工程地质-地质构造
《工程地质》第二章——构造运动地史概要地质构造
红海位于非洲东北部与阿 拉伯半岛之间，形状狭长， 从西北到东南长1900公里 以上，最大宽度306公里， 面积45万平方公里。红海 北端分叉成二小海湾，西 为苏伊士湾，并通过贯穿 苏伊士地峡的苏伊士运河 与地中海相连；东为亚喀 巴湾。按海底扩张和板块 构造理论，认为红海和亚 丁湾是海洋的雏形。据研 究，红海底部确属海洋性 的硅镁层岩石，在海底轴 部也有如大洋中脊的水平 错断的长裂缝，并被破裂 带连接起来。非洲大陆与 阿拉伯半岛开始分离在2 千万年前的中新世，目前 还在以每年1厘米的速度 继续扩张。
指：地壳运动在地层中留下的痕迹或形迹 水平构造 (3) 地质构造 倾斜构造 基本类型 断裂构造 褶皱构造
美国亚利桑那州大峡谷国家公园
何鹏摄于，2009年3月26日 Photographer: Trent Larson
(4) 地壳运动的原因 ① 大陆漂移说（德国人 A · Wegener 于1912年提出） 学说提出的诱因—南美大陆和非洲大陆边缘形态正好可以拼接起来
Measuring Strike and Dip from Outcrop
Image No. 4
With these three images you can see the outcrop from the north, south, and the left image shows it looking west, or straight at the rock. In this image the rock is sloping down and out towards the bottom of the picture. If this orientation isn't clear, place a book against the front of your computer monitor, such that the top of the book is on the monitor and the bottom is about 10cm away from the it, towards your keyboard. Note the hammer in the left picture - and in all subsequent images - it never moves.
河北工程大学土木工程学院工程地质第三章地质构造及其对工程的影响
3 2
1
岩层层面
褶皱部位选线
（四）断裂构造
1.定义：构成地壳的岩石受地应力作用后变形，当变形达到 一定程度，岩石的连续性和完整性遭到破坏，产生各种 大小不同的错断裂缝，称为断裂构造。
裂隙(节理)：岩层沿断裂面没有明显的位移，称为裂 2. 隙或节理； 类 型 断层：岩层沿破裂面（一个或一组）两侧发生了明显位移
平行不整合 不整合面上、下地层产状基本一致，地质 年代有缺失，新地层之下常有底砾岩；说明老地层沉积 后有明显的均衡抬升，遭受剥蚀后又均衡下降，接受新 的地层沉积。
角度不整合 不整合面上、下地层产状不一致，有缺失， 新地层之下常有底砾岩；说明老地层形成后构造运动强 烈，形成断层、褶皱等构造，长期遭受外力剥蚀，而后 下降接受新的地层沉积
世期 统阶
岩石地层单位：具有明显的岩石类型和可识别的物理界线的 岩石体
岩石地层单位
群
组段
二、地质年代的表示方法
相对地质年代：由该岩石地层单位与相邻已知岩石地 层单位的相对层位关系来决定。只知先后，不知具体 的时间。
绝对地质年代：由该岩石地层单位距今多少年以前来 表示，通过地层中所含放射性元素的衰变测定。
水平岩层 倾角=0° 倾向 —
走向 ∞
直立岩层 倾角=90° 倾向 — 走向 α°
