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1．前言

一．實習概述

1．實習任務依據：激發波在不同地層介質中的傳播速度不同，從而劃分地層和巖層；

2．實習內容：單邊排列激發的平面波速實驗法；孔中波速測試，地面波速測試，陸地聲納法探測基巖深度；根據觸探試驗劃分地層和基巖面；認識多功能鉆機的操作過程，巖心編錄；望峰崗煤礦現場參觀認識煤礦建設及生產過程。

3．實習地點：資環系辦公樓東南角及望峰崗煤礦

4．實習要求：（1）實習中主動動手去做，去思考并遵守紀律（2）文字簡練，圖表清晰，結論正確，建議合理。

二．XY—1型多功能鉆機

主要設備：鉆機鉆進深度100米；泵量95L\min；平孔直徑110mm；終孔直徑75mm；鉆機質量620Kg；最大起重量10KN；最大泵壓1.2Mpa；柴油機功率12馬力；壓力表0-2.5Mpa；柴油機型號ZS1105；標定功率12.1Kw；標定轉速2200r\min；凈質量160Kg

地下部分主要由鉆桿和鉆頭組成，鉆頭有五顆鉆齒，合金剛成分。當碰到強度大的基巖時，用鋼砂管取巖心。麻花鉆用來取土心。墊叉起支撐鉆桿重量的作用。自由鉗用來換鉆尜和鉆頭。

2．操作過程

我們首先到達系樓的東南角。在鉆機開啟前，工程師師傅向我們介紹了鉆機的結構，鉆機主要由柴油機，傳動裝置，鉆掘裝置組成。鉆進裝置由水壓機，油壓機，鉆頭，鉆桿組成，鉆頭的較較鉆桿粗，直徑約10厘米，鉆頭鉆進材料為合金鋼，主要是在較軟的土.頁巖泥巖等較軟的巖石或土中鉆進，用于中小型鉆機的配置。本次鉆進的主要目的是劃分基巖面，同時取出巖芯，供編錄使用。

鉆機開動后，工程師傅在調節鉆機的同時，向我們介紹了鉆機各個機械調節桿的作用，并在他的幫助下，有幾位同學試著操作鉆機。隨后，開啟泥漿泵，調節合適的壓力，開始鉆進。

大約半個小時后，鉆機的速度明顯下降，此時的深度為6.4M，碰到基巖，隨后，工程師師傅開始調節鉆機，以能夠更好地鉆進。

對于鉆進速度，有以下幾個方面影響因素。

1.柴油機的標定功率，在其他條件相同的情況下，配套的柴油機的標定功率越大，鉆進速度越大，效率越高。當然，也不是標定功率越大越好，否則容易造成能量的額外消耗過大。

2.另一個影響鉆掘效率的主要因素是鉆桿和鉆頭的質量。鉆頭一般為合金鉆頭，合金鉆頭的使用范圍較大，主要是由于它的價格較便宜，同時，在技術條件不斷提高的情況下，其鉆進效率不斷提高；[Page]

3.金剛石鉆頭的鉆進效率最高，但是它的價格較高，對于較小的鉆進效費比不合算，其主要在較大較深的鉆進過程中使用。

4.例如，我國現在在東海大陸架上進行的大陸超深鉆，計劃鉆進深度為10000M,所用主要就是合金鉆頭。

5.基巖的強度大小。土.軟巖軟土中的鉆進速度較快，而在較堅硬的巖石中，如砂巖.灰巖中的鉆進速度就慢得多了。

6.鉆機的泥漿循環裝置?，F在的鉆機采用液壓機抽取泥漿池的的泥漿，并臨時儲存在高壓儲存罐中。液壓機的壓力的大小直接影響鉆進的速度。

除此之外，鉆進速度還受傳動裝置，泥漿水壓等其他條件的影響。

各鉆桿和鉆頭和鉆桿之間一般采用錐形螺紋，即是越向內，鉆桿的孔徑越小，，這樣的，更好地保證了鉆桿間的連接牢固性，同時，也容易拆卸。鉆機除可以打鉆外，還可以取巖芯。巖芯管和鉆桿間的接口處的設計更為獨特。為了保證取芯順利，接口處有以自由活動的鋼珠，在鉆進的過程中，在一定的泥漿壓力作用下，鋼珠所堵的孔是通泥漿的，從而保證了取芯管中無空氣。而在停止鉆進后，鋼珠堵塞了孔，下部則處于真空狀態，這樣就形成了自巖芯至鋼珠段的負壓，從而成功取芯。

