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工程地質學中的象限角

發布時間: 2021-02-10 15:06:34

A. 工程地質學的主要內容(作者:石證明)

不是幾字能說清的,你自己去查吧 ,推薦《專門工程地質學》

B. 象限角與方位角有什麼區別,舉例說明

「方位角」和「象限角」我們的日常生活和工作,例如地質勘探、大海航行、築路施工等項目中,常常需要用角度來表示方向。在人民教育出版社編寫的現行初中幾何教材中,四次出現這樣的角:1.(第一冊P.41)如圖,OA是表示北偏東30°方向的一條射線。仿照這條射線畫出表示下列方向的射線:(1)北偏東50°;(2)北偏西60°;(3)南偏西10°;(4)南偏東25°;(5)東北方向(即北偏東45°);(6)西南方向(即南偏西45°)。2.(第一冊P.81)在甲、乙兩地之間要修一條公路(圖2)。從甲地測得公路的走向是北偏東55°。如果甲、乙兩地同時開工,那麼在乙地公路按角β是多少度施工,才能使公路准確接通?3.(第一冊 P.107)如圖3,點B在點A北偏東30°的方向,且AB=6m,點C在點B北偏西60°的方向,且BC=8m。選適當的比例尺畫圖,在圖上量出AC的長,並求A到C的實際距離(精確到0.1m)。點A到直線BC的距離是多少?為什麼?4.(第二冊P.78)如圖4,有一暗礁C在燈塔B北偏西84°的方向上,距燈塔正向30海里的點A出發,若航行方向是北偏西45°,船能避開暗礁嗎?為什麼?上面我們用相當的篇幅摘錄了現行教材中有關說明方向的角的問題。這樣的角叫什麼名稱呢?長期來,很多人把這樣的角叫做方位角,有些地質工作者也把它習慣上叫做方位角。事實上,這樣的角並不叫方位角,而應該叫做象限角。下面是《辭海》關於「象限角」這個條目的解釋:「象限角:某直線與子午線或坐標線所夾的銳角。從真子午線、磁子午線或坐標縱線的北端或南端起算的分別為真象限角、磁象限角或坐標象限角。其角值從0°—90°變化。為了表示直線的方向,其角值註明北偏東或南偏東,南偏西或北偏西。」從象限角的定義來看,它有以下幾個特點:第一,角的始邊,是真子午線、磁子午線或坐標縱線的北端或南端;第二,角的終邊與始邊的夾角在0°—90°之間,即夾角為銳角;第三,角值的標志是北偏東、北偏西、南偏東、南偏西。若以南北方向線為y軸,過角的頂點作南北線的垂線,即東西方向線。兩線互相垂直,構成一個直角坐標系,而所述的角正好落在四個象限之中,所以叫做象限角。以象限角的定義對照上面引摘教材的四個片斷中的圖形,不難看出它們與象限角完全符合。所以這樣的角應叫做象限角,而不能叫方位角。那麼,什麼是方位角呢?下面是《辭海》關於「方位角」的解釋:「方位角:從某點的指北方向線起,順時針方向至目標方向線的水平夾角,從真子午線起算的為『真方位角』;從磁子午線起算的為『磁方位角』;從坐標縱線起算的為『坐標方位角』」。從方位角的定義來看,它與象限角有下列幾點不同:第一,角的始邊就是指北方向線,而不像象限角的始邊除了正北方向線外,還有正南方向線;第二,角的終邊與始邊的夾角在0°—360°之間,而不像象限角角值限為銳角。從方位角的定義也可以看出,把教材中這一類角稱為象限角是恰當的,稱為方位角則是不妥的。當然,把上述一類角稱為象限角,又要注意與研究三角函數中出現的第一象限角、第二象限角、第三象限角、第四象限角的區別。關於這一對概念的區別,請同學參考本書「『0°~90°的角』、『第一象限角』、『銳角』和『小於90°的角』」一節的內容。

C.  工程地質學的未來

人類在跨入21世紀後,將隨著工程設施的興建和對地質環境保護的重視,對工程地質學的期望也更多、更高,工程地質學科面臨新的挑戰和機遇。

一、國際工程地質學發展趨勢

從世界范圍看,工程地質研究繼續由發達國家向發展中國家擴展。發展中國家的各類工程建設將以前所未有的規模和速度發展著,各種不同復雜程度的地質環境將向工程地質學家們提出許多研究課題,也要求工程地質勘察技術手段不斷創新和改進。