五、地质构造类型 （一）水平构造
沉积岩在形成的原始产状大多都是水平的，先沉积的老
岩层在下，后沉积的新岩层在上； 地质构造中所讲的水平
构造是经构造运动轻微的地区，岩层遭受构造应力作用，但
变形、变位不大，倾角小于5度这一部分倾斜的构造。
规
模
逆掩断层——倾角介于25 ° ～45°
很 大
的
碾掩断层——倾角小于25 °
工程地质课件第3章地层构造详解
中生代（ 2.5－0.7亿年前）
中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩 纪三个时期，三叶虫、腕足、笔石、 四射珊瑚等大量无脊椎动物都灭绝， 产生了以恐龙为代表的爬行类动物， 并繁盛直到衰亡。陆生植物苏铁、银 杏、松柏等棵子植物占了统治地位。 大陆面积进一步增大，各大陆的雏形
K
T T
三、地质年代表
▪ （一）地质年代的划分 ▪ 1、地质历史时期的时间单位划分：
宙、代、纪、世、期
▪ 2、地质历史时期的地层单位划分： 宇、界、系、统、阶
▪ （二）地质年代表
各地质历史时期的主要特征
前寒武纪（42－6亿年前）
38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。 从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻。
岩层倾角小于50的岩层称为水平 岩层，又称水平构造。
沉积岩层形成时的原始产出状态 大多数是水平或近于水平。如果经受 地壳运动的影响，改变了原始形成时 的位置，但仍保持水平产状的一套水 平岩层组成的构造，称为水平构造 。
水平岩层形成的地貌－平顶山
（二）倾斜岩层
岩层面与水平面有一定夹角的岩层。 它是构造挤压或大范围内均匀抬升、下 降使岩层向某个方向倾斜而成的。
角度不整合 不整合面
（2）岩浆岩间的接触关系：穿插接触。 脉体被切割者比切割者老。
由老到新：1、2、3
（3）沉积岩与岩浆岩间的接触关系： 1）侵入接触又称热接触，是由炽热的 岩浆侵入围岩后，冷凝成岩浆体而形 成的一种接触关系。
O
2）沉积接触又称冷接触，是岩浆在地下冷 凝成岩，经地壳上升，并遭受风化剥蚀而出 露地表后，其上在地壳下降时又沉积了新的 岩层所形成的一种接触关系 。
地 球 生 物 的 演 化
化石：化石是存留在岩石中的古 生物遗体或遗迹。 化石化作用是
工程地质 第二章 地质构造.
Strike：走向 Dip direction： 倾向 Dip ：倾角
岩层产状测量的记录有两种方法：
1．象限角表示法
以北或南的方向（0°）为准，一般记走向、倾向、倾角。 如N65°W/25°S，即走向北偏西65°、倾角25°、大致 向南倾斜；N30°E/27°SE，即走向北偏东30°、倾角 27°、倾向南东。
(2)对比褶皱核部和两翼岩层的时代新老关系，判断褶皱 是背斜还是向斜。若核部地层时代较老，两侧依次出现渐 新的地层，为背斜；反之，若核部地层时代较新，两侧依 次出现渐老的地层，则为向斜。
(3)根据两翼岩层的产状，判断褶皱是直立的、倾斜的还 是倒转的等等。
2-4 断裂构造Fracturing structure
Chapter 2 Geological Structure
第二章 地质构造
地质构造的概念： 由地壳运动导致组成地壳的岩层和岩体发生变形或变位 的现象，残留于地壳中的空间展布和形态特征，称为地 质构造或构造形迹。
地质构造的基本形态和分类Basic shape and
classification of geological structure ：
Recumbent 平卧的
按褶曲枢纽的产状可分为： （1）水平褶曲 枢纽水平，两翼同一岩层的走向基本 平行。 （2）倾伏褶曲 枢纽倾斜，两翼同一岩层的走向不平 行而呈弧形变化.
