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《工程地质学》第三章地质构造

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工程地质学-第三章 岩体的工程地质性质与岩体分类-1-结构面特征与结构面类型

工程地质学-第三章 岩体的工程地质性质与岩体分类-1-结构面特征与结构面类型

1）产状：结构面的产状常用走向、倾向和倾角三要素 表示。 2）连续性：结构面的连续性反映结构面的贯通程度， 常用线连续性系数、迹长和面连续性系数等表示。 3）密度：结构面的密度反映结构面发育的密集程度， 常用线密度、面密度和间距等指标表示Байду номын сангаас 4）张开度与填充胶结特征：结构面的张开度e是结构 面两壁面间的垂直距离（mm） 5）形态：结构面的形态对岩体的力学性质及水力学性 质存在明显的影响。 6）结构面的组合关系：控制着可能滑岩的岩体的几何 边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型， 它是工程岩体稳定性预测与评价的基础。
1)原生结构面：是岩体在成岩过程中形成的结构面，其特征与 岩体成因密切相关。因此，又可将其分为沉积结构面、岩浆结 构面和变质结构面三类。原生结构面除部分经风化卸荷作用裂 开外，多具有不同程度的连接力和较高的强度。 (1)沉积结构面
沉积岩的层理、层面、沉积间断面及沉积软弱夹层等都属 于沉积结构面。 (2)火成结构面
在岩体的强度性质中，最重要的是抗剪强度。
它是影响工程安全和造价的重要因素，在岩基抗滑稳 定、边坡岩体稳定和地下硐室围岩稳定性分析与近似 中，岩体的抗剪强度参数是必不可少的。
二、岩体的流变特征
蠕变：指在应力一定的条件下,变形随时间的持续而逐 渐增长的现象； 松弛：变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐减 小的现象。 长期强度：出现蠕变破坏的最低应力值
2.结构面的规格和等级 按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其
力学效应，可将结构面划分为如下五级： Ⅰ级：指大断层或区域性断层。 Ⅱ级：指延伸长而宽度不大的区域性地质界面，如较 大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。 Ⅲ级：指长度为数十米至数百米的断层、区域性节理、 延伸较好的层面及层间错动等。 Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层 及较发育的片理、剪理面等。其长度一般为数十米至 二三十米，宽度近于零至数厘米不等，是构成岩块的 边界面。 Ⅴ级：又称微结构面，指隐节理、微层面、微裂隙及 不发育的片理、劈理等，其规模小，连续性差，常包 括在岩块内，主要影响沿块的物理力学性质。

《工程地质》课件 第三章 地质构造

《工程地质》课件 第三章 地质构造

图3-14 节理走向玫瑰花图
按上述步骤就能绘制出节理走向玫瑰花图。玫瑰 花瓣愈长，说明此方位角范围内出现的节理数目愈多； 玫瑰花瓣愈宽，说明节理方向的变化范围愈广。
节理倾向玫瑰花图、节理倾角玫瑰花图的绘制方 法与节理走向玫瑰花图大同小异，只不过因为每条节 理的倾向、倾角只有一个数值，因此作图时，要用整 个圆，如图3-15所示。节理倾角玫瑰花图可和节理倾 向玫瑰花图绘在一个图内，用不同的颜色加以区分。
1〕按成因分类
01
02
03
原生节理
指岩石形成过程中 形成的节理，如玄武岩 在冷却凝固时体积收缩 形成的柱状节理。
构造节理
指在构造运动产生的 构造应力作用下所形成的 节理。构造节理常常成组 出现，可将其中一个方向 的平行节理称为一组节理。
表生节理
由卸荷、风化、爆 破、溶蚀等作用形成的 节理，分别称为卸荷节 理、风化节理、爆破节 理、溶蚀节理等。这种 节理也称为裂隙，属非 构造的次生节理。
图3-15 节理倾向玫瑰花图和节理倾角玫瑰花图
3〕节理的发育程度 节理的发育程度可以按其组数、密度、长度、张开度及充填情况的不同进行分级。节理的等 级及各级特征如表3-2所示。
表3-2 节理发育程度分级表
节理与地面和地下工程的关系都很密切，主要表现在以下几个方面。 ① 节理破坏了岩石的整体性，增大了地下硐室和坑道顶板岩石垮塌的可能性，同时也增加了 施工的难度。因此，设计和施工中应考虑避开节理特别发育的地段。 ② 节理可能成为地下水运移的通道，导致矿井、地下建筑施工过程中发生突水事故。同时， 节理裂隙还可能作为煤矿中瓦斯运移的重要通道，带来平安隐患。 ③ 假设节理缝隙被黏土等物质所充填而润滑，节理面成为软弱结构面，会导致斜坡体易沿节 理面产生滑动，工程施工中对此须予以高度重视。 ④ 在挖方和采石时，可以利用节理面，以提高工效。 ⑤ 在节理发育的岩石中，有可能找到裂隙地下水作为供水资源。 ⑥ 直接坐落在岩石上的高层建筑的浅根底需要凿除裂隙发育面。 ⑦ 高荷载水平的桩基持力层入岩深度，宜选在裂隙相对不发育的中风化或微风化基岩中。

