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1、第一节 岩层产状及其测定产产状状要要素素走向走向 岩层面与水平面的交线，称走向线走向线两端所指的方向称走向 倾向倾向 垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称倾斜线。其在水平面上的投影线所指方向，称为倾向 倾角倾角 倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角 1. 1. 岩层产状岩层产状岩层产状岩层产状走向、倾向和倾角走向、倾向和倾角走向、倾向和倾角走向、倾向和倾角走向、倾向和倾角向的含义1）岩层走向（实质是山脉延伸方向）是岩层层面与水平面交线的延伸方向。2）岩层倾向（实质是山体倾斜方向）是岩层面上的倾斜线在水平面的投影所指方向。3）倾角是岩层层面与水平面所夹的锐角(真倾角是倾斜岩体的重心方向与水平面夹
2、角）视倾向和视倾角（视倾向和视倾角（视倾向和视倾角（视倾向和视倾角（ ）什么叫视倾向和似倾角？什么叫视倾向和似倾角？什么叫视倾向和似倾角？什么叫视倾向和似倾角？真倾角真倾角真倾角真倾角( ( ) )和视倾角（和视倾角（和视倾角（和视倾角（ ）的关系是什么？）的关系是什么？）的关系是什么？）的关系是什么？ ( (设倾向和似倾向的夹角为设倾向和似倾向的夹角为设倾向和似倾向的夹角为设倾向和似倾向的夹角为 ) ) tg =cos tg 倾斜线倾向线走向线视倾斜线视倾向线n n2. 罗盘的结构和使用方法罗盘的结构和使用方法1.1.反光镜反光镜反光镜反光镜2.2.瞄准觇板瞄准觇板瞄准觇板瞄准觇板8.8.圆
3、形水准器圆形水准器圆形水准器圆形水准器7.7.长方形水准器长方形水准器长方形水准器长方形水准器4.4.水平刻度盘水平刻度盘水平刻度盘水平刻度盘3.3.磁针磁针磁针磁针9.9.磁针制动器磁针制动器磁针制动器磁针制动器10.10.顶针顶针顶针顶针11.11.杠杆杠杆杠杆杠杆13.13.瞄准孔瞄准孔瞄准孔瞄准孔5.5.垂直刻度盘垂直刻度盘垂直刻度盘垂直刻度盘6.6.测斜指针测斜指针测斜指针测斜指针12.12.玻璃盖玻璃盖玻璃盖玻璃盖14.14.固定玻璃片的金属线固定玻璃片的金属线固定玻璃片的金属线固定玻璃片的金属线15.15.磁偏角调节螺丝磁偏角调节螺丝磁偏角调节螺丝磁偏角调节螺丝（一）磁针一般为中
4、间宽两边尖的菱形钢针，按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。（二）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。（三）竖直刻度盘
5、-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。（四）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。（五）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。（六）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。NESW090 180 270 45 NE225 SW315 NW135 SENNESSWNEESWWNNWSSENWWSEE刻度盘为逆时刻度盘为逆时针方向标注针方向标注使
6、用前必须进行磁偏角的校正使用前必须进行磁偏角的校正磁偏角的校正方法磁偏角的校正方法磁北正北正北磁北减角加角若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0-180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。 岩层产状要素及其确定方法岩层产状要素及其确定方法在野外通常使用地质罗盘来测量岩层产状的三要素: 测量走向:使罗盘的长边（即南北边）紧贴层面，将罗盘放平，水准泡居中，读指北针所示的方位角
7、，就是岩层的走向。 测量倾向:将罗盘的短边紧贴层面，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的倾向。 测倾角时:需将罗盘横着竖起来，使长边与岩层的走向垂直，紧贴层面，待倾斜器上的水准泡居中后，读悬锤所示的角度，即为倾角。表示方法：方位角法和象限角法。表示方法：方位角法和象限角法。表示方法：方位角法和象限角法。表示方法：方位角法和象限角法。走向有两个方向，倾向只有一个方向。走向有两个方向，倾向只有一个方向。走向有两个方向，倾向只有一个方向。走向有两个方向，倾向只有一个方向。走向和倾向的关系。走向和倾向的关系。走向和倾向的关系。走向和倾向的关系。 9090 关系关系关系关系 只能由倾向推断走向。
