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地质构造相关的毕业论文

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工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。

工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析

【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。

【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用

1、工程概况

小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡高~,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡度~,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。

2、地质雷达的发展及其应用

随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。

3、探测的原理以及方法

结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。

4、数据的处理以及得出来的结果

对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。

5、结束语

地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。

工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究

【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。

【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造

1福仁山隧道工程概述

目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。

2沿线气候条件

本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温℃,极端最高气温℃,极端最低气温℃,年平均降水量,年平均蒸发量,最大积雪厚度4cm。

3工程地质特征

地层岩性

隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。

地质构造

福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。

不良地质及特殊岩土

(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。

4工程设计情况

针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。

参考文献:

[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.

[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京:人民铁道出版社,1977.

[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.

[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.

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就矿找矿理论浅析摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿找矿理论的应用进行了分析。关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建矿山企业的生产能力,具有重要意义。1就矿找矿工作的性质与特点就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域的必然趋势。现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当前的就矿找矿理论进行分析讨论。2就矿找矿理论浅析2. 1矿床成矿系列理论成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程的研究[2, 3]。成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标志。2. 2成矿系统理论成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观[4]。其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目的。2. 3矿床模型理论矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查过程的指导原则。矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提高勘查效益的决策依据。2. 4矿床分布的丛聚性理论矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区南岭钨、锡矿化集中区等[5]。成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,最远的两个矿床距圆心34km。2. 5构造等距性分布理论所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供指导。成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在3条巨型纬向构造成矿带。在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,如海南东方戈枕金矿带,矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依据。2. 6矿床的带状分布理论矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区域分带、矿区分带和矿体分带[6]。全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问题。(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方向。(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取得突破。小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找矿工作指明了方向。2. 7矿体侧伏理论矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效果。3结语经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今后就矿找矿工作的主要攻关方向。[参考文献][1]杨言辰,李绪俊,马志红.生产矿山隐伏矿体定位预测[J].大地构造与成矿, 2003, 27(1): 83-90.[2]陈毓川,裴荣富,宋天锐.中国矿床成矿系列初论[M].北京:地质出版社, 1998: 4-7.[3]杨言辰,马志红,杨宝俊.中国北方古元古代成矿带矿床成矿系列研究[M].长春:吉林人民出版社, 2002: 1-3.[4]翟裕生,彭润民,邓军,等.成矿系统分析与新类型矿床预测[J].地学前缘, 2000, 7(1): 123-132.[5]裴荣富,吴士良,熊群尧.中国特大型矿床成矿的偏在性与成矿构造聚敛场[M].北京:地质出版社, 1998: 262-286.[6]翟裕生,邓军,李晓波.区域成矿学[M].北京:地质出版社,1999: 4-15.[7]李惠,张国义,禹斌,等.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果[M].北京:地质出版社, 2006.

构造地质学本科毕业论文

李四光的地质力学(Geomechanics)是地质学与力学相结合的一门科学,它把解决地壳运动的起因作为自己的总体科学任务。地质力学从建立构造体系和构造型式来反演地壳运动的程式,李四光把全球构造体系划分为纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系三大构造体系,认为它们是地球自转速率变化过程中所产生的经向切向力、纬向切向力及由于它们的不平衡而导致的剪切力所产生的(图1-1),同时认为地球自转速率的变快或变慢是地壳发生大规模水平运动的动因(大陆车阀说,详见后述)[5]。

图1-1 全球构造体系和地壳运动方向

(据李四光,1973)

The global tectonic systems and the earth's crustal movement directions

(After ,1973)

谈到地质力学的形成和发展,不能不追溯到20世纪初至20年代期间世界地质学,特别是构造地质学和大地构造学的发展情况。正是从这些追述中可看出地质力学理论形成的一些历史背景。

1908年美国地质学家泰勒()提出“巨型大陆大规模地朝向赤道滑动,从而形成褶皱山脉”的观点(1910年著文论述)。他认为亚洲大陆第三纪山脉的形成导源于地球自转所产生的离心力,致使北半球大陆向南滑动,南半球大陆向北滑动,在滑动过程中遇到障碍物,乃在山脉中形成凸出的顶部。他描述原始劳亚大陆有如大陆的硅铝壳,从极区向赤道方向扩张,颇似陆地上的冰层一样,形成环状向外流动,在前面形成山环和岛弧。20世纪10~20年代是大陆漂移提出和盛行的时代。魏格纳(1915)在《大陆和海洋的起源》一书中认为大陆由较轻的刚性硅铝层组成,它漂浮在较重的黏性硅镁质洋底上,地球自转离心力所产生的离极力驱使大陆从高纬度向低纬度赤道移动,同时认为向西漂移是日、月吸引所产生的潮汐摩擦使地球的自转速度减慢,从而使地球表层各大陆相对于地球自转(自西向东)有落后的趋势而导致大陆缓慢地向西移动。当移动的大陆前缘遇到大洋底的阻力时,因遭受挤压而形成褶皱山脉,美洲海岸山脉便是这样形成的[6]。

大陆漂移说主张存在大规模的水平运动,而固定论则只承认相对固定于某一位置的垂直运动。显然,李四光是活动论者。我们从李四光早年的论著和李四光科学思维的形成发展过程中可以看到这一时期世界地质科学对他的重要影响,也可以看到这一时期大地构造学的一些理论思维,特别是大陆漂移说后来成为地质力学理论的重要历史渊源。

构造地质学(大地构造学)在历史上是从两方面即从物质组成方面(也就是建造方面)来研究地质构造的和从结构方面(也就是形变方面)来研究地质构造的。前人这两方面的研究成果自然也就成为地质力学理论基础和研究方法的一种渊源。但应该说地质力学更着重传承了传统构造地质学对构造形变的研究成果和研究方法,只是摒弃了其单纯形态论的部分而加强了地质构造形迹间成生联系和力学本质的研究。

李四光在总结地质力学的形成发展过程时,认为地质力学是经过两个阶段发展起来的。为了正确地表述他的认识,这里我们尽可能引述他的原文[7]:

第一阶段从1921年研究中国北方石炭纪—二叠纪的沉积物开始。关于太原系的时代有过长期的争论。李四光等人对地层古生物的研究证明:中国南部占主要地位的晚石炭世和一部分石炭纪—二叠纪过渡的海相层与中国北方以陆相为主夹有若干海相地层的太原系是同时代的产物。

获得这一研究成果后给自己提出的问题是:当时的海侵海退为什么有这样南北的差异? 这个问题牵涉到当时大陆局部的升降运动和海面全面的升降运动,以及在低纬度和高纬度地区存在着海面差异运动等可能性。他经过对地球上其他地区当时的海侵海退现象的初步比较,特别是对古生代以后大陆上海水进退规程的初步探索,得到一种假说,这就是:大陆上海水的进退不完全像著名奥地利地质学家徐士所提出的那样,即海面的升降是全球性的,而是可能还有由赤道向两极又反过来由两极向赤道的方向性的运动。这个假说又引发一个问题,为什么海洋会发生这种具有方向性的运动? 当时初步设想,这可能是由于地球自转速度在漫长的地质时期中反复发生过时快时慢的变化。这种设想是否正确,当然还存在很多问题。不过它对地质力学工作的开端起了相当重要的启发作用。它的作用在于:提出了这样一个问题,即大陆运动包括区域性的构造运动是不是也会受到这种地球自转速度变化的影响? 如果是,即如果构成大陆的岩石受到长期地质力活动的作用而它具有一定刚性和塑性的话,那么当大陆和海洋发生南北向的方向性的运动以后,在大陆上也应该留下相应的形迹,人们有时说地质力学不管沉积,这是不符合事实的。

在20世纪20年代,关于大陆运动起源的问题,各个学派都提出了自己的看法。李四光[6]发表了《地球表面形象变迁的主因》一文。此文在批判一些传统学派的同时,根据大陆上大规模运动的方向,推论了那些运动起源于地球自转速度的变化,提出了“大陆车阀”自动控制地球自转速度的作用。从一个局部性的科学研究成果提升到对全球构造问题的思考,这正是李四光这位大科学家不同于一般区域地质实际工作者之处。但是李四光在回顾以往的科学研究进程时,却以自我批评的精神谈到这一时期学术研究的缺点。他写道:这一套理论(指大陆车阀说——引者注)不是没有一点实践的基础;但是,这种立论,大体上说,也和其他各派的学说一样,在方法论上存在着很大的缺点,主要的缺点在于:用的资料不够广泛、不够细致、不够落实,而是片面地抓住一些事实或者若干现象,参考一些第二手资料,就急急忙忙地提出大的理论来。实际上,这些所谓理论,是很低级的,也是很粗糙的。它们所依靠的证据,往往可以这样解释也可以那样解释,这是一个很深刻的教训,同时也积累了一些粗略而不是没有益的经验。特别是让我们对大陆运动的方向性有所认识,这是地质力学发展过程的第一阶段。

如前所述,李四光不是不研究建造,而是在研究建造的过程中进一步研究大地构造和地壳运动的。也正是在这个阶段,他从建造形成的多解性认识到任何有关构造地质与大地构造的假说,其正确与否必须经过严格的检验,这就是能否解释现存的地壳变形记录。正是由于这种思考,他毅然决然地把科学研究的主攻方向从对建造和地层古生物的研究转向形变的研究。他写道:地质力学发展过程的第二阶段,不是从结束了第一阶段才开始的,而是在第一阶段的后期已经开始了一些零星的工作。那些工作主要是针对区域性构造现象之间的相互联系。必须说明这里所说的构造现象是指大型、小型、单式、复式的褶皱和各种断裂而言。这些形变形象是当地地壳运动的陈迹,是实实在在的东西。要了解当地所经历的地壳运动的程式,就必须对它们各自的本质、形成过程和它们彼此之间可能存在的联系有所认识。这样来看问题,就和第一阶段中,只注重大块大陆的运动有所不同了。

李四光对构造现象本质的探索是从认识一些个别的和特殊的现象起始的。起初,他看到像乌拉尔那样褶皱强烈的山脉在东西两面广大平原之间突起而思考为什么有这样一条山脉? 光说它是由南北向地槽在回返阶段中转变而成的,只是把问题向后推了一步而没有最终解决问题。李四光认为乌拉尔这条在晚古生代经过一次巨大的构造运动而形成的山脉,很难设想它是孤立的。实际上,在它的东西两侧的广大平原——俄罗斯地台和西伯利亚地台以南,还存在着一套相当复杂的弧形山脉。西边从高加索以西,东边到阿尔泰山系都属于这套弧形山脉穿插的地带。当时知道这些弧形山脉中有些是大致和乌拉尔大致同时产生的。虽然它们之间相隔很远,走向也不同,但它们之间是不是有什么成生联系呢? 李四光说这是他认识山字型构造的开端,李四光说光靠当时所掌握的事实,当然还不能作出任何结论。李四光回顾这段经历时说,不在于这个设想正确不正确,而是想揭露当时如何冒着很大的危险打开一条思路,到实践中去认真检验这种构造型式或构造体系的概念究竟行不行得通?

