工程地质及土力学-1.5 岩层 褶皱(原创)

风化 侵蚀
搬运
沉积
固结成岩
塑造山岭与凹地
工程地质及土力学 1.5地质构造
削平高山，填平凹地
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构造运动在岩层或岩体中遗留下来的 各种构造形迹称为地质构造。
1.5.1 水平岩层和单斜构造及产状
一、岩层的概念
岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩 其上下界面称为层面 上层面称为顶面，下层面称为底面。 层面， 石 。其上下界面称为层面，上层面称为顶面，下层面称为底面。
据运动
方向分
水平运动
垂直运动
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1.5地质构造
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地质作用及其分类
地质作用， 地质作用，是指由自然动力引起地球的物质组 内部结构和地表形态发生变化的作用。 成、内部结构和地表形态发生变化的作用。 据能量 内力地质作用 来源分 外力地质作用
地壳运动 岩浆运动
变质作用 地震
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四川省平昌县龙岗区的水平岩层
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四川省平昌县龙岗区的水平岩层
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四川省安县高川乡某观测点的倾斜岩层
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初步的勘查，大致了解地区岩层出露的情况、产状 分布的规律和褶皱的特征，以便制定下一步工作的 计划、路线和方向。 垂直岩层的走向观察。了解岩层的产状、新老关系 和层序，判段是背斜还是向斜，进一步通过分析岩 层的产状、褶曲要素之间的关系，判段褶曲的形态。 沿着岩层的走向追踪观察。了解褶曲的构造变化和 延伸方向，在穿越法的基础上进一步确定袖曲的类 型。
2011年09月
1.1 地球与岩石 1.2 造岩矿物 1.3 岩石 1.4 地质年代表 1.5 地质构造 1.6 岩石与岩体的工程性质 1.7 第四纪沉积物的成因、类型与特征 1.8 土与土层
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地壳运动，又称构造运动，指 由地球内力引起地壳乃至岩石 圈发生变形、变位的运动。
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发育于锡矿山仙人界地区的褶皱
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河南省卢氏县 桃花一带发育 于宽坪群中的 褶皱
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发育于河南卢氏桃花地区元古界宽坪群中的褶皱
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3.褶曲分类 褶曲分类
按转折端形态分
圆弧褶皱
尖棱褶皱
箱状褶皱
扇形褶皱
挠曲
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二、 褶皱
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2. 褶皱构造的野外观察
资料调查 踏勘 穿越法 追索法
野外工作前，对地区岩层的地质年代及其新 老关系作必要的了解。
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同一岩层面上沿向形最低 点（槽）的连线为槽线 厚德 笃学 铸能 思源
3.褶曲分类 褶曲分类
按轴面产状分
1 直立褶皱
2 倾斜褶皱
3 倒转褶皱
4 平卧褶皱
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3.褶曲分类 褶曲分类
按枢纽产状分类
水平褶曲
倾伏褶曲
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二、 岩层产状
倾向 岩层面上与走向线相垂直的线叫倾斜线 (图2-1中之OD)， 倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位即倾向(图 2-1中之OD’)。岩层的倾向只有一个方向，走向线与倾斜线垂直。
图2-1
图2-2
倾角 岩层层面与水平面之间所夹的锐角，称为岩层的倾角。它反 映岩层在空间的倾斜角度(图2-1及图2-2中之α角) 。