可持續發展又是一個影響工程地質學發展的重要概念。工程地質學家要把人類賴以生存的環境的保護(包括地質災害防治在內)作為義不容辭的己任,尤其是重大工程環境影響問題需要切切實實地加以研究和解決。由於岩石圈與水圈、大氣圈、生物圈各層圈之間相互作用影響著,它們又具有全球觀念,所以勢必促使工程地質學家們從全球演化的角度來研究工程地質特徵的多樣性以及各層圈對工程地質條件的影響,進行全球性的工程地質研究和對比。

作為地學分支的工程地質學與工程科學、環境科學以及地球科學的其它分支學科關系密切,所以工程地質學與各相關學科必須更好地交叉和結合,以促進基本理論、分析方法和研究手段等各方面不斷更新和前進,進而使工程地質學的內涵不斷深化,外延不斷擴展。此外,工程地質學必將融入現代數理化、計算機科學、空間科學及材料科學等更多的新鮮知識,以保證在未來的信息世界裡工程地質學的適應性。

二、我國工程地質學未來的任務和發展趨勢

在21世紀的上半葉,根據我國的發展戰略,將大大提高綜合國力,加速四個現代化建設,趕上中等發達國家的水平。為了保持較快的穩步發展速度,在能源、交通、現代城市化建設和礦產資源開發方面將要有更大、更快的發展。同時,為了實施可持續發展戰略,要重視環境保護,加強自然災害的防治。我國的工程地質學將會擔負起新的更為艱巨的任務,面臨更為嚴峻的挑戰。

我國要在今後50年內趕上中等發達國家的水平,開發西部地區是關鍵一環。最近,已吹響了西部大開發的進軍號。西部地區占國土面積的三分之二,自然資源豐富。我國西南以金沙江、雅礱江、瀾滄江、大渡河等西南目標水能資源的開發將提上日程,在規劃的近20座大水電站中,大多具有數百至上千萬千瓦裝機容量,其中有的工程已在興建之中。該地區正處於印度次大陸板塊與歐亞板塊碰撞帶東側擠壓區,劇烈的構造活動世所罕見。工程的興建將會出現區域地殼穩定、山體穩定以及高陡邊坡穩定等一系列前所未見的工程地質問題。遼闊的西北地區土地資源豐富,開發潛力大,但水資源匱乏,成為大開發的瓶頸,所以位於青藏高原的西線南水北調工程勢必要上馬,將要興建一批深埋長大輸水隧洞,它們要穿越大活動構造斷裂帶,高地應力和碎裂岩體導致的圍岩穩定性又是前所未遇的一大工程地質難題。交通工程是西部地區大開發中居於首位的基本建設事業。已有若干條正在規劃設計或興建的連接東西部的鐵路干線,將穿越東部丘陵山地向雲貴高原過渡的地形梯度帶以及秦嶺山地。進藏的青藏和滇藏鐵路則位於高原永凍層和活動構造帶上,工程十分艱巨。它們地形陡峻,構造復雜,內外動力地質作用均十分活躍,工程地質學家也可大展身手。西部地區自然條件復雜,地質和生態環境脆弱,是我國地質災害多發區,災種多、強度大、復發頻繁,往往遭致嚴重後果。地震、滑坡、崩塌、泥石流、土地荒漠化等制約了當地社會經濟的發展,對地質災害的風險評估、預測預報以及防治對策的措施,又給工程地質學家們提出了新的研究課題。可以這樣說,西部大開發戰略的實施將會帶動我國工程地質學的理論水平和勘察技術方法更上一個新的台階。

我國的核電站、高速鐵(公)路、長距離輸油(氣)管道等工程建設,雖起步較晚,但進展迅猛,在21世紀上半葉將要大力發展。核電站主要興建於東部沿海地區,已建成的有大亞灣和秦山兩座。由於核電裝置的特殊性,選址時區域穩定性評價是關鍵的工程地質問題。此外,高放射核廢料地質處置工作又給工程地質學家提出了全新的研究課題。首先在東部地區興建京滬、京廣等高速鐵路干線,縱貫南北,將跨越長江、黃河,有的還要越海,解決其地基、橋基及海底隧道等工程難題已經提上日程。橫貫東西的塔里木—上海輸氣管線工程已經規劃,其投資僅次於三峽工程。線路將通過眾多的大地貌和大地構造單元,工程地質選線也將實施。

