工程地质学课件22403

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
9/63
各种内力地质作用是相互关连的— —
构造运动形成断裂,引起地震,并为岩浆活 动创造通道。
构造运动和岩浆活动引起变质作用。
地壳运动在内力地质作用中起主导地位。
10/63
外力地质作用:
由太阳辐射能引起,产生大气环流,形成水的循 环,动植物生长,在运动的过程中改造地表。
11/63
外力地质作用的营力:
67/63
2. 倾向同,倾角大,反弯曲。
68/63
3. 倾向同,倾 角小,同弯曲但 曲率大。
69/63
练习: 地质图分析
水平岩层和倾斜岩层地质图
70/63
褶皱在地质图上的表现:
水平褶曲
倾伏褶曲
71/63
断层构造在地质图上的表现:
(a )水平挤压力;(b)垂直作用力;(c )力偶作用
38/63
二、褶曲要素:
• 核部(core) • 两翼(limb)
• 枢纽(hinge):组成褶
皱的岩层的同一层面上 各个最大弯曲点的联线 叫枢纽。
• 轴面(axial plane )
是连接褶皱各层枢纽构成的 面,它是一个抽象的面。
• 轴线(axial line)是轴面与 水平面的交线。
t
1
ln 1
D N
式中:t——岩石实际地质年龄; λ——衰减系数,每年每克母体同位素能产生的字体同位素的克
数; D——岩石中放射性元素蜕变而成的子体同位素含量; N——岩石中放射性元素蜕变后剩余的母体同位素含量。
21/63
第二节 地质年代
•相对年代:适用于沉积岩地区。 地层层序律 古生物层序律 岩性对比法 地质体接触关系
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
2/63
内力地质作用:
由地球内部的能(旋转能、重力能、辐射热能) 引起。
内力地质 作用
地壳运动
岩浆作用
变质作用
地震作用
3/63
地壳运动(tectonism)
水平和升降运动。
4/63
第一节 地质作用
升降运动(造陆) 水平运动(造山)
三根大理石柱的升降变化示意图
5/63
第二节 地质年代
•世界上最有名的实例是意大利那不勒斯湾塞拉比斯古庙,建于公元前的古 罗马时代。古庙的废墟中耸立着三根大理石柱,高12米。从底向上的3.6米 石柱表面光滑无痕;再向上2.7米则被虫蛀出许多梨状小孔,有海水浸没的 痕迹;其上的石柱仍完好如初。这个古庙显然是建在陆地上的,曾有一段时 间因地表下沉,石柱没入海内6.3米(下部的3.6米因被海底泥沙或火山灰掩 埋而未受虫蛀)。18世纪时石柱重又升出海面。现在又在下降(可能从19世 纪开始),故石柱的基部已浸没在水中了。 世界上典型的大面积上升的例 子见于北欧的斯堪的那维亚半岛,以半岛的内部上升最快。据阶地和海岸线 的位置计算的上升速率是0.5米/百年。上升的原因,普遍认为是冰川消融后 的减负作用。即:这里原发育大陆冰盖(见前“冰川的恶作剧”一节),实 际上加了个沉重的负载。冰川融掉了,这个负载也去掉了,大地象是“苏醒” 过来似的,发生大面积上升。 我国的华北平原则是现代下沉区。
(3)断层破碎带降低了地基岩体的强度和稳定性, 建于其上的建筑易产生较大的沉降、开裂和倾斜。 (4)跨越断裂带的建筑物,易产生不均匀沉降。
63/63
第六节 地质图
一、地质图(geological map)的类型:
普通地质图 地貌及第四纪地质图 工程地质图 水文地质图
地质平面图 地质剖面图 地层柱状图
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。
第三章 地质构造
主要内容
第一节 地质作用 第二节 地质年代 第三节 岩层产状 第四节 褶皱构造 第五节 断裂构造 第六节 地质图
1/63
第一节 地质作用
由自然动力引起地壳的物质组成、内部结构和地 表形态发生变化和发展的作用称为地质作用 。
按动力来源分为:
内力地质作用 (endogenic geological process) 外力地质作用 (exogenic geological process)
25/63
2. 岩浆岩与围岩接触关系
侵入接触 沉积接触 侵入与沉积接触
26/63
地质年代单位和地层单位
地质年代单位:宙、代、纪、世、期(从大到小) 地层单位:宇、界、系、统、阶(从大到小)
27/63
地质年代表
28/63
地质年代表
29/63
地质年代表
显 生 宙
30/63
地质年代表
显 生 显宙 生 宙
隙进行测量。
53/63
裂隙走向玫瑰图表示方法:
54/63
节理的工程地质评价:
岩体中存在裂隙,破坏了岩体的整体性,促 进岩体风化速度,增强岩体的透水性,因而使岩 体的强度和稳定性降低。
裂隙主要发育方向与路线走向平行,倾向与 边坡一致时,易发生崩塌等不稳定现象。
55/63
(二)断层 (fault):
46/63
第五节 断裂构造(fracture)
华蓥山断裂
47/63
一、断裂构造的力学机制
48/63
断裂构造的形成
49/63
二、断裂构造的分类
节理(裂隙) 是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位 移的小型断裂构造,也称为裂隙。
断层 断层是岩体破裂后,两侧岩块产生 显著位移 的断裂构造。
50/63
(一)节理 (joint) :
64/63
二、地质图规格
地质平面图应有图名、图例、比例尺、 编制单位和编制日期等。 比例尺的大小反映了图的精度,比例尺越大, 图的精度越高,对地质条件的反映也越详细、 越准确。
65/63
三、各种地质界面在地质图上的表现:
水平构造
直立构造
66/63
倾斜构造(V字形法则)
1.倾向反,同弯曲 且曲率小。
22/63
地层接触关系
1.层状地层接触关系
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。
23/63
平行不整合 (disconformity):
时间上不连续,产状一致。 反映地壳间断上升。
24/63
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
断层要素: 断层面(带) 断盘 断距
56/63
断层基本类型
正断层 逆断层
平移断层
正断层
(normal fault)
逆断层
(reverse fault)
平移断层
(parallel fault)
57/63
断层组合形式
叠瓦式断层
58/63
按断层与褶皱轴的关系分:
纵向断层F1, 横向断层F2, 斜向断层F3
59/63
断层的识别
地层界限不连续或岩层中断
60/63
岩层不对称重复或缺失
61/63
断层破碎带及构造岩
牵引构造及伴生节理
擦痕
62/63
断层工程地质评价
由于断裂构造的存在,破坏了岩体的完整性, 加速了风化作用、地下水的活动及岩溶发育,从而 在以下几方面对工程建筑产生影响。
(1 )断层对工程建设十分不利,特别是道路工程建 设中,选择线路、桥址和隧道位置时,应尽可能避 开断层破碎带。 (2)当道路和隧道与断层走向平行时,选线尽可能 避开断层破碎带,而当必须穿越断层时,应垂直断 层走向穿越。
31/63
地质年代表
相对年代
宙代


