工程地质(第四章)

岩层的产状三要素



走向线：岩层面同任意水平面的交线， 走向：走向线两端所指的方向，走向的方位角 有两个，相差180°； 倾向：垂直于走向顺倾斜面引下的一条直线， 该直线在水平面上的投影所指的方向，以方位 角表示，倾向只有一个方向，且与走向垂直， 即走向与倾向的方位角相差90°； 倾角：岩层层面与水平面所夹的锐角称岩层的 倾角。


定义:岩石受到剪（扭）应力的作用形成的破裂面 特征 （1）产状稳定，在平面和剖面上的延伸距离较长； （2）节理面光滑，常具有擦痕、镜面等现象，紧密闭合； （3）常成对呈X状出现，又称共轭裂隙或X裂隙； （4）一般发育密实，裂隙间距小，在软弱薄层岩石中常密 集成带。 剪裂隙交叉切割岩体，破坏岩体完整性，故剪裂隙常是易于 滑动的软弱面
褶皱构造

定义：组成地壳的岩层，受到构造应力 的强烈作用，使得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。
典型的褶皱照片
典型的褶皱照片
典型的褶皱照片
典型的褶皱照片
褶皱要素



核部：褶皱的中心部分，通常位于褶皱中央最 内部的一个岩层翼：位于核部的两侧，岩层向 不同方向倾斜的部分 轴面：以褶皱顶平分两翼的假想 轴：轴面与水平面的交线，称为褶皱的轴 枢纽：轴面与褶皱同一岩层层面的交线。或褶 皱同一岩层上的最大弯曲点的连线。 转折端：褶皱两翼岩层相互过渡的弯曲部分。
构造裂隙（二） 张裂隙




定义：岩层受到张应力作用而形成的破裂面。 特征： （1）裂隙产状不稳定，延伸距离短； （2）裂隙面弯曲、粗糙，裂缝较宽，常被岩 脉充填； （3）一般发育较稀，裂隙间距大，很少密集 成带； （4）张裂隙往往是地下水渗透的良好通道。
裂隙形成示意图
非构造裂隙裂隙
产状三要素的空间位置
岩层产状的测量
岩层产状的表示方法
方位角表示法：确定点为中心，正北方向的方位角为0 度，按顺针方向旋转，旋转一周360度，正东、正南、 正西为90、180、270度。方位角只计倾向和倾角如 210º ∠25º 倾向的方位角为210度，倾角25度。

象限角表示法：以北或南方向为准（0º ），将平面划 分为四个象限，表示产状，一般记走向、倾角和倾角 象限。 N36º W25º S，表示走向北偏西36度，倾角25度 大致向南倾斜。

正地形：向斜成谷、背斜成山； 逆地形：向斜成山、背斜成谷（地形倒 置）。
向斜与背斜
大向斜
褶皱形态分类
野外对大型褶皱的研究方法



穿越法：垂直岩层走向观测，了解岩层的产状、 层序、新老关系；根据岩层出露的层序及新老 关系，判断背斜还是向斜；根据两翼岩层的产 状及与轴面的关系，判断褶皱的形态。 追索法：平行于岩层走向进行观测，查明褶皱 的延伸方向及其构造变化，判断为倾伏褶皱还 是水平褶皱。 在实践中一般以穿越法为主，追索法为辅。
断层构造



断层要素 1. 断层面和破碎带：两侧岩层发生相对位移的断裂面， 称为断层面。规模较大的断层，经常不是沿着简单的 面发生错动，而是沿着错动带发生，称为断层破碎带。 2. 断层线：断层面与地面的交线； 3. 断盘：断层面两侧发生相对位移的岩块； 4. 断层面上部的称为上盘；断层面下部的称为下盘。 5. 相对上升的盘称为上升盘；相对下降的盘为下降盘。 6. 断距：断层两盘沿断层面相对移动开的距离。
褶皱要素图解
褶曲的基本形态


