文献综述及其格式
(给李建明指导的本科生研究生开题与文献综述阅读)
文献综述是研究者在其提前阅读过某一主题的文献后,经过理解、整理、融会贯通,综合分析和评价而组成的一种不同于研究论文的文体。
1、文献综述的格式
文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果,而文献综述介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样,但总的来说,一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,再根据提纲进行撰写工作。
前言部分,
1)前言部分
要用简明扼要的文字说明写作的目的、必要性、有关概念的定义,综述的范围,阐述有关问题的现状和动态,以及目前对主要问题争论的焦点等。使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。前言一般200-300字为宜,不宜超过500字。
2)正文部分
是综述的重点,其写法多样,写法上没有固定的格式,可按年代顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,只要能较好地表达综合的内容,作者可创造性采用诸多形式。正文主要包括论据和论证两个部分,通过提出问题、分析问题和解决问题,比较不同学者对同一问题的看法及其理论依据,进一步阐明问题的来龙去脉和作者自己的见解。当然,作者也可从问题发生的历史背景、目前现状、发展方向等提出文献的不同观点。正文部分可根据内容的多少可分为若干个小标题分别论述。主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。
3)总结部分
是结综述正文部分作扼要的总结,作者应对各种观点进行综合评价,最好能提出自己的见解,指出存在的问题及今后发展的方向和展望。内容单纯的综述也可不写小结。
4)参考文献
是综述的重要组成部分。一般参考文献的多少可体现作者阅读文献的广度和深度。对综述类论文参考文献的数量不同杂志有不同的要求,一般不少于30条,以最近3-5年内的最新文献为主。
参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此,应认真对待。参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确无误。
2、文献综述规定
1)为了使选题报告有较充分的依据,要求研究生在论文开题之前作文献综述。
2)在文献综述时,研究生应系统地查阅与自己的研究方向有关的国内外文献。通常阅读文献不少于30篇,且文献搜集要客观全面。
3)在文献综述中,研究生应说明自己研究方向的发展历史,前人的主要研究成果,存在的问题及发展趋势等。
4)文献综述要条理清晰,文字通顺简练。
尽量避免大量引用原文,要用自己的语言把作者的观点说清楚,从原始文献中得出一般性结论。文献综述的目的是通过深入分析过去和现在的研究成果,指出目前的研究状态、应该进一步解决的问题和未来的发展方向,并依据有关科学理论、结合具体的研究条件和实际需要,对各种研究成果进行评论,提出自己的观点、意见和建议。应当指出的是,文献综述不是对以往研究成果的简单介绍与罗列,而是经过作者精心阅读后,系统总结某一研究领域在某一阶段的进展情况,并结合本国本地区的具体情况和实际需要提出自己见解的一种科研工作。
5)资料运用恰当、合理。文献引用用方括号[ ]括起来置于引用词的右上角。
6)文献综述中要有自己的观点和见解。不能混淆作者与文献的观点。鼓励研究生多发现问题、多提出问题、并指出分析、解决问题的可能途径,针对性强。
7)文献综述不少于3000字。
3、注意事项
1)搜集文献应尽量全。掌握全面、大量的文献资料是写好综述的前提,否则,随便搜集一点资料就动手撰写是不可能写出好的综述。
2)注意引用文献的代表性、可靠性和科学性。在搜集到的文献中可能出现观点雷同,有的文献在可靠性及科学性方面存在着差异,因此在引用文献时应注意选用代表性、可靠性和科学性较好的文献。
3)引用文献要忠实文献内容。由于文献综述有作者自己的评论分析,因此在撰写时应分清作者的观点和文献的内容,不能篡改文献的内容。引用文献不过多。文献综述的作者引用间接文献的现象时有所见。如果综述作者从他人引用的参考文献转引过来,这些文献在他人引用时是否恰当,有无谬误,综述作者是不知道的,所以最好不要间接转引文献。
4).综述篇幅不可太长。杂志编辑部对综述的字数一般都有一定数量的约定。作者在初写综述时,往往不注意这点,造成虚话、空话较多,重点不突出。综述一般不宜超过4000字。 综述并不是简单的文献罗列,综述一定有作者自己的综合和归纳。有的综述只是将文献罗列,看上去像流水帐,没有作者自己的综合与分析,使人看后感到重复、费解,材料与评述协调。
5)参考文献不能省略。有的科研论文可以将参考文献省略,但文献综述绝对不能省略,而且应是文中引用过的,能反映主题全貌的并且是作者直接阅读过的文献资料。
学术论文参考文献的著录格式
(1)专著: [序号]作者.书名[M].版本(第1版不著录).出版地:出版者,出版年.起止页码.