工程地质(课件)第三章地质构造全篇

工程地质(课件)第三章地质构造全篇
19/63
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
20/63
第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
35/63
产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
15/63
我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
17/63
中国地势分布示意图
18/63
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
7/63
岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
8/63
变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
25/63
2. 岩浆岩与围岩接触关系

《工程地质学》第三章地质构造

《工程地质学》第三章地质构造
1.层状地层接触关系-构造运动、岩浆活动、地质发展历史的记录。
沉积岩间的接触关系
整合接触(conformity)：时间上连续，产状上一致。反映地壳 连续均匀下降。
不整合接触（有明显的沉积间断）——平行不整合，角度不整合 平行不整合 (disconformity)：
时间上不连续，产状一致。 反映地壳间断上升。
地质年代：
绝对年代：指组成地壳的岩层，从形成到现在 的准确时间，通过放射性元素蜕变周期测定。
相对年代：通过地层之间的上下层序、古生物 化石、岩性变化和地层接触关系测定。
地层层序法、古生物化石法、岩性对比法、地层接触关系法
地层层序法
充分利用沉积岩的泥裂、波痕、雨痕等层面构造特征
地层层序法
古生物化石法
实例：
1.节理组合 形成危岩
2.建筑地
基中的大 裂隙需要 先处理
不稳定
稳定
二、断层
→破裂
面两侧岩 块有显著 位移的断 裂构造。
(—)断层的几何要素
断层面 断盘（上下盘） 断层线 断距（水平断距、铅垂断距） 断层破碎带
(二)断层的基本类型
正断层 逆断层 平移断层
断层的组合类型
§3.4 断裂构造
断裂构造→地壳中岩层或岩体受力达
到破裂强度发生断裂变形而形成的构造。
基本类型 →按其规模及断裂面两侧的
相对位移
→节理、断层。
节理（裂隙）
→岩石中岩块沿破裂面没有显著
位移的断裂构造。
构造节理：分布广、规模大、规律性强 非构造节理：原生、次生→规律性不强、范围小
构造裂隙分为剪节理、张节理和劈理
角度不整合(discordant)：
时间上不连续，产状不一致。 反映地壳剧烈运动。

工程地质基础-地质构造

工程地质基础-地质构造

2.岩层产状的表示方法
（1）方位角表示法：用倾向和倾角表示
210°∠25°，读倾向210度，倾角25度。
（2）象限角表示法(用走向、倾角、倾向线表示)
N45°E∠30°SE 北偏东45度，倾角为30度， 倾向南东
（3）符号表示法——地质图中常用
40°┴：长线代表走向，短线代表倾向，度数是倾角
：岩层产状水平
交线
(3)岩层的厚度是其顶、底面间的高差。 (4)岩层出露宽度：岩层顶层和底面地界线间的水
平距离，取决于岩层厚度和地面坡度；
3.2.2 倾斜岩层
岩层层序正常，上层为新岩层，下层为老岩层，层面与水平有一交角的岩 层称为倾斜岩层。岩层的倾斜方向及倾斜角度基本一致，称单斜岩石
单斜构造的力学成因
图 4-3 地层层序
2、褶皱的形态分类
按轴面产状分类
(a)
直立褶皱
(b)
倾斜褶皱
(c)
倒转褶皱
(d)
平卧褶皱
按轴面产状分类
直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱
轴面近直立 两翼倾向相反 倾角近相等 轴面倾斜 两翼倾向相反 倾角不等
轴面倾斜 两翼倾向相统 一翼倒转
轴面近水平 一翼正常 另一翼倒转 轴面弯曲 平卧
3.如图所示的岩层的接触关系是（ B ） A.整合接触 B.角度不整合接触 C.假整合接触 D.平行不整合接触
4.某地上、下两套地层时代不连续，产状基
本一致，则它们的接触关系是（ C ） A.整合接触 B.沉积接触 C.假整合接触 D.角度不整合
5.如图所示，关于岩层接触关系表述全部正确的是（
断裂构造按力学性质可分为压性、张性、扭剪 性以及压扭性和张扭性
（1）压性断裂 （2）张性断裂

