工程地质课件 第三章 地质构造
工程地质 第3章 地质构造及其对工程的影响3.1-3.5
3.2.1.2倾斜岩层
根据上述表现规则(“V”字形法则 ),在阅读地质图时则可反演推断 岩层空间展布与地面斜坡的组合关 系(岩层倾向与地面坡向关系)
“弯反则相同” “弯同曲大也相同” “弯同曲小则不同”
如右图所示,K及T岩层分界面的露 头线与地形等高线呈相同方向弯曲 ,且露头线的弯曲度小于等高线的 弯曲度,根据“弯同曲小则不同” ,则可以推断岩层倾向与地面坡向 相反。
3.4.2.4断层的工程地质评价
破坏岩体的完整性,加速风化作用、地下水的活动及岩溶 发育。
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
3.5 识读地质图
地质图
是将自然界的各种地质现象,如地层、地质构造等,用规 定的符号,按一定的比例缩小并投影绘制在平面上的一种 图件。
3.3.4褶皱构造对工程的影响
褶皱翼部的工程地质评价
单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题
岩层产状与坡向的关系 (1)反向坡(逆向坡) (2)顺向坡
倾角小于坡角 倾角大于坡角
稳定
不稳定
稳定
3.3.4褶皱构造对工程的影响
褶曲不同部位对工程的影响
3.3.4褶皱构造对工程的影响
隧道垂直穿过褶皱地层走向时
裂隙玫瑰图
(a)裂隙走向玫瑰图;(b)裂隙倾向玫瑰图
3.4.1.4裂隙的工程地质评价
岩层中裂隙,有利开挖,但岩体的强度和稳定性都有不利的影 响。
裂隙发育方向的评价:找出裂隙发育的主要方向; 裂隙发育程度的评价:定量指标主要是裂隙间距、裂隙密
度、裂隙率及完整系数等; 裂隙性质的评价:性质包括裂隙的延伸长度、贯通情况、
工程地质 教学课件第3 章
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3.2 常见地貌特征
• 其是由新构造运动加速上升,河流强烈下切所造成的。其稳定条件取 决于岩体结构,一旦山坡变形就会形成大规模崩塌。
• c. 凹形坡。凹形坡上部陡下部急剧变缓,坡脚界限很不明显。其 是由新构造运动减速上升或坡顶破坏坡脚堆积而形成。凹形坡往往是 古滑坡的滑动面或崩塌体的依附面,稳定性比较差。
3.2 常见地貌特征
• 基座阶地。基座阶地的阶地面由两种物质组成,上部为河流的冲积物 ,下部是基岩或其他类型的沉积物。这种阶地是在地壳相对稳定、下 降和再度上升的地质过程中逐渐形成的,如图3.4所示,在形成过 程中河流下切侵蚀深度超过了原来冲积物的厚度,切至基岩内部而成 。如果基座阶地形成以后,由于气候或构造的原因,在新一轮的河流 侵蚀—堆积过程中,河谷中堆积较厚的冲积物,超过阶地基座高度并 把基座覆盖起来,称为覆盖基座阶地。
• 阶地可能有多级,按照由下向上、由新到老的顺序,从河漫滩向上依 次为一级阶地、二级阶地等。每一级阶地都由阶地面和阶地斜坡组成 。
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3.2 常见地貌特征
• 通常情况下,阶地面有利于布设线路,但有时为了少占农田或受地形 限制,也常在阶地斜坡上布线。还应指出,并不是所有的河流或河段 都有阶地。
• 侵蚀阶地。侵蚀阶地主要是由河流的侵蚀作用而形成,其多由基岩组 成,所以又称基岩阶地,如图3.2所示。侵蚀阶地多发育在山区河 谷中,因这里的水流速度大,侵蚀作用强,所以沉积物很薄,有时甚 至在河床中出露基岩。
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(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
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。
第三章 地质构造
1)剪节理 ,是岩层受剪应力产生的裂隙。
2)张节理, 岩层在地壳运动过程中受张拉应力作 用产生的节理称张节理。
3)压性节理, 压性节理是岩层受到强大的挤压作 用时所形成的节理。
(2)广义节理
除构造裂隙以外,岩体的原生裂隙和风化裂隙以 及其它次生裂隙也常被称为节理或称为非构造节 理。
图3-13节理组合形成危岩