1928年前后在南京镇江一带初次发现了宁镇山脉这个大致东西向的弧形构造,它的弧顶位于镇江一带,向北凸出,在它南面相当辽阔的平原中,出现了一条茅山山脉,这条山脉的伸展方向大致成南北向,它和宁镇山脉一起形成了一个构造体系。这个构造体系的特点,基本上与乌拉尔山脉及其以南的复杂弧形山系所形成的构造体系相符合,不过方向相反罢了。这时对山字型构造体系的认识就进了一步,但还不够落实,还需要扩大范围。在野外进行大量观测,看看是否在我国境内还存在这种类型的构造体系。当时为了方便工作,把这种南北向的组成部分,称为脊柱,把它前面的弧形构造带称为前弧。以后,又先后提出和确定了广西弧、淮阳弧等。在过了若干年以后,由于找到了脊柱,才确定了广西山字型和淮阳山字型(后者至20世纪50年代才确定)。但是在这个时候,从地盾、地台等观点来分析地质构造和从构造体系的观点来分析地质构造,还存在分歧。

在20世纪20年代末期,除肯定了几个山字型构造以外,还发现了其他一些不同类型的构造体系。对这些不同类型构造体系的认识,模拟实验起了一定的作用。就当时所认识的构造类型和它们的分布范围、规律,以及它们在地壳运动问题上的含义,李四光在1929年作了一次总结。这个总结概括了不同类型构造的特殊本质,明确了构造体系的概念,测定了与每一类型构造体系有关地区的构造运动的方向和方式,推断了大陆和海洋运动的主因,这些都为地质力学的建立打下了实践和理论基础。

20世纪30~40年代初期是地质力学在上述基础上继续发展的时期,也是以构造体系概念为指导,继续向着尚未研究过或尚未深入研究过的各种具体的构造类型进行研究,找出它们各自独特的本质,修改、补充和丰富构造体系这个概念的时期。李四光认为在这个时期地质力学才开始走上自己的道路。在地质学的领域中,逐步扩大了自己的活动范围,在越来越多的地区,发现了许多构造体系的定型性、定位性、定时性和在同一地区不同构造体系之间互相交错、部分重叠的关系,亦即复合的关系。诸如东西向复杂构造带、华夏系、新华夏系等多字型构造都是在这一时期确定的。到了这个阶段,地质力学已经不光是停留在描述构造体系的特点上了,而是要求对它们的起源提出合理的解释。例如多字型构造显然反映了力偶的作用,山字型构造通过模拟实验和初步理论分析,它的特征可以和平板在平面上受到弯曲而发生的形变相比拟。诸如此类,其他类型的构造型式也都要求说明在有关的地块中地应力活动的方式。这就提出了一系列有关岩石力学性质的问题。根据野外观测,岩层和岩块在地应力的作用下有时表现弹性反应,也有时表现程度不等的塑性反应,究竟是什么条件决定了同样的岩体显示这种不同的反应? 在这里,地质力学不得不进入弹性和非弹性力学的领域。这样又进一步引起了一系列复杂的理论问题。要解决这些问题,很清楚,需要从事实验工作,也需要把实验所获得的资料和实际的构造现象结合起来,对岩石在自然界的力学性质和应力场进行分析。李四光写道:“在明确了上述地质力学工作的方向以后,在四十年代初期地质力学这个名称才被正式提了出来。也就是说只是到这个时候,地质力学这门边缘学科才算正式形成和诞生,这是因为经过几十年的探索,地质力学终于明确了自己的研究对象和研究任务,有了自己独特的研究思路和解决问题的方法步骤”。如地质力学在解决形变问题上提出了一系列有别于传统构造地质学与大地构造学的方法学原理,其中重要的如对各项变形构造的筛分,有别于构造层分析方法的从新到老、层层剥皮的构造复原方法等。

从以上李四光对地质力学形成过程的阐述中,我们可以相当清晰地看到地质力学是怎样依照它的创始人的思路和科学实践的发展而发展,最终形成地质学与力学相结合的边缘学科——地质力学。但是只从这方面来论述地质力学是不够的,还不能科学地说明地质力学为什么在20世纪40年代在中国诞生的缘由。本书作者认为地质力学之所以能在20世纪40年代在中国诞生其社会和科学背景有三:①当时国际地质学从传统地质学转向现代地质学的历史进程要求地质学(构造地质学)与力学结合产生新的边缘学科;②固定论与活动论在世界范围的争论,特别是大陆漂移说揭开了认识大规模水平运动的序幕,要求解决大规模水平运动的力学机制问题;③因为构造地质学是区域性很强的学科,正像北美和俄罗斯因发育完好的地槽和地台而成为槽台说的故乡一样,中国本土的区域构造发育众多完美的种类齐全的构造型式和构造体系,它非常有利于建立地质力学的科学体系。正是上述时代和科学的社会的区域地理背景再加上李四光本人对地质学、力学、数学、物理学等方面深厚的科学素养,才使中国成为地质力学的故乡,李四光成为地质力学的创始人。

本书是要对地质力学与板块构造理论进行对比性研究,我们除了对各自形成的历史渊源、形成过程和产生的科学社会背景有所了解和认识以外,还应该对各自的优势和特点有所了解。而要认识这一点,还必须把它们放回到各自产生时的科学技术条件和社会环境中加以考察。

从地质力学的理论体系来看是有它的独到之处。尽管李四光的大陆车阀说中关于地球自转速率的变化通过角动量转换产生地壳运动的机理尚有待进一步论证,尽管由地球自转产生的离极力和水平切向力足以形成纬向和经向构造系的认识已经受到质疑,但把地壳运动问题与地球的整体运动及其变化相联系(在这以前已经有与地球的自转相联系,李四光创新和前进之处在于与地球自转的历史变化相联系)则自李四光始。

正如马宗晋所指出的:地球自转变化是诸多地球动力因素中的一个主要的和基本的因素,迄今为止还没有人像李四光那样全面系统地研究过地球自转对地壳运动的动力作用并形成一整套学说[4]。这是李四光学说在理论上的优势。为了说明这一点。在这里我们还得比较多地引用李四光对学说阐述的原文。

李四光所提出的地球自转动力学理论基于全球巨型构造体系的定向性即纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系(后者被认为是前两者因运动不平衡而产生的变种)。李四光指出:……不同方式的运动,在地壳的许多部分和地壳的上、下层中,虽然各自都有区域性的特点,表现出不同的运动方式,但是归根到底,它们总的方向都是一致的。换句话说,从构造体系分布和排列的规律来看,地壳的区域性运动的方向和地壳整体运动的大方向,是统一的,是一致的,即不是经向的水平错动,就是纬向的水平错动。经向的水平错动,有把地壳上层的物质,从高纬度向低纬度推动的趋势;纬向的水平错动,有把大陆向东西两方面分裂,南北大陆相对扭动和大陆西部边缘挤压为褶皱山岭地带的趋势[5]。

为什么大陆上的物质有向低纬度方向推动的趋势? 为什么南亚大陆向印度洋方面水平错动? 为什么非洲大陆相对欧亚大陆向西水平错动? 为什么南、北美大陆向太平洋方面水平错动,而北美大陆较南美大陆错动更大? 为什么太平洋洋底的西边,特别是它的北段有向亚洲大陆以下的深部楔入的现象? 为什么在低纬度,特别在地壳下层和太平洋底纬向平错断裂特别发育? 为什么地壳上层的构造,在许多地区比它下层的构造更为复杂? 这许多问题,都牵涉到构成地壳上、下层物质的性质和它存在的条件(主要是压力和温度),而更重要的决定因素是推动地壳运动的力量。

是什么力量按照前述方式推动了地壳运动? 适合于前述地壳运动方式的要求,看来只是一种力量,就是在重力控制下的地球自转的离心力[5]。不过为了寻找上述基本规律的根源,我们应该注意到,决定地壳运动的因素是一回事,让地壳各部分有发动周期性水平运动和伴随而来的垂直运动的可能又是一回事。这两个方面必须同时加以考虑,才不致陷于片面地寻找问题的答案。如果上述东西向和南北向的构造运动简单地起源于地球自转作用的话,那么在地球自转几十亿年的过程中,为了适应固定的重力和离心力联合力场的要求,它的外形和它的表层内部结构应该早已达到平衡状态,大规模地壳运动就不会时起时歇,也不会迟到第三纪乃至第四纪还会沿上述那样两种方向发生运动。这样在论到决定地壳运动方向的因素时,我们应当考虑的不是地球自转,而是地球自转速度变更的问题[5]。

李四光继续写道:当地球角速度加大到一定强度时,地壳,特别是它的上层,在等温面上升的条件下,就会沿着某些纬度和某些经度发生主要是挤压性或张裂性的大规模构造运动。同时在某些个别地区又会发生水平扭动,这些运动的总的主要趋向,是使地壳的扁度稍稍加大,让地球的形状适应它加大了的自转速度。一旦这些大规模的构造运动发生跟不上随着基底往东加速前进的大陆部分,不免有整体稍微向西错动的趋势,例如,南、北美洲可能就是这样的大陆块。当比较坚硬的由基性岩组成的大平洋底阻挡它们趋向西滑动时,就有可能在南、北美洲西部边缘发生大规模的褶皱或凹褶。科迪勒拉和安第斯地向斜以及在这两个地向斜中继起的褶皱山脉很可能就是这种作用形成的。由于这种运动在某些趋于向西错动的大陆基底和前面受到阻碍,发生摩擦,又由于大规模较重的岩浆向地球表层侵入或向地壳流出以及由于大规模区域变质等作用的影响,还由于潮汐论者认为这种影响大部分是“弹性”的,地球的角速度又会稍稍变慢。角速度变慢的结果又有可能发生与上述情况类似但方向相反的构造运动。这样,我们可以提出一个简单的推断:即在全球性大规模构造运动发生以前,地球角速度应该在一个时期中逐渐加大,而在大规模构造运动期间及其以后,它的角速度就会显著变小,并且继续变小,直到它的角速度又重新加大。有人认为这样产生的动力,不够强大到把像喜马拉雅、落基山、安第斯那样的山脉抬高到它们所达到的高度。这是把两种造山作用混为一谈。水平推动的力量只是使地壳发生凹褶或褶皱。至于把褶皱的地带抬高起来成为山岳地带的这一现象,是与重力有关的均衡作用的必然结果。……根据上述看法,我们可以说,地壳的构造运动是控制地球自转速度的自动机制……[5]。