取出的巖芯約為0.87M，為第三系“紅層”分紅色砂巖,是一種未固結的含巖屑砂巖，紫紅色，中粒。由于未固結，用手捻磨，有砂粒掉落，石英長石含量較高，因此，硬度較高。

3．巖心及編錄

在鉆探過程中要仔細觀察，詳細記錄，掌握第一手工程地質資料，這是全面闡述場地工程地質條件的和正確評價工程地質問題的主要依據。

1.基巖鉆孔的編錄和要求：認真填寫報表和鉆探日志。要詳細記錄鉆具陷落、進尺較快、漏水、孔壁掉快、跨塌等的深度。巖心描述的內容包括巖石顏色、成分、結構、產狀、裂隙發育程度、風化程度等。鉆進深度和巖性分層深度的測量誤差不超過0.05米。巖心采取率一般不能小于80%。巖心按順序編號，妥善保管。終孔后編制鉆孔柱狀土和說明書。

2.土層鉆孔編錄：土層鉆孔的鉆金速度較快，下鉆提鉆頻繁。所以要求地質編錄人員熟練掌握土樣描述、分層、取樣、原位測試和進尺深度測量等項目的操作技術，及時填好鉆探野外記錄表。

4．操作人員及注意事項：鉆桿是錐形齒，外徑大內徑小，不易回轉松動。

卷揚機：提升鉆桿；鉆頭內有四個鉆珠：防止水回流。

傳動齒輪得到作用：切換卷揚機和轉動齒輪之一來工作，靠小齒輪與大齒輪相互作用來使鉆桿轉動，并鉆進下去。

底部活動連桿的作用：類似“打氣筒”作用。從蓄水池中吸入水，儲存在高壓儲水罐中，并不斷維持儲水罐中的巨大水壓力，促使稀泥漿循環流動。其中活動連桿向左或者向右運動，作用相同，都向儲水罐中輸入水并從儲水池中吸收水。

取心率=巖心實際長度/鉆孔進尺深度。只有當取心率大于等于80%時才為成功的0.87/1.2=72.5%，不算成功。

在人員安排上，一臺鉆機工作需要3人，一人主操作，一人在鉆孔處協調主機手工作，并清理從鉆孔中涌出來的碎屑物質。第三個人搬運裝卸鉆桿。[Page]

控制卷揚機的操縱桿有三個檔次：上升，停止，下降。離合器兩個檔次：斷開，連接。控制卷揚速度的桿有三個檔次：

三．平面波速試驗

雙孔—孔中激發孔中接收

接KD2111Y—3型地震儀

三分量應變儀

扣板

單邊排列：道間距1米，12個檢波器，偏移距0.5米，移動步距0.5米

四．靜力觸探試驗

靜力觸探是將電測應力傳感器(應變片等)探頭,用靜力勻速貫入土中,根據電測傳感器的信號,測定探頭所承受的貫入阻力,進而推測土層的工程地質性質.

常用的探頭有:測試比貫入阻力(Ps)的單橋探頭;測試錐尖阻力(qc)及側壁摩阻力(fs)的雙橋探頭;能同時測試孔隙水壓力的兩用探頭(Ps-u);三用(Ps-u-fs)探頭.國外還研發出各種多功能探頭,如電阻率探頭,測振探頭,側應力探頭,旁壓探頭,波速探頭,地溫探頭等.

靜力觸探試驗的工程目的主要是:

(a)土層劃分及土類判別;

(b)測定砂土的相對密實度Dr,內摩擦角φ;

(c)測定粘性土的不排水抗剪強度cu,土的壓縮模量ES,變形模量E0,飽和粘土的不排水模量Eu,砂土的初始切線彈性模量Ei及初始切線剪切模量Gi;

(d)確定地基承載力,單樁承載力,固結系數,滲透系數及黃土濕陷性系數;

(e)判別砂土液化;

(f)檢驗地基加固處理質量.

靜力觸探具有測試結果可靠,效率高,成本低等顯著優點,適用于粘性土,粉土和砂土,不適用于碎石土及巖石.

(1)試驗設備:

手搖式輕型靜力觸探儀(,地面電測儀(CDL-4).

