土木工程地质3_第四章地质构造
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
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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
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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
土木工程地质电子课件廖红建
电子课件
廖红建
H.J.Liao
本电子课件为科学出版社全国高等院校土木工程类系列教材《土木工程地质》(赵树德主编、廖红建副主编）的配套课件。
基于作者长期主讲《土木工程地质》的电子教案编制而成。
限于编者水平，难免存在不妥之处，恳请大家批评指正。
简介
第一章矿物与岩石
第二章地质构造与工程建设
第三章岩石风化和岩体的工程性质
第四章第四纪地层和地貌
第五章土质学、土与土体
第六章地下水的存在及水质
第七章地下水运动与工程
第八章环境地质问题
第九章岩土工程中常见的工程地质问题第十章区域性土
第十一章岩土工程勘察
前言
•地基、基础的概念
地层•必修课
地层地基勘察•地层的复杂性
组成演变•地质学学科
•工程地质学是地质学的一个分支
寻找研究地质灾害防治对策应用•研究的主要内容
评价工程地质条件预测和论证工程地质问题选定场地建议措施提供技术数据•防灾是工程地质学的主要任务
•研究对象为复杂的地质体
综合结合首先地质学地质分析法进一步定量分析•地质分析法
定量预测和评价建立模型•力学分析法
类比法•工程类比法
•新技术新方法
•实验法
实验测试综合定性分析和定量分析才能对可能发生的工程地质问题制定出合理的防治对策。
地上地下•工程地质与土木工程的关系密切
工程地质问题•工程地质问题
强度变形
较高的强度较低的压缩性
•影响因素
天然边坡人工边坡
•影响因素
•监测
•影响因素
•基本要求。
完整版第3章地质构造及对工程影响
第 3 章地质结构及对工程的影响地壳运动：指因为地球内动力而惹起的地壳变形和变位。
包含：起落运动：指垂直地表的运动（沿地球半径方向的上涨或降落运动）。
水平运动：指平行于地表的运动（沿地球切线方向或沿水平方向的结构运动）。
地壳运动的结果：致使地壳岩石产生变形和变位，并形成各样地质结构( 结构改动在岩层和岩体中遗留下来的各样结构踪迹）。
第一节水平结构和单斜结构一、观点堆积岩层形成时的原始产出状态 ( 即产状 ) 大部分是水平或近于水平。
假如经受地壳运动（垂直抬升）的影响，改变了原始形成时的地点，但仍保持水平产状的一套水平岩层构成的结构，称为水平结构。
岩层受结构运动的影响，不单改变了岩层形成时的地点，并且改变了原有的水平状态，使岩层面向同一方向倾斜，并与水平面拥有必定的交角，便形成了单斜结构。
常常是构成其余结构 ( 褶曲一翼，断层一盘等 ) 的一部分。
二、岩层产状岩层的产状常用岩层的走向、偏向、倾角来确立，这三者称为产状因素。
在野外产状因素直接用地质罗盘进行丈量。
走向岩层面与水平面的交线，称走向线走向线两头所指的方向称走向产偏向垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称状要倾斜线。
其在水平面上的投影线所指方向，称素为偏向倾角倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角第二章褶皱结构褶皱指构成地壳的岩层，受结构应力的激烈作用，使岩层形成一系列波状曲折而未丧失其连续性的结构。
岩层的连续性整性末遇到损坏，是岩石塑性变形的表现。
褶皱结构的基本种类一、褶曲：褶皱结构中的一个曲折核：褶皱中心部分的地层褶翼：核部双侧对称出露的地层曲的轴面：指大概均分褶皱的一个设想面要素轴线：轴面与地面的交线枢纽：轴面与层面的交线枢纽在空间上的产出状态：枢纽水平、枢纽倾斜二、褶曲的种类1、褶曲的基本形态是背斜和向斜。
背斜指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时代老，外侧岩层时代新的褶皱。
向斜指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时代新，外侧岩层时代老的褶皱。
土木工程地质分章名词解释
土木工程地质分章名词解释地质学：地质学(geology)一词是由瑞士人索修尔(saussure H.B.de)于1779年提出的，指〝地球的科学〞，研究内容十分广泛，它要紧研究地球的组成、构造及其形成和演化规律。
工程地质学：是介于地质学与工程学之间的一门边缘交叉学科，它研究土木工程中的地质问题，也确实是研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处理和正确使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质问题。
即工程地质学是为了解决地质条件与人类工程活动之间矛盾的一门有用性学科。