李四光学术思想的第二个长处是他抓住了地质构造的本质,即它的力学本质。虽然传统的构造地质学在分析构造形变时已经运用应变椭球体的应力-应变分析,地质力学分析方法则进一步具体分析各种具有成生(成分和生因)联系的构造形迹的共生组合及其所反映的构造变形场和构造应力场,也就是建立构造型式和构造体系,再由构造体系和构造型式反演地壳运动的程式,再由地壳运动的程式探求地壳运动的力源。这是地质学的反序法在构造地质学中的成功实践。其中心环节是建立构造体系和构造型式,李四光建立了严密的研究工作逻辑步骤,包括野外观察、室内模拟实验、岩石力学研究、数理论证等一整套工作内容和方法。虽然在建立构造系统分析方法的同时,难免同时带来对复杂自然地质现象简单化处理的弊端[4],而在实际工作中,也确实有一些同行走上了先入为主模式化的道路,加上受当时测试技术水平和经费的限制,可信度受到怀疑,这也正是在构造学界地质力学所提出的概念和某些构造型式至今未能得到普遍认可的一个重要原因,但它毕竟开创了一条认识地质构造的崭新的道路,而从构造地质学所要解决的科学任务来说,这条道路是终归要走的,这也就是地质力学从长远来说的根本优势所在。不过,科学是不断向前发展的,经典地质力学是李四光根据他生前当时的地质研究事实作出的概括。而在他身后,许多新的地质事实又发现了,如新的构造体系和构造型式,新的构造实体和构造复合关系的发现,要求在理论上作出新的概括。地质力学提出的有些概念本身具有相对性,如果我们不注意这种相对性,把它绝对化也会阻碍地质力学的发展,例如关于构造迁移和构造型式的定向性、定型性和定时性就只具有相对性。众所周知,构造活动的迁移和构造运动的穿时性使构造运动的定时性只具有相对性;而构造型式的定型式也由于边界条件的变化(特别是构造边界形态的变化)、构造发展阶段的变化(萌动期、壮年期和衰亡期)、后期构造的复合改造等而发生变化。正因为如此,马宗晋[4]指出,构造体系的概念提供了一个对地壳变形进行总体分析的方法,但它的定型、定位、定向性又把复杂的地质现象简单化。当然,本书作者认为构造体系和构造型式的基本概念还是能够成立的,经典地质力学的工作方法也是基本科学的,只是要强调对于如此丰富多彩的地质变化,如果我们不加以注意,就有可能使我们的地质力学研究思维陷于僵化。显然,这对地质力学的发展是极端有害的。

新中国成立前我国是一个长期处于半封建半殖民地地位的国家,在列强的科学技术面前,相当一部分人怀有民族自卑感。20世纪80年代以来,国内构造界掀起了一股追赶国外现代构造地质学先进水平的热潮,其中包括滑脱构造、基底析离、韧性剪切变形、递进变形的研究等。其实国外这些现代构造地质学的新水平和新内容有些在我国20世纪40年代地质力学创立之初已经开始研究。众所周知,强调大陆表层对于基底的滑移是李四光一贯的思想,地质力学中构造序次的概念也就是递进变形的概念,岩石力学性质随深度、温压条件的变化而变化的概念早在地质力学创立之初就已经开始研究了……。

但是地质力学这些在20世纪40年代已经提及和开始研究的领域在中国构造地质学的发展过程中我国并没有因为在这些方面研究比较早而走在前面,相反,却在几十年后反过来还要向国外学习。这其中的原因是值得深究的,当然尔后我国科学技术的总体水平和国力状况对于我国构造地质学的发展有严重制约也是一个重要的原因。

以上论及我国地质力学的发展过程和可能影响我国地质力学发展的一些因素问题,本书作者丝毫没有想低估我国地质力学几十年来所取得的重要成就和发展,相反应该强调指出的是,在李四光生前指示要开展工作的地质力学研究领域在他身后有了重要的进展,他们都直接或间接地受到李四光学术思想的启迪和传承,如马杏垣、索书田的构造解析学,王嘉荫、刘瑞珣的应力矿物,谭忠福、熊成云、汤吉方等的复合构造体系及控岩控矿构造研究、沈淑敏、宁崇质等对区域构造的构造应力场和模拟实验的研究,孙岩的断裂构造带的划分和构造地球化学,杨开庆、董树文的动力成岩成矿作用和地壳物质调整研究,吕古贤等的构造超压的物理化学作用的研究,吴磊伯、覃慕陶的构造体系、构造序次控制花岗岩型铀成矿带矿床和矿体研究,崔盛芹的古构造研究,林潜、马醒华的古地磁研究,王小凤、刘瑞询等的显微构造研究,姜光熹等的X光岩组研究,马宗晋的地球构造和动力学的研究,胡海涛、陈庆宣、孙叶、易明初等对活动构造体系、安全岛现今构造应力场、区域稳定性评价和构造预测、地质灾害预报研究和王成金、吴珍汉、钱维宏等对地球自转动力作用的研究,等等(上述这些研究成果曾先后以专著或以学术论文的形式在《地质力学论丛》《地质力学研究》《地质力学文集》《地质力学学报》等刊物上发表)。

我们还应特别注意到地质力学在为国民经济建设、环境保护、地质灾害防治等与人民生活密切相关的实践领域的优势。由于地质力学侧重具体的构造变形的研究,而构造型式、构造体系的展布及其成生发展规律对于有用矿产的时空展布、工程地基的稳定、地下水的分布、地质灾害等都有着控制的意义,因而系统研究构造体系和构造型式不仅对研究地壳运动有重要的理论意义,而且对指导生产实践有重要的实践意义,更重要的是,在实际工作中具有非常大的可操作性,地质力学工作方法易为从事实际工作的广大地质工作者所运用。许多地质勘测报告仍然大量记录着用地质力学方法所获得的各项工作成果,这正是地质力学有强大生命力的一个佐证。因此,地质力学工作者无论从理论上还是在实际工作中都不应因目前信奉经典地质力学理论观点者不多而气馁,应该看到一门科学能否站得住脚并能不断向前发展,归根结底,取决于这个学科在理论上能解决什么科学问题,在实践上能为国民经济建设、环境保护和生命财产安全带来什么益处。

以上所提到的只是经典地质力学在我国的发展情况。事实上,时至今日,地质力学已经发展成为广义的地质力学或新概念地质力学,其在理论领域和实践领域都有着极其广阔的前景,但这已不是本书所要阐述的范围。

当然北大地质系,回想自己半年多的考研之路,感触良多。一些学弟学妹向我询问考研的经验与感受,这里我很愿意写出来,与大家分享。那么我将分不同的方面说说我在备考北京大学地质学系矿物学岩石学矿床学专业硕士研究生专业课方面的一些经验和感受。可能下面的文字稍显琐碎,希望大家见谅。关于考试科目:北京大学地质学系矿物学岩石学矿床学专业是考这四门:英语、政治、高等数学与地质学基础、岩石学。其中英语和政治用的是全国卷,高等数学与地质学基础是二合一的试卷,为北大自命题。高等数学部分占75分,地质学基础部分占75分。岩石学科目是三合一的试卷,是沉积岩、岩浆岩、变质岩三大岩类混合在一起考察的,共两种题型:名词解释与问答题。关于备考用书:北大地质系“岩石学”的考试科目以路凤香、桑隆康的《岩石学》为主要考试书目,是地质出版社2002年出版的,为目前岩石学最新版的教材。除了这本书,我认为还有些书可以作为备考的参考书来使用,主要有以下几本:武汉地院乐昌硕编写的《岩石学》、成都地院卫管一等编写的《岩石学简明教程》、中国地质大学邱家骧编写的《岩浆岩石学》、南京大学孙鼐、彭亚鸣编写的《火成岩石学》、北京大学王仁民编写的《变质岩石学》,长春地院贺同新编写的《变质岩石学》以及石油工业出版社的《沉积岩石学》和西南石油大学唐洪明编写的《矿物岩石学》,此外,在阐述不同构造环境的岩浆作用产出的岩石的地化特征时也可以自学一下韩吟文的《地球化学》的相关内容。另外,这里推荐一篇参考文献:北京大学张立飞教授在2007发表的一片综述性文章《极端条件下的变质作用——变质地质学研究的前沿》,读完这篇文章,可以对变质地质学部分有个宏观的了解。关于如何使用专业课资料:如果有时间,至少要精读一遍考试书目。因为尽管每年的考试试题重复率很高,但基本上保持在150分的卷子里有100分左右是过去曾经考过的,但每年都会有50分左右的试题是新出的。所以,研究往年真题的目的在于保住已有的100分,而精读的目的就在于争取未知的50分!参考书不用全看,参考书是一个工具书的作用,我们主要是带着问题去看!边看边总结抄录关键点。在复习的过程中,通过看真题来找考点、重点,再回头有针对性地看书!关于阶段性复习方法:基本遵循“看真题找考点→翻教材找答案→总结凝练→背诵记忆”的模式展开!考研的过程里时间很紧张,在后期就已经没有必要再漫无目的地读专业教材了,所以最好先看真题,然后在熟悉考试风格与考点特征之后,回过头来有针对性地在教材里提炼标准答案。这其实是一个很耗时的过程,但很必要。因为以往的考题都有可能在以后重复出现的,所以你只要提炼出了考点,就是必定可以拿分的。因此,整个专业课备考的过程其实是一个“先理解,后总结,再记忆”的过程!关于选择导师:建议考生去院系网站浏览老师的主页,寻找与自己感兴趣的方向的老师作为自己的导师。这里说明一下:老师发表的论文不需要花太多精力去钻研,大概明确老师的研究方向即可。地质系这边的老师并不询问过多前沿方面的问题,主要还是考察学生的基础知识掌握情况。关于专业课考试范围:北大岩石学试卷中,变质岩部分的内容还是比较多的,而大多数石油院校的学生在变质岩方面学得也不是很到位,所以这是个很大的漏洞需要弥补。目前,似乎只有北大、地大、中科院的岩石学考变质岩部分。南京大学的岩石学考试不考变质岩。我也看了各研招单位的试卷,变质岩部分考察最难的要算北大了。相比南京大学,北大矿物学岩石学矿床学专业比南大相比多考了高等数学部分和变质岩部分,所以,北大的考察还是比较全面的。当然,南大的这个专业也不容易考,他们的专业课试题考察的很深入。变质岩部分要记忆的东西很多,我觉得时间如果不够,除了泥质系列要重点掌握外,其他系列的变质岩只记忆下名词解释就行了。我个人感觉:泥质系列最重要,其次是基性系列。区域变质岩最重要,其次是接触变质岩,至于冲击变质作用、汽成水热变质作用什么的,我个人觉得一般了解下就行了,主要是警惕下名词解释,他们不可能出大题的。在记忆各个变质相的矿物组合、变质反应的时候,我感觉联系变质带记忆我觉得效果比较好!关于复试:矿物学岩石学矿床学专业的复试内容主要是:1. 薄片鉴定环节2.五到十分钟的英文自我介绍3.回答老师的提问。薄片鉴定环节是2009年的矿物学岩石学矿床学专业复试中首次加入的环节!一般是给考生两个薄片进行镜下鉴定。2009年这次是给的一个岩浆岩薄片和一个变质岩薄片进行镜下鉴定。考生最好在复试前提前训练下,要学会辨别常见矿物,如云母、石英、方解石、角闪石、辉石、绿帘石、石榴石等矿物,并估算矿物含量,进行薄片的定名。此外,构造地质学专业的复试中有手标本岩石的定名这一环节,老师摆几块岩石或岩心放桌子上,要求学生辨认岩性。而老师的提问热点主要是本科毕业论文、本科实习经历、本科所学课程。如果学生已经启动了本科毕业论文的工作,老师会询问学生本科毕业论文的准备情况,研究方法和进展。有的学校本科毕业论文启动的比较晚,如果本科毕业论文还没开始,老师会问你的实习情况。本科都有哪些实习?实习过程中考察的地层、岩石学特征等。老师甚至会很细致地问你岩层都看了哪个组,叫什么名称,以便考察学生是否具备良好的实践技能。有时候老师也会拿着你的课程表随便提问,以考察你大学学得是否扎实。另外,最好在复试前将初始试题再重温一遍,复试口试环节很可能还会问到初试的题目!在复试口试环节里,有一个很重要的原则就是:老师会从你的回答中寻找提问的话题,所以,你一定要只说自己知道的,有把握的,而不要说自己不太清楚的,否则被老师揪住不断追问下去,就会显得很被动。如果可能的话,你可以很狡猾的引导老师的提问,故意谈及自己掌握的很好的几个明显的考点,引诱老师的追问,这样就会处于主动地位!此外,强烈建议复试前拟定打算报考的导师并与导师联系,最好在复试前几天与导师进行一次面谈。导师也许会对你有些帮助和指导。当然,北大的各个院系风格不同,据我所知,北大光华管理学院是严禁学生在复试前联系导师的,而地空这边可能因为招生人数较少,所以考前与导师的联系还是比较受老师接受和欢迎的。在着装上,衣着简单整洁就好,不必穿西装,不必太过正式,复试过程中也不必紧张。我当初复试时老师们都很慈祥,和蔼可亲,现场气氛很轻松,老师还都是很随和的,所以大可不必紧张。以上就是我关于北京大学地球与空间科学学院矿物学岩石学矿床学专业考研的一点经验与感受,这里分享给大家,但愿能给大家一点帮助。希望大家能在备考的过程中全心沉寂,坚信天道酬勤,其实北大并不神秘,只要你有正确的方法并真的付出了,那么是否成功对你来说就只是一个时间问题了!最后祝大家考研成功,梦想成真!