為了實施可持續發展戰略,在21世紀要十分重視保護環境和防治自然災害的發生。在此領域內工程地質學家將擔負更多的以前不熟悉的任務。我國城市化進程很快,城市地質工作將更為加強。為了優化城市居民的生活環境,住宅工程、地下和輕軌鐵道、高架道路等各項市政建設以及生活和工業廢物的地質處置工程等有關的工程地質問題,都將需要工程地質學家有更新的思路和技術去解決。

我國工程地質學經歷了半個世紀的發展,已經成為比較成熟的現代地球科學的分支。當前我國工程地質界在創新開拓中思路活躍,年青的工程地質學家正茁壯成長,能在新世紀擔負起工程建設、環境保護和災害防治的重任,發展工程地質學科。

D. 應用地質學科的發展

(一)煤炭地質

經過我國煤炭地質工作者數十年的努力,基本形成了具有中國特色的煤炭地質理論體系,這一理論體系在聚煤規律研究和構造控煤作用研究兩方面取得了巨大成果:煤系高分辨層序地層模式、陸相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用等新觀點的提出,深化了對聚煤規律的認識;盆地動力學分析、煤田滑脫構造研究、控煤構造樣式的劃分等新成果推動著構造控煤作用日趨深入和實用化(徐水師等,2009;賈建稱等,2010)。與此同時,以三維地震和3S技術為代表的新技術手段推動煤炭地質勘查向深度和廣度兩方面發展,形成了一個以煤炭資源遙感技術、高精度地球物理勘查技術、快速地質鑽探技術、煤炭資源勘查信息化技術、煤礦區環境遙感監測技術為主體的中國煤炭資源綜合勘查理論與技術新體系。該體系集理論研究、工作方法、技術裝備於一體,涵蓋了從煤炭資源勘查→采前建設→開采→采後治理的多個方面,實現了我國煤炭地質勘查理論和技術的跨越式發展。

(二)石油及天然氣地質

我國石油天然氣地質理論在以下5個方面取得了重大進展:第一,中國海相油氣藏成藏理論得到發展和完善。隨著一批新的油氣田的發現和探明,深化了我國海相油氣藏成藏控制因素和規律的認識。一是古隆起及古斜坡控制油氣運移、集聚與成藏。古生代克拉通盆地和中新生代前陸盆地的疊合盆地,環古生代大型克拉通生油坳陷的古隆起、古斜坡是油氣聚集成藏的有利部位。二是古岩溶儲集體提供了有利儲集空間。三是長期的低溫背景是長期生烴、多期成藏的重要條件。四是成藏封閉系統的演化控制了成藏特徵。早期封閉系統的演化,形成了重質海相原生油藏;晚期封閉系統的重建,則是輕質油氣藏尤其是天然氣藏形成的重要條件。第二,在盆山耦合關系及中國陸內前陸盆地勘探與地質認識方面取得重要進展。中國前陸盆地構造背景、形成演化有其自身的特殊性,中國學者稱之為陸內前陸盆地,由於其復雜的構造背景和演化歷史,導致中國主要發育有疊加型、改造型、早衰型和新生型4種類型的前陸盆地,在此認識基礎上,確立我國中西部前陸盆地下部「近源自生」和上部「遠源它生」兩大成藏體系,上部「遠源它生」成藏體系比下部「近源自生」成藏體系更具高效性;受4類前陸盆地演化控制,有4種相應的油氣聚集模式。第三,隱蔽油氣藏成藏理論和研究思路得到進一步豐富和發展,提出一系列新的認識和概念。在東部斷陷盆地形成的斷坡控砂、復式輸導和相勢控藏為核心的隱蔽油氣藏成藏理論基礎上,針對西部地層油氣藏提出了富油氣凹陷「滿凹含油」、「三面控藏」和「構造-層序成藏組合」等認識。第三,在我國南方、中西部海相盆地為主的疊合盆地油氣勘探和地質理論方面有重要進展,提出了「疊合盆地多期構造疊加控制的多元生烴和多期生烴模式」,瀝青裂解可能成為疊合盆地深層天然氣的一種來源。第四,在天然氣理論方面,建立了高效天然氣藏形成的地質認識框架。包括天然氣生成理論(生物氣-低熟氣成因、海相有機質和煤系氣源岩高演化階段生氣潛力),大氣田成藏過程示蹤研究(海相疊合盆地深層、陸相深層砂岩和火成岩大氣田),非烴氣體地球化學特徵及成因(CO2等H2S),非常規天然氣地球化學特徵(緻密砂岩氣、頁岩氣和煤層氣),天然氣實驗新技術和新方法等,這些研究進展豐富了天然氣地質學理論,促進了中國大氣田的發現。第五,我國油氣勘探的配套技術方法取得了顯著進展。包括:高精度三維地震採集-處理技術、三維資料處理技術、儲層地震描述技術和井筒工程配套技術為核心的隱蔽油氣藏勘探技術系列,以三維地震聯片處理技術、碳酸鹽岩儲層預測技術、超深層復雜地層鑽井技術、測井解釋與評價技術、碳酸鹽岩儲層酸壓改造技術為主的碳酸鹽岩古岩溶縫洞型油藏勘探的方法技術系列等(朱立新等,2007;宋岩等,2012)。