(2)期刊: [序号]作者.题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码.
(3)会议论文集(或汇编): [序号]作者.题名[A].编者.论文集名[C].出版地:出版者,出版年.起止页码.
(4)学位论文: [序号]作者. 题名[D]. 学位授予地址:学位授予单位,年份.
(5)专利: [序号]专利申请者. 专利题名[P].专利国别(或地区):专利号, 出版日期.
(6)科技报告: [序号]著者. 报告题名[R].编号,出版地:出版者,出版年.起止页码.
(7)标准: [序号] 标准编号,标准名称[S].颁布日期.
(8)报纸文章 : [序号] 作者. 题名[N]. 报纸名,年-月-日(版次).
(9)电子文献: [序号] 主要责任者.电子文献题名[电子文献及载体类型标识].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).
(10)各种未定义类型的文献: [序号]主要责任者.文献题名[Z]. 出版地:出版者,出版年.
详细见科学引文国家标准。
对研究区地质背景的了解,尤其是大地构造属性与地层区划及地层系统、岩相古地理轮廓的总体分析与把握,是开展层序地层学研究的必要前提。
一、地层区划特征
研究区位于湖南、湖北交界地带,属于上扬子地台东南缘,具有较典型的被动大陆边缘特征(王鸿祯,1978,1981,1982;赖才根等,1980,1982;王鸿祯主编,1985;王鸿祯等,1986,1990;周明魁等,1992;刘宝瑁等,1993)(见图1)。根据沉积类型、生物面貌、沉积厚度及层序结构以及顶底界特征等原则(王鸿祯,1978),自北向南,研究区可分属以下三个地层区类型(湖南区调队,1986;曾庆銮等,1987)。其总体特征如下:
(1)大致沿桃源热市—慈利龙潭河—吉首一线以北(北西),岩性及岩相与峡东宜昌一带类似。其奥陶系下部为较纯的碳酸盐岩,夹少量泥页岩;其上部则为泥质较多的碳酸盐岩,并有碳硅质笔石页岩等,最顶部为观音桥层。靠近慈利一带,奥陶系顶部—志留系底部则多有不同程度的缺失。生物群以三叶虫、头足、腕足等为主,间有笔石等。总体厚度300~400m。属于一种基底较稳定的台地相区沉积环境,即扬子区。
(2)以桃源九溪—黄石和慈利陈家河一带为代表,基本上沿武陵山南坡呈北东—南西向延伸。该区奥陶系沉积厚度较大(700~1000m)。其下部地层,自两河口期至牯牛潭期,以含泥的碳酸盐岩为主,夹多层碳酸盐角砾岩等碎屑流沉积,向上逐渐过渡为泥质—粉砂质沉积。奥陶系上部,自庙坡期至五峰期,该区则与扬子区相似,为含泥的碳酸盐岩与碳硅质笔石页岩,顶部出现观音桥层。生物群以扬子型为主,夹有江南型,反映了一种沉积基底较活动、沉降较大的台地边缘斜坡沉积环境,属于通常所说的扬子区和江南区之间的过渡区(武陵山小区)。
(3)以桃江响涛园—安化毛铺子一带为代表,奥陶系为一套厚度不大(300m±)的硅泥质、碳泥质、粉砂质板状页岩,中上部夹含锰碳酸盐岩及近源型浊积砂砾岩。其顶底分别与寒武系、志留系呈连续沉积,生物群以笔石为主体。与前两区相比,总体上显示出远离碳酸盐台地、相对饥饿的深斜坡-盆地沉积背景。该区即属于扬子区与华南区之间的过渡区,习称江南区(雪峰分区)。
二、地层划分与对比