通过比较研究,我们可以体会到地质力学和板块构造学有许多共同点,如都强调水平运动、都坚持力学性质的研究、都重视建造与改造的研究、目前都只能说明中生代以来的地质构造问题等[1]。但是,我们也看到了它们之间有许多不同,特别是在研究思路和理论体系方面存在许多不同,其中重要的有如下几点:

(1)地质力学从大陆构造开始研究,所以有人又称其为大陆动力学。它强调地壳的表层滑动;而板块构造则是从海洋构造开始研究,强调岩石圈深部带动表层构造的运动。

(2)地质力学重视构造形变研究,认为只有构造形变是不存在多解性的地壳运动的历史记录。它研究地壳运动的思路是从构造形迹的共生组合确定构造型式和构造体系,从构造型式和构造体系反演地壳运动的程式,再从地壳运动的程式探求地壳运动的力源。这是一条严谨的认识路线。这条认识路线是李四光及其科研集体经过艰辛探索才形成的,它有别于传统大地构造学只研究大块体的运动,而有很大的优越性。从某种意义上讲,它代表着构造地质学未来的发展方向,因为只要是研究地质构造就必须研究其力学的本质,追究其力的来源。但也有它的局限性,即主要只强调大陆构造和表层构造的研究,对于海洋构造和深部构造的研究比较薄弱;而地壳和岩石圈的运动既有来自天体方面的原因,也有来自地球自身的原因,单纯强调地球自转速率的变化,就显得不够全面。板块构造理论重视块体的运动,通过古地磁纬度记录、古生物地理的变化来反演块体的水平运动,通过各种岩石学标志和构造遗迹来确定古板块的边界和古板块的地质运动。板块构造学说所运用的这些方法虽然有些本身还存在理论论证问题(如古地磁学)或存在多解性(如某些建造分析方法),但以其方法的多样性和综合性能够最大限度地引用当代地学各分科的最新科学技术方法和手段,使其能够解决许多在这以前无法解决的地质构造问题,特别是使其能够进入地学和构造地质学许多前缘课题的研究,如岩石圈深部的研究,借助岩石圈探针和地球物理学、同位素地质学等许多最新研究手段向岩石圈深部软流圈乃至地核进军。如前述及的地幔柱等方面的研究已经成为板块构造研究的前缘课题,它显示板块构造学开始突破岩石圈的范围,而与地球的核、幔、壳演化研究结合起来。

(3)地质力学与板块构造学的理论体系存在很大的不同:地质力学创始人非常明确学科要解决的理论问题是地壳运动问题,为了解决地壳运动问题,科学地探索出解决这一理论问题的方法学和认识路线,由此形成了自己的理论体系。如果我们回顾地质力学大陆车阀说的形成过程,我们就不难看出它是从总结区域和全球构造型式和构造体系的空间展布规律发现全球构造格局的纬向、经向和扭动构造型式的展布所反演的全球水平构造力的作用,再进而追索这些构造力的来源与地球自转速率变化的关系。这样就形成了一个从地球的整体运动—地球的自转—控制和发动地球的表层—地壳的运动,再由地壳的运动形成各种构造体系和构造型式的严谨的科学和理论认识体系。事实上,总结全球构造格局的基本特征,不仅全球规模的经向和纬向构造与地球自转轴有严格的几何关系,而且极区的同心圈状、放射性断裂系,大陆内部的共轭剪切断裂系,EW向的大洋中脊转换断层与地球纬度带(愈近赤道,走滑断距愈大)也都表现出与地球自转轴有严格的几何关系、与地球的自转有成因联系。

但是,由这样一个理论认识体系所提出的地球动力机制如同当年的大陆漂移说一样碰到了极大的困难,即计算表明,李四光所认为的地球自转速率变化所产生的经向惯性离心力和纬向惯性力就其强度和数量级而言,都不足以发动一场大规模的构造运动和全球规模的构造形变。王仁等[2~4]曾按分层均质流变体模型(缓变模型)计算分析了地球自转速率变化所致的全球构造应力场。结果表明,地球自转速率变化所导致的构造应力的量级(10-2~nPa)与现今不同方法实测所得的古、今构造应力量级(MPa)相比,都显得太小,几乎可以忽略不计(快速模型所获得的量级更小)。很难想象,如此小的构造应力能驱动地壳与岩石圈块体的水平运动。因此,王仁等[2~4]、李东旭(1986)、高庆华(1996)都曾先后认为实际地球体在长时间尺度内表现出流变特性,用缓变模型描述更为合理,且在缓变模型中,应考虑应力随时间的长期积累效应。若地球在10Ma内长期保持加速或减速,则自转速率变化所致的应力积累至MPa量级这样的构造应力就足以产生显著的构造效应[2~4]。但对于构造应力能否随时间加大而积累的问题,尚缺乏实验依据,许多地质、地球物理与力学专家对此尚持否定态度[5]。

李四光提出的地球自转速率变化所引起的地球动力学机制遇到了重大的挑战,这种挑战推动了对地球自转动力作用的研究,地球科学界在否定过高估计地球惯性力(经向离心惯性力和纬向惯性力)的同时,对其他作用力进行了科学评估。

已经提出的驱动岩石圈地壳运动的动力有地幔对流、重力和热动力、洋脊推力、板块负浮力、碰撞挤压力、地球自转所致惯性离心力、周期性引潮力、西向引潮力、科里奥里力等。

科里奥里力的数量级非常小,对地壳构造运动几乎不起作用,可以忽略不计。理论计算分析表明,地幔对流能产生MPa量级的构造应力,但地幔对流模式存在很多问题,难以说明地球内部特别是大陆内部的动力学过程,而且受到地幔分层性、大陆巨厚山根等新研究成果的反对和制约。板块俯冲或陆陆碰撞所产生的构造应力属于次一级的构造应力场,而非驱动板块运动的构造应力。热动力和重力是重要的构造力量,但在驱动板块运动时主要表现在洋脊推力和地幔对流之中。看来能够对板块的拉张与挤压起到驱动作用的主要是西向引潮力和周期性的引潮力,两者所致的构造应力都能达到104~105Pa的量级,而且这两种应力都属于交变应力。周期性引潮力应力大小与方向都随时间变化作周期性变化,属于对称循环交变应力;西向引潮力仅应力大小随时间作周期性变化,而应力方向始终向西,属于脉动交变应力。如前所述,交变应力能降低岩石强度和疲劳极限,而且这两种交变应力的循环次数均达1010次的量级,因此这两种构造动力的实际动力学效应相当于105~106Pa以上的静态构造动力,有显著的构造动力学意义。但周期性引潮力所致的应力,由于其方向也随时间作周期性变化,所以对构造过程仅有触发作用,而无驱动作用;而西向引潮力仅应力大小作周期性变化,应力方向是基本恒定的以西向为主,所以对驱动岩石圈水平运动有重要意义,是导致岩石圈总体西向运动的主要动力,属全球构造运动的基本驱动力之一[5]。

由此可见,驱动构造运动的基本动力仍然与地球自转有关,只不过不是李四光原来意义上的离心惯性力而是西向引潮力,它可以很好地解释经向大洋中脊的展布及洋脊推力的产生。

王仁等[3]指出,日、月引潮力,钱德勒摆动和地球自转速率的短期变化所引起的地应力,在一个范围内正负交替作用周期性变化不能积累。因此尽管引潮力所引起的应力较大(10-1N/cm的量级),最多只能起到触发构造运动的作用。要推动构造运动必须依靠非周期性的力,造成应力的积累。有人认为地球自转轴可能有过大范围的移动,地轴只要有20°左右的移动,就足以积累所引起构造运动的应力了。王仁曾采用缓变地球模型(厚度为80~400km的线性黏弹性壳体,内部为不可压缩流体)进行计算,约在106年左右可将地壳看成完全弹性的,进行应力叠加,将应力积累到10MPa的数量级,它足以引起拉张破裂和垂直于压应力的褶皱。按王仁的分析,若地球自转速度在106年内保持同一加速率变化,将在中低纬度产生足够的东西向拉应力造成洋中脊和全球性剪切破裂网络,同一时期的减速率将可造成极圈的同心弧和放射状断裂。问题在于会不会有这样的加速率时期[6]。交变应力对构造形变的意义是一些构造学者所关注的。众所周知,滴水可以穿石,岩石在长时间的交变应力作用下会减低强度而易于变形。一方面是客观上存在着全球性的纬向构造,另一方面形成这种构造的力量又不够大。这个矛盾看来也只有借助于长期的岩石流变了。张文佑等[6]从天文地质和地球表面形态、构造形迹等方面进一步系统论证地质力学的理论观点。他指出,月球、水星、火星等表面反射光像图所显示的线状构造和环形山、火山的排列,也大多为经向和纬向两种方位,一个旋转着的天体,其表面构造与其旋转轴之间必定有很大的联系。离极力的量级虽小,但在漫长的地质历史期内,我们不应该用常温常压常速条件下岩石力学的概念来理解地质历史中的岩石在特殊温压条件下的长期蠕变。另一方面,地球各圈层的物理、化学性质有差异,可使应力在不均一处集中,离极力的量级可以增大,这一点不容忽视。现在已经确定,有许多纬向构造带具有平移性质,而且有愈近赤道,平移距离愈大的趋势。南极大陆有逆时针旋转的现象,而北冰洋周围的大陆,又略似有顺时针旋转的现象。李四光早年曾提出由于地球自转速率变化所引起的岩石圈与水圈之间的相对扁率的变化,张文佑认为这种相对扁率的变化不仅可发生在岩石圈与水圈之间,而且还可能发生在岩石圈与软流圈之间,地幔与地核之间,以及一切具有不同密度和黏滞系数的地球各圈层界面之间。这种相对扁率的变化对岩石圈构造变形会发生什么样的影响是很值得研究的。李四光认为,在角动量基本守恒的前提下,地球内部物质向地心运动,这将使地球转动角动量矩变小,从而使自转角速度加快;反之,若地球内部物质向外运动,地球转动量矩则变大,从而导致自转角速度变慢。在这种质量再分配过程中(同时加上外部天体的影响),地球自转轴也可能发生一定程度的偏转。地球自转速度与自转轴的摆动又将导致离极力、科里奥里力、旋转速度不均一效应的变化与极移应力的产生,以及地球内部各圈层间相对扁率的变化和滑动。地球表面南极为大陆,北极为海洋,其形态如鸭梨状,而重力均衡则呈倒置鸭梨型;洋脊扩张带和海沟消减带大致均呈经向和纬向;极扩张轴与旋转轴相交,又大致与地球赤道面和黄道面夹角相等(图1)。约为地轴摇摆角的倍数,这些现象都似乎与地球自转有关[6]。