(三)水文地質

水文地質學主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。

20世紀80年代以來,由於地下水系統理論、非穩定流理論的輸入,以數值解或解析解為代表的現代應用數學以及計算機系統的廣泛應用,使地下水資源的研究發生了根本性的變化,把重點從傳統研究方法轉入模型研究方面,研究范疇也由單純研究地下水系統與自然環境系統之間的相互關系,擴大到研究與社會經濟系統的相互關系。冉全等以華北平原為研究區,提出了利用GRACE衛星反演區域地下水開采量的新方法。

20世紀90年代的岩溶研究取得了較系統的理論成果,採用現代技術獲得保存在岩溶形態中的古環境變化的信息,提出了岩溶環境系統的概念,使岩溶地質學發展成為水文地質學中的一個新的分支。

20世紀90年代中期實施西北找水計劃,1999~2004年實施西部嚴重缺水區人畜飲用地下水勘查示範工程。與此同時,建立了水文地質資料庫和數據處理系統,建立了城市地下水資源-環境管理專家系統。水文地質學進入信息時代和地下水資源管理時代(中國地質學會,2010)。

21世紀前10年,水文地質研究成果主要集中在三個方面:完成了新一輪全國地下水資源評價,重新評價了我國地下水量及其分布,評價出全國地下水天然補給量多年平均為9235億立方米,地下水允許開采量為3500億立方米;實施了全國地下水資源及其環境調查計劃,尤其是對華北平原地下水形成、演化和更新有了更進一步的認識;圈定了一批大中型地下水資源勘查遠景地段(朱立新等,2007)。

(四)工程地質

工程地質學是20世紀建立發展起來的一門地球科學。工程地質學主要研究建設地區和建築場地中的岩體、土體的空間分布規律和工程地質性質,控制這些性質的岩石和土的成分和結構,以及在自然條件和工程作用下這些性質的變化趨向;制定岩石和土的工程地質分類等。

新中國建立之初,我國從蘇聯引進了工程地質學。60多年來,中國工程地質取得了長足的發展,獲得了一系列重要成就。工程地質在治淮和治理海河的系列工程,長江、黃河、珠江、黑龍江四大流域的水利水電開發,寶成、成昆、襄渝、湘黔、蘭新等鐵道干線的建設,武漢長江大橋、南京長江大橋和黃河大橋的修建,鞍鋼、武鋼、攀鋼、金川、白銀等礦山開采,以及石油、煤炭基地的建設,港口和海岸工程、國防及尖端技術工程建設,攀枝花、嘉峪關、白銀、三門峽、金昌、大慶等新興城市和大量城市的擴建改建等方面作出了突出的貢獻。改革開放後,工程地質在龍羊峽、烏江渡、魯布格、天生橋、五強溪、二灘、三峽、南水北調等水利水電工程,秦山、大亞灣核電站,焦柳線、黔桂線、大秦線、京九線等鐵道線路以及許多大橋、長隧道工程,新的大型礦山油田建設,深圳和一大批經濟開發城市建設,高速公路、高速鐵路和高層建築、立交橋的建設等方面發揮了重要作用。

在工程地質實踐中,形成了一門新的學科——岩土工程學。這是在工程地質學、土力學、岩體力學和水文地質學的基礎上發展起來的交叉學科。中國科學院地質與地球物理研究所以谷德振為首的工程地質研究集體在地質力學和岩體力學的基礎上,將裂隙岩體的結構面作為研究核心,提出岩體結構力學的概念,創立了岩體工程地質力學和岩體結構控制論,強調岩體結構及其對岩體穩定性的控製作用,充分論述岩體結構類型及其力學性質和變形破壞機制、岩體質量及其穩定性評價等(中國地質學會,2010)。

