土木工程地质 实习报告
班级： 1 姓名： 1 学号： 1 指导老师： 1
一、概述
如今的我们已经跨入了大三的学习阶段，随着前十周的紧张的学习的结束，本学期的第十一周的周二和周六，我们土木工程学院的道桥专业在闫老师的带领下，开始了我们专业的工程地质的实习，我们实习的方式有两种，第一呢，老师要求我们在学校的其他的时间按照要求写了一份关于工程地质方面的书的读书笔记，第二呢，就是出去实地实习，实地实习我们去了我们焦作市的缝山针公园的一个管理处去看了一下那里的岩层的情况以及一个自来水的厂了解地下水的情况，去过缝山针公园之后我们还去了新乡市的辉县，在那里有一个薄壁宝泉水库，在水库的附近，我们看了一些岩层的产状以及一些其他的知识。
二、实习路线
路线一：焦作市-辉县-薄壁宝泉水库 路线二：焦作市-缝山针公园
三、实习任务要求
· 了解地层的划分标准，能够将实习区出露的岩层和地质年代一一对应，认识实习区的地质历史发展演化过程
· 认识实习区常见的矿物和岩石， 学会区分三大类岩石 · 学会使用地质罗盘，并测量岩层（断层）产状 · 认识实习区重大的地质构造的野外识别方法
· 认识实习区边坡变形破坏形式及采取的各种防治措施 · 学会做标准的野外地质记录，学会绘制实习区的地层剖面图 · 编写实习报告.
七、实习内容
（一）地质罗盘的认识及其使用方法
在实习的过程中呢，我们不仅仅要看一些岩层的情况，同时我们可以用小锤子敲打一些石头来看一下，我们还有一个神秘的仪器可以用，那就是地址罗盘，地址罗盘可以用来测量一些岩层的产状要素等等。 地质罗盘又称“袖珍经纬仪”。野外地质工作不可缺少的工具。主要包括磁针、水平仪和倾斜仪。结构上可分为底盘、外壳和上盖，主要仪器均固定在底盘上，三者用合页联结成整体。可用于识别方向、确定位置、测量地质体产状及草测地形图等。地质罗盘上有一个指针，用它指明磁子午线的方向，可以粗略确定目标相对于磁子午线的方位角，并利用水准器装置测其垂直角（俯角或仰角）以确定被测物体所处的位置。
地质罗盘式样很多，但结构基本是一致的，我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。
磁针
一般为中间宽两边尖的菱形钢针，安装在底盘中央的顶针上，可自由转动，不用时应旋紧制动螺丝，将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。
水平刻度盘
水平刻度盘的刻度是采用这样的标示方式：从零度开始按逆时针方向每10度一记，连续刻至360度，0度和180度分别为N和S，90度和270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。 垂直刻度盘
专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。
悬锥
悬锥是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。
水准器
水准器——通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。
瞄准器
包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。
关于地质罗盘的运用也是很重要的，运用地质罗盘测量岩石的产状(走向、倾向、倾角)是地质实习的基本技能。具体方法如下：
1、用地质罗盘测岩石的走向
测量岩层走向时，将罗盘的长边(与罗盘上标有N—S相平行的边)的一条棱与层面紧贴，然后缓慢转动罗盘(注意：在转动过程中，罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面)，使圆水准器的气泡居中，磁针停止摆动，这时读出磁针所指的读数即为岩层的走向。读磁北针或磁南针都可以，因为岩层走向是朝两个方向延伸的，相差 180°。例如岩层的走向为60°或240°。
2、用地质罗盘测岩石的倾向