8、只能由倾向推断走向。只能由倾向推断走向。只能由倾向推断走向。水平岩层倾角为零，无走向和倾向。水平岩层倾角为零，无走向和倾向。水平岩层倾角为零，无走向和倾向。水平岩层倾角为零，无走向和倾向。直立岩层倾角为直立岩层倾角为直立岩层倾角为直立岩层倾角为9090 ，有走向无倾向。，有走向无倾向。，有走向无倾向。，有走向无倾向。其它地质体（岩脉、断层面、节理面）的表示方法其它地质体（岩脉、断层面、节理面）的表示方法其它地质体（岩脉、断层面、节理面）的表示方法其它地质体（岩脉、断层面、节理面）的表示方法相同。相同。相同。相同。记录格式记录格式：倾向倾角。例如： 20025。注意事项：nA A测方向时读圆刻度
9、盘，盘面要保持水平（圆水准居中）。走向是用长边贴岩层面；倾向是 用短边贴岩层面。n B B测角度时读半圆刻度盘，盘面垂直岩层面（管水准居中）。要注意测真倾角（最大角）。n C C走向为倾向加/减90。所以野外只需测倾向与倾角。岩层产状的记录方式通常采用下面的方式：既方位角记录方式，如果测量出某一岩层走向为310，倾向为220，倾角35，则记录为NW310SW35或310SW35或22035。野外测量岩层产状时需要在岩层露头测量，不能在转石(滚石)上测量，因此要区分露头和滚石。区别露头和滚石，主要是多观察和追索并要善于判断。测量岩层面的产状时，如果岩层凹凸不平，可把记录本平放在岩层上当作层面以便
10、进行测量n假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。 3. 3. 方位角的测定方法方位角的测定方法方位角的测定方法方位角的测定方法n n直接测量直接测量直接测量直接测量n n瞄准测量瞄准测量瞄准测量瞄准测量4. 4. 坡度角的测定方法坡度角的测定方法坡度角的测定方法坡度角的测定方法n n直接测量直接测量直接测量直接测量n n瞄准测量瞄准测量瞄准测量瞄准测量5. 5. 用罗盘定位用罗盘定位用罗盘定位用罗盘定位 地面上某一点的经纬度已知，则此点的位置就确
11、定了。若测定地面上某一点的方向，则必须有一参照点（参照方向）即基准点（基准方向）。 基准方向有二：一是真北方向，即地理北极方向，二是磁北方向，即地球的磁北极方向。测定目的物与测者间的相对位置关系，也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线经线顺时针方向到该测线的夹角)。测量时放松制动螺丝，使对物觇板指向测物，即使罗盘北端对着目的物，南端靠着自己，进行瞄准，使目的物，对物觇板小孔，盖玻璃上的细丝，对目觇板小孔等连在一直线上，同时使底盘水准器水泡居中，待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了，可读磁针摆动时最小度数的二分之一处，测量其它要素读数时亦同样)。若用测量的
12、对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时，指北针读数表示测者位于测物的什么方向，此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向，与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒，故影响测物与测者的相对位置。为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针，此时所得读数即所求测物之方位角。NN180O1O2ABCO6、地形图的定向和后方交会 地形图的定向就是地形图的位置与实地地形的方位取得一致。 后方交会是地形图上确定地质观测的一种方法，即将实地地点标在地形图上，以便将观测到的地质现象转绘到地形图上。 N0 500 1000 m如何找到教
13、学楼南端的位置？如何找到教学楼南端的位置？教学楼：长571 m（5.71cm） 宽40 m （0.4 cm）（二）野外地质记录格式1、路线地质剖面图的绘制方法（1）剖面线的选择 （2）比例尺的选择（3）绘剖面地形线 （4）观察描述岩性（5）表绘地层界线与岩性图例 （6）注明图中各种标记、代号 n 调查与测绘是工程地质勘察的主要方法。通过观察和访问，对地区的工程地质条件进行综合性的地面研究，将查明的地质现象和获得的资料，填绘到有关的图表与记录本中，这种工作统称为调查测绘（调绘）。n工程地质调查测绘，一般可在沿线两侧带状范围内进行，通常采用沿线调查的方法而不进行测绘；对不良地区地段及地质条件复杂的
