注册岩土考试-工程地质知识

工程地质相关知识

一、岩层产状

1、走向

倾斜岩层层面与任意水平面的交线称为走向线，走向线指示的地理方位（与地理北极沿顺时针方向的夹角）叫走向。走向线有无数条平行线，但走向只有两个，且相差180°。

2、倾向

与走向线垂直向岩层下倾方向引出的射线称为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线指示的地理方位称倾向。倾向与走向相差90°或270°，但岩层的倾向确定后，走向就可以确定，岩层的走向确定后，倾向不一定确定。

3、倾角

倾向线与其在水平面上之投影线的夹角（α），亦称真倾角。

4、岩层的产状要素可用文字或符号来表示：

（1）方位角表示法：一般记录倾向和倾角，如 SW205°∠25°，也可写为205°∠25°（多用这种表示法）。前一读数为倾向的方位角，后一读数为倾角。

（2）象限角表示法：这是以南和北的方位作为0°，一般记录走向、倾向和倾向象限。如N30°E/27°SE，即走向北偏东30°，倾角27°，倾向南东。这种表示法较少使用。

PS：方位角记录法是以正北方向为0°，按顺时针方向将坐标方位分为360°，正东方向为90°，正南为180°，正西为270°，正北为360°与0°的重合。

二、V字型法则

由于地表面一般为起伏不平的曲面，倾斜岩层的地质分界线在地表的露头也就变成了与等高线相交的曲线。当其穿过沟谷或山脊时，露头线均呈“V”字形态。根据岩层倾向与地面坡向的结合情况，“V”字形会有不同的表现：

1、“向反线同”——即：岩层倾向与地面坡向相反，露头线与地形等高线呈相同方向弯曲，但露头线的弯曲度总比等高线的弯曲度要小。“V”字形露头线的尖端在沟谷处指向上游，在山脊处指向下坡。

2、“向同线反”——即：岩层倾向与地面坡向相同，岩层倾角大于地形坡角，露头线与地形等高线呈相反方向弯曲。“V”字形露头线的尖端在沟谷处指向下游，在山脊处指向上坡。

3、“向同线同”——即：岩层倾向与地面坡向相同，岩层倾角小于地形坡角，露头线与地形等高线呈相同方向弯曲，但露头线的弯曲度总是大于等高线的弯曲度（与A情况的区别）。“V”字形露头线的尖端在沟谷处指向上游，在山脊处指向下坡。

绘制节理走向玫瑰花图的方法：

(1)整理资料：

将野外测得的节理走向，换算成北东和北西方向，按其走向方位角的一定间隔分组．分组间隔大小依作图要求及地质情况而定，一般采用5°或10°为一间隔，如分成0°-9°，10°-19°等．然后，统计每组的节理数目，计算每组节理平均走向，把统计整理好的数值填入表中。

(2)确定作图的比例尺及坐标：

根据作图的大小和各组节理数目，选取一定长度的线段代表一条节理，然后以等于或稍大于数目最多的那一组节理的线段的长度为半径，按比例作半圆，过圆心作南北线及东西线，在圆周上标明方位角。

(3)找点连线：

从0°-9°一组开始，按各组平均走向方位角在半圆周上作一记号，再从圆心向圆周上该点的半径方向，按该组节理数目和所定比例尺定出一点，此点即代表该组节理平均走向和节理数目。各组的点确定后，顺次将相邻组的点连线。如某组节理为零，则连线回到圆心，然后再从圆心引出与下一组相连。

(4)写上图名和比例尺

通常在极等面积投影网上编制的，网的圆周方位表示倾向，由0°-360°，半径方向表示倾角，由圆心到圆周为0°-90度。作图时，把透明纸蒙在网上，标明北方，当确定某一节理倾向后，再转动透明纸至东西向(或南北向)直径上，依其倾角定点，该点称极点，代表这条节理的产状。为避免投点时转动透明纸，可用与施密特网投影原理相同的极等面积投影网(赖特网)。网中放射线表示倾向(0°-360°)。同心圆表示倾角(由圆心到圆周为0°-90°)。作图时用透明纸蒙在该网上，投影出相应的极点。如一节理产状为20°∠70°，则以北为0°，顺时针数20°(即倾向)，再由圆心到圆周数70°(即倾角)定点为节理法线的投影点，该点就代表这条节理的产状(下图a点)。若产状相同的节理有数条，则在点旁注明条数(下图b点)。把观测点上的节理都分别投成极点，即得节理极点图。

节理等密图是在极点图的基础上编制的，其编制步骤如下：

1、在透明纸极点图下垫一张方格纸，方格平行EW、SN线，间距等于大圆半径的1/10（见下图）。

2、用密度计统计节理数

(1)工具：中心密度计是中间有一小圆的四方形胶板，小圆半径是大圆半径的1/10；边缘密度计是两端有两个小圆的长条胶板，小圆半径也是大圆半径的1 /10，两个小圆圆心连线长度等于大圆直径，中间有一条纵向窄缝便于转动和来回移动(见下图)。

(2)统计：先用中心密度计从左到右，由上到下，顺次统计小圆内的节理数(极点数)，并注在每一方格“+”中心，即小圆中心，再统计边缘密度计圆周附近残缺小圆内的节理数，将两端加起来(正好是小圆面积内极点数)，记在有“+”中心的那一个残缺小圆内．小圆圆心不能与‘+’中心重合时，可沿窄缝稍作移动和转动。如果两个小圆中心均在圆周，则在圆周的两个圆心上都记上相加的节理数(见下图)。有时可根据节理产状特征，只统计密集部位极点，稀疏零散极点可不进行统计。

(3)连线：统计后，大圆内每一小方格“+’中心上都注上了节理数目，把数目相同的点用连等高线方法连成曲线(见下图)，即成节理等值线图。等值线一般是用节理的百分比来表示，即把小圆面积内的节理数与大四面积内的节理总数换算成百分比。因小圆面积是大圆面积的1%，故其节理数亦成比例。如大圆内的节理数为60条，某一小圆内的节理数为6条，则该小圆内的节理比值相当于1

0％。在连等值线时，应注意圆周上的等值线两端具有对称性(见下图)。

(4)整饰：为了图件醒目清晰，在相邻等值线间可以着色或画线条花纹．最后写上图名、图例和方位(见下图)。

(5)分析：下图是根据400条节理编制的等密图。等值线间距为1％，图上可清楚地看出有三组节理：一组走向NE500，倾角直立：一组走向SEl300，倾角直立，一组走向NE250，倾向南东，倾角20°。前两组可能是两组直立的X共轭节理系。然后进一步结合节理所处的构造部位，分析节理与有关构造之间的关系及其产生时的应力状态。