测倾向时，用罗盘的北端指着层面的倾斜方向，使罗盘的短边（即S边）与层面贴紧，放平，并转动罗盘，转动方法及原则同上，北针所指的读数即为所求的倾向。倾向仅有一个指向，只能用一个数值表示，例如岩层的倾向为150°。
假若在岩层顶面还是哪个进行测量有困难，也可以在岩层底面上测量，仍用长测望标指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可。假若测量底面时读北针受障碍，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指S针亦可。
3、用地质罗盘测岩石的倾角
测倾角时，将罗盘竖起，以其长边贴紧层面，并与走向线相垂直，用中指拨动罗盘，使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中，这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。倾角的变化界于0-90°之间，如一岩层的倾角为35°。
注意事项
在野外测定产状要素，往往只要测量岩层和一切构造面的倾向和倾角，并记录下来。记录的格式：岩层的产状为150°∠35°，前者表示倾向，后者表示岩层的倾角。由于走向和倾向相差90°，倾向加或减90°即为走向，上述岩层的走向是60°或240°两个数值。这也是为什么一般不记录走向的原因。只有当岩层倾角近于直立时才记录走向。
野外测量岩层产状时，必须在岩层露头上测量，不能在滚石上测量，因此要区分露头和滚石。区分露头和滚石，主要是靠多观察和追索，并善于判断。
另外，若被测量的岩层表面凹凸不平，可把记录本平放在岩层面上当作层面，以便提高测量的准确性和代表性。如果岩层出露很不完整时，这时要找岩层的断面，找到属于同一层面的三个点(一般在两个相交的断面易找到)，再用记录本把这三个点连成一平面(相当于岩层面)，这时测量记录本的平面即可。
（二）实习区出露岩层详细描述、岩层产状的测量及不同岩层间的接触关系
焦作市缝山针公园
地层接触关系
地层间的接触关系，是沉积作用，构造运动，岩浆活动以及地质发展历史的记录。沉积岩，岩浆岩及其相互之间均有不同的接触类型，其中沉积岩指之间的接触关系基本上可以分为整合接触与不整合接触（不整合接触还可以细分为角度不整合接触和平行不整合接触）两大类型；岩浆岩的接触关系是穿插接触关系；沉积岩与岩浆岩之间的接触关系可分为侵入接触和沉积接触两大类。
通过对焦作市缝山针的分析发现，南面由于受到严重的人工开挖，形成了两个高度在20m左右的横断面，岩层清晰可见。由于地壳运动关系，此处的底层出现了部分底层缺失的现象。缝山针上部是石炭纪地层，下部是奥陶纪石灰岩底层。这两个地层中间夹有泥岩作为分界面。这两层之间缺失了志留纪和泥盆纪地层。像这种地层的缺失现象的整合就叫做假整合。奥陶纪石灰岩岩性致密坚硬，但是由于其坚硬，所以它很容易破碎。整个奥陶纪厚约400米。由于这个地层比较早，所以这里面的化石含量极少。而石炭纪地层位于缝山针上部，发育还是比较好，与下伏地层的整合为假整合。
岩层及其产状
岩层的空间分布状态称岩层产状；岩层按其产状可分为水平岩层，倾斜岩层以及直立岩层。
通过对缝山针的岩层分析，看到缝山针的岩层面与水平面有一定的角度，应该为倾斜岩层，并且倾斜岩层仍然保持顶面在上，底面在下，新岩层在上，老岩层在下的产出状态，所以应该为正常倾斜岩层；缝山针正常倾斜岩层的倾斜角α的大小明显小于30°，其正常倾斜岩层为缓倾岩层。
岩层在空间分布状况的要素称为岩层产状要素。一般用岩层面在空间的水平延伸方向，倾斜方向和倾斜程度进行描述，分别称为岩层的走向，倾向和倾角。
通过地质罗盘针对缝山针岩层的测量，其岩层的走向大致为S75°W方向，倾角大致为10°，倾向为NE方向；用象限法可表示为S75°W∠NE；如果使用方位角法的话，应该表示为105°∠10°；表示该岩层产状为倾向距正北方向105°，倾角为10°。
薄壁宝泉水库
观察和描述太古界赞皇群岩性组成和混合岩化现象
这个实习地点岩层属于岩浆岩喷出地表以后，由于受到动力，高温，压力等地址作用，变质形成的变质岩，在这里我们可以看到黑云斜长片麻岩，角山斜长片麻岩，花岗片麻岩，混合岩及小型岩脉和岩墙侵入岩体。