地层是指地质历史上某 一时代形成的一套岩层 岩层按其空间状态可分为： 称为那个时代的地层， 包含时间概念。 水平岩层：岩层面与水平面的夹角近于0°（5°）。→水平构造 倾斜岩层：岩层面与水平面有一定的夹角。 →单斜构造 直立岩层：岩层面与水平面近于垂直。 →直立构造 岩层顶、底面之间的垂直距离称为岩层厚度。
四川省剑阁县某观测点的近直立岩层
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四川省青川县枫顺场某观测点的直立岩层
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四川省安县雎 水镇某地区的 近直立岩层
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二、 岩层产状
岩层的产状是指岩层在空间的展布状态。
65°
走向
倾向
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☞ 1.5.2
褶皱构造
岩层在构造应力作用下发生一系列波状弯曲而未丧失 其连续性、完整性的构造，称为褶皱构造，简称褶皱。
首先，让我们先来认识一下褶皱，褶皱的形态千姿百态， 首先，让我们先来认识一下褶皱，褶皱的形态千姿百态， 复杂多样。褶皱的规模差别极大， 复杂多样。褶皱的规模差别极大，小至手标本或显微镜 下的微型褶皱,大至卫星像片上的区域性褶皱。 下的微型褶皱,大至卫星像片上的区域性褶皱。
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发育于四川剑阁县敬元乡地区上泥盆统中的褶皱
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一、 褶曲
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褶皱构造中的一个弯曲，称为褶曲，褶曲是褶皱构造的一个基本组成单位。
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N（0°） （ ° 二、 岩层产状 （270°） W ° E（90°） （ °
岩层产状的表示方法
S（180°） （ °
产状要素的文字记录常用方位角 或象限角表示： ① 方位角法：倾向-倾角 315°∠ 40° ° ② 象限角法：倾向-倾角 N45°W∠ 40°
1.5地质构造
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3.褶皱的工程评价 褶皱的工程评价
褶皱核部多发 育裂隙，直接 影响岩体完整 性和强度
岩层坍塌、 岩层坍塌、 漏水及涌水 问题
翼部开挖边坡， 边坡走向、倾向 与岩层走向、倾 向一致，边坡坡 脚大于岩层倾角
背斜顶部岩层受 张力作用可能坍 塌，向斜核部储 水丰富 隧道或道路 工程线路等埋深 地下工程， 地下工程，一般 布置在褶皱翼部
是岩层中的裂隙。 是岩层中的裂隙。
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1.褶曲的基本形态 .
褶曲形态 向 斜 背 斜 岩层表现 向下弯曲 向上凸起 两翼岩层倾向 相向 相反 地层新老关系 核部新，两翼老 核部老，两翼新 风化剥蚀面露头规律 从中心至两翼由新至老 ，呈对称重复出现 从中心至两翼由老至新 ，呈对称重复出现
背斜和向斜在平面上和剖面上的图示
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确定岩层在空间分布状态的要素，称为岩层的产状要素 产状要素。一 产状要素 般有走向、倾向和倾角。
图2-1
图2-2
岩层面与水平面的交线叫走向线 走向线(图 中之 中之AOB)，走向线两端延伸的 走向 岩层面与水平面的交线叫走向线 图2-1中之 ， 地理方向即为该平面的走向 岩层的走向有两个，相差180°。任何一个平面 走向。 地理方向即为该平面的走向。岩层的走向有两个，相差 ° 都有无数条相互平行的不同高度的走向线。 都有无数条相互平行的不同高度的走向线。
顺层滑动
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☞ 4.3
断裂构造
在构造应力作用下地壳中的岩体产生变形并达到一定程度，使岩 石的连续性和完整性受到破坏，产生不同规模的破裂，称为断裂 构造。
断层
是有明显的相对位 的断裂构造。 移的断裂构造。
节理
是没有明显的相对 位移的断裂构造 的断裂构造。 位移的断裂构造。
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2.褶曲要素 褶曲要素
同一岩层面上最 大弯曲点的连线
褶皱要素是褶皱的基本组成部分。
同一岩层面上沿着 背形最高点（ 背形最高点（顶） 的连线为脊线 褶皱面从一翼过渡到 另一翼的弯曲部分
褶皱两侧部 位的地层
褶皱的中心部分
通过核部大致 平分褶曲两翼 的假想几何面
轴面与水平面或垂直 面的交线。 面的交线。又称轴