实习目的:
学会将课堂所学知识运用于实际地质情况分析,学会工程地质的基本判别方法,了解断层、岩层,了解岩石种类及其物理性质,学会地质罗盘的使用方法,学会用地质罗盘测量岩层的产状,野外勘察、绘制地层剖面图、分析岩层之间的关系,识别各种地质作用和地质现象。 实习要求:
①学会用罗盘测量产状要素。
②认识了解主要的地质构造现象:如褶皱、断层、节理等。
③认识实习地区不同地质时代地层的岩石性质和特征、风化情况和工程特性等。
④了解坡积物的特征,产生的机理以及工程性质。
⑤认识各种物理地质现象:如喀斯特、滑坡、冲沟、崩塌等的分布,形成条件和发育规律,以及对工程建筑的影响等。观察护坡工程的作用。
⑥第四纪沉积层的成因、岩性及分布;本区的地貌特征(山形,阶地、河曲等),查明河谷纵、横剖面情况,研究河谷阶地及其性质,以及新构造运动的特征等。 实习第一天:
时间:XXXX.XX.XX 天气:XX
路线:关风沟→深溪沟→ 油房滑坡→白沙河河口→二王庙 断层→二王庙宾馆
早上7点半集合,50左右从校园出发,10点下车爬山前往目的地一关凤沟。可能因为这是第一次地质实习,所以大家特别兴奋积极。抵达关凤沟后,老师首先拿出了地
坡
积物
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质图,并告诉我们它的重要性。之后,在老师的讲解和我们的观察下,我们了解了:断层、岩石和坡积物和罗盘测量产状的方法步骤。
坡积物是指雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运,或由本身的重力作用,堆积在平缓的斜坡或坡脚处。坡积物随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土基本一致。修建坝时要挖掉。
沉积岩具有层状构造,层理清楚,有的沉积岩有化石,地表出露有规律性,有明显的地层产状。常见的有石英、辉石、长石、角闪石等。岩浆岩具有矿物和胶结物之分,斑岩的斑晶和胶结物的成分往往差别比较大,岩石致密坚硬,无层理和解理的块状构造,有的岩浆岩还可以见到俘虏体,地表出露没有规律性,找不到产状。如方解石、白云石。变质岩具有明显的丝捐光泽,片理明显,变余结构清楚,有重结晶现象,地表出露比较有规律性。 此处火山岩历史相当悠久,属于震旦系地层。包括火山凝灰岩、 火山角砾岩 和火山集块岩三种岩石,粒径越大离火山口越近。
断层是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造,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。通常按断层的位移性质分为:①正断层。②逆断层。③平移断层。如:映秀断层为逆断层且为周发断层。
离开关凤沟区域,我们乘车来到了深溪沟大桥 。从
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桥上向下望去,可以看到水面两边的裸露部分有着相当明显的层理,倾向下游。岩层产状:横谷,延伸方向和层面方向夹角大于80度,近于垂直,适于修坝修桥。倾角小于时30度,坝基和坝肩易在在上游的水推力下产生滑移,稳定性不够。而深溪沟大桥附近的裸露基岩是中到薄层状的灰岩,且倾角很陡,不易滑坡。形成了V型河谷 。
我们接下来到达的地方是油房滑坡处,此处主要是认识滑坡现象,站在白沙河左岸的一级阶地上进行观测。我们所看到的右岸弧形小山体,在许多年前顶上是齐平的,现在得状态,是60多年前滑坡造成的。
对门山上是三叠系须家河组地层降水沿透水的砂岩裂隙、层理面运动,泥岩、页岩、煤层为相对隔水层。地下水受煤层阻碍不易流出地表,且山体又雄厚,集水面积大,渗透途径长,只有细水长流,不易疏干,久而久之容易滑坡,特别容易出现在暴雨后。
识别标志有:环谷状或圈椅状洼地,可见滑坡后壁、滑坡体,滑坡舌到了河里,使河岸变形,凸向河床,并使河道变窄。在滑坡体两侧,沿滑坡周界发育成冲沟,冲沟沿周界向上发展,最
后可在滑坡顶部交汇,形成一种双沟同源的特征形态。“醉汉林” 、“马刀树”
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的有无以及滑坡体与后壁之间形成的月牙形凹地。
已经发生过滑坡的地段常常有再次发生的可能,而滑动过的岩体,无论是作为坝肩岩体、水库岸坡、隧洞围岩还是道路路基都是不利的。治理滑坡的方法有:在坡体外,修截水沟,坡内修排水沟;修建挡土墙,墙面上有排水孔;岩质斜坡可以用钢索锚固或锚杆锚固;减少滑坡力和加固等