晚元古代
元古 代(Pt)
中元古代

早元古代


震旦纪 (Z)
青白口 纪(Qn)
蓟县纪 (Jx)
长成纪 (Ch)
太古代(Ar)
地球初期发展阶段
绝对年 龄 (百万年)
主要构 造运动
800
1000
1400 1900 2500
晋宁运 动
吕梁运 动
五台运 动
4000
我国地史简要特征
河流的侵蚀; 地下水的潜蚀; 湖泊海洋的冲蚀; 风的吹蚀; 冰川的刨蚀等。
12/63
一般按风化→剥蚀→搬运→沉积→硬结成岩的程 序进行
风化 (weathering):
在地表环境下由于大气、水、生物等作用,岩石在 原地分解和破坏。
剥蚀(denudation):
各种地质营力,在运动过程中对地表岩石产生破 坏,并把破碎分解了的产物剥离原地。
110°,倾角30 °,表示为 200°/SE∠30°;
因走向可用倾向加减90°得 到,一般只用倾向和倾角, 表示为 110°∠30°。
36/63
第四节 褶皱构造 (fold)
组成地壳的岩层,受构造应力的强烈 作用,使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失 其连续性的构造,称为褶皱构造。
37/63
一、褶皱的力学成因
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。
图 4-6 褶曲要素示意图
39/63
三、褶皱构造基本形态:
背斜(anticline):岩层向上弯曲,核部老,两翼新。 向斜(syncline):岩层向下弯曲,核部新,两翼老。
40/63
四、褶皱类型
按轴面产状分:
直立
倾斜
倒转
平卧
41/63
按枢纽产状分:
水平
倾伏
42/63
按褶曲长短轴的比例分:
图 4-10 穹隆和构造盆地 (a)穹隆;(b)构造盆地
元古代地层在我国分布广、 发育厚度大,出露好。华北 地区主要为未变质或浅变质 的海相硅镁质碳酸盐岩及碎 屑岩类夹火山岩。华南地区 下部以陆相红色碎屑河湖相 沉积为主,上部以浅海相沉 积为主,含冰碛物为特。低 等生特开始大量繁殖。菌藻 类化石较丰富
太古代构造运动频繁,岩浆 活动强烈,侵入岩和火山岩 和火山岩广泛分布,岩石普 遍变质很深,形成古老的片 麻岩、结晶片岩、石英岩、 大理岩等。构成地壳的古老 基底。目前已知最古老岩石 的年龄为45.8亿年。最老的 菌化石为32亿年
•在河北昌黎县城附近有一指路石碑,标明离县城2.5km,离海边2.5km,而 现在这个碑离海只有1km多了。因为陆地的沉降,原海边的一座古庙已被淹 没。也有人用冰川消融来解释这个现象,认为冰川融化后使海平面上升,所 以低洼的地方就被海水浸没了,并估计这里的海岸线已向陆推进约23- 24km.
6/63
五、褶皱构造野外观察方法
• 穿越法:垂直于岩层走向观察。 • 追踪法:平行于岩层走向观察。
背斜成谷
向斜成山
44/63
六、褶皱构造的工程地质评价:
•对隧道工程
45/63
六、褶皱构造的工程地质评价:
• 对深路堑和高边坡
山坡岩层地质构造的影响 a-向斜山;b-背斜山;c-单斜山 1-有利情况;2-不利情况
原生节理 构造节理张剪节节理理 次生节理
原生节理:岩石在成岩过程中形成的节理。 次生节理:包括风化节理、卸荷节理等。 构造节理:由于地壳构造运动而形成的节理。
分为张节理和剪节理。
51/63
表 4-2 裂 隙 发 育 程 度 分 级 表
一定
52/63
裂隙调查、统计和表示方法: 选择代表性的基岩露头,对一定面积内的裂
32/63
第三节 岩层倾向
水平岩层 (horizontal stratum)
水平构造的地貌景观(阶梯 状陡崖)
33/63
倾斜岩层(tilted stratum)
单斜构造的力学成因
图 4-3 地层层序 (a) 正常层序;(b) 倒转层序
34/63
产状三要素(elements of attitude)
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。
13/63
搬运(transportation)
• 拖曳搬运 • 悬浮搬运 • 溶解搬运
硬结成岩(diagenesis)
• 压实 • 胶结 • 重结晶
沉积(sedimentation)
• 机械沉积 • 化学沉积 • 生物化学沉积
14/63
外力地质作用主要影响因素是:气候和地形。 我国温度带的划分图
相关文档
最新文档