手搖式輕型靜力觸探儀示意圖

1.靜力觸探桿;2.靜力觸探儀框架;3.轉軸;4.手搖把;5.傳力鏈條;6.鏈條壓傳力板長銷釘;7.傳力板;8.卡板;9.觸探桿凹槽;10.地錨桿;11.地桿壓下橫梁銷釘;12.觸探儀下橫梁;13.地錨盤;14.空心柱;15.應變片;16.頂柱;17.探頭錐尖

手搖式輕型靜力觸探儀由靜探儀框架,傳力設備(搖柄,轉軸,鏈條,傳力板,卡板),地錨,探頭四部分組成.

利用地錨提供反作用力.通過地錨桿壓下橫梁銷釘將靜探儀下橫梁,即將整個靜探儀固定在地表.

操縱手搖柄轉動轉軸,使鏈條上的鏈條壓傳力板長銷釘向下運動,迫使傳力板與卡板向下運動,而卡板是嵌在靜力觸探凹槽位置處的,也迫使靜力觸探桿向下運動.觸探桿下端的探頭在向下運動中,錐尖受到土的阻力,使探頭內頂柱向上運動,則探頭內空心柱變形伸長,貼在空心柱上的電阻應變片的應變值也就隨之增大(即傳感器的應變→電阻的變化→電壓的變化).這種變化通過傳感器上的電纜線傳入地面電測儀.

(2)試驗步驟:

(a)將地錨旋入土中,地錨盤盡量落在較硬的土層中.通過地錨桿壓下橫梁銷釘,將靜探儀固定于地表.

(b)將觸探桿穿過觸探儀框架上,下孔,接觸地面,依次裝上卡板和傳力板,搖動轉軸,使傳力鏈條上的壓傳力板長銷釘剛好壓在傳力板上.

(c)將單橋探頭或雙橋探頭傳感器的電纜線接入電測儀進線接頭上.選擇單橋測試鍵或雙橋測試鍵.

(d)按調零鍵,將電測儀內應變初值調到200-500(10-6)區間,已防止測試過程中出現負應變,(儀器在以后溫度校正時會自動還原).

(e)將探頭勻速,垂直地壓入土中,貫入標準速率宜為1.2m/min(即5秒鐘貫入10cm).每貫入10cm,記錄一次應變量(本試驗按動深度控制器開關一次,便可記錄一次).[Page]

(f)由于應變片受地溫影響較大,因此在深度為0m,0.5m,2m,4m,6m……終孔位置處,皆應進行溫度校正.每次溫度校正時,應將錐尖向上提10cm左右,在錐尖側壁皆受力的狀態下進行校正.(校正方法,儀器有具體說明).

(g)觸探過程中遇到薄的堅硬層時,可拔出靜探頭,用輕型動探擊穿此堅硬層再用靜探頭作二次測試.

(h)終止試驗標準:錐尖阻力為8MPa(或依照設計要求).此時錐尖幾乎不能再向下貫入,而地錨出現反拔現象.

(3)資料整理:

(a)儀器可自行顯示每10cm處的土的阻力,單橋顯示指標為比貫入阻力Ps(MPa);雙橋探頭顯示錐尖阻力qc(MPa),側壁阻力fs(Kpa),摩阻比Rf.

Ps=(MPa)

qc=(MPa)

fs=(Kpa)

Rf=()×100%

(b)繪制Ps,qc,fs,Rf隨深度的變化曲線.Ps-h關系曲線,qc-h,fs-h,Rf-h關系曲線

(4)試驗成果的應用:

(a)土層分類:

使用雙橋探頭時,由于不同土的qc和fs不可能都相同,因而可以利用qc和Rf兩個指標來劃分土類(表3-25).對比結果證明,此法效果較好.在做實驗前，首先應檢查儀器，CL-2000測力儀要歸零，要檢查觸探儀的工具是否完整,儀器裝載的是否正確，探頭線頭的塑料保護膜是否被拔下一小截等。

準備好以后，開始選擇合適的鉆孔點打地錨，地錨的作用是固定觸探儀，地錨的間距一般在80CM-1米之間，實際試驗中以固定觸探儀為準。在鋪設枕木的時候，要先鏟平鉚桿外側的地表面，然后一個人從枕木的一側用枕木向下砸擊地面，使地面盡量水平。然后，鋪好枕木以后，在觸探儀底座和枕木之間加銷釘，以保證觸探儀的水平和探桿的鉛直。