午餐过后,我们来到了白沙河畔,在老师的帮助下对此地的岩石、河谷阶地、河床地貌以及工程中应注意的事项进行了了解 。
河水流经的槽形倾斜凹地称为河谷。河谷有谷底和谷坡两部分组成。谷底由谷底和谷坡两部分组成,谷坡是洪水位以上的岸坡,谷坡上发育有沿河平行的平台——阶地。
白沙河向岷江入口处,凹岸侵蚀,掏空岸坡下部,凸岸被水流冲刷下来的物质在凸岸堆积下来,使河流变弯曲。凸岸堆积形成河漫滩,河漫滩上为面粗大砾
石下面细沙二元结构。
看河流阶地,河漫滩向上是一级阶地,是基座阶地,也就是基岩成为底座,之上为冲积物,阶地外援坡坎上可见基岩出露。一级阶地上的砂卵层一般可以作为建材,还有二级阶地,三级阶地,不完整,侵蚀破坏,还有四级阶地更不完整。一级到四级阶地均为基座阶地,二级以上的阶地不宜作为建材。
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此处岩石多为方解石和砂岩(中含页岩、砾岩)。冲沟中水流携带物汇入主流处可以形成小的冲击扇。公路两边可以见到页岩。白沙河排砂量多岷江上筑坝库内淤积,将是一个严重的地质问题。建坝时必须考虑因素: 是否有纵向河谷; 当有鹅卵石的时候应当挖出; 鉴定岩性的软弱程度;坝基是否均匀(有无冲刷漕沟); 是否会沿冲刷层漏水。总之,必须考虑不均匀沉降和漏水等因素。
在二王庙公园的门口停车,站在二王庙断层下盘,在玉垒山公园门口可以看到白垩系灌口组砾岩,呈灰色厚状。砾石成分:砂岩、灰岩、石英岩为主,其次为岩浆岩,胶结物为铁泥质、钙质,有基底式胶结,也有接触式胶结,性坚硬,物理性质好,地形上常形成悬崖峭壁。
往前走一小段路,就可以看到侏罗系莲花口组地层(J),为砖红紫红色泥岩夹灰色,紫灰色细砂岩,即泥岩夹细砂岩。泥岩主要由黏土矿物组成,遇水易软化和崩解,抗风化能力弱,强度低,压缩性大,容易产生泥陷变形。这里能看到部分J地层。
继续前行一段路,看三叠系须家河组煤系地层中有砂岩,岩性为黄灰、青灰色。整套地层软硬相间,呈“梳状”,岩层倾向北西。在二王庙围墙某处,这里刚好是二王庙断层通过的地方,这是一个活动性断层,两盘要发生相对位移,据测每年约1mm。
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今天的最后一站是二王庙宾馆外,此处白垩纪岩石主要是砾岩和砂岩,主要由河床沉积,磨圆度中等,分选性中等。砾岩周围的胶结物,按成分分为四种:①泥质胶结,硬度不高,较软;②钙质胶结,主要成分为碳酸钙,与稀盐酸反应冒泡;③硅质胶结,主要成分为二氧化硅,质地较坚硬;④铁质胶结:赤红色。此处为泥质胶结和铁质胶结。胶结按颗粒间接触关系又可分为基底式胶结、溶蚀式胶结、接触式胶结、孔隙式胶结。 风化的类型有物理风化、化学风化、生物风化。此处是生物风化为主,表面全风化。新鲜的砾岩强度好,可
作为地基,成洞条件好,可以打洞。 实习第二天:
时间:XXXX年XX月XX日 天气:晴转雨转阴 路线:映秀镇→映秀湾水电站取水闸→尖尖山→紫坪铺坝前
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早上7点半集合,40左右从校园出发,9点50抵达映秀镇。第一站,站在映秀镇渔子溪河畔,在我们的观察和老师的讲解中,我们了解到:
渔子溪河水水量大,最终汇入岷江。上边修有渔子溪一级电站,再向上有二级电站,有一级电站闸首,二级电站厂房,再向上有二级电站闸首,冲沟中水流挟带物汇入主流在河口形成渔子溪河口冲击扇地貌。
映秀断层从渔子溪入岷江河交汇处通过,即从图桥的位置通过,断层在这里的走向近于与渔子溪河垂直,与岷江斜交方向通过穿过。映秀断层走向北东30º到60º,倾向北西300º到330º,倾角50º到60º,这个断层切穿了地壳,故而又被称为深大活动性断层。我们所站立的地方地层向上冲,地层抬高,断层另一边是三叠纪须家河组地层,这边是岩浆岩。岩浆岩是由于断层将地壳断穿,里面的岩浆浸上来,然后冷却下来,岩浆岩形成的时代是在元古代。顺着岷江向上都是顺断层冒出来的岩浆岩体,而这条映秀断层是沉积岩与岩浆岩的分界线。
该区域内花岗岩广泛分布,花岗岩有三组节理,由于节理较多而做坝基时要进行灌浆固结。花岗岩岩性坚韧,工程地质性质好,是水利水电工程的良好建筑地基和建筑材料。故而渔子溪一二级电站、映秀电站以及太平驿电站的引