地质环境：地球的表层环境，即在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。
地基：在土和岩层中修建建筑物，承担建筑物全部重量的那部分土和岩层称为建筑物的地基。
地基承载力：是指地基所能承担由建筑物基础传递来的荷载的能力。
工程地质条件：指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合，包括地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地势地貌等。
地势地貌：地势指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形状特点；地貌那么说明地势形成的缘故、过程和时代。
水文地质：是地质学中研究地下水的分支，包括地下水的成因、埋藏、分布动态和化学成分等方面的内容。
工程地质问题：已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和进展，构成威逼阻碍工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。
第二章地壳及其物质组成地质作用：塑造地壳面貌的自然作用即地质作用。
内力地质作用：其动力来自于地球自身、且要紧发生在地壳内部的塑造地壳面貌的自然作用。
外力地质作用：由太阳辐射热引起并要紧发生在地壳的表层的自然作用。
人为地质作用：指由人类工程活动引起的地质效应，又称为工程地质作用。
矿物：天然形成的单中化合物，为均质固体，具有相对稳固的化学成份和物理性质。
条痕：将矿物在无釉瓷板上刻画后留下的矿物粉末的颜色。
光泽：矿物表面对可见光的反射能力。
硬度：矿物抗击外力机械作用的强度。
工程地质3.4 地质构造与土木工程建设的关系
下降、接受沉积 褶皱上升（常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质等）、 沉积间断、遭受剥蚀 再次下降、再沉积。
岩浆岩与围岩的接触关系
侵入接触：沉积岩层被
岩浆岩穿插而分布零乱， 侵入体时代晚于围岩形 成时代。
岩浆岩与围岩的接触关系
沉积接触：侵入体形成
3
地质构造Geological Structure
§3.1 地壳运动
§3.2 地质构造
§3.3 岩层产状与地层接触关系
§3.4 地质构造与土木工程关系
§3.5 地质图
6、褶皱构造工程地质评：
对深路堑和高边坡 对隧道工程
褶曲构造与隧道位置选择 1、3-不利；2-较好 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
产状要素：
走向strike：层面与水平 面交线的延伸部分。
倾向dip：层面上与走向 垂直并指向下方和直线， 它的水平投影方向为倾 向。 倾角dip angle：层面上与 水平面所夹的最大锐角。
岩层产状要素
N W S SE45º E NE50º SW230º SE45º
产状要素的测量、记录与表示方法
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四、地层接触关系
地层：对某一地区，某一地质时代形成的一个或一 套岩层称为地层。
沉积岩的接触关系
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。
平行不整合(disconformity)：
时间上不连续，产状一致。 反映地 壳间断上升。
角度不整合(discordant)：
地貌标志
水文地质标志 历史地震标志 测试标志
工程地质 第四章 构造运动与地质构造1(1)
第四章
1、构造运动
2、构造运动的速度
相当缓慢的如：印度古大陆现在每年仍以近2cm的速度 向北移动；迅速的地震造成的断裂可达几米-几千米。
第四章
1、构造运动
三、构造运动的主要理论
1、对流说 2、均衡说
3、地球自转说
4、板块构造说
地球在形成过程中，表层冷凝成地壳，随后地 壳被胀裂成六大板块。
第四章
（二）与桥基工程的关系
桥墩台地基稳定性和冲刷问题是桥梁工程的主要工程地 质问题。 桥基的稳定性与岩层产 状、软弱结构面等都有直接 关系。当岩层产状倾向下游， 其中又带有软弱夹层时，会 因水的冲蚀作用而影响基础 的稳定性，如果软弱夹层较 厚，会使基础产生差异沉降 导致墩身歪斜或倾覆。
桥基不稳定示意图
当两种不同岩层接触，其接触面较陡时，会造成桥基不稳， 因为接触面一般多是软弱结构面，故最好是将桥基设计在单一 岩层之上。
第四章
2、成层构造
四、地层的接触关系
上覆岩体
下伏岩体
地层间的接触关系主要有
整合接触 假整合、 不整合接触关系
第四章
2、成层构造
1、整合接触 当某个地区在某一地质时期是处于连续沉降的地壳 运动作用下，
整合接触及其形成的构造运动背景示意图 a-地壳持续下降相邻各地层皆为连续形成的； b-地壳持续上升相邻各地层皆为连续形成的
回
岩层 岩石 地基 工程地质 岩石圈 地层
顾
地貌 成层构造 地质构造 变形构造
变位构造 残积物 坡积物 洪积物 相对地质年代 松散堆积物 冲积物 地质年代 绝对地质年代 （ Q） 海积物 湖积物 冰碛物 风积物
工程地质思维法
第四章 构造运动与地质构造
主要内容
3 地质构造及其对工程的影响