西向引潮力的存在只能解释经向构造的形成,而离极力和经向切向力量级又太小,不足以形成纬向构造,看来形成纬向构造的构造动力只有另找答案。马宗晋等[7]提出全球表层构造格架具有N/S半球与0°/180°半球双重胀缩非对称性,本书作者认为从中可能找到形成纬向构造的动力:正是由于南半球地球的膨胀大于北半球,形成环南极洲的大洋中脊,南半球成为水半球;北半球收缩相对大于南半球,从而大陆块聚集于北半球,成为陆半球,并在北半球形成挤压性的纬向构造。李四光在他的大陆车阀说中也谈到在角动量等恒定律的支配下,当地球自转速率加快时,地球会相对收缩;当自转速率减弱时,地球会相对膨胀,因此地球的胀缩除了地球内部能量的集散和重力、热力的原因以外,地球自转速率的变化也是一个可能的诱发因素。

图1 板块沿球面的旋转运动( 据 F. Press et al. ,1978) Fig. 1 The rotational movement alongthe global surface( After F. Press et al. ,1978),

近年来积累起来的一些对地质构造现象规律性的认识也进一步揭示地球自转动力作用的意义,例如Meyerhoff等[8]通过对全球许多构造带的调查,总结出54种朝东定向的构造现象,其中如火山弧和弧后盆地集中在西太平洋,弧顶指向东方,许多褶皱带中SN向火山深成岩带随时间向东迁移,SN向褶皱带和盆地中心随时间向东迁移等。还有,按李四光的说法,大规模的地壳运动发生在地球自转的加速期和减慢期,但地球自转速度变化的总趋势是长期减慢,因而学者们提出是否存在能够积累应变的长期加速段值得怀疑。不过,地质历史上的地质陈迹揭示出地球确实存在相对的不均匀膨胀和收缩,这是否可以间接论证地球自转速率有过周期性的加速与减慢?当代固体地球科学的一个重要发现是地球内部内核、外核、地幔的自转速度是不等的,并由此产生了一系列重要的地球动力现象,诸如地磁场及其极性倒转,地幔柱、热点的移动,地球内部一系列径向构造和圈层构造等。结合地球内部物质结构等新资料,充分考虑岩石圈的自转、核幔自转和岩石圈不同块体间自转的差异性,看来是推动地球自转动力说的一条途径[9]。Raralli等[10]论证了地幔与液态外核之间的角速度差可以解释所观测到的地磁场中心长期缓慢向西漂移现象。

综上所述可知,随着科学的进步和对地球自转动力作用的深入研究,尽管李四光原来的一些观点和结论受到置疑和修正,但就其理论体系的核心———地球自转及其变化的动力作用学说来说不仅没有削弱,反而得到加强。全球构造型式和构造体系的展布与地球旋转轴有严格的几何关系是不容置疑的客观事实,其成生与地球的自转有关,暂时不能阐明并不等于这种客观的生因不存在,这就是地质力学理论体系的优越之处。它的优越性不只是表现在它的整体论和系统论的科学观方面,而且还在于它是建立在对(或深刻揭示出)自然界对立统一的法则认识之上。

地质力学除了在动力学机制问题上受到挑战外,在解释地质构造的演化历史方面也受到严重的挑战。李四光一再申明,他所建立的构造体系是中生代以来的,也就是说他的全球构造格局也主要是中生代以来的,他的全球构造格架与地球自转轴有严格的几何关系,一旦地球自转轴发生变动,全球构造格局也就会发生变动,地质力学对地质历史上发生的超级大陆的形成与裂散、大洋的形成与消减和陆块的漂移至少在目前还无能为力加以合理的解释。

至于谈到板块构造的理论体系,如前所述,板块构造说是在海底扩张和大陆漂移等地质事实的基础上总结出来的。板块构造的开合机制,是根据岩石圈板块的开合推导出地幔流是其动力学机制。近年来对热点的研究和地幔柱构造学的发展,似乎为岩石圈板块的开合找到了深层的动力学机制。如前文曾经提到的,岩石圈地壳运动的原因既有来自宇宙天体运动方面的原因,也有来自地球内部的原因,板块说侧重从地球内部寻找岩石圈地壳运动的原因,应该说这也是一个重要的方面,这方面正是地质力学考虑不够之处。诚然,20世纪70年代,人造卫星的空间重力测量已经证实在地幔深处确实存在地幔流。但是由于地球内部的多层结构,这种对流体的规模究竟能有多大?特别值得提出质疑的是那些长达上万公里的洋中脊如果是由深处地幔流推开的,那么又是什么力量能造成地幔内部有如此长的定向性非常强的地幔流圈?卫星激光测量已经可以测出现今板块的运动速率,它远远大过地幔流的运动速率。极其缓慢的地幔流如何能使驮托其上的板块以较快的速度运移?以上只是涉及板块开合的地幔流机制还不能得到科学的阐明,更不要谈到板块在形态上和空间展布上有哪些规律,以及支配这些空间分布规律的动力学机制。

上述这些板块构造论者解释不了的问题会不会隐藏着因果倒置的问题?如果反过来,用表层构造运动来解释板块的运动问题可能迎刃而解。张文佑就用表层一对共轭剪切断裂受到EW向的拉张应力而形成近南北向的洋中脊[6]。拉张减压从而造成深处处于潜在状态的地幔物质转化成液态而上涌,由于表层构造的定向性从而诱发深部地幔流的定向性。较快运动的表层板块拖曳导致深部地幔发生缓慢的蠕变流动。这样看来,板块构造的空间展布及其运动规律恐怕还要借助于地质力学的理论和方法才能解释清楚。近来,地幔动力学的研究趋向于认为对流拖曳在板块运动中不是重要的驱动力。一些新的观测资料又重新引起对地球自转动力作用的重视,地球自转的动力作用还可能是岩石圈板块运动变化的原因[11]。Doglioni(1990)从地球自转的角度对板块运动提出了这样一种解释:岩石圈与下伏地幔间去耦程度的差异,可能是板块运动变化的原因。他根据世界不同地区板块运动方向的资料绘制了软流圈向东流动和板块朝西运动的流线图来说明岩石圈与软流圈相对运动的结果。流线的全球性大起伏可能是由于地球自转轴不稳定的摆动引起的(转引自马宗晋,2003)[11]。但是,板块的扩张和俯冲机制也不是凭空想象出来的,它是根据地壳岩石圈的构造形变、地震和建造记录反演的,特别是它能很好地说明幔壳是如何演化的,洋壳是如何形成的,如何通过俯冲机制和碰撞机制实现陆壳与洋壳各自物质的各自循环与更新;洋壳物质如何转化为陆壳物质;洋陆壳物质之间如何转化;大陆如何裂解和增生,等等。在地质历史方面,即便是在前中生代,对海陆变迁、超级大陆的聚合和分裂、沉积盆地的开合和造山带的形成用板块构造的理论模式仍然能够得到很好的解释。一句话,在阐明岩石圈物质的演化和大陆、海洋构造的演化历史方面,至少在目前板块构造学是远胜于地质力学的。

综上所述,通过以上地质力学与板块构造学理论体系、研究方法的系统比较,我们不仅了解到它们之间的异同,更重要的是了解到它们之间有较强的互补性。为了更全面地认识地质构造,对于我们,它们不应该成为互相排斥的学说,而应该互相融合,这方面将在本书的后述章节中做进一步的阐述。

(4)为生产实践、国民经济、环境保护服务方面:地质力学强调构造体系和构造型式的研究,而这些地质构造实体对矿产资源的展布、工程地基的稳定性、地质灾害的预报与防治等都具有控制和启示意义。因而尽管地质力学在理论上还有动力机制问题尚未解决,但产业部门如地质勘探和工程地质、水文地质等部门仍照用不误,这也说明地质力学在指导生产实践和服务于生产实践和国民经济、人民生活方面有极大的优势;而板块构造学由于它的研究对象是大的地质块体(板块),因而它对生产实践和国民经济的意义往往是战略性和方向性的,不能太具体到每一个微细的地质构造。例如,地震主要发生在活动板块的板缘地带,如俯冲带和碰撞带,这些地带就成为地震的多发区。目前,许多国家也多用板块构造理论来研究地震和预报地震(地质力学则用活动体系来预报地震),而沿板缘地带常是金属成矿带,因而这些地带也就成为找矿勘探优选的地区。总的说来,由于板块构造学研究的是大块体的运动,因而它在地质找矿、工程地质勘测与环境保护方面没有地质力学那样具体实用,但是,由于板块构造对区域构造的控制,因而在地质找矿、环境保护和防灾减灾方面往往具有区域规划方面的战略意义。

总而言之,板块构造学是战略性的,在战术性或可操作性方面较弱;地质力学则既有战略性又有战术性。

但是,尽管地质力学与板块构造学在为实践服务的领域里在研究思路和所能解决的问题方面有这些差异,我们都无妨让它们按照各自的研究思路对各自的研究对象进行研究并由此为生产实践、国民经济和环境保护方面作出贡献,而同时求得互补,我想这对全人类和地球科学都是有益的。

参考文献

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[2] 王仁,何国琦,王永法 . 地球动力学简介———现状与展望 . 见: 构造地质学进展 . 北京: 科学出版社 . 1982,166~ 173.

[3] 王仁,何国琦,王永法 . 地球自转速率变化推动全球构造运动的可能性 . 见: 国际交流学术论文集 . 北京: 地质出版社 . 1988.

[4] 王仁,丁中一 . 轴对称情况下地球自转速率变化及引潮力引起全球应力场 . 地质力学论丛 . 1982 ( 6) ,193 ~ 198.

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[6] 张文佑,钟嘉猷 . 介绍断裂与断块大地构造学的理论发展与实际意见 . 见: 构造地质学进展 . 北京: 科学出版社. 1982,12 ~15.

[7] 马宗晋,杜品仁,高祥林 . 便于构造研究的思考地学前缘 . 2003,10 ( 特刊) : 1 ~ 4.

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[11] 马宗晋 . 地球构造与动力学 . 广州: 广东科技出版社 . 1973.