3 地质构造及其对工程的影响

3 地质构造及其对工程的影响
工程地质学 Engineering Geology
土木工程学院 地下建筑与工程系
温故而知新
名词解释 解理 层理 片理 摩氏硬度计 斑状结构 似斑状结构 变余结构
岩浆岩的产状主要有哪些？ 按SiO2的含量，岩浆岩可分为哪几类？ 岩浆岩的结构和构造有哪些？
温故而知新
沉积岩主要由哪些物质组成的？按物质 组成特点，沉积岩可分为哪几类？
沉积岩的结构和构造有哪些？ 沉积岩碎屑结构的胶结物有哪几种？强
度比较如何？ 沉积岩区别于岩浆岩的重要特征是什么？
温故而知新
引起变质作用的主要因素是什么？ 变质岩的结构和构造有哪些？ 了解一些常见的矿物及三大岩类。 沉积岩层相对地质年代的确定方法有哪
些？如何应用？ 岩浆岩相对地质年代的确定方法有哪些？
下降盘
上升盘
断层面
3.4.3 断层
山东潍坊新第三纪玄武岩中逆冲断层
3.4.3 断层
断层的基本类型
正断层 逆断层 平移断层
3.4.3 断层
正断层
上盘下降,下盘上升。 一般受张拉力及重力作用。 特点:
规模小，断层线平直， 断层面较陡，常大于45°。
上盘下降
3.4.3 断层
3.4.3 断层
3.3 褶皱构造
3.3 褶皱构造
唐家山背斜滑坡（ 2008.8）
3.3 褶皱构造
唐家山背斜滑坡（陈建峰摄 2008.8）
3.3 褶皱构造
核部－受力集中部位
岩层一般比较破碎，存在岩体稳定性问题，若 为向斜，又存在轴部地下水富集的问题。
3.3 褶皱构造
褶皱的野外观察
人们容易误认为背 斜为山，向斜为谷。但 向斜山与背斜谷的情况 在野外也比较常见的。 因此，不能够完全以地 形的起伏情况作为识别 褶曲构造的主要标志。

工程地质3.4_不整合

工程地质3.4_不整合
P2 C3 CC2 2 D3
二 不整合的类型
角度不整合 产状不一致。 原因：不整合沉积之前， 构造运动有褶皱，有断 层，运动形式以水平挤压 为主。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二 不整合的类型
工程地质学
第三章 地质构造及其对工程的影响
About…
第三章 地质构造及其对工程的影响
概述 §3.1 水平构造和单斜构造 §3.2 褶皱构造 §3.3 断裂构造 §3.4 不整合 §3.5 岩石与岩体的工程地质性质
§3.4 不整合
一 概念 二 类型 三 工程地质评价
一 概念
不整合
形成年代不相连续的两套岩层重叠在一起 的现象，这种构造形迹，称为不整合。不整合 不同于褶皱和断层，它是一种主要由地壳的升 降运动产生的构造形态。
一 概念
不整合产生的原因
地壳上升时期发生剥蚀作用，地壳下降时期产生沉积 作用。 整合接触 沉积区处于相对稳定阶段，沉积年代和次序连续，产 状平行，岩层之间的这种接触关系，称为整合接触。
二 不整合的类型
不整合的类型 平行不整合 角度不整合
三 工程地质评价
不整合面，是下伏古地貌的剥 蚀面，它常有比较大的起伏， 同时常有风化层或底砾存在， 层间结合差，地下水发育；
当不整合面与斜坡倾向一致 时，如开挖路基，经常会成为 斜坡滑移的边界条件，对工程 建筑不利。
实验五 地质图的阅读与分析（PP289)
地质图 反映一定范围内地质构造的平面图件。
地质图内容 图名、图例、比例尺、岩性特征、地质构造、岩层接 触关系、地形特征等。
读图步骤 （1）比例尺及图例 （2）地形特征 （3）地层分布 （4）地质构造 （5）地质发展史
明山寨

工程地质学第3章

工程地质学第3章

3.2.4
褶皱构造的工程地质评价和野外观察
1、褶皱构造对工程建设的影响 在由全型褶曲构成的褶皱山区，岩层强烈破碎，顺向坡岩体极 易沿层面或节理面产生滑动，造成土坡失稳，危及工程安全。例如 台湾基隆河畔1974年9月发生的顺层滑坡，破坏了周围的村庄、道 路，阻断了河流。 在背斜、向斜的脊部，张性节理发育，加速了风化作用的进行， 造成岩体强度的降低，并最终发育成背斜谷、向斜谷或背斜、向斜 式冲沟，对公路、铁路建设造成很大困难。
水平构造
3 、 一般认为，倾斜构造是原来水平或近水平沉积的
地层，在地壳运动的影响下产状改变而发生倾斜变 化，此时岩层面与水平面就有了一定的倾角，成为 具有倾斜构造的岩层。但不可否认，自然界中有的 地层在沉积中就是倾斜的，例如洪积地层。这样的 地层如果在其后的漫长地质岁月中变质成岩，其产 状显然也是倾斜的。 除此以外，还有的地层在大的空间范围内可能属 于褶皱构造，是一个背斜或一个向斜的一翼岩层， 但在一定的工程范围内，则表现为单向倾斜的构造 形式。这样的地层对某个具体工程而言，显然也可 作为倾斜构造来看待。因此，广义的倾斜构造应包 括上述所有三种情况。