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。
工程地质分章作业
第一章绪论习题一：名词解释：地质环境在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。
习题二：名词解释：工程地质条件工程地质条件即为工程活动的地质环境，可理解为工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。
一般认为它包括岩土（岩石和土）的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、地表地质作用和天然建筑材料等。
习题三：名词解释：工程地质问题：工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。
就土木工程而言，主要的工程地质问题包括以下四类：（1）地基稳定性问题；（2）斜坡稳定性问题；（3）洞室围岩稳定性问题；（4）区域稳定性问题。
习题四：问答题：试举例说明工程活动与地质环境的相互关系。
人类的工程活动都是在一定的地质环境中进行的，两者之间具有密切的联系，并且相互影响，相互制约的。
地质环境对工程建设活动的制约是多方面的。
它可以影响工程建筑的造价与施工安全，也可以影响工程建筑的稳定和正常使用。
如在岩溶地区修建房屋，如不查明岩溶分布情况并采取有效措施，可能会引起地面塌陷。
工程活动也会以各种方式影响地质环境。
如开挖路堑会改变斜坡原有的地质条件，不合理开挖可能会引发崩塌或滑坡。
不科学的工程活动，甚至会引发严重的地质灾害。
习题五：问答题：工程地质学的主要任务与研究方法是什么？研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，合理开发和妥善保护地质环境，使工程活动和地质环境协调相处是工程地质学的最基本任务，其基本任务主要表现以下三方面：（1）区域稳定性研究与评价，指由内力地质作用引起的断裂活动、地震对工程建设地区稳定性的影响；（2）地基稳定性研究与评价，指地基的牢固、坚实性、安全性；（3）环境影响评价，指人类工程活动对环境造成的影响。
工程地质学的研究方法主要有以下四种：（1）地质分析法：以地质学和自然历史的观点分析研究工程地质条件的形成和发展；（2）力学分析法：在研究工程地质问题形成机理的基础上，采用力学手段建立模型进行计算和预测；（3）工程类比法：根据条件类似地区羽翼已有资料对研究区的问题进行分析；（4）实验法：通过室内或到野外现场试验，取得所需要的岩土的物理力学参数。
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-第四章土
固相——包括多种矿物成分组成土的骨架， 骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空 隙是相互连通的，形成多孔介质；
液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g土
筛余
P
0
100
10
95
16
87 筛 18 78 分 24 66 法
22 55 38 36 72
水分法
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、 淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构 造，较疏松，含水量高，压缩性大而强 度低。
深海沉积物主要是有机质软泥。
7、风积土(eolian deposit)：
在干旱的气候条件下，岩石的风化碎 屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利 的条件下堆积起来的一类土，颗粒主要由 粉粒或砂粒组成，土质均匀，质纯，孔隙 大，结构松散。最常见的是风成砂和风成 黄土，部分风成黄土具有强烈的湿陷性。
原生矿物 ● 由岩石经物理风化生成的， ● 颗粒成分与母岩的相同， ● 常见的有石英、长石和云母 ● 颗粒较粗，多呈浑圆形状， ● 吸附水的能力弱，无塑性。
次生矿物 ●由原生矿物经化学风化生成的新矿物 ●它的成分成分与母岩的完全不同， ●有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物 ● 颗粒极细，且多呈片状， ● 性质活泼，吸附水能力强，具塑性。
河漫滩相冲积土：
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)。
土木工程地质分章名词解释
土木工程地质分章名词解释地质学：地质学(geology)一词是由瑞士人索修尔(saussure H.B.de)于17 79年提出的，指“地球的科学”，研究内容十分广泛，它要紧研究地球的组成、构造及其形成和演化规律。
工程地质学：是介于地质学与工程学之间的一门边缘交叉学科，它研究土木工程中的地质咨询题，也确实是研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处理和正确使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质咨询题。