首先把探頭和第一根探桿通過螺齒連接，然后開始準備探進。

在探進過程中，小組內各個同學的協作是快速準確完成試驗的保證，同時各個成員都要積極參與，才能在有限的實習機遇里使跟多的人掌握這項實驗的技術。本次實驗以10厘米為一個記錄節點，每過10厘米讀一次數，充分考慮到了試驗的精確度要求，減小造成地

層缺失的可能性，并且在0.5M.2.0M.4.0M.6.0M三處各進行一次校正調零，減少鉆進過程中由于鉆探擠壓以及與地層之間的摩擦而引起的熱量等，使鉆頭受到損壞或者讀書不準。

同時鉆探過程中觸探儀的移位所造成的誤差也通過回升鉆桿來得到校正。，探進要保持勻速探進，一般0.8－1.2M/MIN的探進速度，本次所用的觸探儀位手動搖把，因此，同學要把握好速度，同時由于搖把容易松動，搖的時候一定要注意安全措施。在使用時一定要注意安全。首先是探頭，在碰到較堅硬的巖石后，不要用力的去搖搖把，否則會把探頭損毀。

開始的時候由老師帶領大家做試驗，王興陣老師邊實驗邊跟我們講解各個部件的用途和用法后，同學們自己操作。后來，在第一次試探孔完成以后后，由我們自己獨立操作完成了靜力觸探孔的成功鉆探。

對于CL-2000型測力儀，有兩個測力量程，一個是0－2000千克力，另一個是0－4000千克力，當超出測Ⅰ的測力范圍后，就要用第二個量程。共由四個接線柱，A.B接紅藍線，.C.D.分別接上黃綠線，實驗前和試驗中要多次調零。

根據單橋探頭所測的PS值的大小來確定土層的分類，單位Mpa，

表1土層的PS值分類

PS（Mpa）

土的種類

PS0.5

淤泥與淤泥質粘土

0.5PS1.0

新近沉積的粘性土

1.0PS3.0

一般性粘土[Page]

PS3.0

老粘土

根據所測力的值，壓縮模量ES,變形模量EO,地基承載力f0.

ES=3.72PS+1.26(Mpa),據工業與民用建筑工程地質勘探規范T721-77中的要求，

0.3≤PS5.0(Mpa)

變形模量EO＝6.06PS－0.90(Mpa)，據建筑部綜勘院的標準，PS1.6，一般是軟土，一般性粘土。

地基承載力f0＝0.104PS＋25.9(Kpa)，300≤PS6000Kpa，一般是淤泥質土，一般粘性土，老粘土。

根據以上數據，可將土層劃分位三層：

第一層,地表至0.9M深處，主要是一些新近沉積的粘性土；

第二層為0.9M至1.9M深處，是一些一般性粘土；

第三層1.9M至6.4M深處，為老粘土；

6.4M以下為基巖面，成分為第三系的紅層，未固結的中粒含碎屑砂巖。

3.2.6.5標準貫入試驗標準貫入試驗適用于砂土,粉土及一般粘性土.

標準貫入實際上是一種特殊的動力觸探試驗,適用于砂土,粉土,一般粘性土及強風化巖等.

該試驗用質量為63.5kg的穿心錘,以76cm的自由落距,將一定規格的標準貫入器預先打入土中0.15cm,然后再打入0.30cm,記錄0.30cm的錘擊數,稱為標準貫入擊數(N).

標準貫入試驗的工程目的是:

(a)劃分土層類別,采集擾動試樣;

(b)判斷砂土的密實度或粘性土及粉土的稠度;

(c)估測土的強度及變形指標,確定地基土的承載力;

(d)評價砂土及粉土的振動液化;

(e)估算單樁承載力及沉樁可能性;

(f)檢驗地基加固處理質量.

(1)試驗設備:

標準貫入試驗由觸探頭(又稱貫入器,對開式管筒),錘墊及導向桿,落錘(質量為63.5kg的穿心錘)三部分組成().落錘距離由自動脫鉤裝置控制.

標準貫入試驗設備見副表（另附錄）

1.穿心錘;2.錘墊;3.探桿;4.貫入器;5.出水孔;6.貫入器內壁;7.貫入器靴

(2)試驗步驟:

(a)先用鉆具鉆至欲測土以上15cm.且鉆具拔出后孔底與孔壁應保證無軟粘土等擠出堵塞鉆孔.

(b)標貫探頭入土之前,先測出探頭靴口到錘墊底面之間的長度,及探桿長度.