上扬子地台东南缘的峡东—湘西北地区,是我国华南地区奥陶系经典研究区之一。地层研究工作最早可以追溯到20世纪初20、30年代。李四光(1924)、田奇镌等(1933)、王钰(1938)以及孙云铸(1941)等地学前辈,曾在该区内做过许多开创性研究。新中国成立以来,更有许多学者在此进行了多方面、多层次的工作,如杨敬之、穆恩之(1954)、张文堂(1957,1962,1982)、金玉琴等(1959,1964)、刘义仁、傅汉英(1984,1989)、安太庠等(1980,1987)、汪啸风等(1980,1983,1987),等等。另外,湖北省和湖南省地矿局所属单位等,则对该区进行了地质填图及专题研究,如湖北省地矿局三峡地层研究组、原地质矿产部宜昌地质矿产所、湖北及湖南区调队等。数十年的积累,已使该区的生物地层学及相关研究达到较高的水平。宜昌黄花场剖面等已成为我国奥陶系指定层型剖面(赖才根等,1982;汪啸风等,1987)。
本文基本沿用该区现有的地层系统(表1-1)。奥陶系的年代地层特别是阶根据赖才根等(1982)以及汪啸风和陈旭等(1996)的划分综合而成。笔石带、牙形石带则分别参照安太庠(1987)、倪世钊等(1987)、陈旭等(1993)、汪啸风和陈旭等(1996)、张建华(1996)等人的资料综合。寒武—奥陶系暂以Cordylodus lindstromi带的底界为界,奥陶—志留系暂以Glyptograptus persculptus带底界为界(汪啸风等,1987,1992)。系、阶界线年龄分别采用Harland等(1989)以及王鸿祯、李光岑(1990)和王鸿祯(1996)的数据。岩石地层划分基本根据曾庆銮等(1987)、湖南区调队(1986)及汪啸风和陈旭等(1996),但此次在湘西北划分出了大田坝组、舍人湾组等,并对桃花石组等岩石地层单位的界线,从层序地层学的角度进行了重新厘定(参见第八章)。
表1-1 上扬子东南缘奥陶系多重地层划分对比表
三、沉积环境及古地理演化
已有的研究表明,奥陶纪时,扬子地台总体上处于靠近冈瓦纳大陆的南半球低纬度地区(王鸿祯等,1985;汪啸风等,1987;Chen和Rong,1992;刘宝珺等,1993;Wang和Chen,1995),这使得扬子地台奥陶系的地层沉积总体上以碳酸盐岩为主。但是,由于晚期的古纬度要比早期稍稍靠南(王鸿祯,1985;汪啸风等,1987;Chen和Rong,1992;刘宝珺等,1993;Wang和Chen,1995),并因此更多地受到了冈瓦纳大陆冰川及深凉水背景的影响,使得这块地台在奥陶纪晚期,无论沉积类型还是生物群面貌,都呈现出有别于早期温暖浅水的深凉水特征来(戎嘉余,1984;Chen,1984;陈旭等,1986;戎嘉余等,1987;曾庆銮,1991;王志浩等,1996)。而从鄂西到湘中,从碳酸盐台地内部经其边缘向陆棚斜坡和盆地的沉积相区的横向变化,使得该地区沉积环境的在时空上的演替,变得更为复杂多样(湖南区调队,1986;周名魁等,1993;刘宝珺等,1993;汪啸风等,1996)。尽管如此,在总体上,奥陶纪时本研究区及所在的上扬子地台仍可分为两个较大的沉积阶段,即:
1.正常温暖浅水碳酸盐台地阶段
该阶段时限为两河口期—红花园期。它们基本上继承着震旦纪末期以来的沉积背景和格局。这一阶段,研究区内又可分为以下三个相区:
(1)台地相区:自慈利龙潭河—桃源热市一线以北,包括峡东地区在内的广大区域;
(2)台缘斜坡相区:以桃源九溪—黄石及慈利陈家河一带为代表,沿武陵山南坡呈北东—南西向延伸的狭长地带;
(3)深水陆棚(斜坡)—盆地相区:以桃江响涛园—安化毛铺了—带为代表,沿雪峰山南麓向东南展布的地区。
2.淹没深凉水碳酸盐台地阶段
该阶段自大湾期开始,直到五峰期末。在这一阶段,上述的前两个相区基本合二为一,普遍发育含较深水环境生物组合的瘤状泥灰岩、具收缩纹泥灰岩等,呈现出较典型的广海陆棚沉积环境,但第三相区仍然存在。该阶段又可以牯牛潭期和庙坡期之间为界,分为前后两个次级阶段。前后相比,后者则发育有代表滞流、还原背景的黑色硅质碳质笔石页岩,反映了沉积环境等曾有较大变化。
“构造控制盆地,盆地控制沉积”(王鸿祯,1992)。下面,作者将以古斜坡坡度及沉积基底构造沉降速率的测算,来概括性地揭示研究区的沉积环境及古地理变化。