地质学相关毕业论文范文

工程地质学科的基本理论形态包括 成因演化论 、 结构控制论 和 相互作用论 ,这些理论有着相通的思想 方法 ,就是成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。下面是我为大家整理的工程地质学论文,供大家参考。

工程地质学论文 范文 一:工程地质在水利水电工程中的价值

一、水利水电工程地质勘察的方法及其特点

工程地质测绘

工程地质测绘是水利水电工程地质勘察中一项基础工作,工程设计之前,地质人员要详细查明拟定建筑区工程地质条件的空间分布规律,并按照一定比例尺将其如实地反映在地形底图上,作为工程地质预测的基础,提供给设计部门使用。

工程地质勘探

对任何水利水电工程地质条件及工程地质问题,从地表到地下的研究,从定性到定量的评价,都离不开勘探工作,水利水电工程地质勘探包括:物探、钻探、坑探等。

工程地质野外试验野外试验是水利水电工程地质勘察中一项经常进行的重要的勘察方法,是获得工程地质问题定量评价和工程设计及施工所需要参数的主要手段。水利水电工程野外试验包括:钻孔压水试验、灌浆试验、荷载试验触探试验等。水利水电工程地质野外试验水平的发展,主要体现在试验仪器和设备的发展。

技术应用

3S技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等三大技术系统的集成与总称。遥感技术是3S技术的基础,它提供主要的遥感信息源。GPS技术用于遥感信息的精确定位,GIS技术则为遥感信息的获取提供辅助信息和专家思维,并对所提取的各种信息进行管理和分析且具有制图功能。近年来,国内开始在一些特大型、大型水利水电工程地质勘察中采用3S技术,许多大型水利水电工程采用了3S技术并取得了丰硕成果。

水利水电工程地质的特点

水利水电工程地质的特点有:非凡性与复杂性、实践性与 经验 性、工程地质问题的长期性与隐伏性。

二、水利水电工程存在的工程地质问题和条件

水利水电工程建设中存在的工程地质问题

在水利水电工程建设中,由于工程建设对原有的地质环境的改变,形成了各种各样的工程地质问题,如:泥石流、斜坡滑动、斜坡崩塌、洞室围岩坍塌、溶洞、地质缺陷等。

库区工程地质问题

水库蓄水后,水位上升,水深加大,流速减缓,近坝一带水似静水体,形成一个广阔的人工湖,这就会对库区及其邻近地带的地质环境生产影响,产生库区渗漏、浸没、淤积、坍岸及诱发地震等工程地质问题。

水利水电工程地质条件

水利水电工程地质问题不是孤立、偶然发生的,它与水利水电工程建设区域的自然条件和环境有着极为密切的必然联系,其形成、发展和变化,都是工程活动对这里自然地质条件影响的结果,这些直接或间接地影响工程建筑物的规划、设计、施工和正常运用的地质条件就是工程地质条件,它主要是指:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质特征、物理地质现象等。

三、水利水电工程中典型工程地质问题形成条件及对策

泥石流

泥石流形成条件有:流域内应有丰富的固体物质,并能源源不断地补给泥石流;要有陡峻的地形和较大的沟床纵坡;流域中上游应有由强大的暴雨或冰雪强烈消融及湖泊的溃决等形式补给的充沛水源。防治泥石流的原则是以防为主,兼设工程 措施 。可采用如下的防范措施:预防:在上游汇水区,做好水土保持,调整地表径流,加固岸堤;拦截:在中游流通区,设置一系列拦截构筑物;排导:在泥石流下游设置排导设施使泥石流顺利排除等措施。

斜坡滑动

斜坡滑动形成的条件:原有斜坡结构被破坏、斜坡外部荷载超过其承受能力等。斜坡滑动的防治措施:排水、消坡、抗滑桩、抗滑挡土墙、预应力钢索锚固措施、灌浆法、砂井砂桩加固法、焙烧发等。

斜坡崩塌

斜坡崩塌发生条件和发育因素:山坡坡度55-75度、表面凹凸不平;岩石性质和节理程度:软硬岩石互层组成;地质构造:岩层产状、构造作用。斜坡崩塌的治理措施:爆破或打楔、灌浆、调整地表水流、铺砌覆盖、坡面喷浆等等。

水库地震

水库地震是指水库蓄水后诱发的地震,水库地震发生的条件有:地质条件、激发条件,其中激发条件包括直接效应和间接效应。水库诱发地震以3级左右为主。我国最大的水库诱发地震是广乐省新丰江水库诱发地震级。矿山诱发地震震级在~级,一般震级较小,震源较浅。水库地震的防治措施:尽量减少对可诱发水库地震的地质条件的破坏、采用有效方法预测水库地震发生的频率和级别、做好预防水库地震应急预案等。(本文来自于《价值工程》杂志。《价值工程》杂志简介详见.)

四、结语

水利水电工程则是在各种地质环境中进行的,水利水电工程建筑物与地质环境之间必然产生一定方式的关联和制约,地质环境对水电工程建筑物的制约,可以由一定的作用影响工程建筑物的安全稳定和正常运用,也可以由于某些地质条件的欠佳而提高工程造价;而水利水电工程建设有可以各种方式影响地质环境,使其产生程度不同、范围不一的变化。因此,水利水电工程建设必须根据具体地质环境和工程建设方式、规模和类型,预见到其二者相互制约的基本形式和规律,才能合理有效地开发利用并妥善保护地质环境。

工程地质学论文范文二:论工程地质实践教学方式

杭州西郊群山环抱西湖,水光潋滟、山色葱郁,北、东一片广阔平原。杭州山水有湖光山色之盛,山、石、洞、泉之美,地貌类型多样。北东向延伸并向南西扬起的西湖复向斜构造,使杭州地势自南西向北东逐渐降低。区内总体可分为山地、平原两大地貌单元:西湖的西、西南大部分地区为低山丘陵区,外围北、东、南侧为平原区。低山丘陵区内又可进一步分为低山丘陵与山麓沟谷两个小区。平原区分为西湖及北侧菬溪流域的湖沼冲积平原小区和东南侧钱江流域的冲海积平原小区。

工程地质实践教学

工程地质实习是工程地质专业本科教学中十分重要的教学环节,是该专业4年教学中必不可少的实习。是学生在学完土质土力学、岩体力学、工程地质学基础、工程地质勘察等课程理论知识的基础上,按工程地质选址勘察、初步勘察阶段的技术要求,通过对工程地质条件的野外实地考察、测绘和有关勘察手段使用的现场参观和实践,使学生获得工程地质实践的感性知识并巩固和深化理论,促进理论与实际相结合,为今后从事工程地质选址勘察或勘察工作打下初步基础。

1.实习内容和要求。岩石、土的肉眼鉴定,地层剖面观察;褶皱和断裂构造的基本判识;岩体结构面类型、结构体形状识别,野外鉴别和判识不同岩体结构类型,岩体结构面测绘统计;土体结构类型识别;地下水类型及水文地质条件的了解;各种环境地质及不良地质现象(滑坡、溶洞、坍塌等)野外识别、调查、测绘,成因和对场地稳定性影响初步分析和评价;以掌握工程地质测绘工作方法为主,并参观了解静力触探、标贯、钻探编录和取样等工程地质勘探手段;在了解杭州市区区域地层、构造等基础上,以浙江大学附近区为主,通过工程地质测绘,资料收集,编制工程地质剖面图、平面图和选址勘察文字 报告 。

2.实习教学。实习分为四条路线,路线一为大桥地层剖面路线,六和塔→钱塘江大桥北铁路线→八卦田→玉皇山;路线二为钱塘江岸—南高峰不良地质现象调查路线;路线三为浙大—青芝坞—灵峰—玉皇山—玉泉;路线四为浙大—黄龙洞—蝙蝠洞。实习内容为系统识别杭州地区地层岩性及其分界标志层;进行岩性描述,对出露岩石的颜色、成分、结构、构造、化石和风化程度等进行观察和描述,掌握观察方法和描述要点并采集岩样标本;岩体结构类型野外判别方法;滑坡识别、形态测绘等;洞穴调查、测绘;落水洞、岩溶塌陷调查;岩体节理裂隙统计;判识地貌单元及确定分区界线等内容。

工程地质实践 教学方法 探讨

工程地质学是一门实践性很强的科学,很多的工程地质现象,仅通过书本上的概念、理论而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。正如俗话所说“实践出真知”,充分说明了实验实习教学的重要性。通过实习可以验证、巩固和学习与实验有关的理论知识,加深对学科知识的理解,培养学生符合辩证唯物主义的、实事求是的科学思维和严谨的工作作风,激发和培养学生的创造能力。

1.激发学生对工程地质的兴趣。杭州作为实习基地本身对学生即是很大的吸引力。在实习过程中循循诱导学生对工程地质专业的热爱。启发式教学具有多种功能,通过启发教学,能激励学生的兴趣和探索精神,调动学生的主动性和积极性,从而使学生切实地掌握知识和技能,促进学生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和发展。每一条实习路线,都要在实习前布置好任务;每爬一座山,都要每位同学抱着征服高山的勇气,去翻越它,研究它,并对工程地质现象了然于心。对率先完成任务的小组要给予奖励。在山上野餐时,表演节目活跃气氛。激发同学的实习热情。在实习过程中,老师应该对实习地的风土人情、历史地理有所了解,把地质现象与人文知识、风俗习惯、经济发展联系起来。比如某些特殊地形地貌在古代兵家战争中起过什么作用;一个地区的地层与该地的闻名土特产有什么关系;某些因地质作用形成的湖光山色在当地有哪些民间 传说 ,在旅游业中起到什么作用等。这些都会增强学生对大自然的兴趣,从而也增强对工程地质的兴趣。

2.培养学生的独立观察能力。科学研究是从观察开始的,工程地质学更是如此,有的人对丰富的地质现象熟视无睹,而有的人则善于观察并有所发现,二者的区别在于对观察的重视不够,观察能力不同。野外实习是培养学生观察能力最具体而有效的方式。做到勤于观察、善于观察。勤于观察是指学生能积极主动地进行独立观察。野外实习时,对欲让学生观察的现象,老师一般都作了预习,心中有数。切实而有效的方法是让学生自己去观察、去发现,老师可通过提示、点拨要观察内容。善于观察是指把看到的不同现象进行对比,找出其本质上的成因联系。实习时老师可给学生示范,抓住两至三个现象深入剖析,学生便可举一反三,掌握思路和方法在此过程中,老师应特别注意鼓励学生提出自己的看法和解释,即使错了也没关系。

3.培养学生的团队协作精神。任何工程都是一个系统工程,都需要团结协作、分工明确,在很多情况下,单靠个人能力已很难完全处理各种错综复杂的问题并采取切实高效的行动,所以团队合作精神的训练也是非常重要的。可以通过地层实测剖面和独立填图阶段训练学生团队合作精神,在进行工作前,需按掌图、记录、定点、测量产状和采集标本等任务分工,对最后成果的整理分析也要采用讨论式的方法上各小组的成员都发表意见,集思广益最终完成图件的绘制,杜绝单打独斗。