Horizontal fold
Inclined fold
四、褶皱的识别：
(1)根据岩层是否有对称重复的出露，可判断是否有褶皱 存在。若在某一时代的岩层两侧，有其他时代的岩层对称 重复出现，则可确定有褶皱存在。若岩层虽有重复出露现 象，但并不对称分布，则可能是断层形成的，不能误认为 褶皱。
工程地质(课件)第三章地质构造全篇
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。
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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。
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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。
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中国地势分布示意图
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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
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岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
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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。
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2. 岩浆岩与围岩接触关系
工程地质 名词解释
1.工程地质条件包含因素：地形地貌、地质岩性、地质构造、水文地质、自然地质作用和现象、建筑材料。
2.地质构造：构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹3.断裂构造：构成地壳的岩体，受力作用发生变形，当变形达到一定程度后，使岩体的连彼性和完整性遭到破坏产生各种大小不一的断裂，称为断裂构4.土的定义:土是分布在地壳表面的一种地质体。
自然界中的土体多形成于第四纪，是岩石在风化作用下形成的颗粒，在原地残留或经过不同的搬运方式在不同自然环中沉积下来形成的堆积物。
5.风化作用：位于地壳表面或接近于地面的岩石经受着风、电、大气降水和温度等大气营力以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分变化，这种变化的过程称为风化作用6.滑坡：是斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）作整体向下滑动的现象。
7.地震的概念：地震是一种地质现象，就是人们常说的地动，主要是由于地球的内力作用产生的一种地壳振动的现象8.地震的分类:1 构造地震：地壳运动引起的地震。
2 火山地震：由于火山运动引起的地震。
3 陷落地震：由于山崩和地面陷落引起的地震。
4 人工出发地震：由于人类活动引起的。
9.震源和震中概念：震源是指地球深处因岩石破裂产生地壳震动的发源地。
震源正对着的地面位置称震中，即震源在地表的垂直投影。
10.地震级和地震烈度的概念：地震级：地震大小，地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响，不仅取决于地震的能量同时受震源深度震中距离地震波的传播介质和表土性质条件的影响。
地震级和地震烈度的：一次地震只有一个震级，但在不同地区烈度是不一样的。
地震是地震大小的量级，烈度是该地的破坏程度。
11.地震液化效应：干的松散粉细砂土受到震动时有变得更为紧密的趋势，但当粉细砂土层饱和时，即孔隙全部为水充填时，振动使得饱和砂土中的孔隙水压力骤然上升，而在地震过程的短暂时间内，上升的孔隙水压力来不及消散，这就使原来由砂料通过其接触点所传递的压力（有效压力）减小，当有效压力完全消失时，砂土层会完全丧失抗剪强度和承载能力，变成像液体一样的状态，这就是通称的砂土液化现象。