即工程地质学是为了解决地质条件与人类工程活动之间矛盾的一门有用性学科。
地质环境：地球的表层环境，即在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。
地基：在土和岩层中修建建筑物，承担建筑物全部重量的那部分土和岩层称为建筑物的地基。
地基承载力：是指地基所能承担由建筑物基础传递来的荷载的能力。
工程地质条件：指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合，包括地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地势地貌等。
地势地貌：地势指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形状特点；地貌则讲明地势形成的缘故、过程和时代。
水文地质：是地质学中研究地下水的分支，包括地下水的成因、埋藏、分布动态和化学成分等方面的内容。
工程地质咨询题：已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和进展，构成威逼阻碍工程建筑安全的地质咨询题称为工程地质咨询题。
第二章地壳及其物质组成地质作用：塑造地壳面貌的自然作用即地质作用。
内力地质作用：其动力来自于地球自身、且要紧发生在地壳内部的塑造地壳面貌的自然作用。
外力地质作用：由太阳辐射热引起并要紧发生在地壳的表层的自然作用。
人为地质作用：指由人类工程活动引起的地质效应，又称为工程地质作用。
矿物：天然形成的单中化合物，为均质固体，具有相对稳固的化学成份和物理性质。
条痕：将矿物在无釉瓷板上刻画后留下的矿物粉末的颜色。
光泽：矿物表面对可见光的反射能力。
硬度：矿物抗击外力机械作用的强度。
土的组成和结构、构造
成都粘土-2004/03/10
Photo © Xu Zemin
1.6 cm
成都粘土中的钙质结核-2004/03/10
Photo © Xu Zemin
成都粘土-2004/03/10
Photo © Xu Zemin
过渡类型-hybrid
四川 松潘 川主寺
卵石土 卵石质砂土
狭义碎石土-四川康定
Photo © Xu Zemin
砂土-金沙江攀枝花段-2004/11/28
砂土
Photo © Xu Zemin
砂土-金沙江攀枝花段-2004/11/28
Photo © Xu Zemin
粉土-四川松潘
粉土
Photo © Xu Zemin
EXAMPLE 1
粘土
滇池盆地 淤泥质(有机质)粘土
对于直径在0.075 mm以上的粒组（粗 粒 土 ） ， 可 以 用 筛 分 法 测 定 ； 对 于 0.075 mm以下的粉粒和粘粒（无法做筛子）， 可以用比重计法或移液管法测定。
筛子孔洞：20 2 0.5 0.25 0.1 0.075 mm
Photo © Xu Zemin
Photo © Xu Zemin
2007/07/12－昆明大板桥新机场附近剖面（砖厂） 人工填土
Photo © Xu Zemin
2007/07/12－昆明大板桥新机场附近剖面（砖厂）
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EXAMPLE 2 云南红（粘）土
易透水，无粘性，无塑性，干燥时松 散；毛细作用弱
透水性较弱，湿时稍有粘性，无塑性 和膨胀性；饱和时易流动；毛细上升 高度大；湿土震动时有水析现象 透水性差；湿时有粘性、可塑；遇水 膨胀、干时收缩；毛细上升高度大
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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按褶曲长短轴的比例分：
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.
1. 通过横向、纵向的观察，找地层界线、 断层线、化石等，观察岩层是否有对称 重复出现的现象；
2. 比较核部与两翼岩层的新老关系，比较 两翼岩层的走向和倾斜；
3. 研究两翼相当层的平面形态。
背斜成谷
产状要素的测量方法
岩层产状 要素的测定， 一般在野外 用 罗 盘 仪 （袖珍经纬 仪）来测定。
产状要素的表示方法
方位角法
象限角法
文字表示法
野外记录和文字 报告
符号表示法
地质图件
文字表示法 方位角法
N0
˚
135˚∠30˚
135°
（倾向、倾角）
30°
文字表示法 象限角法
N
0°
45 °
90W °
2. 活动方式与活动速率的相关性
3. 重复活动的周期性
活断层的标志:
¥ ¥ ¥ ¥ ¥ 地貌标志 地层标志 历史地震标志 水文地质标志 地球化学和 地球物理标志
活断层对工程的危害： 1. 直接危害跨越该断层的建筑物
例：宁夏石嘴山市红果子沟和河北蓟县 境内的两段长城被错断。
2. 伴有地震发生的活断层使较大范围的建筑 物摧毁 例：1906年美国旧金山地震中，圣.安 德烈斯断裂导致一27米高的水坝溃坝。
且曲率小。
V字形尖端
沟谷处
山脊处
沟谷上游
山脊下坡
2. 倾向同，倾角大， 反弯曲。
V字形尖端
沟谷处
山脊处
沟谷下游
山脊上坡
3.