（a）
（b）
图3-15 裂隙玫瑰图 （a）裂隙走向玫瑰图； （b）裂隙倾向玫瑰图


五、裂隙（节理）的调查、统计和表示方法
为了弄清楚工程场地节理分布规律及其对 工程岩体稳定性的影响，在进行工程地质勘察 时，都要对节理裂隙进行野外详细调查和室内 资料整理工作，并用统计图表的形式把岩体裂 隙的分布情况表示出来。
（一）节理的野外调查

⑴ 在调查之前，先要了解调查区的构造轮廓和构 造应力场特征。
岩层产状的测定及表示方法
测定：用地质罗盘 测定方法：如图所示

工程地质ch3地质构造

工程地质ch3地质构造
21
２、活动性断裂的主要标志
• 直接标志：
• 错断晚更新世以来地层； • 断层带中的构造岩或被错动的脉体绝对年龄测定在10~15万年内 • 采用仪器观测到沿断层有位移和地形变（>0.1mm/a)； • 沿断层有历史和现代中强震震中分布，或有晚更新世以来的古地震
遗迹，或密集分布而频繁的近期弱震活动； • 与已知活断层有共生或同生关系的断层
• 断裂构造：构造作用力超过岩体极限强度时，岩层便产生破裂或 错动。
• 褶皱和断裂构造使岩层产生弯曲、断裂和位移，破坏了岩体的完整性， 使岩体透水性增强、风化作用加剧、岩石强度和岩体稳定性降低，使 工程建设的工程地质条件复杂化。
5
第二节 褶皱构造
一、褶皱构造的类型及其特征
• 褶皱：是岩层受构造作用力后产生变形，形成的一系列连续 完整的弯曲形态。
第三章 地壳运动与地质构造
1
第一节 概述
• 构造运动（或造山运动、地壳运动）：
。 由于地球内动力地质作用引起地壳的机械运动
• 形式：
。 • 水平运动：地壳受水平引张或水平挤压作用，使岩层产生断裂或褶皱
• 升降运动：垂直于地表的运动，表现为地壳大面积的上升运动或下降运动。 • 新构造运动：晚第三纪以来的构造运动 • 现代构造运动：人类历史以来产生的新构造运动
26
感谢下 载
27
感谢下 载
28
(3)按断层走向与岩层走向关系Fra bibliotek类• 走向断层、倾向断层、斜交断层
(4)按断层走向与褶皱轴向关系分类
• 纵断层：断层走向与褶皱一致； • 横断层：断层走向与褶皱轴向垂直； • 斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。
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二、断层的野外识别

工程地质学-第三章地质构造

工程地质学-第三章地质构造
地壳发生大的构造运动之后，自然地理 条件发生明显改变，各种生物也将随之 演变，这样形成了地层发展历史的阶段 性。
✓ 地球发展的时间段叫地质年代。 地质年代单位：代、纪、世、期、 时(从大到
小)
✓ 地层单位：一定地质时期所形成的地层的总 体的名称。 地层单位：界、系、统、阶、 群(从大到小)
地层单位
A台易产生 顺层滑动
B台位于断层 带上
C台较为有利
5、断层的识别
地层界限不连续或岩层中断
岩层不对称重复或缺失
断层破碎带及构造岩 牵引构造及伴生节理
擦痕
地貌标志
【增加内容】
活断层
活断层：第四纪以来仍
在活动的断层。
注：2002年《岩土工 程勘察规范》指全新地 质时期（1～1.1万年） 以来活动着的断层，且 在今后100年可能继续 活动。
水平构造和单斜构造
水平构造
单斜构造
3.3 褶皱构造
组成地壳的岩层，受构造运动的强烈作 用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失 连续性的构造叫-。是地壳表层广泛发育的 基本构造之一。昆仑山、祁连山、泰岭都 是复杂的褶皱构造山脉。
褶皱构造 (fold)
(a)
(b)
(c)
图 4-5 褶曲的力学成因 (a)水平挤压力；(b)垂直作用力；(c)力偶作用
2、裂隙发育程度分级
表3—3 裂隙发育程度分级
裂隙发育程度等级 基本特征
附注
不发育
裂隙1-2组，规则，构造型， 对基础工程无间距1米以上，多为Fra bibliotek闭裂 影响，对岩体
隙，少有充填物，岩体被切 稳定性影响不
割成巨块状
大
较发育
裂隙2-3组，较规则，以构 对基础工程无

