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北京交通大学 土木建筑工程学院 工程地质实习报告
专 论
? 实习基本技能
? 罗盘仪的使用及测量
岩层产状要素，可以用地质罗盘仪测定，也可以通过作图或计算的方法进行确定。认识地质罗盘仪的构造，了解其主要用途，熟练掌握使用地质罗盘仪在不同条件下测量岩（断）层产状的方法。 1、地质罗盘仪的结构
地质罗盘仪是地质工作者经常使用的一种轻便仪器。在野外地质工作中，常用它测定方向和岩层及其他结构面（如节理面、断层面）的产状要素。地质罗盘仪的构造如下图所示。
地质罗盘仪
（１）罗盘仪部分用于测定方向，如目标方向及岩层走向、倾向等。主要部件分别介绍如下：
①瞄准器（前后各一个，前置折叠式瞄准器又称指北标）：由准星和观测孔组成，用来瞄准目标物。
②方位角刻度盘：逆时针方向刻有３６０°方位角数值（少数罗盘仪刻有象限角，刻度盘分四个象限，每一象限均为０°～９０°，其中，南、北为０°，东、
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西为９０°）。
③磁针：在北半球国家使用的罗盘仪，缠有铜丝的一端为磁南针，另一端为磁北针。当磁针水平静止后，磁北针指向刻度盘上对应的度数值为指北标所指方向的磁方位角（如果经过罗盘仪上的磁偏角校正，则为真方位角）。
④磁针制动器：用以制动磁针，便于读数，并在罗盘仪不使用时将磁针与支撑轴顶部的尖端分离，对转动摩擦部位实行保护。
⑤方位角刻度盘校正螺丝：通过轻微旋转可以转动方位角刻度盘，达到校正磁偏角的目的。
⑥水准气泡：用于帮助罗盘仪放置水平，当气泡居中时，罗盘仪底盘处于水平位置，磁针灵活转动，待其静止后准确指示所测方向方位角（或象限角）的度数值。
（2）倾斜仪部分
用于测定倾斜角度，如岩层倾角等。主要组成部分包括倾斜角刻度盘、倾斜仪指针、倾斜仪水准气泡和倾斜仪制动器（位于底盘背面），其中后三者被固定在一起。把罗盘仪底盘长边贴紧所测倾斜线，当拨动制动器使倾斜仪水准气泡居中时，指针所指刻度盘上的度数值即为所测倾斜线的倾斜角度。罗盘仪方位角刻度盘在逆时针方向刻有３６０°，这与方位角所规定的方向正好相反。这是因为在具体测量方向时，操作过程中转动的是罗盘仪，而磁针始终是指向磁南、磁北极，相对刻度盘恰好是向相反方向转动，因此逆时针刻划才能在刻度盘上读出所测方向的（磁）方位角值。 2、地质罗盘仪测量产状要素的方法 （1）直接测量法
利用地质罗盘仪在岩层面上量取岩层的走向、倾向和倾角，如下所示。在一定地区进行地质工作使用地质罗盘仪时，应首先根据该地区的磁偏角对罗盘仪进行磁偏角校正。各地区的磁偏角不同，例如，我国西部地区磁偏角偏东，校正时应加上磁偏角度数；而东、中部地区磁偏角偏西，校正时应减去磁偏角度数。经过磁偏角校正后，在本地区使用地质罗盘仪，所测得的方位角即为真方位角。
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地质罗盘仪测量岩层产状示意图
（2）间接测定法
在隧道内找不到理想的岩层面时，可采用间接测量法测定岩层产状。如下图所示，在隧道中找出分别位于隧道掌子面和一侧边墙的同一岩层面ＤＢ、ＤＣ，分别找出标高相同的两点Ｅ、Ｆ，以测绳连接ＥＦ，即为该层面上的一条走向线，然后用地质罗盘仪测出ＥＦ的方向，即为岩层走向。按照实际观察岩层的倾斜方向，将走向值加（或减）９０°，便得到岩层倾向。岩层倾角α的求法是，先用地质罗盘仪测出隧道掌子面的方向，并算出它与岩层倾向间的夹角ω；再测出该方向岩层的视倾角β，根据公式ｔａｎβ＝ｃｏｓω·ｔａｎα即可计算得出岩层的倾角。
间接测量法测定岩层产状
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3、野外实地测量岩（断）层产状要素
在野外选择适当位置，由学生选择岩层面，并测量岩层产状。岩层面是不同岩性岩层的分界面，应注意避免出现把岩层的层理面、节理面等较平整的面误作岩层面的现象。同时，还需要注意，选择岩层面应能够代表附近一定范围岩层的产状。如果岩层面不十分平整，可以在测点层面上放置平板（或硬卡片等），在其上测量产状。
（1）在缓倾斜或近水平岩层面上测量产状
①测走向：将罗盘仪的一条长边底线紧贴岩层面，调节罗盘仪使水准仪气泡居中，当磁针静止后对应刻度盘上的刻度值即为岩层两个走向的方位角值。其中，磁北针对应的刻度值为折叠式瞄准器一侧的走向，磁南针对应的刻度值为相反的另一个走向。
②测倾向：将罗盘仪的一条短边底线紧贴岩层面，折叠式瞄准器指向岩层倾斜方向，调节罗盘仪使水准仪气泡居中，当磁针静止后磁北针对应的刻度值即为岩层倾向的方位角值。
③测倾角：将测走向或倾向时罗盘仪的底面与岩层面的接触线画出，即为走向线。利用罗盘仪长、短边的垂直关系可在岩层面上画出真倾斜线。将罗盘仪侧立，使长边与真倾斜线重合，手指微微转动倾斜仪制动器旋钮，至倾斜仪气泡居中停止转动，这时倾斜仪刻度盘上的度数值即为倾角。走向和倾向二者只需测量其一。但如果只测量走向，必须根据实际的岩层倾斜方向换算出岩层倾向。换算的方法是：在读出岩层的一个走向后，如果由这一走向顺时针旋转９０°为倾斜方向，则在此走向的方位角值上加９０°即为倾向；如果由这一走向逆时针旋转９０°为倾斜方向，则在此走向的方位角值上减９０°即为倾向。 （2）在急倾斜岩层面上测量产状
在急倾斜岩层面上测量产状也可以用上述方法进行，不过下列方法更加方便准确。
①将罗盘仪镜盖紧贴岩层面并调节罗盘仪至水平，磁北针所指的刻度值即为倾向方位角的值。
②沿镜盖长边作线即为真倾斜线。
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