、张开程度有不同的分类。
节理也属于不良地质现象,对工程也有很大的影响。
2.5内业整理
返回学校对野外收集到的资料进行内业整理。
三、实习的收获及对实习的建议
书上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
通过简短的野外地址实习,巩固了学过的《普通地质学》和《土力学》,加深了对课程有关内容的理解,使我们充分认识到了地质实践对地质科学的重要性。
此外,通过实习培养了我们对大自然的热爱,陶冶情操,提高了我们对地质科学的兴趣。
同时,培养学生吃苦耐劳、遵守纪律、团结协作等优良品质,增强了大家的集体观念。
在实习结束之后,对学校有一点小的建议。
我们是在第三学期开设的《普通地质学》这门课程,而我们是在第四学期末才进行的地质实习,两者的时间间隔有点长,势必会影响实习的效果。
希望学校在今后的课程和实习安排中能考虑到这个因素,使理论教学与实践教学更好的结合起来。
四、所附图件
五、参考文献
图一小黑子河图二威虎山
图三小黑子河桥图四小孤山远景
图五小孤山图六小孤山顶部
图七火车站后山图八采石场
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 玉泉 地质 实习 报告