工程地质 第2章 地层与地质构造
246-56
3.沉积岩与岩浆岩之间的接触关系 （1）侵入接触 （2）沉积接触
246-57
侵入接触
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沉积接触
246-59
四、地质年代表
度为1cm/年，近几年加快，达到平均移动速度为8.9cm/年。
246-7
海水侵蚀部分
那 不 勒 斯 海 岸 的 三 根 石 柱
246-8
典型的例子是意大利那不勒斯海岸三根石柱的历史变 迁。1750年，在这里从火山沉积物中发掘出一座建筑废墟 。据考证，该建筑修建于公元前105年的罗马帝国时代， 现在仅保存下三根高约12m的大理石柱，每根柱子上都保 留有同样的地质遗迹。
平行不整合
角度不整合
246-47
不整合面
平行不整合
特征：
①上下岩层的产状 基本平行一致；
②在两套地层之间 缺失了一些时代的地 层，存在沉积间断。
这一地史时期地壳曾经 发生过显著的升降运动。
246-48
不整合面
常见底砾岩
246-49
平行不整合接触的形成过程
246-50
角度不整合
特征： ①上下岩层的产状不
按照年代顺序排列，用来表示地史时 期的相对年代和同位素年龄值的表格，称 为地质年代表。
246-60
246-61
国际通用：
地质年代单位
地层单位
宙……………………………宇
代……………………………界
纪……………………………系
期……………………………阶
时……………………………带
地质构造—水平、倾斜、直立构造(工程地质课件)
四、直立构造
岩层层面与水平面相垂直时，称 直立构造（又称直立岩层）。
其露头宽度与岩层厚度相等，与地 形特征无关。
水平、倾斜、直立构造
一、 地质构造概念
地质构造是指岩层或岩体 在地壳运动中，由于构造应力 长期作用使之发生永久性变
形、变位的现象。
二、水平构造
水平构造（又称水平岩层）是指岩层产状近于水平（一 般倾角小于5°）的构造。
三、倾斜构造
水平岩层受地壳运动的影响后 发生倾斜，使岩层层面和大地水平 面之间具有一定的夹角时，称为倾 斜构造（又称倾斜岩层或称单斜构 造）。
工程地质之地质构造评价
1.褶皱构造对工程建筑影响：●褶皱构造核部或转折端是岩层应力最集中的地方，容易产生节理，岩层破碎，影响了岩层的强度与完整性。
向斜构造核部是地下水储水较丰富的地段，不利于建设，容易产生塌顶和涌水问题●褶皱翼部建筑工程施工和布置，需要对岩层的倾向和倾角的大小分析综合。
●对隧道工程，一般从褶皱翼部通过比较有利。
2.节理对岩体影响：节理将岩层分割成形状不同，大小不等的岩块，因而破坏了岩体的整体性，促进岩体风化，增强岩体的透水性，使岩体的强度和稳定性降低。
3.断层构造工程地质评价：岩层发生强烈的断裂变动，岩体的裂隙增多，岩石破碎，风化严重，地下水发育降低了岩石的强度和稳定性，对工程建设造成不利影响。
●断层降低了地基岩体的强度和稳定性，易发生地面不均匀沉降，造成建筑物断裂●断层构造为地下水的良好通道，易发生坍塌甚至冒顶，或地下水涌水问题4.地下水与工程建设●地基沉降。
人工降低地下水位不当，会使周围地基产生固结沉降，造成建筑物不均匀沉降，重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，使建筑物开裂●流砂。
流砂造成大量的土体流动，致使地面塌陷或建筑物地基破坏，给施工带来很大困难，直接影响建筑工程的稳定●潜蚀。
地基土层内有地下水的潜蚀作用时，会破坏地基土的强度，形成空洞，产生地表塌陷，影响建筑工程的稳定。
●浮拖。
●基坑突涌。
●地下水对钢筋混凝土的腐蚀。
5.工程建设过程中采取哪些措施防止地下水造成的危害。
防治地下水必须从思想上认识到地下水的危害，同时要加强监管，做好勘测、设计、施工。
验收各阶段地下水防治工作，确保施工质量和安全。
●水文地质勘测。
要详尽了解最高地下水位的标高、类型、补给来源、水质、流量、流向、渗透系数、压力以及历年气候变化情况、降水量、蒸发量及地层冻结深度等技术指标，这是合理确定工程防水标高、防护要求与地下水防止措施的前提与保证●结构自防水设计1．选用合理结构形式2．优化构造节点设计●降排水系统设计。
排水是指坑内明排，一般是在基坑周围设置排水沟及集水井，用抽水设备不断将基坑中的渗水排除，疏干开挖土方及基础施工的作业面，随排随挖，措施比较简单。