Middleton和Hampton(1973)曾经以大量而翔实的实际资料,总结过地层中碎屑流的厚度与古斜坡坡度角的关系,并提出了如下的经验公式:
Tcrit=(K+σntanφ)/ρ1gsinθ
其中Tcrit为碎屑流沉积岩的厚度,K为碎屑流静力学强度,σn为正常沉积静力学强度,φ为摩擦角,θ为斜坡角,ρ1为碎屑流润湿密度。对于润湿未固结的沉积岩,由于φ接近于零(Schofild和Worth,1968),因此上述公式可简化为:
Tcrit=K/ρ1gsinθ
又根据D=8.8K/g△ρ可求得K。其中D为重力流可搬运的最大球状砾石直径,g为重力加速度,△ρ为碎屑流和基质的密度差,因此
sinθ=D·△ρ/8.8ρ1Tcrit
又因为对颗粒支撑的重力流而言,ρ与灰岩密度近等,即等于2.73g/cm3,△ρ则可近似地视为1.73g/cm3,所以
sinθ=0.072D/Tcrit θ=arcsin(0.072D/Tcrit)
按照这一公式,根据研究区碎屑流沉积中最大等轴状或近等轴状砾石粒径数据,对古斜坡坡度和碎屑流静力学强度进行了估算,结果如表1-2所示:
表1-2 研究区奥陶纪古斜坡坡度及碎屑流静力学强度表
注:HJ即九溪剖面,HH为桃源黄石镇剖面,HC为慈利陈家河剖面。O1p即盘家嘴组,O1m即马刀育组这三条剖面均属于武陵山小区。HX则为桃江响涛园(南石冲)剖面,O2n即南石冲组,属于湘中区。
从上表中可以看出:
(1)研究区奥陶纪古斜坡坡度为0.12°~1.40°。它们包含在现代所观测的可发生碎屑流的斜坡角范围中(0.1°~6.5°)(Embley,1976;Jacobi,1976),与李杰测算的川陕及湘黔交境晚寒武世发生碎屑流沉积的古斜坡坡角(0.28°~2.49°;1.07°~2.35°)相比较,总体上也是一致的。
(2)研究区内碎屑流静力学强度值的范围在102~104Pa之间。这与A.M.Johnson(1970)关于现代地表泥石流的强度(102~104Pa)及刘宝珺(1990)关于湘黔地区寒武纪碎屑流静力学强度(102~104Pa)李杰关于川陕、湘黔交境地区晚寒武世碎屑流静力学强度(103~104Pa)是基本吻合的。
(3)如果测量值没有大的偏差的话(不排除因露头面积所限、所能见到的最大等轴粒砾石的直径有可能会偏小等),那么,奥陶纪早期湘北九溪一带的古斜坡坡度角,看起来总体上要比晚期湘中响涛园一带的大一些。同时,根据当前的坡度测算值,并参考台地边缘湘北热市—茅草铺一带当时的古水深(潮间带附近)等,可以估算出湘北九溪一带和湘中响涛园一带古斜坡在理想状态下的“古水深”。其中,前者大多为100~200m,后者则为350~700m左右。这也从另一个角度说明了问题:前者属于碳酸盐台地前缘斜坡,后者则可能已属外陆棚缓坡地带或盆地相区(王鸿祯,1985;湖南区调队,1986;周名魁等,1993;刘宝珺等,1993)。前者大体上或可与现代热带-亚热带海洋的大堡礁及巴哈马台地边缘等相比照,后者则大致可与我国东海及黄海陆架外部等相对应。同时,这也表明,此前有关九溪一带“下奥陶统存在着等深流沉积”的认识(高振中等,1995)是令人怀疑的,至少是值得商榷的。
由此可见,上扬子地台东南缘湘西北—湘中一带的沉积基底,自北西向南东,大致上从坡度稍陡的碳酸盐台地前缘斜坡,逐渐转换为坡度较缓的外陆棚缓坡或盆地相区,基本上继承了震旦、寒武纪以来的面貌(刘宝珺,1991;刘宝珺等,1993)。而由于红花园期之后碳酸盐岩台地的被淹没(刘宝珺等,1993)和沉积充填,坡度稍陡的碳酸盐台地前缘斜坡,已随之转化为坡度较缓的陆棚缓坡的一部分。即自大湾期开始,研究区的沉积基底环境又有了一些改观。