《工程地质学》第三章

《工程地质学》第三章
倾向相同 的逆断层 形成叠瓦 状构造
地层的接触关系
整合 平行不整合 角度不整合
《工程地质学》第三章
(1) 地层与地层的整合接触关系
• 地层整合接触关系 表现为:
• 上(B)、下（A）地 层连续，无沉积间 断。
• 上、下地层之间无 地层缺失，岩性渐 变。
• 上下地层产状一致 。 《工程地质学》第三章
实验2 地质图的阅读与分析
把一个地区的各种地质现象,如地层、 地质构造,按一定比例缩小,用规定的符 号、颜色和各种花纹、表示在地形图上 的一种图件.
《工程地质学》第三章
• 地质图的阅读分析 • 1.比例尺 • 2.地形地貌 • 3.地层岩性 • 4.地质构造 • 5.接触关系
《工程地质学》第三章
§3.1 水平构造和单斜构造
《工程地质学》第三章
《工程地质学》第三章
《工程地质学》第三章
岩层产状
三要素：倾角、 倾向、走向 岩层在地壳中的空间方位叫做岩层的产状 岩层产状用岩层的走向、倾向和倾角来确 定，它们称为岩层的产状要素。
《工程地质学》第三章
§3.2 褶皱构造
褶皱指岩石在主要由地壳运动所引起的地应力长期 作用下所发生的永久性弯曲变形
《工程地质学》第三章
3.5 岩石与岩体的工程地质性质
《工程地质学》第三章
岩浆岩：强度高、均质性好
岩石分类 沉积岩：强度不稳定，各向异性
变质岩：不稳定与变质程度和原 岩性质有关
岩体=岩块+结构面
岩体
结构 面
岩块
不连续面： 包括节理、 裂隙、孔 隙、断面、 孔洞、层 面
《工程地质学》第三章
3. 影响岩石工程性质的因素
第3章 地质构造及其对工程的影响

石振明《工程地质学》配套题库【课后习题】(地质构造及其对工程的影响)【圣才出品】

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斜；向斜称为短向斜。长宽比小于 3︰1 的圆形背斜称为穹隆；向斜称为构造盆地。
5．裂隙的类型及特点是什么？ 答：（1）裂隙的类型 裂隙又称为节理。是存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位秱的
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在横剖面上两翼对称。
②倾斜褶曲（丌对称褶曲）：轴面倾斜，两翼向丌同方向倾斜，但两翼岩层的倾角丌等，
在横剖面上两翼丌对称。
③倒转褶曲：轴面倾斜秳度更大，两翼岩层大致向同一方向倾斜，一翼层位正常，另一
翼老岩层覆盖于新岩层乊上，层位发生倒转。
④平卧褶曲：轴面水平或近于水平，两翼岩层也近于水平，一翼层位正常，另一翼发生
2．褶曲的组成要素是什么？ 答：褶曲是褶皱构造中的一个弯曲。是褶皱构造的组成单位。褶曲要素是指组成一个褶
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曲的核部、翼、轴面、轴及枢纽等。 ①核部：褶曲的中心部分。核通常是指位于褶曲中央最内部的一个岩层。 ②翼：位于核部两侧，向丌同方向倾斜的部分。 ③轴面：从褶曲顶平分两翼的面。是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面。可
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（2）裂隙倾向玫瑰图
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①先将测得的裂隙，按倾向以每 5°或每 10°分组，统计每一组内裂隙的条数，幵算出
其平均倾向。
②用绘制走向玫瑰图的方法，在注有方位的圆周上，根据平均倾向和裂隙的条数，定出
各组相应的点子。
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第三章 地质构造及其对工程的影响
1．什么叫岩层的产状？它的表达方法是什么？ 答：（1）岩层的产状 岩层产状是指岩层在空间的位置。包括岩层的走向、倾向和倾角。 ①岩层的走向是指走向岩层层面不水平面交线的方位角。岩层的走向表示岩层在空间延 伸的方向。 ②岩层的倾向是指倾向垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线，此直线在水平面的投影的 方位角。岩层的倾向，表示岩层在空间的倾斜方向。 ③岩层的倾角是指倾角岩层层面不水平面所夹的锐角。岩层的倾角表示岩层在空间倾斜 角度的大小。 （2）表达方法 ①书写 走向为北西 320°，倾向南西 230°，倾角 35°的岩层产状，一般写成：NW320°，SW230°， ∠35°的形式，野外测量时，只记弽倾向和倾角。上述岩层的产状，可记为 SW230°∠35°。 ②图示 在地质图上，岩层的产状用符号“ ”表示，长线表示岩层的走向，不长线垂直的 短线表示岩层的倾向，数字表示岩层的倾角。

工程地质学基础 第三章 地质构造、地史学及地质图.

工程地质学基础 第三章 地质构造、地史学及地质图.