黑云斜长片麻岩呈黑色和黄褐色，鳞片状变晶结构，片麻状结构。矿物主要成分为斜长石，黑云母和石英。斜长石占百分之五十五左右，白灰色，呈玻璃光泽，风化之后呈土状光泽；黑云母占百分之十五至二十五左右，呈片状，石英占百分之十五至二十五左右，呈油脂光泽。
角闪斜长片麻岩呈暗绿色及灰黑色，纤维状，粒状变晶结构，片麻状结构，矿物成分主要是斜长石，角闪石和石英。角闪石占百分之五十至六十左右，呈柱状和粒状。斜长石占百分之二十至三十左右，灰白色，呈玻璃光泽，风华后呈土状光泽，石英占百分之五至十，呈油脂光泽。
花岗片麻岩，肉红色，其主要矿物成分是正长石，石英，黑云母，粒状变晶结构，片麻状构造。
由混合氧化作用形成的岩石，是变质岩和岩浆岩之间的过度岩，混合岩的矿物大多数有不同程度的排列。在公路附近观察到的混合岩含有一定的数量的近于平行的浅色长英质或者花岗脉质状体的混合岩，多成厚度不等的层状特征，围岩中大量的侵入体与围岩组合在一起形成岩石，围岩称为集体，侵入岩成为脉体，主要有石英脉和长石英自岩脉。岩浆沿着与岩层面垂直和斜交的断面侵入，形成规模较大，似墙体的岩体，成为岩墙。构造岩脉和岩墙的岩浆岩从酸性到基性都有。
（三） 重大地质构造（褶皱﹑断裂）的识别
地质构造是构造运动引起地质岩石变形和变位，这种变形，变位被保留下来的形态。地质构造大致有两种类型：褶皱构造和断裂构造。
岩层在构造运动作用下岩层发生的连续弯曲变形形态称为褶皱构造：一般来讲，当地表地层出现对称重复时会出现褶曲构造，通常分为背斜和向斜，经过对缝山针的岩层分析，发现并没有出现岩层的连续弯曲，于是断定缝山针局部不存在褶皱构造。
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，会产生断裂，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，又把断裂构造分为节理和断层两种类型。当断裂面两侧岩层沿断面没有明显的相对位移时称为断层。通过对缝山针的实地考察，发现人工断面节理丰富，并且初步认定为节理构造。再观察断面的大致面貌，其中明显具有两条较宽的断层破碎带，发现这两条断层破碎带距离较近,大致平行，大概只有1-2米的距离。其中上盘向上运动，下盘向下运动，所以此断层应该为逆断层，断层线为直线且延伸方向大致为倾斜45°，断距大约有四五米左右。由于北山岩石强度较大，尽管发生较大的断层，但是并没有出现牵引现象。
本次野外实习观察到的地质构造有; 单斜、褶皱、和断裂具体情况如下。 一：单斜构造
在缝山针公园西，观察到有西北走向，东南倾向，倾角大约为40°~50°的单斜构造。此地层为中奥陶统深海相沉积的石灰岩。 二：褶皱
褶皱在地壳中分布广泛，系统各异。规模大小相差悬殊大者延伸几十至几百米，小者可在受标本上见到甚至表现为显微构造。褶皱岩层中的以一个单独的弯曲称为褶曲，他是褶皱构造的基本单位。 （1）背斜
背斜是岩层向上的弯拱的曲折核部是老岩层两侧是新岩层且对称重复出现两翼岩层倾斜方向一般相反。
在缝山针公园附近、红沙岭和西张庄都观察到了背斜，在以上的诸多褶皱中在缝山针公园内观察到的褶皱较为清楚。此褶皱为背斜，其轴线向南延伸，枢纽水平。 （2）向斜
向斜是岩层向下的弯拱的曲折，核部是新岩层两侧是老岩层且对称重复出现两翼岩层倾斜方向一般相对倾斜。
红沙领出的背斜核部为粘土两翼为石灰岩。在缝山针公园内、红沙岭和西张庄都有观察到向斜，在以上的诸多褶皱中在红纱令观察到的较清楚。此褶皱为向斜，其轴线向东北方向延伸，枢纽弯曲。 三：断裂
断裂构造为岩层受力后产生变形，当压力大到一定的程度或超出岩层的强度极限时，岩层的连续完整性遭到破坏，断裂构造又分为节理和断层。 （1）断层