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水隧洞围岩主要由坚硬的花岗岩和花岗闪长岩组成。板岩主要分布在映秀断层的另一侧,顺公路到桥还可见到岩浆烘烤下T3xj泥岩所形成的接触变质岩,即为板岩,在车上时可以见到。板岩可以作为建筑材料和装饰材料,古代在盛产板岩的地区常用做瓦片。
离开渔子溪河边,步行几分钟,我们来到了一个极具纪念意义的地方—5.12震中映秀。在这里我们见到了一个典型的崩塌现象,图中巨石就是地震时掉落下来的。此处山体岩性为花岗闪长岩,因为石英含量多,岩性坚硬,不易风化。裂隙相当清楚,不能在这里修建筑,岩石崩塌掉落会毁坏建筑设施。所以,修建厂房等时,要先选址。做设计时,要有地质资料和测量资料才能开展设计工作。
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去往第二站映秀湾水电站取水闸的途中,路途颠簸和山水之势给了我强烈的视觉冲击,禁不住感叹自然力量之大,人之渺小,水电站在与自然抗衡的同时又不断地借着自然之力,顺自然之势。 左坝肩那里有个进水闸,闸子下面河床覆盖层厚度有50到54米,修建时难以将其全部挖掉,那么研究时,就需要勘查砂卵石的构成。自上而下,第一层为漂染石层,不均匀,压缩性小,渗透系数大,动水压力小,作为闸基的主要持力层;第二层为含泥沙层,粉砂含量大,而粉细砂在地震时容易飘起来,发生砂土振动液化现象,此时承载力为0;第三层为冰水堆积层,泥石碎石层,透水性小,附加力小,承载力也能满足要求,呈现透镜状,不是成层分布的,不会有坝基的深层滑动。因而,一般第一层要注意的问题是坝基的渗透稳定性问题;第二层要注意振动液化后承载力问题;第三层一般不做考虑。
坝从左岸到右岸主要由漂木道、泄洪道、挡水坝组成。坝下堆积层厚度为35米到45米,从下到上依次为冰积层、洪积层、冲积层、第四季覆盖层。为了保持坝基稳定,采取的措施有:坝前水平铺盖,坝前设置缘数排帷幕,坝后层井挡墙,都是为了防止水渗漏到坝基,防止坝基液化。在观察中可以看到:在上游连接段,让水平稳均匀流入闸室采用弧形闸门,闸墩用混凝土做成流线
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型;在下游连接段,每个闸门设置溢墙,主要是为了消能,减小河水的冲击力,避免对河床造成破坏。
汽车不断地向山上行驶,极目远眺,窗外风景一览无余。下车后,爬了一点点小坡,抵达第三站尖尖山。尖尖山作为堆石料产地,是紫坪铺堆石坝堆石
的来源地之一,出量丰富,质量较好,运输距离较近且方便,石料较为新鲜,风化程度浅。位于坝址上游4.5到5km岷江左岸,飞来峰构造之内,北侧为一深切小冲沟。该产地主要有石灰岩,石灰岩比重大,硬度高,是修建大坝的很
好的建筑材料。还有少量由于地质运动造成的炭质泥岩。有机耕路通过料场附近,运输比较方便。石灰石矿物的主要成分为方解石,少许白云石,微量有机质及褐铁矿。石灰石遇稀盐酸强烈起泡可作为其鉴别方法。作为建材的水泥就是由石灰石烧制而成,两磨一烧,石膏在水泥粉磨中作为缓凝剂,调节延长凝结时间。
此次实习的最后一站是紫坪铺坝
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前。坝轴线选在这儿主要利用了这儿的条形山脊,它相当于一个天然的大坝。坝高150多米,约50层楼高,属于高库大坝。该工程挟持于映秀断裂和安县―二王庙断裂之间,工程区无大的活动性断裂分布, 当时修建时并无大的地震发生,勘查评估的烈度为7.8度,都江堰称内烈度为7度,而实际烈度达到8度,超过了抗震烈度 ,所以很多房屋建筑倒塌。
水库的库盆、库岸主要由三叠系须家河组砂页岩组成。水库库岸无大型滑塌体存在;左岸坝前堆积体现状稳定,不会沿碎石土和基岩接触面发生深层整体推移式滑动;库区内龙溪河附件不存在库水沿飞来峰条形灰岩向邻谷 白沙河产生渗透的可能性。
工程地质实习于此落下了帷幕。工程地质实习作为工程地质课程的重要实践性教学环节,能直观地反映课堂所讲的内容,使我们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,培养提高观察能力、动手操作能力、分析问题解决问题的能力。最后,我们用诚挚而热烈的掌声感谢几位老师陪我们走过了这一段实习历程,短短的两天,受益良多。
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