背斜：两翼岩层倾向相背的褶皱，称为 背斜褶皱；背斜在形态上表现为岩层向 上弯拱起，核部岩层老，两翼岩层渐新； 两翼岩层对称出现。 向斜：两翼岩层倾向相向的褶皱称为向 斜褶皱；向斜在形态上表现为岩层向下 凹陷，核部岩层新，两翼岩层渐老，两 翼岩层对称出现。
褶皱构造的野外鉴别
云南石林（水平层理）
云南石林（水平层理）
新疆火焰山（近似水平层理）
倾斜构造


倾斜构造：岩层在受到构造应力（地壳运 动）的作用下，使岩层层面与水平面之间 有一定夹角的岩层，为倾斜构造，也称为 倾斜岩层。 单斜构造：在一定地区内向同一方向倾斜 和倾角基本一致的岩层，又称为单斜构造。
典型的倾斜构造

特殊产状 ： 水平岩层 倾角=0° 倾向 — 走向 ∞ 直立岩层 倾角=90° 倾向 — 走向 α°

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。
断裂构造

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，岩石地连续性和完整 性遭到破坏，产生各种大小不同的断裂，称 为断裂构造。
类 型
裂隙(节理)：岩层沿断裂面没有明显的位移， 称为裂隙或节理； 断层：岩层沿破裂面（一个或一组）两 侧发生了明显位移或较大错动，称为断 层。
构造裂隙（一） 剪裂隙
工程地质
第四章 地质构造
定义：构造运动在岩层和岩体中遗留下来 各种变形、变位形迹。
水平构造 倾斜构造

类型
褶皱构造 断裂构造
岩层的产状


岩层的定义：两个平行或近于平行的层 面所限制的、由同一种岩性组成的地质 体称为岩层。 岩层的产状定义：岩层在空间的位置称 为岩层的产状。通常由岩层层面的走向、 倾向、倾角表示。

定义：由于成岩作用、外动力和重力等 非构造因素所形成的裂缝。
类型： （1）原生裂隙 （2）风化裂隙 （3）卸荷裂隙
破碎带
裂隙的工程地质评价



岩体中的裂隙虽有利于开挖，但岩体的强度和 稳定性均有不利影响； 裂隙破坏了岩石的整体性，促使风化速度加快； 增加了岩体的透水性，强度和稳定性降低； 裂隙的主要发育方向与路线的走向平行，倾向 与边坡一致，不论岩体的产状如何，路堑边坡 都易发生崩塌和碎落； 影响爆破作业的效果。
断层的基本类型 (三) 平推断层
由于岩体 受到水平 扭应力的 作用，使 得两盘沿 断层面发 生相对位 移的断层
典型的断层照片
典型的断层照片
地震后出现的断层破碎带
断层崖
断层的工程地质评价


断层构造破坏了岩体的完整性，加速风化作用和地下 水活动，降低了岩石的强度和稳定性，对工程产生不 利的影响； 断层破碎带强度低、稳定性差，压缩性大；降低地基 岩体承载力和稳定性，易导致建筑物产生较大的沉降， 甚至造成倾斜或断裂；对边坡、桥基的稳定产生重要 影响； 跨越断裂破碎带的桥梁工程等建筑物，由于两盘的岩 性不同，可能导致不均匀的沉降； 隧道通过断层破碎带易产生洞顶塌落，在确定隧道平 面位置时，应避开大规模的断层破碎带；隧道轴线与 断层走向平行时，应避免与破碎带接触；隧道横穿断 层时，断层对隧道工程影响范围小，但应采取合理的 防护措施工程措施，保证施工安全。
断层的空间位置
断层的基本类型 (一 ) 正断层
上盘沿着断层面 下；下盘相对上 升的断层； 正断层一般是由 于岩体受到水平 张应力的作用及 重力作用，使 得上盘沿断层面 向下错动而成。
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断层的基本类型 (二) 逆断层


上盘沿断层面 相对上升，下 盘相对下降的 断层； 逆断层受到水 平方向的强烈 挤压作用而形 成的。