断层即岩层受地应力的作用后发生破裂，在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。断层的规模大小不一，其形态和类型繁多分布较广对煤矿设计和生产都有很大影响根据断层两盘相对位移方向分类可分为正断层，逆断层和平移断层。上盘相对下降，下盘相对上升的断层称为正断层。上盘相对下降，下盘相对上升的断层称为逆断层。两盘岩块沿水平方向相对平移的断层称为平移断层我们在缝山针和西张庄所见断层均为正断层。 在缝山针公园附近观察到有断层，有沟的地方就有断层，即逢沟必断。在缝山针观察到的断层较清楚。此断层的断裂面平直，走向为东西走向，方向是向正南倾斜，倾角大约在45°左右，其上下两盘之间夹有胶结岩破碎带，此破碎带为岩层断裂时散落的岩石碎块经过挤压和胶结而形成的，胶结的岩石为致密的石灰岩，颜色呈灰黑色，其表面有石英和长石形成的纹路。断层面上有平行于倾向的擦痕。此擦痕于岩层上下两盘的倾向平行，用手触摸有光滑感，有上下两盘相对移动时形成的浅痕，经过观察，断定此断层形成于古生代晚奥陶统以后的某个时期。 （2）节理 ①张节理
在缝山针公园的西边的山脚处，观察到中奥陶统形成的石灰岩中有张节理，此处张节理呈纷羽状，其中有石英和方解石侵入形成的脉体。 ②剪节理
在缝山针公园内的西边山腰处，观察到中奥陶统形成的石灰岩的人为断裂面有大量的剪节理，其剪节理呈X状，向里延伸，剪节理面用手触摸有光滑感，伴随剪节理生成了大量的裂隙。
（四）实习区看到的各种不同的边坡治理方法
缝山针的边坡是由于人类的开采形成的人工开挖边坡。这是因为边坡的形成，使岩体内部原有应力状态发生变化，出现应力重新分布，其应力状态在各种自然应力及工程影响下，随着边坡演变而不断变化，使边坡岩体发生不同形式的变形及破坏。边坡岩体变形破坏的基本形式可概括为松动，松弛张裂，蠕动，剥落，崩塌，滑坡等。同时边坡等形成不良地质现象，崩塌落石，滑坡和泥石流。
当陡坡上的岩体或土体在重力的作用下或其他的外力作用下，突然向下崩落的现象叫做崩塌；如果出现个别岩石石块向下滚落，则称为落石。人工边坡或天然边坡上的岩土体在重力作用下，沿软弱面或软弱面均有向下的滑动的趋势，一旦下滑力大于抗滑力时，岩土体就会产生向下的滑移，此时形成滑坡；泥石流是一种含有大量泥，砂，石块等固体物质的特殊洪流。 缝山针岩层与断面形成的角度相对来说比较稳定，因此一般情况下，智慧出现偶尔的落石，并不会出现较大程度的崩塌；形成角度比较合理，不会出现滑坡现象；又由于缝山针的岩层强度较高，虽然节理丰富，但是整体性还是比较好的，因此更不会出现泥石流。再通过近距离的实地观察，发现缝山针也进行了比较合理的边坡处理。
在实习地点观看到了不同的边坡治理方法：
(1)、注浆加固的方法。在一大片的山体上注入混凝土加固山体，注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要。注浆的对象主要是岩石、土体、混凝土等多种材料。在边坡注浆加固中，注浆对象主要是岩层和土体。注浆通过把浆液注入岩石的裂隙或土体的孔隙，待浆液凝固后，使岩层和土体的强度大大提高，并改变岩土的力学性质，从而增强岩土的稳定性。我们在现场观察到一大片岩体进行了喷注混凝土，改变了岩石的物理性质，使其更加的稳定，达到了护坡的目的。
（2）、生物护坡。首先需要进行土壤改良：山体土壤培肥要通过采取各种培肥措施，加速复垦地的生土熟化。地表有土型的土壤培肥，主要是通过施有机肥、无机肥和种植绿色植物等措施实现土壤培肥;地表无土型培肥，一般用易风化的泥岩和砂岩混合的碎砾作为土体,调整其比例,在空气中进行物理和化学风化,同时种植一些特殊的耐性植物进行生物风化,以达到土壤熟化的目的。微生物培肥技术,是利用微生物和化学药剂或微生物和有机物的混合剂,对贫瘠土地进行熟化和改良,恢复其土壤肥力。此处在裸露的岩体上喷射益于植物生长的土壤，然后在土壤上喷射植物种子，进行植草、植树。绿化可以防止水对边坡的冲刷，抵御温度对边坡风化的影响，有效防止水土流失。此种护坡方法达到了既美观又安全的良好效果。
（3）、格构加固。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构节点处的锚杆或锚索，然后通过锚杆或锚索传递给稳定的底层，从而使边坡平坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此，就格构本身来讲仅仅是一种传力结构，而加固的抗滑力主要由格构节点处的锚杆或锚索提供。同时边坡格构的加固技术具有布置灵活、结构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点。在此地我们也观察到了几种具体的利用格构加固的护坡方法。在岩体表面挂网以防止山体的滑坡，同时配合绿化护坡进行植草又起到更好的作用。根据格构加固的特点和作用，格构加固适用于坡度较陡、坡体岩土均匀且较坚硬的边坡。