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
工程地质 课件 第四章 地质构造
B、岩层倾向与坡向相同。岩层的倾角大于坡角时，岩层露 头线与地形等高线呈相反方向弯曲，在沟谷处，“V”字型 露头尖端指向下游。
C、岩层倾向与坡向相同，但岩层倾角小于地层坡度角：这时 岩层露头线与地形等高线也呈相同方向弯曲，在沟谷处， “V”字型露头的尖端指向上游，与第一种情况类似，但露 头线的弯曲程度大于地形等高线程度。
a.走向节理：节理走向与岩层走向大致平行（1） b.倾向节理：节理走向与岩层走向大致垂直（2） c.斜向节理：节理走向与岩层走向斜交（3）
c.顺层节理：节理面大致平行于岩层面（4）
按节理与褶皱枢纽方向分： a.纵节理：二者大致平行（1）
b.横节理：二者大致垂直（3）
c.斜节理：二者斜交（2）
节理与褶皱的成生关系
五断层的工程性质评价岩体被断裂构造切割成为不连续体其上不连续面是断层节理层面结构面断层影响岩体稳定性断层带岩石破碎强度低断层对工程建设不利支护加固隧道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坍塌和涌水断层地震对道路选线若与断层走向平行易产生边坡滑塌对区域稳定性的影响不利安全防范包括两个层面
正断层向深处变缓呈犁状
2.逆断层：沿断层面倾斜方向上 盘相对上升、下盘相对下降。
一般是在两侧受到近于水平的挤压 力作用下形成的
因形成的力学条件与褶皱伴生，故 多与褶皱伴生
高角度逆断层倾角>45°
低角度逆断层倾角<45°称为逆冲断 层、逆掩断层
规模巨大同时上盘沿波状起伏的低 角度断层面作远距离推移（几公里、 十几公里）的逆掩断层称为推覆构 造
工程地质学——第4 章、地质构造
95第4章地质构造4.1概述由内动力地质作用引起的地壳物质成分、内部构造、外部形态发生变化的现象，称为地质构造。
这种由内动力地质作用促使地壳结构的改变和地壳内部物质变位的运动，称为地壳运动。
地壳运动影响各种地质作用的发生和发展，不仅改变着地表形态，同时，也改变着岩层的原始产状，形成各种各样的地质构造现象。
事实证明，自地球形成以来，整个地壳一直处在运动、变化和发展之中，但其运动、变化和发展的速度、幅度、范围和方向，在不同的时间和地点，往往是不相同的。
如地壳的上升或下降，挤压或拉伸运动是极其缓慢的，而地震却是十分剧烈的。
本章主要介绍了地壳构造运动的类型、岩层产状、水平岩层与倾斜岩层在地形地质上的表现、褶皱构造、节理构造与玫瑰花图、断层、识读地质图等方面内容。
学完本章后应掌握以下内容：（1）地壳构造运动的类型；（2）岩层产状及产状要素的含义以及岩层产状的测定和表示方法；（3）岩层间各种接触关系的类型及特征；（4）地质图的含义、类型以及各种地层接触关系在地质图上的表示方法；（5）中国大地构造特点；（6）地质构造对工程稳定性的影响评价内容。
学习中应注意回答以下问题：（1）地壳运动的类型有哪些？主要形成哪些地质构造？（2）什么叫岩层产状？产状三要素是什么？岩层产状是如何测定和表示的？（3）什么叫褶皱？什么叫褶曲？褶曲的要素及基本形态有哪些？如何识别褶曲并判断其类型？（4）什么是节理？节理如何分类？如何进行节理的统计调查？节理玫瑰花图的含义？如何绘制节理玫瑰花图？（5）什么叫断层？断层的要素和基本类型有哪些？如何识别断层？（6）什么是地质图？地质图的基本类型有哪些？（7）各种地质现象或地质构造在地质图中的表现形式如何？怎样阅读地质图？4.2地壳构造运动的类型地壳在地质历史中，受地球内、外动力地质作用的影响，不停地运动和演变。
地壳运动的结果，形成地壳表面各种不同的地质构造形态，因此，又把地壳运动称为构造运动。
地壳运动基本类型有两种：升降运动(vertical movement)和水平运动(horizontal movement)。
工程地质学-第三章地质构造
✓ 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——地层与地质构造-知识归纳整理
第二章 地层与地质构造第一节 地壳运动及地质作用的概念一、地壳运动的概念→指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。