(6)板块构造说:1968年,由海底扩张说引申、发 展起来的板块构造说认为,地球表层由大小不等 的岩石圈板块拼合而成。这些板块"飘浮"在地幔 的粘性层上,每一个板块能独立运动,并在运动 中相互挤压、摩擦、碰撞。地幔物质对流是大板 块运动的主要驱动力,大板块的运动引起中、小 板块活动,地球的旋转极和旋转角速度对板块运 动也有制约作用。
图3-2 岩层产状要素 AB为层面走向 DC为倾向 a为层面倾角
3.岩层产状的测量 在野外的岩石露头上用地质罗盘直接测量(见图33)。所测量的层面应具有代表性。 (1)测走向。 (2)测倾向。 (3)测倾角。
图3-3 岩层产状测量图示
4.岩层产状的表达形式 一组走向为北西320°,倾向南西230°,倾角35°的 岩层产状,可写成:N320°W,S230°W,∠35°由 于岩层的走向与倾向相差90°,所以在野外测量岩层 的产状时,往往只记录倾向和倾角。如上述岩层的 产状,可记录为SW230°∠35°或230°∠35°形式。如 需知道岩层的走向时,只需将倾向加减90°即可。
华蓥山断裂
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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。 断裂构造可分为节理和断层两类。 3.4.1节理 (1)狭义的节理—构造裂隙(图3-13) 岩层或岩体中分布着具有一定方向受构造应力作 用发生的裂隙,但裂隙两侧的岩块又没有显著的 位移,这些断裂构造称构造裂隙或构造节理,按 形成节理的作用力特征可将节理分为以下3种:
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)。
工程地质学课件第三章岩溶工程地质研究
岩溶地区工程建设的注意事项
充分了解岩溶发育规律
加强勘察工作
在工程建设前,应充分了解岩溶发育的规 律和特征,评估其对工程的影响程度。
在工程建设前,应加强地质勘察工作,了 解岩溶发育的规模、形态、分布等特征, 为工程设计和施工提供依据。
合理选择施工方法和工艺
加强监测和预警
在施工过程中,应根据实际情况选择合理 的施工方法和工艺,避免因施工不当引发 岩溶灾害。
04
岩溶工程地质评价与防治
岩溶工程地质评价方法
1 2
岩溶发育规律分析
研究岩溶发育的规律,包括岩溶发育的时期、影 响因素、分布特征等,为工程地质评价提供基础。
岩溶工程地质勘察
通过地质勘察,了解岩溶发育的规模、形态、分 布等特征,评估岩溶对工程的影响程度。勘察资料,建立岩溶工程地质模型,预测岩 溶发育的趋势和可能对工程的影响。
地下水污染的来源
地下水污染主要来源于工业废水、农业化肥和农药、生活 污水等。这些污染物通过渗透、泄漏等方式进入地下水体, 造成水质恶化。
地下水污染的防治
为了防止地下水污染,需要采取一系列措施,包括加强污 水处理和排放管理、控制农业化肥和农药的使用、加强地 下水监测等。
岩溶地区的地震效应
岩溶地区地震效应的定义
岩溶地区地震效应是指地震对岩溶地区的影响和作用。由于岩溶地区的特殊地质结构,地 震对岩溶地区的影响更加复杂和严重。
岩溶地区地震效应的表现
地震可能导致岩溶塌陷、地下水位波动、泉水枯竭或暴涨等现象,还可能引起山体滑坡、 泥石流等次生灾害。
岩溶地区地震效应的预防
为了减轻地震对岩溶地区的危害,需要加强地震监测和预警,同时采取工程措施加强地质 结构的稳定性,提高抗震能力。
地质构造(3-1)
水文地质标志:水呈线形或格子状分布;河流河谷突然
错断或拐弯
地震标志:有历史和现代地震、震中呈线形分布
图 4-22
2 3
山东郯城窑上村活动 断层剖面
3 4
K₂W-上白垩系砂岩夹页岩; Q₁-下更新统泥质砂岩; Q₂– ₃-中、上更新统粉土; Q₃–₄-上更新统及全新统洪坡积 物
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第二节 岩层产状
岩层产状是指岩层在空间中分布状态, 是研究地质构造的基础。
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产状三要素(elements of attitude)
走向:岩层面和任一假想水平面交线的延伸方 向。用方位角表示。如走向北东(NE)300 倾向:岩层的倾斜方向(与走向线垂直)。是岩 层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的方向。 如上述岩层,向南东倾斜,表示为SE1200