3） 褶曲的类型
褶曲的基本类型有两类：背斜和向斜（读图）
背斜：岩层向上拱起的弯曲构造，称为背斜。
向斜：岩层向下凹的弯曲构造，称为向斜。
背斜的特点是：
A 两翼产状倾向相背 B 核部岩层老、翼部岩层新 C 由核部向两侧岩层对称重复出现
向斜的特点是：
A 两翼产状倾向相向 B 核部岩层新、翼部岩层老 C 由核部向两侧岩层对称重复出现
工程地质学基础
史付生
课程基本内容
1 绪论（1） 2 矿物与岩石（7+8） 3 地质构造、地史学及地质图（8） 4 水的地质作用、土体的形成与特征、地貌学基 本概念（6） 5 岩、土体工程性质（6） 6 常见地质灾害（3） 7 工程地质勘察（1）
3 地质构造、地史学及地质图
3·1 构造运动的概念 3·2 地质构造的概念及地质构造类型 3·3 地史学基本知识 3·4 地质图
根据褶皱的对称性分类：
对称褶皱：褶皱的轴面与水平面垂直，或与褶皱包络面垂直，而 且两翼的长度也基本相等。 不对称褶皱：褶皱的轴面与水平面斜交，或与该褶皱的包络面斜交，而 且两翼不等长
根据翼间角大小分类：
平缓褶皱：翼间角小于180°，大于120°。 开阔褶皱：翼间角小于120°，大于70°。 闭合褶皱：翼间角小于70°，大于30°。 紧闭褶皱：翼间角小于30°。
则取与南北方向平行的边与层面贴触，并使罗盘放水平(水准气 泡居中)，此时罗盘长边(或S—N)与岩层的交线即为走向线，磁 针(无论南针或北针)所指的度数即为所求的走向。
2)测量倾向：把罗盘的N极指向岩层层面的倾斜方向，同时 使罗盘的短边(或与东西方向平行的边)与层面贴触，气泡居中， 罗盘放水平，此时北针所指的度数即为所求的倾向。
(1)测量方向 用罗盘测量任一目标的方向时，永远以00(即N方 向)对准目标，使水准气泡居中，然后读磁针北端所指方位刻度盘上 的数字，即为所测目标的方位角。记录时除记方位角值外，还要冠 以所处象限名称，如SW230°，其中230°是方位角，SW是象限称呼。

工程地质学第3章 地质构造

工程地质学第3章 地质构造
图3.7(e) 侵入接触
3 地质构造
5.断层接触 即地层与地层之间或地层与岩体之间，其接触面本身为断层面(如图 3.7(f ))。
图3.7(f) 断层接触
3 地质构造 3.3 褶 皱
3.3.1 褶皱的概念 组成地壳的岩层，在构造应力的作用下，所形成的一系列波状弯曲称
为褶皱构造（图3.8）。
褶皱中背斜1、3、5与向斜2、4、6共存 (a)水平岩层受力挤压；(b)岩层的弯曲一个接着一个
腰和山顶这些位置经常出现。未经过人工作用而自然暴露的露头称天然 露头，还有一些是经人为作用暴露在路边、采石场和开挖基坑中称人工 露头。
露头线是指岩层层面(或断层面、节理面等)与地面的交线。它的形态取 决于岩层的产状和地面起伏即地形状况。水平岩层、直立岩层和倾斜岩 层露头线分布特征是不相同的（图3.5）。
构造运动使地壳岩层发生变形和变位，形成的产物（构 造变动在岩层或岩体中遗留下来的各种形迹）称为地质构 造。常见的地质构造有褶皱、断层和节理。断层和节理又 统称断裂构造。
3 地质构造
图3.1 水平岩层
图3.2 倾斜岩层
原始沉积物多是水平或近于水平的层状堆积物，后经固结成岩作用形成了 层状岩层。当它未受构造运动作用，或在大范围内受到垂直方向构造运动影 响，沉积岩层基本上呈水平状态在相当范围内连续分布，这种岩层称为水平 岩层（图3.1）。经过水平方向构造运动作用后，岩层由水平状态变为倾斜 状态，称倾斜岩层。倾斜岩层往往是褶皱的一翼，或断层的一盘（图3.2）， 是不均匀抬升或沉降所致。
图3.7(a) 整合接触
3 地质构造
2. 不整合接触 上、下相邻地层之间层序有间断，即先后沉积的地层之间缺失了一部分 地层，这种地层接触关系称为不整合。 根据不整合面上、下地层的产状及其反映的地壳运动特征，不整合可分 为两种类型：即平行不整合(也称假整合)和角度不整合。