14、路段，应扩大调绘范围。以提出完整可靠的地质资料；对可能控制路线方案、路线位置或重点工程的地质点，以及重要的地质界线，则应根据需要进行详细测绘。各工程项目的工程地质调查与测绘工作，应按相关的工程地质勘察规范有关章节办理。一、工程地质调查与测绘的要求一、工程地质调查与测绘的要求 （1 1）可行性研究阶段主要是对沿线及重大工程进行工程地质调查，发现并研究关键性的工程地质问题。工程地质调查与测绘工作，一般是在初勘阶段进行。详勘阶段仅在初勘阶段的基础上，对某些专门性的地质问题作必要的补充调查与测绘。 （2 2）测绘时的填图底图可采用已有的地形图为底图进行测绘，比例尺的大小视需要而定。测绘工作中，所采用的
15、工程地质图例及符号，应符合相关工程地质勘察规范的规定 。 （3 3）地质观测点的布置、密度和定位应符合以下要求: l)在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层位和每个地质单元体应有地质观测点。 2)地质观测点的密度应根据场地地貌、地质条件、成图比例尺及工程特点确定。地质观测点应具有代表性和控制性。3）地质观测点应充分利用天然或人工露头。当露头少时，可按实际情况布置勘探点。 4)地质观测点的定位，应根据精度要求和地质条件的复杂程度选用目测法、半仪器法和仪器法。对一般地质观测点和地质界限，以明显的地形、地物和其他测点作控制定点。对有特殊意义和对工程有重要影响的地质观测点，应用仪器法定点。二、工
16、程地质调查与测绘的范围二、工程地质调查与测绘的范围 工程地质调查测绘的内容应视要求而定。调查测绘的重点也因勘察设计阶段及工程类型的不同而各有所侧重。但其基本内容不外以下几个方面。1地形、地貌 地形、地貌的类型、成因、特征与发展过程；地形、地貌与岩性、构造等地质因素的关系；地形、地貌与工程地质条件的关系，对路线布设及路基工程的影响等。2地层、岩性 地层的层序、厚度、时代、成因及其分布情况；岩性、风化破碎程度及风化层厚度；土石的类别，工程性质及对工程的影响等。 3.地质构造 断裂、褶曲的位置、构造线走向、产状等形态特征和地质力学特征，岩层的产状和接触关系，软弱结构面的发育情况及其与路线的关系、对路
17、基的稳定影响等。4.第四纪地质第四纪沉积物的成因类型、土的工程分类及其在水平与垂直方向上的变化规律；土的物理、水理、化学、力学性质；特殊土及地区性土的研究和评价。5.地表水及地下水河、溪的水位、流量、流速、冲刷、淤积、洪水位与淹没情况；地下水的类型、化学成分与分布情况，地下水的补给与排泄条件，地下水的埋藏深度、水位变化规律与变化幅度；地面水及地下水对公路工程的影响。 6.特殊地质、不良地质 各种不良地质现象及特殊地质问题的分布范围、形成条件、发育程度、分布规律及其对公路工程的影响。7.地震根据沿线地震基本烈度的区划资料，结合岩性、构造、水文地质等条件，通过调查访问，确定7度的地震烈度界线。8.
18、工程经验 对既有建筑物的稳定情况和工程措施进行调查访问，以兹借鉴。 工程地质调查主要是用直接观察和访问群众的方法，需要时可配合适量的勘探和试验工作。1直接观察n 直接观察是工程地质调查最重要最基本的方法。它主要利用自然迹象和露头，进行由此及彼、由表及里的观察分析工作，以达到认识路线通过地带工程地质条件的目的。三、工程地质调查方法n观察工作的质量，一方面取决于观察点的数量和选择是否恰当，另一方面也取决于调查人员的知识和经验。只有理解了的东西才能更深刻的感觉它，如果不具备丰富的理论知识，不熟悉各种地质现象的本质及其相互关系，是很难进行深刻的观察分析工作的。有经验的地质人员，能充分利用各种自然迹象和
19、露头，运用多种方法互相配合进行观察分析，不仅可保证工程的质量，还可减少不必要的勘探工作。 n 在工程地质调查工作中，常采用地貌学和地植学的方法观察分析有关自然迹象。前者根据地貌的形态特征，推断其形成原因和条件，并评价其工程地质条件；后者根据植物群落的种属、分布及其生态特征，推断当地的气候、土质及水文地质等条件。有些对土质、水分、盐分等条件要求特别严格的植物，可以作为指示植物加以利用。地植物学的方法，在潮湿茂密的林区是十分必要的，而在植物缺少的沙漠地区则是足够准确的。 (2)访问群众 访问群众是工程地质调查常用的方法。对沿线居民调查访问，可以了解有关问题的历史情况、多年情况及当地与自然灾害作斗争