此外,在土體研究方面,對土的微結構開展了廣泛研究,有了深入了解;在區域地殼穩定性研究方面,發展了相對穩定區和「安全島」等理論。其核心問題是斷層發育情況與活動性,地應力狀況,以及區域地震危險性分析,據此做出區域地殼穩定性的分區和評價;在地質災害意識和研究方面,把過去工程動力地質現象的研究引向偏重地質災害方面,並與環境工程地質研究結合起來,進行地質災害的監測、預測預報及防治措施;在工程地質勘察質量方面,在詳細可靠的基礎地質工作和大量勘探試驗工作的基礎上,使用各種新技術、新方法,做了較充分的地質分析和定量評價。

(五)環境地質

環境地質學是研究人類活動和地質環境相互作用的學科,其研究內容為自然和人為引起的環境地質問題,20世紀70年代初期中國開始探討環境地質學的范疇、理論和方法,組建研究機構,到70年代中期,發展成為一門較系統的新學科。

我國環境地質研究近年來取得了一系列重要成就,主要體現在以下幾個方面:①圍繞著城市快速發展,開展了全國330個地級城市,北京、天津、上海三大城市群和巨型城市的環境地質調查與評價,以及環渤海環境地質調查,為城市規劃、建設和管理提供了科學依據。②對大江大河(長江、黃河)開展了新一輪環境地質調查。如對長江上游斜坡的穩定性開展了脆弱性評價;對長江中游,特別是三峽水庫蓄水135米、175米岸坡的穩定性與斜坡變形做了專門調查與監測;對長江中游水患區,即江漢湖群、洞庭湖、鄱陽湖、巢湖地區開展了調查。③開展了新一輪東南沿海及重要經濟區環境地質調查。④全國礦山環境地質調查,弄清了礦山現狀,初步查明了主要環境地質問題,分析了潛在危害,為合理開發礦產資源、保護礦山環境和實現礦山整治、生態恢復與重建,以及礦山地質環境監督管理提供了科學依據。⑤專門開展了北京地區、蘇錫常地區、珠江三角洲地區淺層地下水有機污染調查。初步查明城市及周邊地區的加油站幾乎都有油罐滲漏現象,導致淺層水烴類污染嚴重(哈承祐,2006)。

我國的環境地質學參與了地方病防治調查、環境水文地質和環境工程地質調查、地質災害調查、地下水污染調查等,通過調查和研究提出對策,特別是對地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降和地面塌陷等問題,在廣發調查和深入研究的基礎上,提出了防治的措施。同時,編制了1:600萬比例尺的《中國環境地質圖系》(11幅),編寫了《中國地質災害》(中國地質學會,2010)。

E. 煤礦地質中的象限角是什麼意思,方位角呢

象限角跟數學中平面坐標系x,y軸所指相同,平面坐標系按照上北下南專,左西右東確定方屬向,當一條線自原點射出(射線),在一象限,即北偏東90度范圍,如果與北方向形成夾角30度,象限角可稱為北偏東30度(N30E)。而方位角則是以北方向為始點,射線與北方向的夾角度數(沿順時針旋轉),最小0度,最大360度,正東為90度,正南180,度,正西270度。

F. 拭舉一例說明工程地質工作在工程建設中的地位和作用

就好比說,人民大會堂的一個角樓就是建立在地質斷裂帶上的。
所以幾十年來都需要內對附近的地質運動進容行觀測,並採取一定的加固保護措施。
如果沒有工程地質學以及相應努力,恐怕這座國家級的重要建築的命運就會比較曲折了。

G. 有誰知道工程地質學中主要的成岩礦物是什麼

較常見的成岩礦物有幾百種,但要是知道岩石名稱就簡單多了,可能就幾種礦物。

H. 工程地質學的研究對象和任務

人類的工抄程建築活動襲實在地表或地殼淺部的一定地質環境中進行的,地質環境必然要對建築物的施工和建築物建成以後的正常使用發生不同程度的影響,而且,建築物的修建又必然對地質環境產生不同性質和不同程度的反作用。為了使所修建的建築物能夠正常地發揮預期的效益又造價低廉,而且不會對周圍的環境造成不良後果,在修建建築物之前,必須根據實際需要深入研究地質環境,預測和評價可能產生的,與建築物及其周圍環境有關的地質問題——工程地質問題,為建築物的設計和施工提供必要而充分的地質依據。工程地質問題是多種多樣的,在具體情況下可能出現何種問題及其對建築物和周圍環境的影響程度如何,取決於建築物特點和地質條件,
工程地質學就是研究工程建築物與地質環境相互作用而產生的工程地質問題的學科

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