Von Bubnoff(1954)最早运用了时间-沉积厚度曲线,即平均沉降速率来表达沉积盆地沉降史。尽管它比现在的“反剥法”所达到的精度稍低,数值稍小,但最终所获得的趋势与后者是基本一致的(刘宝珺等,1993)。因此,在缺乏孔隙度及压实比等参数的情形下,人们仍可以直接用现在的实测地层厚度,参照一些界线年龄来求得这一数值。下图即为作者根据研究区的4条奥陶系基干剖面的实测数据,参照现有的奥陶系各阶年龄(表11),做成的研究区奥陶纪基底沉降曲线(图1-1)。
图1-1 研究区奥陶纪基底沉降曲线对比图
Ⅰ—桃江响涛园;Ⅱ—宜昌黄花场;Ⅱ—桃源热市-茅草铺;Ⅳ—桃源九溪
从图中可以看到以下特点:
1.各区基底沉降速率的差异
总体上沉降最大、最快的地区是九溪剖面所代表的武陵山小区,即台缘斜坡区。其次是热市—茅草铺剖面所在的八面山小区,它属于台地相区,但非常接近台地前缘斜坡,大致相当于枢纽带(hinge)附近。再次则是黄花场剖面所在的峡东区,属台地内部相区。沉降最小、最慢的地区是响涛园剖面所在的湘中区,属外陆棚斜坡-盆地相区。这说明相区的形成及地层区的划分,实际上首先是由沉积基底的稳定程度所决定的。
2.各地区普遍存在这样几个基底沉降演化阶段
(1)两河口—红花园期:属于强沉降阶段。沉降速率范围为4~25m/Ma,顺序为九溪>热市>黄花场>响涛园。反映研究区所在的上扬子地台及其边缘,总体可能处于一种热沉降拉伸或裂谷状态(Miall,1990;Einsele,1992;刘宝珺等,1993),并有可能最终导致了整个地台区和碳酸岩台地的被淹没(刘宝珺等,1993)。这一时期不仅在斜坡(湘西北九溪一带)及盆地相区(如湘中新化等地)均出现了较典型的类复理石式浊积岩(湖南区调队,1986),而且在台地内部相区的峡东一带,也出现了碳酸盐角砾岩等重力流堆积(雷卞军等,1996),可能就是这种应力背景状态的一个突出表现。
(2)大湾—牯牛潭期:属于弱沉降阶段,沉降速率范围降低为1.9~7.3m/Ma,总体上远远小于前一阶段的幅度,但顺序有所变化,为九溪>响涛园>黄花场>热市。其中前两者的速率十分接近,不过,响涛园的沉降幅度却超过了前期。而后两者的幅度比前期减少了许多。反映出上扬子地台及其边缘的热沉降拉伸或裂谷状态,比前期减弱了许多,并可能有某种调整。因而在其末期导致了上扬子地台及其边缘整体露出海平面,并遭受到不同程度的剥蚀(汪啸风等,1996)。
(3)庙坡—临湘期:属于极弱沉降阶段。沉降速率均变得非常低,为0.7~1.2m/Ma,四个地区很相似,仅九溪剖面稍稍小些。反映出研究区总体上可能处于构造沉降甚小、整体较为稳定的均衡状态,并很可能在早期出现了较快、较大幅度的海平面上升,造成了缺氧事件,从而使其代表性产物-黑色笔石页岩,几乎遍布原来各个相区(湖南区调队,1986;曾庆銮等,1987)。后期虽有改观,但总体仍远离物源区——不管是碎屑岩滨岸,还是碳酸盐台地,属于一种相对稳定、还原的沉积环境,因而有利于较为均一、厚度不大的瘤状泥灰岩、具收缩纹泥灰岩的形成(陈旭等,1986)。并在末期有可能逐渐暴露或接近暴露,因而一些地点出现了白云岩等(刘永耀等,1984)。
(4)五峰期:总体属于弱沉降阶段,但各地差异较大。沉降速率范围可从2m/Ma增至12m/Ma。其中,热市一带因后期剥蚀缺失而难以估算,余者的顺序为九溪>响涛园>黄花场。反映该区可能又出现了新的热沉降拉伸,如湘中桃江—安化一带发育了近源浊积岩(徐熊飞,1980)。末期则因出现了挤压状态(刘宝珺等,1993),造成了以热市一带为代表的湘鄂黔交界地区局部隆升成陆,并遭受剥蚀(穆恩之,1954;湖南区调队,1986)。
根据所认识的地震发生规律,用科学方法对未来地震发生的时间、地点和强度作预先的估计。地震预报则是在具备一定可靠程度的前提下将地震预测的意见向公众宣布。有实用价值的地震预报必须同时报出时间、地点和强度。科学的地震预测是将来实现地震预报的基础。