倾向同，倾角 小，同弯曲但 曲率大。
V字形尖端
沟谷处
山脊处
沟谷上游
山脊下坡
练习： 地质图分析
水平岩层和倾斜岩层地质图
褶皱在地质图上的表现：
水平褶曲 倾伏褶曲
断层构造在地质图上的表现：
地质平面图 地质剖面图
地层柱状图
地质图的规格：
应有图名，图例，比例尺，编制单位和编 制日期。 地质图的符号：
地层年代符号，岩石符号，地质构造符号 （见附录）
各种地质界面在地质图上的表现:
1.水平构造
2.直立构造
倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分。
3.倾斜构造
倾斜构造 （V字形法则）
1. 倾向反，同弯曲
复习思考题
复习思考题
1．什么叫褶皱构造？什么叫褶曲？褶曲要素及基 本形态有哪些或是什么？ 2．如何识别褶曲并判断其类型？
3．如何区别张节理与剪节理？
4．什么叫断层？断层由哪几部分组成？断层的基本 类型有哪些？在野外如何识别层？ 5．试说明岩层间接触关系的类型，各自的含义及 识别方法。
6．什么是活断层？它具有哪些特征？
第四章 地质构造
主要内容
•地壳运动 •地质构造 •活断层 •地质图
地壳运动
按方向分：
升降运动(造陆)
水平运动(造山)
海水侵蚀部分
那 不 勒 斯 海 岸 的 三 根 石 柱
——由地球内动力地质作用引起地壳变化的运动
地质构造 ——地壳运动形成的各种构造形迹。 1.水平岩层(horizontal stratum)
断裂构造的分类
节理（裂隙）
原生节理 剪节理 构造节理 张节理 次生节理
断层
正断层 逆断层 平移断层
裂隙(fissure):也称节理(joint),是未发生明
显位移的断裂.
原生裂隙:岩石在成岩过程中形成的裂隙.
次生裂隙:包括风化裂隙、卸荷裂隙等. 构造裂隙:由于地壳构造运动而形成的裂隙. 分为张裂隙和剪裂隙.
裂隙调查、统计和表示方法：
选择代表性的基岩露头,对一定面积内的裂隙进行测量。
节理对工程的影响
1 ．是地下水的通道。加速岩石的溶解破坏， 尤其在可溶盐地区易形成溶洞，发育成 为地下暗河； 2．加速风化作用和冻胀作用； 3．降低岩石力学强度，降低工程的稳定性； 4．降低爆破效率； 5．降低地基承载力。
褶皱分类
按轴面产状分：
直立
倾斜
倒转
平卧
按枢纽产状分：
水平褶曲
倾伏褶曲
枢纽水平时，在实际地形图上的表现为互相 近似平行且呈直线延伸。
枢纽水平时，地质界线在平面图上仍表现 为互相近似平行；
在实际地形图上，倾伏背斜的地质界线表现 为在倾伏端封闭弯曲；倾伏向斜的地质界线表现 为在仰起端封闭弯曲。
枢纽倾斜时，地质界线在平面图上表现 为在一端封闭弯曲。
平移断层
上盘下降
正断层：上盘相对下降或下盘相对上升上升或下盘相对下降的断层。
水平错动
平移断层：两盘沿断层走向相对移动的断层。
按形成断层的力学性质，可分为： 压应力 压性断层，多为逆断层；
张应力
剪应力
张性断层，多为正断层；
扭性断层，多为平移断层。
断层组合形式
叠瓦式断层
≥5
在工程使用期或寿期内(一般为50～100年)， 可能影响和危害工程安全的活断层 ——工程活断层
活断层的活动方式： •突然错动（粘滑型）－伴随地震发生。
发生在强度较高的岩土中，断层带锁固能力强，危害大。
•缓慢蠕动（蠕滑型）－不直接产生地震。
发生在强度较低的软岩土中，断层带锁固能力弱，危害小。
活断层的特征： 1. 继承性
第四节 活断层：第四纪以 来仍在活动的断 层。注：2001年
《岩土工程勘察规 范》指全新地质时
活断层
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。
风火山隧道北部断裂切割表层第四系和公路 的裂缝延伸特征（镜向西）
在全新活动断裂中，
近期(近五百年)发生过地震，且震级M 或在未来一百年内预测可能发生M ≥5 ——发震断裂
3.褶皱构造(fold)
——岩层受构造应力作用而形成的一系列波状弯曲。