⎩⎨⎧垂直运动水平运动、基本运动形式1⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧板块构造说地球自转说均衡说对流说、运动成因理论2二、地质作用的概念 →指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。
()⎪⎩⎪⎨⎧变质作用岩浆活动又叫地壳运动构造运动、内动力地质作用1⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧重力的地质作用冰川的地质作用流水的地质作用风的地质作用风化作用、外动力地质作用2知识归纳整理第二节 岩层及岩层产状⎪⎩⎪⎨⎧断裂褶皱倾斜岩层后被保留下来的形态。
引起地壳岩层变形变位地质构造：指构造运动⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧︒=⎪⎩⎪⎨⎧︒>︒︒=︒<︒=906060~30300ααααα：）（）（：：：：直立岩层顶面朝下倒转岩层顶面朝上正常岩层陡立岩层陡倾岩层缓倾岩层倾斜岩层水平岩层一、岩层二、岩层产状：指岩层在空间的产出状态。
⎪⎩⎪⎨⎧）（倾角：岩层的倾斜程度）（OD 倾向：岩层的倾斜方向（OA或OB）走向：岩层的延伸方向、产状要素α'1 真倾角（α）：岩层在野外的倾角。
视倾角（β）：岩层在剖面上的倾角。
θαβsin ⋅=tg tg （θ为剖面线与岩层走向线所夹锐角）2、产状要素的测量、记录和图示。
（1）测量：用地质罗盘仪测量。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧方位角法相限角法）记录（2 （3）图示：正常岩层： 30º ； 倒转岩层： 30ºN 135º30º E NW S 45º30ºN45ºE ∠30º s E走向 倾角 倾向135º ∠30º倾向 倾角倾斜岩层褶皱 断层倾角倾向 ααA O BDD’ π走向倾向 走向倾向 走向求知若饥，虚心若愚。
第三节 地层概念一、为什么要学习地层及地质年代：确定构造形态：如：单斜岩层 背斜 向斜 断层 断层 挑选和评价建造场地：阅读地质图：地层：将各个地质历史阶段形成的岩层，称为该时代的地层。
工程地质 第3章 地质构造
等高ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平行或重合。
水平岩层具有以下特征 (3) 水平岩层顶面与底面的高程差就是岩层的厚度。 (4) 水平岩层的露头宽度(即岩层顶层和底面地层界 线间的水平距离)与地面坡度、岩层厚度有关。
a—露头宽度
h—岩层厚度
水平岩层的露头宽度
(a) 立体图
(b) 平面图
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。
倾斜岩层地层界线的分布特征 “V”字形法则
（1）当岩层倾向 与地面坡向相反时， 岩层界线与地形等 高线弯曲方向相同， 岩层界线弯曲程度 较小，等高线弯曲 程度较大
1 岩层倾向与地面坡向相反
地质界线V字形尖端沟谷处指向沟谷上游；山脊处指向山脊下坡
“V”字形法则
（2）当岩层倾向与地
面坡向相同，且岩层 倾角大于地面坡角时， 岩层界线与地形等高 线弯曲方向相反。
倾斜构造
S
单斜构造
岩层的产状
产状：岩层面在三维空间的延伸方位及其倾斜程度。
产状的三要素 走向：岩层面与水平面的交线叫走向线， 走向线两端延伸的方向就是 岩层的走向。 倾向：垂直走向线、沿岩层面向下倾斜的直线叫倾斜线(又称真倾斜线)， 它在水平面上的投影线称为倾向线，倾向线所指的方向为倾向(又称真 倾向)。 倾角：真倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)的夹角叫倾角，又称 真倾角。
沿剪切破裂面形成，常与褶皱伴 生，并多在一个翼上平行于褶皱 发育
断层面倾角 一般多在50°～60°以上 断距可以从几厘米道数百米， 延伸范围一般自几米到数公里。 野外有时见到数条正断层排列 组合在一起，形成阶梯式断层、 地垒和地堑等
倾角较小 冲断层：倾角大于45° 逆掩断层：倾角45°～25° 碾掩断层：倾角小于25° 断层带中夹有大量的 角砾和岩粉
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3.3 地质图
地质图是反映一个地区各种地质条件 的图件。它是将自然界的地质情况，用规定 的符号按一定的比例缩小并投影绘制在平面 上的图件，是工程实践中需要收集和研究的 重要地质资料。
