工程地质野外实习指导书 .pdf
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1、工程地质野外实习指导 书山东水利职业学院二 0 0 六年三月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 46 页 - - - - - - - - - 目录第一章绪论1 第二章日照水库地质概况2 第一节 日照水库概况2 第二节 地形地貌3 第三节 地层岩性4 第四节 水文地质条件5 第五节 地质构造与地震6 第三章莒县浮来山地质概况7 第一节 浮来山概况7 第二节 地层岩性9 第三节 地质构造9 第四节 浮来山地质历史10 第四章地质罗盘11 第一节 结构与原理11 第
2、二节 地质罗盘的使用11 第五章山东区域地层表13 第一节 太古界13 第二节 元古界15 第三节 古生界19 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 46 页 - - - - - - - - - 第四节 中生界28 第五节 新生界32 附:工程地质野外实习报告编写提纲35 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 46 页 - - -
3、 - - - - - - 第一章绪论工程地质是水利工程、水建、农水、路桥等专业的技术基础课,它内容多,涉及面广,实践性强。仅凭课堂上的理论教学远远不能满足教学的需要,学生在学习了基本理论,掌握了基本知识和了解了基本的工作方法的前提下,通过野外地质实习的实际锻炼,培养学生观察问题、分析问题和解决问题实际能力,为学生毕业后参加水利工程工作奠定坚实的基础。野外地质教学实习,是工程地质课教学的重要环节。实习地点定在莒县浮来山和日照水库。具体要求如下:一、 能够熟练地使用罗盘,学会阅读和使用地质图。二、 学会在野外肉眼鉴定和描述岩石岩性的方法,熟悉实习区内的地层特征,掌握地层层序的划分。三、 分析实习区
4、内地质构造类型,找出判断其类型的依据并分析其特点。四、 分析实习区内的地形地貌特征,探究各种物理地质现象的成因类型。五、 通过实地勘察,分析实习区的水文地质条件。六、 了解实习区地壳演变发展的历史,综合分析浮来山实习区的地质发展历史,以及日照水库的工程地质条件,对日照水库工程地质条件进行评价,分析可能发生的工程地质问名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 46 页 - - - - - - - - - 题并提出合理化建议。第二章日照水库地质概况第一节日照水库概况日照
5、水库位于日照城西15 公里处,工程自 1958 年 10月动工兴建,1959 年 6 月建成并投入运行。总库容3.2 亿立方米,兴利库容1.912亿立方米,控制流域面积 548平方公里,是一座以防洪为主, 结合灌溉、发电、城市供水等综合利用的大(二)型水库,为日照市城区供水水源地之一,同时还起到补源的功能。日照水库除险加固工程总投资为1.293 亿元,工期为两年。完成土石方 21.0 万立方米、砌石 4.09 万立方米,混凝土2.32 万立方米。进行主坝心墙加固、 坝基振冲加固、 斜心墙防渗回固、 下游坝坡补土与排水棱体改造、护坡垫层翻修,副坝坝基坝体防渗加固、坝顶加高、护坡及垫层翻修加固、
6、坝基帷幕灌桨、坝体斜心墙加固, 溢洪闸及泄槽改建,老放水洞电气设备更换等。 日照水库枢纽工程设计等别为2 等,主要建筑物级别为 2 级, 地震设防裂度为7 度, 防洪标准为百年一遇洪水设计,相应最大泄量 2480立方米每秒,五千年一遇洪水校核,相应最大泄量3760 立方米每秒。溢洪道消能防冲标准为五十年一遇洪水设计,百年一遇洪水校核。工程分三期完成,于2003年底全部建成并开始逐步发挥其效益。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 46 页 - - - - - -