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浅谈土木工程地质野外实习 工程地质学是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关的地质问题的学科。它的主要任务是:勘察和评价工程建筑场地的地质环境和工程地质条件;分析和预测工程建设活动与自然地质环境的相互作用和相互影响;选择最佳的场地位置;提出克服不良地质作用的工程措施;为工程建设的规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据。因此,工程地质学是每一个土木工程人员所应掌握的课程。 在工程地质学教学过程中,主要学习了基础地质和工程地质两部分内容。基础地质包括岩石和土的成因类型、地质特征及其工程性质;地质构造基本类型及特征、地史及地质图的基本知识;水的基本类型和特征等。基础地质是解决好工程地质问题必不可少的基本理论和知识。工程地质包括常见的各种地质灾害;地下洞室常见的工程地质问题;边坡工程常见的工程地质问题;地基工程常见的工程质问题等。这些知识要彻底掌握,必须作好野外实习工作。 在教学过程中学习得到的知识,如果不能运用于实践,这无疑于纸上谈兵。而要将课本知识转化为实践知识的最重要的手段就是野外地质实习。在课本上学习的知识很多是概念化的,或者说是标准化的东西。比如断层,在课本上是理想化的模型,断层面是一个平面,上下盘的移动方向在图上有标识,岩性差别也很明显,因此在课本上很容易识别。然而在野外,断层规模相差很大。小的断层在手标本上可以识别,而大的断层延伸数百公里甚至上千公里。断层是一种重要的地质构造,对工程建筑的稳定性起着重要作用。地震与活动性断层有关,隧道中大多数坍方、涌水均与断层有关。野外实际的断层不是课本上的模型,如何识别规模较大的断层呢?这就要野外实践知识。首先从地貌上识别,断层通过地区通常形成一些特殊的地貌现象,如断层崖、断层三角面、断层湖、断层泉等。其次岩层分布情况,往往断层会造成部分地层的重复或缺失现象。第三可观察断层伴生现象,如擦痕、阶步、摩擦镜面、牵引现象等。再比如说岩石,室内实习时见到的手标本均是比较标准的样本,而野外的岩石千差万别,形态各异。 虽然在课本上也能学到这些,但必须通过野外现场观察,亲手触摸、亲身体会才能记忆深刻,也就能够举一反三,遇到类似情况知道是什么,没有现场的体会根本就不知道野外的地质现象是什么样子,更不用说到野外进行识别。通过野外实习,不但巩固了课本上所学的知识,还能学到很多野外实践知识,这将为以后参加工作打下扎实的基础。

湿地相关的毕业论文

学术堂整理了十五个植物景观设计方向的论文选题,供大家参考:1.郑州紫荆山公园植物群落美景度评价2.多肉植物在景观园林绿化中的应用3.南宁市彩叶植物研究概况4.合肥滨湖国家森林公园植物配置研究5.浅析园林植物病虫害现状及综合防治6.佳木斯市园林木本植物多样性与应用调查研究7.基于层次分析法的宁夏职业技术学院校园植物景观美学评价8.塔里木盆地园林工程提高植物成活率的途径9.地锦育苗及园林绿化栽培技术10.陕西关中主要城市观花树种花的观赏性状分析11.城市园林植物病虫害的特点及生态控制策略12.广西地区15种典型园林观赏植物的耐阴性及光合特性13.上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究14.南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征15.园林道路绿化种植的配置方法探索

环境,是我们要爱护的。爱护环境人人有则,现在我们身边的环境朝到了严重的破坏,人类没有保护好环境的教训其实自古就有。古代,经济比较发达的美索不达米亚、希腊、小亚细亚等地区,由于不合理的开垦和灌溉,后来成了不毛之地。黄河流域是中国古代文明的发祥地,由于滥伐森林,水上严重流失,造成水旱灾害频繁,土地日益贫瘠。保护环境的意识也并非现在才有,我国古代就有“不涸泽而渔,不焚林而猎”的朴素的保护自然环境的思想。今天,我们保护环境不仅要保护环境不受污染,而且要继承古代环境保护的思想,合理利用资源,以保证资源的永续利用。我们应该懂得解决环境问题的关键就是保护环境,而保护环境就是保护我们自己。 总之,爱护身边的环境,少用一次性的餐具减少身边的“白色垃圾”,爱护环境从,我做起。

发展芦苇湿地污水处理绿色生态工程初论:一、问题的提出新疆维吾尔自治区(简称新疆),位于我国西部边陲,地处北纬32°22′-49°33′,东经73°21′-96°21′,面积166万多平方公里,约占全国总面积的六分之一。境内北部为阿尔泰山、南部为昆仑山、天山横亘中部与北部的准噶尔盆地和南部的塔里木盆地形成了“三山夹两盆”的地貌格局。新疆地处中温带(温带与暖温带)欧亚大陆腹部极端干旱的荒漠地带。四周高山环绕,远离海洋,自然地理环境封闭,是形成新疆干旱自然生态环境的地理基础。其典型的温带大陆性气候决定了新疆气候干燥、少雨、多大风、日较差和年较差大的特征,全冬季寒冷漫长、复季炎热短促,全年平均降水量为145毫米,降水量稀少,只有全国平均降水量630毫米的23%,而蒸发量约为2000-2500毫米,干燥度在4-16之间。根据干旱指数分区指标,全区除北疆、天山山区、阿勒泰山区和塔城北部山区干旱指数在5以下,属于干旱、半干旱地区外其余地区干旱指数无在5以上,属极端干旱地区。因而在干旱、半干旱的自然生态环境中,水资源的合理开发与芦苇湿地处理污水全部综合利用,保护与改善生态环境显得尤其重要,并也已成为新疆经济可持续发展的必由之路。新疆平原绿洲区仅占4%,且以串珠状镶嵌在2万多公里的交通线上,构成了沙漠边缘绿洲经济活动,空间分散的基本格局。城市与工业区均处于水源上游,农村环境均处于水源下游,近年来,随着农村多种经营的不断发展原有的古河床、荒滩均被大量开发,进行种植养殖。夏季部分污水可用于农灌,而冬季近半年的时间污水因处理标准较低,没有出路,故而连年污水污染事故接连发生,并已造成农村部分区域生态环境恶化,可以肯定地说水污染正在向农村蔓延,据不完统计,全疆历年来因污水污染造成的经济损失已高达数亿元,同时也给下游农村生态环境与经济可持续发展带来了无法估量的潜在危害与危机。

毕业论文和实习报告是有本质不同的,如果是实习报告,您可以写实习期间的工作情况;如果是毕业论文,则必须要写与本专业相关的内容。所以,您在写毕业论文时要写关于园林专业的内容。提供一些园林专业的毕业论文的选题,供写作参考。1环境艺术在城市园林绿化中的应用研究2城市步行商业街的环境设计3滨水绿地的环境景观设计4城市绿地景观评价5森林公园规划设计6观光生态园规划设计7观生态林评价指标8手持GPS在园林规划图修测中的应用研究9某企业园林规划与设计10几种耐盐碱植物引种的研究11盐碱地耐盐植物引种的研究12耐阴植物在园林绿化中的应用13常绿植物在园林绿地中的应用14李果实色泽机理研究15冰核细菌对杏花器官霜冻的研究16耐旱地被植物选育17耐旱性地被植物的抗性研究18彩叶植物组织快繁19几种彩叶树种抗寒性研究20北方常用园林植物抗SO2能力的研究21北方常用园林植物抗汽车尾气能力的研究22几种园林树木的耐阴性研究23山桐子、四照花、清榨槭的光合特性研究24几种园林植物的组织研究25黄连木花粉萌发特性研究26天女木兰的种子萌发过程27生长调节在草坪上的应用效果28草坪的合理建植与维护技术29PGR对草坪根系发育的影响30野生花卉栽培生理研究31绿色通道植物多样性配植研究32园林植物标本数据库研究33彩叶植物叶色发育过程中的形态、生理变化34彩叶植物叶色发育的分子研究35红色植物红色素的摄取及特性研究36常见花卉栽培技术的专家系统建立37城市绿地景观规划与设计38动物园景观规划与设计39居住区绿地安全防护作用研究40滦河景观风光带总体规划41湿地生态公园规划设计42园林建筑小品及其植物配植研究43居住小区景观环境设计44城市园林绿化树种规划研究45树桩盆景传统造型的市场定位和创新思路46文人树盆景发展现状和前景展望47园林苗圃栽培与管理技术研究48故宫御花园的造园分析49园林工程的施工与管理50莲池造园艺术分析