工程地质学课件-第三章 地质构造及其对工程的影响

工程地质学课件-第三章 地质构造及其对工程的影响

节理的概念及其研究意义
节理－是岩石 中的裂隙， 是规模甚小 的断裂．
注意区别于 “解理”！
节理的分类
• 按节理的成因，节理包括原生节理和次 生节理两大类。
• 按节理与岩层的产状要素的关系而划分 为四种节理：走向节理、倾向节理、斜 向节理、顺层节理
• 按节理的走向与区域褶皱主要方向、断 层的主要走向或其他线形构造的延伸方 向等关系而进行，可划分为三种：纵节 理、横节理、斜节理
• 褶皱的翼部不同于核部，在褶皱翼部布置建筑 工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向， 且边坡倾向与岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层 倾角，则容易造成顺层滑动现象。在褶皱两翼形 成倾斜岩层容易造成顺层滑动，特别是当岩层倾 向与临空面坡向一致，且岩层倾角小于坡角，或 当岩层中有软弱夹层，如有云母片岩、滑石片岩 等软弱岩层存在时应慎重对待。对于隧道等深埋 地下的工程，从褶皱的翼部通过一般是比较有利 的；因为隧道通过均一岩层有利稳定，而背斜顶 部岩层受张力作用可能塌落，向斜核部则是储水 较丰富的地段，但如果中间有松软岩层或软弱构 造面时，则在顺倾向一侧的洞壁，有时会出现明 显的偏压现象，甚至会导致支撑破坏，发生局部 坍塌。
位移的断裂构造。
3.4.1 节理
• 节理是断裂构造的一类，指岩石裂开而 裂面两侧无明显相对位移者（与有明显 位移的断层相对）。
• 节理是很常见的一种构造地质现象，就 是我们在岩石露头上所见的裂缝，或称 岩石的裂缝。这是由于岩石受力而出现 的裂隙，但裂开面的两侧没有发生明显 的（眼睛能看清楚的）位移，地质学上 将这类裂缝称为节理，在岩石露头上， 到处都能见到节理。
、褶皱类型
• 褶皱的面向上弯曲，两侧相背倾斜， 称为背形；褶皱面向下弯曲，两侧相向 倾斜，称为向形。如组成褶皱的各岩层 间的时代顺序清楚，则较老岩层位于核 心的褶皱称为背斜；较新岩层位于核心 的褶皱称为向斜。正常情况下，背斜呈 背形，向斜呈向形，是褶皱的两种基本 形式。单个褶皱大者可延伸数十公里， 小者可见于手标本或在显微镜下才能见 到。
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产状测定： 地质罗盘法
产状表述
水平岩层、倾斜岩层和直立岩层
由于地壳运动使原始水平的岩层发生倾斜， 岩层层面与水平面之间有一定夹角的岩层， 称为倾斜岩层。
岩层倾角等于90°的岩层称为直立岩层。
§3.3 褶皱构造 褶皱构造 岩层在构造运动 中受力形成的连续弯曲变形。
褶皱中任何一个单独的弯曲称为褶曲，其基 本形态有两种。 背斜与向斜
量和一定空间位置的岩层或岩石破裂面构 成的。
岩层及岩层产状
→ 岩层的产状指岩层在空间的展开状
态。
→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石。
岩层产状要素
Hale Waihona Puke →表达岩层产状的指标，描述岩层在空
间上的方位。
走向 倾向 倾角
水平延伸方向 倾斜方向
岩层层面与 水平面的夹角
岩层产状测定与表达
实例：
1.节理组合 形成危岩
2.建筑地
基中的大 裂隙需要 先处理
不稳定
稳定
二、断层
→破裂
面两侧岩 块有显著 位移的断 裂构造。
(—)断层的几何要素
断层面 断盘（上下盘） 断层线 断距（水平断距、铅垂断距） 断层破碎带
(二)断层的基本类型
正断层 逆断层 平移断层
断层的组合类型
物质
宙：是地质年代中最大的单位。在地质发展历史中，根据生物出现的显
著和不显 著而分成两个宙。没有显著生物出现的时代叫隐生宙，有显著生物 出现的时代叫 显生宙。 代：在显生宙内，根据生物演化的主要阶段可分为三个时代，即古生代 、中生代 、新生代。在隐生宙内目前尚无国际统一的划分方案，有的根据岩 层发育，地壳运动和同位素年代资料把隐生宙分为两 个代即太古代和元古代 ；但太古代和元古代之间的界限至今没有一个统一意见。 纪：代再分为若干纪。如古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪 、石炭纪 、二叠纪共六个纪；中生代分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪共三个纪 ；新生代分为 第三纪及第四纪。另外也有根据地层的某些 特点命名如石炭纪 就因产煤而得名。 世：一个纪分为三个世。少数的纪如二叠纪、白垩纪、第三纪则分为两 个世。世的名 称是在纪的名称上加上早、中、晚即可。如早泥盆世、中泥盆 世、晚泥盆世。二 分的纪则用早、晚即可，如早二叠世、晚二叠世。 期：世分为期。
§3.1 地质年代
地质年代——地壳发展演变的时间段落称为地质年代。 地层年代——在地质学中，把某一地质时代形成的一套岩层， 称为那个时代的地层。
研究地壳发展和变化历史的科学称 为地史学，它主要阐明地壳发展变 化的历史和生物演化的情况，确定 岩层形成的先后次序、生成环境以 及构造变动等。