20、的经验，这对于直接观察往往是必不可少的补充。在某些情况下，这种方法尤其显得重要，例如，对历史地震情况的调查，对沿线洪水位的调查，对风沙、雪害、滑坡、崩塌、泥石等不良地质的发生情况、活动过程和分布规律的调查都离不开调查访问。为使调查访问获得较好的结果，一般应注意以下几点： （1）选择合适的对象。通常应是年纪老的、对所调查的问题有切身经历的人，要多找几个，以避免错误。 （2）进行仔细的询问，认真听取各种意见。需要时应到现场边看边问。 （3）对提供的情况，应进行核对、分析和判断。四、工程地质测绘 工程地质测绘与工程地质调查的不同之处是，工程地质测绘的范围往往较大，并且要求把调查研究结果填绘在一定比例
21、尺的地形图上，以编制工程地质图。测绘范围以能满足工程技术要求为前提，并应包括与工程地质环境有关的范围。测绘的比例尺可在以下范围内选用：可行性研究阶段1：50001：50000，初勘阶段1：20001：10000，详勘阶段1：2001：2000。 为达到测绘精度要求，实地测绘所用地形图的比例尺必须大于或等于提交成图比例尺。 工程地质测绘主要依靠野外工作，为此需要讲究测绘方法与量测精度，以求用较少的工作获得符合要求的结果。（1）标测方法：根据不同比例尺的精度要求，对观察点、地质构造及各种地质界线等的标测方法有以下三种。目测法。根据地形、地物目估或步测距离。目测法适用于小比例尺的工程地质测绘。半仪器
22、法。用简单的仪器（如罗盘仪、气压计等）测定方位和高程，用徒步或测绳量距离。此方法适用于中比例尺的工程地质测绘。仪器法。仪器法是用测量仪器定位，此方法适用于大比例尺的工程地质测绘，以及重要地质点。测绘精度的要求：相当于测绘底图上宽度不小于2mm的地质现象应尽量标绘在图上；具有重要工程意义的地质体，即使小于图上2mm的宽度也应按扩大比例尺的方法标绘在图上；相反，对于工程意义不大的且相近的几种地质体可合并标绘。（2）工程地质测绘的基本方法： 路线法。沿着一些选择的路线穿越测绘场地，并把观测路线和沿线查明的地质现象、地质界线填绘在地形图上。路线形式有直线型或“S”型等。一般用于各类的比例尺测绘。 布点
23、法。根据地质条件复杂程度和不同的比例尺，预先在地形图上布置一定数量的观测点及观测路线。布点法适用于大、中比例尺测绘。 追索法。沿地层、构造和其它地质单元界线布点追索，以便查明某些局部的复杂构造。追索法多用于中、小比例尺测绘。（3）公路工程地质测绘的路线法：采用路线法测绘的两个关键的环节，是观测路线的布置和观察点的选择。 观测路线的布置除应沿路线进行调查测绘外，尚应在路线两侧布置观测路线，以求在需要测绘的范围内获得足够的资料绘制工程地质图。观测路线与岩层走向或地质构造方向垂直时，可以用较少的工作获得较多的成果。但为了查清断层破碎带的分布情况，观测路线也可沿构造线布置。观测路线应布置在露头较好的地
24、方，如河谷、路堑等地带。观察点的选择应根据观察的目的和要求进行选择。例如，为了研究地貌、地质界线、不良地质现象等不同的目的，可考虑分别设置观察点；如为了综合研究的目的，就应按多目标的要求选择观察点。观察点一般应选在露头良好、观测方便，有地质界线、地质现象发育以及其它对工程地质有重要意义的地方。观察点的密度则应根据地质条件的复杂程度和地质图比例尺的大小而定。工程地质调查在高边坡预防滑坡中的应用1、开展工程地质调查。n 从地层、岩性、构造上分析有无易滑地层？注意周围有无斜坡变形现象？有无古滑坡和正在活动的滑坡？它们产生的条件、性质和规模，以便与将要开挖的地段比较，判断开挖后会否产生滑坡。2、自然山
25、坡和人工边坡稳定状况的调查n 调查自然山坡的走向、朝向、坡形、坡度和坡高、植被状况，同类地层在河岸或沟岸所能保持的稳定斜坡坡度和高度，从中寻找极限稳定坡；自然坡上的变形现象、类型、规模和稳定状况；已有的人工边坡的岩土种类、性状、稳定状况、设计的坡形、坡度、坡高和防护措施，从中寻找出稳定坡形和设计参数 。3、软弱结构面的调查n 着重调查软弱结构面的产状、分布、与开挖面的关系，开挖后会否被切断或接近于暴露，是否含水、是否有充填物等。这些因素控制着滑坡会否发生？以及发生滑坡的位置、规模。一般说，当这些软弱结构面倾向山或接近水平时，发生滑坡的可能性较小，而当其倾向临空面的倾角大于1030时，发生滑坡的可能性较大，采用赤平极射投影图更能清楚地说明这些问题。 4、地下水调查n 滑坡的形成和发展往往与水（地表水和地下水）的活动有关，有的还是引发滑坡的主要因素。工程界素有“十滑九水”之说，虽然这种说法不全面，但也从一个侧面说明水在引发滑坡诸多因素中的重要性。应注意地下水露头的出露标高及相应的隔水层性状，并应考虑开挖后坡体松弛变形裂隙张开，引起地下水向下渗透和变化，导致边坡滑移。 n5、在上述调查的基础上，可以定性地确定边坡开挖后会发否发生滑坡及滑坡的类型、位置、规模，但要做到定量评价，还需要借助力学计算方法，否则得不出边坡的稳定系数值，也不知道加固工程所应平衡的力量大小。