关于地质学的毕业论文

地质工程是社会发展所依赖的一项基础工程,其已成为国民经济目标设计及社会进步的关键技术支撑。下文是我为大家搜集整理的关于地质工程师发表论文的内容,欢迎大家阅读参考!地质工程师发表论文篇1 浅析隧道与地下工程施工技术与管理 摘要:地下工程以及隧道建设施工一直以来都受到广泛的关注,本文首先通过对于我国的施工技术水平进行 总结 ,然后就隧道与地下工程施工技术与管理工作进行简单的探讨,并对于未来技术 方法 的发展方向进行展望。 关键词:隧道;地下工程;技术管理 绪论 随着我国的不断发展,各行各业的也在进步着,科技也是如此。地上建筑行业正在如火如荼的发展比拼,而相对的低下建筑也在进行的,对于地下工程的建设也成为近几年来的热门,在中国随着一批大型建设工程的成功落地,引发了一股设计施工的热潮,比如青藏铁路等项目的顺利开展,也为我国相关施工科研技术的水平提高,提供了良好的实验条件。对于大型隧道等地下工程的进一步开展,我国地下隧道等相关工程的施工技术水平的要求也越来越高,对于技术的完善和总结是未来发展的必备因素,同时也是安全施工提高保障的有利条件,这些都要求着我国隧道与地下工程施工技术与管理工作必须不断地发展。 中国地下工程现状 改革开放迎来了我国地下工程建设技术的春天,同时相关的配套的开发技术也去得了令人瞩目的成功。特别是近几年的发展更是如此,从隧道铁路、公路、城市地铁等等都取得了重大的发展,同时设计技术与施工技术也得到了很大的提高。 交通隧道 隧道属于地下工程,主要是指铁路、公路以及地铁隧道的建设。目前在我国,铁路的隧道不论是在长度、设计技术还是施工技术都处于我国地下工程建设的领先地位,地铁方面的建设目前运行中的城市并不多,长度也不长,在建的工程相对较多,在地铁已经开通的城市也正在进行扩建工程建设。上个世纪八十年代,我国就有公路隧道的建设,但是由于那个时代的各方面技术受到限制,所以公路隧道的发展规模并不大,大多数都是集中在短小的隧道建设,很难出现较长较大规模的隧道设计,在改革开放后,为了有效提高我国运输行业快速安全的发展,开始投建了一批公路隧道,其中有辽宁八盘岭双线公路隧道,总长达到了1600m,这些年来我国高速公路的迅猛发展,使得我国拥有隧道近两千座,有很多隧道长度都超过了10km。 水利水电隧洞 水利水电隧洞工程是指水工隧洞和地下厂房,其中隧洞是指包含引水隧道、导流隧洞等等,而地下厂房指包含电站主副厂房在内的相关不过水的洞室。我国水利水电隧洞在上世纪七十年代中后期开始大力发展,并且小有所成,建立了一批著名的水电工程项目。 地下工程 作为我国地下工程主要是包括市政管线工程,地下商场等等地下建筑。随着我国经济的不断发展,城市规划也不断的发展,由于城市化的发展造成了城市密度增大,为了保证居民生活水平的稳步提高,各种设施的需求也不断的增加,比如电气等等,这就要求管线需要进行更加优化的设计,以及对于旧有的管线进行完善的改建,对于这一问题的解决是建立在城市地下隧道建设上的,目前对于城市地下空间的使用已经越来越多,很多城市都建设了地下商场等项目,由于地下工程防灾抗灾能力强,且受干扰小,所以越老越受到关注,同时,一些地下储库也不断发展。 我国地下施工技术现状 新奥法 我国目前地下施工方式主要采取的有新奥法,所谓新奥法主要是指新奥地利隧道施工技术,而在我国我国经常称之为锚喷构筑法。对于该法主要是利用于地下隧道的建设,新奥法的主要优势是施工时对于地面上的干扰很小,同时建设的投资成本较低,而且由于在我国长期的使用和发展,使得其运用技术 经验 也比较成熟。新奥法在使用中,对于岩石地质主要是通过分布或者全断面的开凿,而对于土质地址层,会通过先加固然后再开始开凿的方式,对于有地下水的工程中会采取先降水然后在施工的方案。新奥法主要针对的工程项目是岭隧道、地铁以及地下厂房等。目前是我国主要采用的施工方法。 新奥法在世界地下工程领域也得到广泛的运用,同时也取得了很大的成绩和发展和,很多国家的项目都采取了新奥法进行施工。根据我国特有的地质状况,新奥法也不断发展创新,开发了新型的浅埋暗挖法,其优势主要是对于特殊地质层的适应度灵活度比较高,目前我国地铁施工项目多采取新奥法进行开发。 盾构法 盾构法的使用要追述到上世纪五六十年代的上海,那时候上海需要进行城市低下排水系统的建设,采取的是传统的盾构机进行施工。随着时间来了八九十年代,我国对盾构法进行了更多的创新比如采取的方式有压气式、网格式等转换成泥水式、土压式。盾构法主要的优势是施工过程安全、快速且不会给环境造成过大的压力比较环保。目前我国很多地铁等工程都适用该方法。随着盾构法在施工项目中的长期使用和发展和,其施工技术水平等也得到了更快的提高,新兴技术的改变使得盾构法的使用范围更加广泛,同时也适用于各种地质项目。 盾构法的改善还包括了四点:首先参与盾构机的设计,使其更加适合项目的开展,同时也提高了我国相关的设计制造水平。其次更加熟悉的使用盾构隧道的技术方法和计算技术。再次掌握了相关的技术,使得工程的建设更加的安全和高效。最后,关于不用地质条件的施工经验都不断的提高。 浅埋暗挖法 浅埋暗挖法是从新奥法延伸出来的,这主要是是1986年北京地铁项目的建设中,中国设计师创新了修建方法,其主要是针对新奥法不适用与松散土介质围岩条件地质。其主要的优势在于不会产生污染,同时适合各种大小隧道洞室。浅埋暗挖法主要是通过对于土层开挖短时间的自稳能力,采取的支护 措施 ,由于浅埋暗挖法能够节省很多拆迁掘路等工序,所以被普遍采用。 钻爆发 我国幅员辽阔,地质类型也繁多,对于地质比较坚硬的岩层更加适合钻爆发的使用。钻爆法的使用有很多开挖方式,比如正台阶法、反台阶法等等,对于爆破,初期支护等都有更多方式的选择。其采取的防水方式被认为是一种良好的防渗漏措施。 我国的研发通过多年的施工经验,总结出来很多更加适合各种地质的新技术,比如冻土区的施工工艺,比如过江隧道施工中的水平冻结法等等。 隧道及地下工程的发展 地下工程发展趋势 在我国地下隧道工程的不断发展,是与国家城市的发展和规划同步的,可以说想两者是相连的,地下工程的发展提高了我国经济的发展,我国经济的腾飞也提升了施工技术发展。我国西部大开发中,对于隧道交通、水电工程都有更高的要求,这是为了提高当地的经济发展建设的必要条件,而对于沿海城市,地下连接等工程也都在迅速的发展。我国在各种交通隧道以及水电方面都有了很大的发展,并且建设了一大批大型的工厂项目,使得我国地下工程建设走入了一个更加繁盛的发展时期。 地下工程发展前景 由于有巨大的财力支持,很多地下工程都得到了支持和发展,而针对不断开发的城市,以及人口密度大的问题,使得地下工程的需求更加大,近十年来,我国的城市规划发展提高到了一个新的阶段,地下资源的使用和建设城市发展的条件,而城市的告诉发展也给我国带来了更快的经济发展高潮。使得一些城市成为发达城市。 结束语 我国的经济发展也带动了地下工程的不断发展,在不断的累计经验和建设的过程中,地下工程建设也取得了相应的成就。由于很多城市响应国家经济发展的新策略,更加需要地下工程的建设,这对于相关的施工技术的要求也更加的高,相信在未来,我国的隧道地下工程会拥有更美好的前景,同时也一定会取得更大的成就。 参考文献 [1]张晋毅.中洞法开挖的地铁车站施工力学分析[J].地下空间与工程学报.2010 [2]王明远,马保国,高延继,周庆.武汉长江隧道盾构管片混凝土渗透性能研究[J].地下工程与隧道.2009 [3]康立清.深埋隧洞围岩稳定性研究[J].山西建筑.2008 [4]陈竹涛,刘新荣,梁宁慧,朱泽兵.大跨浅埋城市轻轨车站隧道施工力学数值分析[J].地下空间与工程学报.2008 [5] __厚.云南山岭公路隧道修筑技术研究[D].长安大学.2009 地质工程师发表论文篇2 浅谈工程地质勘察 【摘要】工程地质勘察是进行工程建设的前提和基础,本文以下内容将对工程地质勘察进行简要的分析,仅供参考。 【关键词】工程;地质勘察;调查;地貌;水文 1. 前言 改革开放以来,随着经济的不断发展,我国的基础设施迎来了建设的高潮,工程地质勘察是为查明影响工程建设的地质因素而进行的地质调查研究工作,其作为基础设施建设的必要前提和基础,也得到了很大的发展。本文以下内容将对工程地质勘察进行简要的分析,仅供参考。 2. 工程地质勘察的内容 工程地质勘察是研究、评价建设场地的工程地质条件所进行的地质测绘、勘探、室内实验、原位测试等工作的统称,其为工程建设的规划、设计、施工提供必要的依据及参数。工程地质勘察是为了查明影响工程建设的地质因素而进行的地质调查研究工作,所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造、地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等,这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据建设项目的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。根据笔者多年的实践经验,认为地质勘察的内容主要包含如下几个方面内容: (1)搜集研究区域地质、地形地貌、遥感照片、水文、气象、水文地质、地震等已有资料,以及工程经验和已有的勘察 报告 等。 (2)工程地质勘察与测绘。 (3)工程地质勘探见工程地质测绘和勘探。 (4)岩土测试和观测见土工试验和现场原型观测、岩体力学试验和测试。 (5)资料整理和编写工程地质勘察报告。 工程地质勘察通常按工程设计阶段分步进行,而对于不同类别的工程项目,阶段划分也不一样。对于有一定工程资料的中小型工程和工程地质条件简单,勘察阶段也可适当合并。 3. 工程地质勘察的方法 根据笔者多年的实践经验,并参考了 其它 资料,认为工程地质勘察方法主要有如下几个方面: 工程地质测绘,在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件,测制成一定比例尺的工程地质图,分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响,并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据,其是工程地质勘察的基础性工作。比例尺的选择和测绘范围,既取决于已有研究程度和建筑区地质条件的复杂程度,也取决于建筑物的规模、类型和设计阶段。规划选点阶段,区域性工程地质测绘用小比例尺(1:10万,1:5万);设计阶段,水库区测绘大多用中比例尺(1:万,1:1万),坝址、厂址则用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地质构造、地层岩性、地貌及第四纪地质、天然建筑材料、水文地质条件、自然(物理)地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究,都必须以预测或论证地质条件与工程活动的相互制约或相互作用为目的,紧密结合该项工程活动的特点。当这些条件在深部分布不明或露头不好时,需配合以探槽、试坑、平洞、钻孔、竖井等勘探工作进行必要的揭露。工程地质测绘通常是以仪器测量方法来测制,以一定比例尺的地形图为底图,采用航空像片、卫星像片和陆地摄影像片,通过室内判读调绘成草图,到现场有目的地进行复查,进一步的与照片判读反复验证,可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的效率和精度,减少地面调查的工作量。 工程地质勘探,其主要包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。下面将分别进行简要的分析: (1)工程地球物理勘探,简称工程物探,其目的是利用专门仪器,测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别,通过分析解释判断地面下的工程地质条件,其是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为井下物探(测井)和地面物探;按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法,地震勘探中的浅层折射法,声波勘探等;测井则多采用综合测井。物探的优点在于通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的,且能经济而迅速地探测较大范围。以这些资料为基础,在异常点和控制点上试验工作、布置勘探,既可提高精度,又可减少盲目性。测井不仅可以提高其质量而且还可以增补钻探工作所得资料。通过开展多种方法综合物探,并根据综合成果进行对比分析,可以显著的提高地质勘察的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有某种物理性质有显著差异或地质体之间的物理状态(如含水率、破碎程度、喀斯特化程度),才能取得良好效果。 (2)钻探和坑探,采用钻探机械钻进或矿山掘进法,直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的破坏情况或完整性,为建筑物探寻良好的持力层和查明对建筑物稳定性有不利影响的结构面(如软弱夹层、断层与裂隙)或岩体结构,揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。钻探比坑探工效高,受地下水、地面水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需在钻孔中运用钻孔摄影,或采用大孔径钻探技术,采用综合物探测井或孔内电视以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。坑探和钻探的工作成本高,故应在物探工作和工程地质测绘的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。 实验室试验及现场原位测试,获得工程地质设计和施工参数,定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段,是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、力学性质参数和水理性质的测定。现场原位测试包括:原位直剪试验、触探试验、承压板载荷试验以及地应力量测等。,大型建筑物的早期设计阶段或设计项目规模较小,且易于取得岩、土体试样的情况下,往往采用实验室试验。但室内试验试样小,难以保持天然结构,且缺乏代表性。因此,为了给建设项目的初步设计至施工图设计提供各种参数,必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数,必须进行现场原位测试。 长期观测,用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化,进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有:岩、土体内地下水位变化;岩、土体位移范围、方向、速度;岩体内破坏面上的压力;爆破引起的质点速度;峰值质点加速度;人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建设项目施工图设计的详细勘察阶段进行,工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经过整理分析以后,可直接用于工程地质评价,以检验工程地质预测的准确性,对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。 4. 结尾 工程地质勘察作为工程建设所必需的技术条件,对保证工程建设的安全和降低工程造价也具有非常重要的意义,作为一名技术人员,应该在实践中不断学习,并注重借鉴国内外先进的经验,不断提高自身的专业素养和综合素质,为提高工程地质勘察质量做出应有的贡献。 猜你喜欢: 1. 关于地质工程毕业论文 2. 地质工程论文 3. 地质工程施工技术论文 4. 工程地质论文 5. 工程地质勘查论文

工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。

工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析

【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。

【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用

1、工程概况

小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡高~,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡度~,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。

2、地质雷达的发展及其应用

随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。

3、探测的原理以及方法

结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。

4、数据的处理以及得出来的结果

对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。

5、结束语

地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。

工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究

【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。

【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造

1福仁山隧道工程概述

目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。

2沿线气候条件

本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温℃,极端最高气温℃,极端最低气温℃,年平均降水量,年平均蒸发量,最大积雪厚度4cm。

3工程地质特征

地层岩性

隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。

地质构造

福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。

不良地质及特殊岩土

(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。

4工程设计情况

针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。

参考文献:

[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.

[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京:人民铁道出版社,1977.

[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.

[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.

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