7、 - - - 第二节地形地貌日照水库主要地貌类型有低山、丘陵、河流阶地。丘陵多浑圆状,丘顶高程 70130m ,地形呈西北高、东南低之势,冲沟发育,主要沿东西、南北两方向发育。傅疃河为一壮年河谷,属滨海水系,河流呈SE 向延伸入海 ,全长公里,流域面积平方公里,河床宽约 30200m ,比降为 0.0067,发育一、二级阶地。西沈马庄河位于西沈马庄村东,河流宽 15-20m,呈西北 -东南走向,为傅疃河的支流,观察河流的地质作用,河流形态,河流阶地。日照水库坝址区主要发育丘陵和河流地貌,傅疃河在主坝右岸斜穿而过,受河流的侧向侵蚀作用,阶地主要发育在左岸。一主河床:宽约 200m ,河床面高程约
8、21.00m,有砾质中粗砂组成。二一级阶地:分布于左岸,阶地宽约70m ,阶地面高程25.6m,上部由冲洪积的壤土夹砂壤土、细砂薄层组成,下部为冲洪积的砾质粗砂。三二级阶地:分布于左岸,宽度150m ,阶地面高程 26.4m,上部为坡洪积的壤土, 渗透系数 0.03m/d,下部为冲洪积的含泥质砾质粗砂,渗透系数0.12m/d。四丘陵: 分布于河流两岸,右岸受河流侧蚀作用形成陡峭的地貌,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 46 页 - - - - - - - -
9、 - 边坡 1:0.3;左岸属剥蚀残丘,丘顶浑圆,丘坡交缓,边坡1:20。第三节地层岩性坝址区出露第四系地层为全新统冲积堆积的砾质粗砂、壤土;上更新统冲洪积堆积的壤土、砾质粗砂及坡洪积堆积的含泥质砾质粗砂等;基岩为花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云母片麻岩及侵入岩(石英正长斑岩、煌斑岩)。一大山沟组( ArPtld )片麻岩类1花岗片麻岩:灰白、肉红色,风化后呈褐黄色,新鲜岩石呈灰白色,片麻状构造。坝址区均有分布。2斜长角闪片麻岩:浅灰色,浅褐色,片麻状构造,呈条带状夹杂在花岗片麻岩中,易风化,全风化物呈土状。3黑云母片麻岩:深灰、灰黑色,片麻状构造,主要呈透镜体状分布于花岗片麻岩中。二侵入岩1
10、石英正长斑岩:浅肉红色,局部灰褐色,斑状结构,中细粒块状构造,主要分布于副坝坝址。2煌斑岩:灰绿、灰黑色,全晶细粒结构,岩体沿构造节理裂隙侵入,易风化,风化色为褐黄色,呈土状。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 46 页 - - - - - - - - - 三第四系松散岩层坝址区第四系地层主要有、层砾质粗砂, 、层壤土及层含泥质砾质粗砂组成。 砾质粗砂( Q4al) :浅黄色,松散,饱和,分选性较好,含砾石,直径 0.5 5.0cm,该层分布于主河床中。 壤土
11、(Q4al) :浅灰褐色,具裂隙,裂隙间充填浅灰色砂壤土泥纹,可塑状态。分布于主坝坝基下游侧一级阶地,夹有细砂及土夹砂薄层。 砾质粗砂( Q4alpl ): 褐黄色,饱和,松散稍密,砂质较纯。分布于主坝坝基下游侧一级阶地。 壤土(Q3dlpl ) :黄褐色、浅棕黄色,可塑硬塑,分布于主坝坝基下、丘陵和二级阶地段。 含泥质砾质粗砂( Q3alpl ) :浅灰色,饱和,松散稍密状态,砾石直径 0.25.0cm, 含量 20,分布于坝基二级阶地段。第四节水文地质条件坝址区地下水可分为孔隙潜水、裂隙潜水、承压水三种类型。一 孔隙潜水主要分布于河床粗砂、 阶地壤土中, 埋深约为 1.2 2.5m,含水层
12、厚度 7.3m,水量丰富,以大气降水、地表水的侧渗及库水渗漏为其主要补名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 46 页 - - - - - - - - - 给来源,向下游渗流为其主要排泄途径。砾质粗砂渗透系数为70m/d,属强透水,壤土渗透系数为0.03m/d,属弱透水层。地下水PH值 7.58,属弱碱性淡水、软水,地下水化学类型为重碳酸钙镁型水,无侵蚀性。二 裂隙潜水主要分布于基岩全风化带、强风化带的风化裂隙和构造裂隙中,水量与裂隙发育程度有关,受裂隙控制,含水
13、性和透水性及不均匀。大气降水、库水是裂隙潜水的主要补给来源,向下游阶地和河床侧渗是其主要排泄途径。经压水试验,岩石透水率0.3831.34Lu,属微透水中等透水。地下水PH值 7.77,属弱碱性淡水、极软水,地下水化学类型为重碳酸钙型水,侵蚀性CO2含量 1.5mg/L,无侵蚀性。三 承压水分布于坝基二级阶地的含泥质砾质粗砂层中,承压水位高程 27.27m,(库水位 38.42m时) ,在坝轴线的分布桩号07600790,在坝后坡角处分布桩号为 06300780。第五节地质构造及地震日照水库位于胶辽断块之东南,坝址区构造主要受新华夏系的日照断裂控制,左旋压扭性的日照断裂在其东约10Km通过。N