时间
地质年代 地层年代
岩层产状
褶皱构造→背斜、向斜
断裂构造→节理、断层
§3.4 断裂构造
断裂构造→地壳中岩层或岩体受力达
到破裂强度发生断裂变形而形成的构造。
基本类型 →按其规模及断裂面两侧的
相对位移
→节理、断层。
节理（裂隙）
→岩石中岩块沿破裂面没有显著
位移的断裂构造。
构造节理：分布广、规模大、规律性强 非构造节理：原生、次生→规律性不强、范围小
构造裂隙分为剪节理、张节理和劈理
第三章 地质构造
主要内容
第一节 地质年代 第二节 岩层产状及其测定
第三节 褶皱构造 第四节 断裂构造构造 第五节 地质图及其阅读
在地球历史演变过程中，地壳是不断地运动、 变化和发展的，比如说“世界屋脊”喜马拉雅山。 地壳运动改变了岩层的原始产出状态，使地壳产生 隆起或下沉，岩层发生弯曲、错断等，形成了各种 不同的构造行迹，如褶皱、断层等，这种残留在岩 层中的变形或变位的构造行迹称为地质构造，因此 地壳运动也称为构造运动。 地质构造的基本类型包括水平构造、倾斜构造 、褶皱构造和断裂构造等，其中褶皱构造和断裂构 造是最主要的构造类型。
劈理：密集的构造微节理。劈理发育使得岩石强度 降低，透水性增大，易风化成碎片脱落。
节理的工程评价
→节理的发育方向、发育程度及节理性质对工程的显著影响 直接→ 破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育 间接→ 降低地基岩体的强度及稳定性：建筑物、坝基、桥基、边坡 对工程施工的不利影响：涌水、坍塌
褶皱的工程评价
1．褶皱核部的岩层节理发育，岩石破碎， 易风化剥蚀，强度低，渗透性大，直接影响 到岩体的完整性和强度高低，应注意岩层的 塌落、渗漏及涌水问题。
2．峒口布置：尽量选在反向坡或岩层倾角 小于20度（大于75度）的顺向坡地段。－避 免峒口岩石因开挖而发生坍塌。
3．对于深埋洞室，一般应布置在褶皱翼部。 洞室通过均一岩层有利于稳定，而背斜顶部 岩层受张力作用，可能塌落，向斜核部则容 易储水。
地质年代：
绝对年代：指组成地壳的岩层，从形成到现在 的准确时间，通过放射性元素蜕变周期测定。
相对年代：通过地层之间的上下层序、古生物 化石、岩性变化和地层接触关系测定。
地层层序法、古生物化石法、岩性对比法、地层接触关系法
地层层序法
充分利用沉积岩的泥裂、波痕、雨痕等层面构造特征
地层层序法
古生物化石法
破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育

建筑工程：
降低地基岩体强度 造成地基及场地稳定性问题 地基变形影响 施工中的问题 断层地震

地下工程：坍塌和涌水
地质图及其阅读
完整的地质图
平面图 剖面图 综合地层柱状图
岩层 的综 合柱 状图
本章提要
地质作用与地质年代
地质构造
1.层状地层接触关系-构造运动、岩浆活动、地质发展历史的记录。
沉积岩间的接触关系
整合接触(conformity)：时间上连续，产状上一致。反映地壳 连续均匀下降。
不整合接触（有明显的沉积间断）——平行不整合，角度不整合 平行不整合 (disconformity)：
时间上不连续，产状一致。 反映地壳间断上升。
寒武纪－三叶虫； 奥陶纪－珠角石； 志留纪－笔石 泥盆纪－石燕；
二迭纪－大羽羊齿；
侏罗纪－恐龙
几种标准化石图板
岩性对比法
同一时期、相同环境下形成的沉积岩，它们的成 分、结构和构造是类似的； 可以根据已确定的地层年代，在另外地区，通过 岩性对比法确定其地层年代； 此法具有一定的局限性。
地层接触关系法
褶皱要素
褶皱的分类
褶皱构造的识别
小背斜
倒转背斜
褶皱的工程评价
※褶皱核部的不良工程条件
※褶皱翼部的不良工程条件 地表建设场地→边坡
地下建筑峒室工程
岩层产状与坡向的关系
1反向坡（逆向坡）： 2顺向坡： 1）岩层倾角小于山坡坡角时（易滑动） 2）岩层倾角大于山坡坡角（较稳定）
角度不整合(discordant)：
时间上不连续，产状不一致。 反映地壳剧烈运动。
2. 岩浆岩间的接触—穿插接触关系
图 3-5
3. 沉积岩与岩浆岩接触关系
侵入接触
（后期侵入早期沉积岩 的一种接触关系）
沉积接触
后期沉积岩覆盖在早期岩浆 岩上的沉积接触关系
§3.2 岩层产状及其测定
→ 地壳运动形成的地质构造是由一定数
地堑 地垒 阶梯状 叠瓦式构造
断层的野外识别
断层的存在对工程建筑是不利的，为了防止其对工 程建筑的影响，保证工程建设的安全，规划设计前 必须识别断层的存在。
构造线和地质体的不连续
断层的工程地质评价
断裂构造的存在，破坏了岩体的完整性，加速了其风化作 用、地下水的活动及岩溶发育，可能会对工程建筑产生以 下几方面的影响。 降低地基岩体的强度稳定性。断层破碎带力学强度低 、压缩性大，建于其上的建筑物由于地基的较大沉陷，易 造成断裂或倾斜。 跨越断裂构造带的建筑物，由于断裂带及其两侧上下 盘的岩性均可能不同，易产生不均匀沉降。 隧道工程通过断裂破碎带时易产生坍塌。 断裂带在新的地壳运动影响下，可能发生新的移动， 从而影响建筑物的稳定。

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