（4）、抗滑桩支护方法。抗滑桩是通过装神将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体获岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使边坡保持平衡或稳定的工程结构。目前在边坡工程中常用的是钢筋混凝土桩，断面形式有圆形和矩形，施工方法有打入、机械成孔和人工成孔等方法，结构形式有单桩、排桩、群桩，有锚桩和预应力桩等。抗滑桩的适用条件十分广泛，因而是边坡处治工程最常见的工程措施，但造价较高，对松散土、软土地基的适应性较差。我们看到在一处山体较陡处治理成阶梯状的形式，然后在阶梯处种上树木起到固土的作用。
综合分析我们可以发现在边坡设计与处治过程中，必须综合考虑边坡地质与土质、坡高和坡度、降水与冲刷等因素的影响，选定适当的防护方法，保证边坡工程的安全与稳定；保护环境，使开挖对环境破坏的扰乱程度减小到最小，并谋求人工构造与自然环境相协调一致，考虑合适的处治方案，坐到经济合理，且尽量减少日常维护和管理费用。并且每种治理方案并不是完全独立分开的，在一处岩体治理过程中可以几种治理相结合的运用往往能起到更好的作用。通过现场实地的考察，也让我们更深刻的体会到了边坡治理的实际运用，让我们将理论与实际相结合更好的理解课本上的知识。
（五）煤矿塌陷区工程地质问题及其治理
由于煤矿过度的开采，产生了一些煤矿采空区，这些采空区造成了地面的塌陷和地裂缝尤为显著。在煤矿采空区主要的地质问题是地面塌陷，地裂缝和地面不均匀沉降等。由于长期的地下采矿开采，形成大面积的采空区，其丄覆的岩层冒落，变形，以致失稳沉陷，导致地表产生变形破坏，引发地质灾害。 地面塌陷防治措施
（1）要加强监测，煤矿区发生地质灾害主要是由开采引起的，是生产过程中变形、破坏和环境恶化的积累和延续，利用现有的理论对监测结果进行预测，对可能引起灾害的破坏，提前采取相应措施。这样就可根据经济效益、社会效益和环境效益综合考虑，提前规划，防患于未然。在总结历年来各个大中型煤矿生产过程中发生灾害的基础上。究其原因，寻其根源，为以后研究相关灾害提供依据，处理好社会稳定、经济发展、技术能力、环境保护、生态恢复等因素之间的协调关系。
（2）矿区塌陷是矿山地下采空造成的。而采出的矸石、尾矿等无法利用部分却作为废弃物堆积在矿区周围，既占用土地又污染环境。因此对矿山采空区塌陷的治理可采用充填复垦法。这种方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰、露天矿剥离物等可供利用的充填材料充填采空塌陷区。这样既解决了矿山固体废弃物的处理问题，又能防治固体废弃物对环境的污染，所以经济效益最佳。
（3）在地下采空区新建建筑物时，应采用地球物理勘探、钻探等手段对其建设场地进行详细的岩土工程地质勘查和地基稳定性评价，查明地下采空区的分布情况，以便对房屋的基础和建筑结构进行设计，并采取有效的建筑措施和结构措施，以减少地表变形对建筑物的影响，治理的方法如灌注浆等。 地裂缝防治措施
对已经闭坑的矿区，对已有的地裂缝进行治理是非常关键的。治理前首先应调查其集合特征、成因，对于沉降盆地边缘的地裂缝，可采用灌注浆的方法治理；对于采空塌陷地裂缝，治理方法较多，如采用尾矿石回填、灌注浆等。
八、结束语
对于土木工程地址这门课来讲，进行地质实习是一个非常重要的学习过程，通过此次的工程地质实习，既巩固了课本知识，令我们加深了对地质学的了解，更加认识到了学习工程地质的意义，体会到了学以致用的道理。从中，我们还了解到了工程地质对实际工程建设的重要性，这对将来的更深层次的专业课的学习以及工作打下来坚实的基础。