14、NE 向的沂沭深大断裂之一的昌邑大店断裂在其西约50km通过。一、主坝名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 46 页 - - - - - - - - - 经地质调查,推测主坝址区发育一条断层,大约位置在0200处,该断层具导水性,在大约距下游坝脚150m处的一个废旧钻孔中有承压水喷出,喷水高出地面0.45m,断层编号 F4。二、副坝副坝坝址上游发育三条小断层,编号为F1、F2、F3,这三条断层未穿越坝基;坝基下伏有两条断层,编号为F5、F6。F5断层位于副坝桩号
15、0100,断层宽约 5.0m,钻孔揭示断层带内裂隙发育, 11.70 11.90m发育断层泥,鲜红色、硬塑,岩石透水率较大。F6断层位于副坝桩号0309 处,该处岩石破碎, 裂隙发育, 岩石透水率较大。三、水库大坝南部在片麻岩中发育两条断层,其中一条为张性断层,断层带内岩石较为破碎,并沿断层带发育冲沟,另一条为压性断层,断层带内发育碎裂岩。根据中国地震烈度区划图(1990) ,本区地震烈度为度。第三章莒县浮来山地质概况第一节浮来山概况浮来山又名浮丘,地处沂沭断裂带中部,位于莒县城西9 公里,主峰有三座,佛来峰在北、浮来峰在西、飞来峰在东南,呈三足鼎立之势,最高处海拔 298.9 米,处莒西平原
16、尽头,扼莒县、沂南两界。在莒城登名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 46 页 - - - - - - - - - 高西眺浮来,呈平地崛起之势,有水上浮来之感。此山三峰鼎立,拱围相连,构成藏风聚气幽境。浮来山风景区内,有八观、十二景、三泉与四园。修竹奇木,居谷繁茂,怪石嶙峋,溪流潺潺。千年古刹定林寺,始建于晋代,全寺分前、中、后三进院落,有五殿二堂,两庑一宫三院。主体建筑,飞檐螭首,雕梁画栋,既轩敞典雅,又古朴大方,是典型的北国古建筑风韵。定林寺前院中央,巍然
17、屹立着一棵枝叶参天古木,这便是“天下银杏第一树”,树高24.7 米,径围 15.7 米。早在春秋时期,鲁隐公与莒子曾在树下会盟,算来,树龄当在3000 余年。这株古银杏树,虽历经沧桑,但至今枝荣叶茂,生机盎然,实为举世无双的一大奇观。浮来山银杏王能经历三千年风雨而今仍枝繁叶茂,与特殊的地质背景有关:一是地处三山环抱之中、避风、向阳、冬暖夏凉,气候适宜;二是生长在与怪石峪、卧龙泉等地貌和高度相同的灰岩溶蚀阶地上,土壤厚实、 肥沃,养分充足;三是基底岩石(页岩、灰岩 ) 的产状,决定了它既可以从高处源源不断的向银杏树输送水分和养分,又不至于太涝和太旱。以上几种地质因素和其它各种因素结合起来,形成了
18、优良的生态环境,于是造就了这一世界之最。第二节地层岩性该区自西向东出露的地层有:太古界(Ar)泰山群:黑云母变粒岩, 土黄色,表面遭受到强烈风化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 46 页 - - - - - - - - - 元古界震旦系 (z)土门群:该区出露震旦纪土门群中的黑山官庄组、二青山组、佟家庄组、浮来山组、石旺庄组五组地层,而且是浮来山组地层的建组层型剖面所在地, 出露如此完整、 连续的土门群地层, 不仅在山东省独此一处,就是在华北地区也不多见
19、。加上这地层倾角大,便于观察比较,理所当然地成为研究土门群地层的理想剖面。主要岩性为黄绿色、紫色页岩,薄层灰岩,砂岩。寒武系():下统为薄中厚层泥灰岩夹页岩,紫红色砂质页岩,顶部为鲜红色易碎页岩,底部为燧石条带状灰岩。中统紫红色砂质云母页岩夹薄层泥灰岩。上统为薄中厚层灰岩夹竹叶状灰岩,中厚层白云质灰岩,薄层泥灰岩。奥陶系(o) :厚层、中厚层灰岩夹薄层泥灰岩,豹皮灰岩,薄层泥灰岩与厚层青灰色纯灰岩互层。白垩系( k) :紫红色砂质砾岩夹砂页岩,粉砂岩。第四系( Q ) :坡积物、洪积物、冲积物。第三节地质构造郯庐大断裂是我国东部较为著名的断裂构造,位于该断裂带上的临沂莒县之间,曾于1668年