(c)將探頭壓入欲測土表面,然后進行錘擊,錘擊速率為15-30擊/min,錘擊落距76±2cm,先記錄貫入15cm的預打擊數,然后記下再貫入30cm的標貫實測擊數N′.

(d)若30cm內錘擊數超過50,則停止試驗.

(e)若需進行下一深度的貫入試驗時,一般應隔1m后在進行.

一般在建井過程中涌水不能太多，但也不能太少，否則灰塵太大，工人很難在井下工作。此井直徑8米，依靠人工爆破挖掘，大約每22-27小時可以掘進4.5米，其過程如下：先用傘鉆同時大十幾個炮孔，放炮-——清理碎石——用護模支撐井筒壁，并在護模和井筒壁之間用水泥沙漿充填——固結后拆?！獋沣@***眼——放炮，如此循環下去。

5在瓦斯井的鉆探現場我們見到了超大型鉆機，了解了超大型鉆機的工作過程并與我們在學校實習的多功能鉆機驚醒了比較，從而找出二者的不同。大型鉆機的鉆齒和牙輪的尖齒是合金綱制成的，硬度在8以上，牙輪主要起破碎作用。鉆孔分三次才能完成，直徑先是30厘米——65厘米——80厘米

瓦斯抽出以后經過提純可以發電，居民供暖做飯，或者供應激動車輛，如出租車。另外影響煤產量的因素有：采煤工作面的煤量供應情況，井下運輸能力，主井提升能力，抽排瓦斯所需要的時間等。

六．實結

發現的本專業課程設置上的不足（學校有待改進的）：[Page]

1．校內實習(工程勘察生產實習)比較實用，但時間過短(只有幾天)，次數過少(只有一次)，兩個班配備兩個指導老師，3年的大學學習中，學生在專業上的練習不足。學校應該更加務實，為學生的未來負責，每學期都應有二十天左右時間模擬整個工程勘察的操作過程。．發現專業上的不足（有待改善的）和優勢：

實踐工程地質目前是大底部，明智者不是出逃，而是投入。特別是那些初入這個行業的畢業生，一定能夠趕上工程地質的下一波牛市行情。雖然按預測，牛市行情還需等待5～7年，但我們完全可以在這個震蕩的底部區間，充分理解這個專業的特色，靜下心來，打下堅實的理論和實踐基礎，博覽眾家之長，集聚豐富的實踐和理論經驗和智慧，從而在未來的牛工作生活中獲得豐厚的收益。

2.工程地質是一個十分復雜又非常特殊的學科和專業，需要堅實的基礎、廣博的學識、相關學科專業的知識、對工程建設的理解、對地質學科的感悟，更需要一種浪漫的情趣和執著的精神。人是需要有精神的，有了精神，業務、知識、能力都可以在實踐中得到補充和提升。如果對工程地質專業的追求精神能夠達到某種癡迷的程度，那么我們一定可以成為很優秀的地質工程師。

3能夠從事工程地質專業學科的工作并不難，而要做好做精卻不易。把從事這個學科專業當成謀生的手段和職業，這是我們普通地質師的選擇。如果大家要想成為優秀的學者和專家，建議您把地質工作當成樂趣、興趣、境界和事業去追求，這時我們還要，不辭辛勞，爬山鉆洞在所不辭，受人嘲笑一笑了之。不迷信權威，不看人臉色，堅持真理，創新進取，我們才有可能可以成為名副其實的專家學者。

4在實際的操作過程中我們把理論知識和工程實際經驗進行了對比，看到了理論知識和實際經驗的差別，懂得了理論聯系實際的重要性。我們雖然沒有自己親自動手操作的機會，但是畢竟在現場目睹了鉆探的實際操作過程，了解到許多在理論上成立，但是在實踐中無法實現的生產過程，并了解到在實踐中處理問題的方法與理論方法的區別。

5.通過生產實習，我們認識到實踐經驗的重要性，意識到地質實踐工作的辛勞和地址工作的樂趣。地址工作是一個危險、刺激、有趣的工作，既需要極大的工作熱情和勇氣也需要地質工作者在工作中謹慎細微地觀察、記錄，從而準確地評價工程地質條件，并提出科學合理的改善地質條件和減小危害的工程治理措施。

6．有理想有目標，能夠去做，但毅力和堅持不夠，送給自己一句話：只付出一般的努力是實現不了理想的