3.3.1 地质图的类型
• 普通地质图 • 第四纪地质图 • 水文地质图
• 服务于各种工程建设的工程地质图
3.3.2地质图的规格
• 水利水电工程，则指晚更新世（1万～15
万年）以来有过活动的断裂。
3.4 活断层
１、活动性断裂的地震工程分类
• 全新活动断裂：全新近期将来。
• 发震断裂：近期（近 500 年来）未来 100 年
内，预测。
• 非全新活动断裂：1万年以前活动过。
• 地裂：分构造性地裂及重力性地裂。
3.4 活断层
２、活动性断裂的主要标志 –第四纪地层被错断或与老地层呈断层接触。
-400-
-加里东运动-
-500-600-800-250040004 600 -蓟县运动-吕梁运动-五台运动-
隐生宙
元古代(Pt) 太古代(Ar)
太古代构造运动频繁,岩浆活动强烈,侵入岩和火山岩广 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
地球初期发展阶段
3.2 地质构造
3.2.1 岩层产状要素
1.走向
2.倾向
3.倾角
3.2 地质构造
岩层产状
45°/135°∠60° 135°∠60° NE45°/SE∠60°
3.2 地质构造
3.2.2 水平构造、单斜构造
水平构造1
竖直构造1
3.2 地质构造
一个地区出露的水平或近于水平的岩层称 为水平岩层。
相对年代
宙 代 纪 世 全新世（Q4） 更新世（Q3） （Q2） （Q1） 上新世（N2） 中新世（N1） 渐新世（E3） 始新世（E2） 古新世（E1） 白垩纪（K2） 早白垩世（K1） 晚侏罗世(J3) 中侏罗世((J2) 早侏罗世(J1) 晚三叠世(T3) 中三叠世(T2) 早三叠世(T1) 晚二叠世(P2) 早二叠世(P1) 晚石炭世(C3) 中石炭世(C2)
断层面的构造特征
断层面的构造特征
3.2.4
断裂构造
断层的工程地质评价
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的发育，表现为：
• 降低了岩体的强度和稳定性。
• 跨越建筑物的不均匀沉降 • 隧道工程通过断裂碎裂岩石时易产生坍塌。 • 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。
7.7 7.9
X
X X
10
13 17
4. 云南昭通地震 1974.5.11 03:25:18.3
5. 辽宁海城地震 1975.2.04 19:36:06.0 6. 云南龙陵地震 1976.5.29 20:23:18.0 1976.5.29 22:00:22.5 7. 河北唐山地震 1976.7.28 03:42:53.8 8. 四川松潘地震 1976.8.16 22:06:46.2 1976.8.23 11:30:10.0
被破坏。
我国八大地震
地震名称(Km) 日期 时间 震级(Ms) 6.8 震中烈度 IX 震源深度 10 1.河北邢台地震 1966.3.8 05:29:14.0
河北宁晋东汪 1966.3.22 16:19:46.0
2. 云南通海地震 1970.1.5 3. 四川炉霍地震 1973.2.6 01:00:37.0 18:37:08.3
3.2.4 断裂构造
剪节理：产状稳定，在平面和剖面上的延续
均较长；节理面光滑，常有擦痕、镜面等现象，
节理两壁闭合；切穿矿物或碎屑；一般发育较 密，且常等间距分布；成队出现，呈两组共轭 剪节理 。
3.2.4 断裂构造
• 岩体中的裂隙，除了有利于开挖外，对岩体 的强度和稳定性有不利的影响。 • 强度、稳定性 • 诱发崩塌、滑坡 • 爆破作业
–断层破碎带松散或胶结差，构造岩分成新鲜。
–沿断裂带震中有规律分布或出现大面积有规 律分布的地裂缝。 –活动性断裂两侧地形地貌发生突变，断层两 侧第四系厚度差异较大。
3.4 活断层
２、活动性断裂的主要标志 –地下水线状分布且泉水露头的数量及水量、
水质发生变化，或地表水系作规律性变迁。
–两种不同地貌单元长距离直线相连或第四纪
第三章 地质构造
3.1 地质年代
3.1.1 地质年代的确定方法 1.绝对地质年代 放射性元素蜕变 2.相对地质年代 确定岩石形成的相对新老关系。
3.1 地质年代
（1）地层层序法
（2）生物演化法
（3）岩性对比法
相对地质年代 的确定方法
（4）接触关系
沉积岩（整合、不整合）
岩浆岩（侵入接触、沉积接触）
褶皱构造
3.2 地质构造
褶皱构造
3.2 地质构造