20、7 月 25 日发生 8.5 级大地震,浮来山正好处于该断裂带(沂沐断裂)上,受到构造运动的强烈影响,岩层产生严重变形、弯曲、断裂,致使岩层错综复杂,实习的线路上发育了多条断层及层间褶曲。 断层按力学性质既有张性也有压扭性,分析断层的成因、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 46 页 - - - - - - - - - 特征及产状,并且与地形地貌相联系。另外,在石灰岩中发育竖直张裂隙,是伴随着地壳运动和断裂构造形成的。第四节浮来山地质历史浮来山地处沂沐断裂带
21、的中部, 其东西两侧, 分布着昌邑大店、安丘莒县、沂水汤头、鄌郚葛沟等四条大断裂。浮来山所在的汞丹山隆起区,是胶南隆起区和鲁东隆起区的分界线。浮来山的岩石,主要是石灰岩和砂、页岩。如果在灰岩发育的地区,浮来山的石灰岩根本不足挂齿,但在这一地区却成为稀有现象。因为不仅在浮来山以西 30 千米以内没有石灰岩, 而且由此向东根本就不会再见到石灰岩。所以古人将其命名为浮来、飞来,还是有点科学道理的。大约在四、五亿年之前,这一带还是汪洋大海,和其它地区一样,这里也形成过层层叠叠、漫无边际的沉积岩(石灰岩和页岩 ),后来随着地面抬升,海水退去,在十分漫长的地质作用下,那些暴露在陆地的沉积岩,绝大部分被剥蚀
22、的荡然无存。但是,因为一个非常偶然的地质事件的发生,突然改变了浮来山一带的沉积岩的命运。那就是在浮来山的东西两则,同时分别发生了南北走向的地壳断裂,而被这两条断裂切下来的地壳,随之沉了下去,并由此躲过了被剥蚀的厄运得以保存下来。后来在地壳的继续变动中, 那块曾经沉下去的地壳, 又在汞丹山隆起时,被抬出了地面,于是形成了现在看到的由石灰岩等构成的浮来山。由于名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 46 页 - - - - - - - - - 抬升时东西两侧“用力”
23、不均,西侧的升力大于东侧,又使本来呈水平状的岩层向东发生了倾斜,因此浮来山的岩层如今是近乎直立的产状。第四章地质罗盘地质罗盘又名袖珍经纬仪,是地质人员从事野外工作的必备仪器之一。主要用途:测产状、地形图草测和地质野外定点。第一节结构与原理 1 、原理:地质罗盘是利用磁性物体(磁针)具有指磁子午线一定方向的特性,配合刻度环的读数,可以确定目标相对于磁子午线的方向,根据两个选定的测点,可以测出另一个未知目标的位置。 2 、结构:仪器上所有的零件都固定在上盖外壳底盘上,用联结合页联成整体。仪器最主要的元件是磁针、 玛瑙轴承和顶针。 此外配有反光镜、刻度环、方向盘、圆水泡、长水泡、指示盘、开关、长照准
24、合页、短照准合页等零件组成。第二节地质罗盘的使用 1、磁偏角的校正地球是一个大磁体,地磁的两极与地理的两极不重合,这样地理子午线与地磁子午线不一致,二者之间有一夹角称为磁偏角。磁针所指的北在真北(地理的北极)的东边叫东偏,反之叫西偏。磁偏角的值在各地不一,日照、莒县的磁偏角为西偏4 度。为了将罗盘测出的磁方位角转化为地理方位角,所以要在罗盘上调名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 46 页 - - - - - - - - - 整磁偏角,调整时可通过罗盘边缘上的
25、齿轮的旋转来完成,比如实习区的磁偏角西偏 4 度,向圆水准泡方向旋转刻度盘,让0 刻度转过罗盘侧壁上的黑竖线 4 度,也就是侧壁上的黑竖线指示356 度。 2 、测量产状测量前先在欲测的岩层面 (断层面、节理面等) 上选择具有代表性的地方,大体确定产状要素的方位。(1)测走向:将罗盘上盖打开到极限位置,放开磁针,将罗盘的长边靠到需要测的岩层面上,调整圆水准泡居中,读出磁针所指的度数,即为走向。(2)测倾向:将罗盘上盖打开,放开磁针,将罗盘的上盖靠到需要测的岩层面上,调整圆水准泡居中,读出磁针所指的度数,即为倾向。也可以由实地确定倾向的大体方位, 然后利用走向加上或减去90 度来确定倾向。(3)
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