地震预测是第二次世界大战结束以后开展的探索性研究项目,特别是中、短期或临震前的预测尚处于探索阶段,远远没有到可以实用的程度。一些学者对实现地震预报抱有怀疑,对于用行政手段组织地震预测持保留态度。
地震预测的科学前提是认识地震孕育和发生的物理过程,包括地球介质物理、力学性质的异常变化。但是人类对地震成因和地震发生的规律还知之甚少,主要是因为地震是宏观自然界中大规模的深层的变动过程,不同于实验室中单纯的可控条件下进行的样品试验,其影响因素过于复杂,还可能有人类未知的因素存在。人们所能做的是在地面上观测某些物理量,这种观测通常是不完全的和不完善的。在当代科学技术条件下,人们还不能深入地球内部直接或间接观测深层介质的物理状态 ,因为测量过程本身就将打破原有的状态。而所能观测的物理量异常变化是否与地震的发生真正相关还不能确知 。这就是地震预测研究所以进展缓慢的真实原因。
地震预测研究有3种不同的思路:
①地震地质。地震发生在地壳中上层,故认定地震应属于地质过程。研究已发生的大地震的地质构造特点,应有助于今后判定何处具备发生大地震的地质背景。但有些地震发生前,地质构造往往不甚明朗,震后才发现有某个断层,认为与地震有关。
②地震统计。对过去已发生的地震,运用数理统计方法,从中发现地震发生的规律,特别是时间序列的规律,根据过去以推测未来。此法把地震问题归结为数学问题。因需要对大量地震资料作统计,研究的区域往往过大,所以判定地震的地点有困难,而且外推常常不准确。
③地震前兆。地震是地球介质的破裂,故认定地震应属于物理过程。观测地球物理场各种参量以及地下水等异常变化,可能找到有用的地震前兆 。前兆研究中的最大困难是,观测中常遇到各种天然的和人为的干扰,而所谓的前兆与地震的对应往往也是经验性的。尚未找到一种普遍适用的可靠的前兆。
以上 3种思路都有片面性,都不能独立地解决地震预测问题 。实际采取的是综合的办法,把3种不同思路所得放在一起对比参照,力求对未来的地震活动作出估计。
地震预测是世界难题,第一,地球的不可入性。大家知道上天容易入地难,我们对地下发生的变化,只能通过地表的观测来推测;第二,地震孕律的复杂性。通过专家多年的研究,现在逐渐认识到地震孕育、发生、发展的过程十分复杂,在不同的地理构造环境、不同的时间阶段,不同震级的地震都显示出相当复杂的孕律过程;第三,地震发生的小概率性。大家可能都感觉到,全球每年都有地震发生,有些还是比较大的地震。但是对于一个地区来说,地震发生的重复性时间是很长的,几十年、几百年、上千年,而进行科学研究的话,都有统计样本。而这个样本的获取,在有生之年都非常困难。
由于地震预测作为一个世界性科学难题,全世界都在努力研究地震预测,探索地震预测的有效途径,但就现在来说,不管国内还是国际上,还很难完全准确地预报地震。一次真正的有社会显示度的预报意见必须给出未来地震时间、地点和震级,即时空强三要素,一种实用的预报方法必须具有较高的准确率。
动物对于地震更为敏感,许多动物的某些器官感觉特别灵敏,它能比人类提前知道一些灾害事件的发生,例如海洋中水母能预报风暴,老鼠能事先躲避矿井崩塌或有害气体等等。至于在视觉、听觉、触觉、振动觉,平衡觉器官中,哪些起了主要作用,哪些又起了辅助判断作用,对不同的动物可能有所不同。伴随地震而产生的物理、化学变化(振动、电、磁、气象、水氡含量异常等),往往能使一些动物的某种感觉器官受到刺激而发生异常反应。如一个地区的重力发生变异,某些动物可能能过它的平衡器官感觉到;一种振动异常,某些动物的听觉器官也许能够察觉出来。地震前地下岩层早已在逐日缓慢活动,呈现出蠕动状态,而断层面之间又具有强大的磨擦力,于是有人认为在磨擦的断层面上会产生一种每秒钟仅几次至十多次、低于人的听觉所能感觉到的低频声波。人要在每秒20次以上的声波才能感觉到,而动物则不然。那些感觉十分灵敏的动物,在感触到这种声波时,便会惊恐万状,以致出现冬蛇出洞,鱼跃水面,猪牛跳圈,狗哭狼吼等异常现象。动物异常的种类很多,有大牲畜、家禽、穴居动物、冬眠动物、鱼类等等。动物反常的情形,人们也有几句顺口溜总结得好:
震前动物有预兆,群测群防很重要。
牛羊骡马不进厩,猪不吃食狗乱咬。
鸭不下水岸上闹,鸡飞上树高声叫。
冰天雪地蛇出洞,大鼠叼着小鼠跑。
兔子竖耳蹦又撞,鱼跃水面惶惶跳。
蜜蜂群迁闹轰轰,鸽子惊飞不回巢。
家家户户都观察,发现异常快报告。
除此之外,有些植物在震前也有异常反应,如不适季节的发芽、开花、结果或大面积枯萎与异常繁茂等。
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【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30.353m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.398m,坡高0.5%~-1.317%,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30.493m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.490m,坡度0.5%~-1.321%,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342.9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31.81Km。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程94.7m,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30.47Km,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度1.2457Km。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1634.1m,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+625.95~DK172+725.5。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4.6m.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15.2℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-5.9℃,年平均降水量785.5mm,年平均蒸发量1160.5mm,最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
3.1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。
3.2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+878.4。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。
3.3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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