褶皱构造
3.2 地质构造
褶皱的基本类型
褶皱构造示意图
3.2 地质构造
1.背斜
3.2 地质构造
背斜2
3.2 地质构造
2. 向斜
向斜1
3.2 地质构造
向斜2
3.2 地质构造
3.2 地质构造
褶皱要素
1.核 2.翼 3.转折端 4.枢纽 5.轴面
中生代 （Mz）
生 晚 古 生 代 (Pz2) 早 古 生 代 (Pz1)
侏罗纪（J） 三叠纪(T) 二叠纪(P) 石炭纪© 泥盆纪(D) 志留纪(S) 奥陶纪(O) 寒武纪() 震旦纪(Z)
-180-
-印支运动-
-225-270-
-海西运动-
-350-
宙
古 生 代 (Pz)
早石炭世(C1)
晚泥盆世(D3) 中泥盆世(D2) 早泥盆世(D1) 晚志留世(S3) 中志留世(S2) 早志留世(S1) 晚奥陶世(O3) 中奥陶世(O2) 早志留世(O1) 晚寒武世() 中寒武世() 早寒武世() -440元古代地层在我国分布广 ,发育全 ,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岩河 湖相沉积为主,上部以浅海相沉积为主,含冰碛物为特征. 低等生物开始大量繁殖,菌藻类化石较丰富
有则为褶皱构造；
• 2 看对称分布地层的新老关系，两边老中间
新为向斜，两边新中间老为背斜。
3.2 地质构造
3.2 地质构造
请在下图中选择一个合理的隧道位置
1
3
2
隧道工程与褶皱的关系
隧道轴线平行于褶皱轴线时，一般布置在褶皱翼部，
通过均一岩层。因为褶曲地层受到强烈的拉伸和挤压，岩
层破碎，常形成洞顶坍落，而在向斜核部则是储水较丰富 的地段。 褶皱核部岩层受水平挤压作用，产生许多裂隙，直接 影响岩体的完整性和强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较 为发育。所以在核部布置各类建筑工程必须注意岩层的坍 落、漏水及涌水问题。 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，则易造成顺层滑动现象。
3.2.4
断裂构造
构成地壳的岩体受构造应力作用发生变形， 当变形达到一定程度后，是岩体的连续性和完 整性遭到破坏，产生各种大小不一的断裂，称
为断裂构造。
包括节理和断层。
3.2.4
1 节理
断裂构造
节理（裂隙），是岩体受力断裂后两侧岩 块没有明显位移的小型断裂构造。按成因分为： 构造节理（分布范围广，有一定的规律性）和非
7.1
7.3 7.3 7.4 7.8 7.2 7.2
IX
IX IX IX XI IX VIII
14
12 24 20 22 24 23
地震名词解释（P45)
地震名词解释
（1）震源：内部发生地震的地方。 （2）震中：震源在地表的投影位置。 （3）震源深度：从震中到震源的距离。 （4）震中距：地表某一点距震中的距离。 （5）等震线：地面破坏程度相同的点连成的线。 （6）震级：震级表示地震本身大小的尺度，是由地震所 释放出来的能量大小所决定的。一次地震只有一个震 级。最大震级8.9级。 （7）烈度：烈度是指某一地区地面和各种建筑物遭受地 震影响的强烈程度。烈度不仅与地震的震级大小有关， 同时也受震源深度、震中距、地震波传递的介质的性 质等因素的制约。一次地震只有一个震级，但在不同 地点可以有不同的烈度。
火山线状分布。
–人类修建的一些古建筑（如长城、古墓、古 城堡）等被错断。
3.5 地震
在地壳表层，由自然原因或人类工程活动产生的
弹性波传播所引起的振动作用或现象称为地震。
地壳每年发生的地震约500万次，造成建筑物破
坏外，伴随有其他地质灾害，如山崩、滑坡、河道 堵塞、喷水冒沙等。 –如1976年7月 28日，我国唐山地震，震级为 7.8， 约24万人丧生。 80%的工业建筑和96%的民用建筑
3.1 地质年代
3.1 地质年代
不整合
3.1 地质年代
3.1 地质年代
3.1.2 地质年代单位和地层单位
1.地质年代单位 时间段落级别：宙、代、纪、世、期 2.时间地层单位 时间地层单位：宇、界、系、统、阶
3.1 地质年代
3.1.3 地质年代表
主要掌握地质年代编号的新老顺 序，注意“世”脚标数字越小表示生成 时间越老。
3.2.4
2 断层
断裂构造
断层是岩体破裂后，两侧岩块产生显著位移
的断裂构造。断层的规模从几厘米到数千公里，
对工程岩体的稳定有显著的影响。
3.2.4
断层要素
• 断层面与破 碎带 • 断层线