褶皱形成过程
褶曲要素：
• 核部(core)
• 两翼(limb)
• 轴面(axial plane ) • 轴线(axial line) • 枢纽(hinge)
翼 核
翼 轴面 轴线
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。
活断层区的建筑原则： 1. 建筑物场址一般应避开活断层；
2. 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其 大角度相交；
3. 尽可能选择相对稳定的“安全岛”，将 建筑物布置在断层的下盘；（例：大亚 湾核电站）
4. 采取抗震结构和建筑型式。
第五节
地质图
地质图(geological map)的种类
普通地质图 构造地质图 地貌及第四纪 地质图 基岩地质图 水文地质图 工程地质图
二者倾向相同 断层倾角大于岩层倾角 缺失（B） 重复（E） 下降盘出现新地层 断层倾角小于岩层倾角 重复（C） 缺失（F） 上升盘出现新地层
断层两盘 下降盘出现新地层 相对动向
走向断层造成的地层重复和缺失
断层破碎带及构造岩
牵引构造及伴生节理
擦痕
断层崖
地貌标志
东非大裂谷
串珠状的湖泊或洼地，泉水的带状分布，常 表明有大断带存在。
2.倾斜岩层(tilted stratum)
产状三要素
(elements of attitude)
c b
a d e
水平面
a
ab-走向线 ce-倾斜线 cd-倾向 α-倾角
产 状 要 素
走向 岩层面与水平面的交线，即走向线两端所指 的方向。（两个方位角，相差180˚）
倾向 岩层的倾斜方向。与走向线垂直。 走向 = 倾向 ± 90° 倾角 岩层面与水平面的夹角。 (0～90˚）
¥对路堑边坡
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.
垂直节理风化后 形成的地貌
断 层
岩石在构造应力 作用下发生断裂， 沿断裂面两侧的岩 块发生明显的相对 位移的断裂构造。
断层要素: ¥ 断层面（带） ¥ 断盘 ¥ 断距
逆断层 断 层 基 本 类 型
正断层
E
90°
N45˚E∠30˚SE
（走向、倾角、倾向象限）
30 °
S
0°
符号表示法
30°
——长线代表走向，短线代表倾向，数 字是倾角。（长短线必须按实际方 位标绘在图上）；
—— 岩层水平（0˚～5˚）； —— 岩层直立（箭头指向较新岩层）； ——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向， 30° 即指向老岩层，数字是倾角)
正常延伸的山脊突然错断，正常流经的河流突 然产生急转弯。〈断层两盘相对平移〉
植物也可作为参考，有时沿断层两侧因岩性不 同，而生长截然不同的植物群落，有时则在断层 带上生长着特殊的植物。
断层的工程地质评价:
¥断层降低了地基岩体的强度及稳定性。 ¥断层上、下盘岩性可能不同，造成不均匀沉降。 ¥对隧道工程易产生洞顶坍落。 ¥沿断层破碎带易形成风化深槽及岩溶发育带。 断层陡坡易发生崩塌。 ¥断层破碎带常为地下水的良好通道，涌水问题。 ¥对区域稳定性的影响不利，可能发生新的移动。 ¥对道路选线若与断层走向平行易产生边坡滑塌
按断层走向与岩层走向的关系分：
¥ 走向断层F1 ¥ 倾向断层F2
¥ 斜交断层F3
按断层与褶皱轴的关系分：
¥ 纵向断层
¥ 横向断层 ¥ 斜向断层
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
走向断层造成的地层重复和缺失
断层倾斜与地层倾斜的关系 断层性质 正断层 逆断层
二者倾向相反
重复（A） 缺失（D）
7．试说明研究和学习各种地质构造有何工程意义？ 8．什么是地质图？地质图的基本类型有哪些？ 9．各种地质现象或地质构造在地质图中的表现形 式如何？ 10．怎样阅读地质图？