• 两翼(limb):核部两侧出露的岩层 • 枢纽(hinge):褶曲在同一层面上最大弯曲
点的连线;或褶曲中层面与轴面的交线
• 轴面(axial plane ):连接各层枢纽构
成的面;或褶曲顶平分两翼的面
• 轴线(axial line):轴面与水平面的交线
• 转折端(transition
sector):褶曲从一 翼转到另一翼的过度弯曲部分
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练习:
地质图分析
水平岩层和倾斜岩层地质图
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褶皱在地质图上的表现:
水平褶曲 倾伏褶曲
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断层构造在地质图上的表现:
(b)
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地层接触关系在地质图上的表现:
图 4-28 不整合
E与Q – 平行不整合;T与E – 角度不整合
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图例:
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》孔宪立_石振明 第三章
实验2 地质图的阅读与分析
把一个地区的各种地质现象,如地层、 地质构造,按一定比例缩小,用规定的符 号、颜色和各种花纹、表示在地形图上 的一种图件.
• • • • • •
地质图的阅读分析 1.比例尺 2.地形地貌 3.地层岩性 4.地质构造 5.接触关系
3.5 岩石与岩体的工程地质性质
岩浆岩:强度高、均质性好
(5) 风化作用
3.5.2 岩体的工程地质性质
s s s
M M (a) M
s
1. 岩体结构分析
(1) 结构面 成因分类:原生结构面、构造结构面及浅表生结构面 沉积结构面:层理,层面,软弱夹层,不整合面, 假整合面,古冲刷面等。 火成结构面:侵入体与围岩接 触面,岩脉、岩墙接触面,喷出岩 的流线、流面,冷凝节理 变质结构面:片理,片麻理,板劈理,片岩软 弱夹层。
原 生 结 构 面
• • • • •
构 造 结 构 面
节理(X型节理,张节理) 断层(正断层,逆断层,走滑断层) 层间错动带,羽状裂隙,破劈理。
沉积岩:强度不稳定,各向异性 变质岩:不稳定与变质程度和原 岩性质有关 岩体=岩块+结构面 岩石分类
岩 体
结构 面
岩块
不连续面: 包括节理、 裂隙、孔 隙、断面、 孔洞、层 面
3. 影响岩石工程性质的因素
(1)矿物成分:不同矿物组成的岩石,具有不同的抗压强 度,这是由于矿物本身的特点,不同的矿物有着不同的强 度。 (2)结构结晶程度和颗粒大小:岩石的结晶程度和颗粒大 细粒结晶的岩石比粗粒结晶的岩石强度高。 胶结情况:对沉积岩来说,胶结情况和胶结物对强度的影 响很大。 (3)构造:层理、片理 (4)水的作用:水对岩石的抗压强度起着明显的影响。由 于水分子的侵入改变了岩石物理状态,削弱了粒间联系, 使强度降低。
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。
3第三章 地质构造及岩体工程性质
地堑和地垒
地堑:由两条走向大致平行而性质相同的Ft 组合形成的中间断块下降,两侧上升的构造。 地垒:中间块上升,两侧下降的构造。
叠瓦式构造
由一系列平行或近于平行的、倾角相似的 逆断层组合,形成迭瓦式构造。
叠冲(瓦)式逆掩断层
由若干条产状基本一致的逆掩断层组成,各条断层的上 盘依次向同一方向向上逆冲,平面上构成叠瓦式(状)。
断距
正断层:上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断
层。其断层面倾角较陡,一般在45°以上。正断层是 由于岩体受到张力及重力作用,使上盘沿断层面向下
错动形成的;
下盘上升
上盘下降
按相对位移 方向划分的断 层类型
逆断层:上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。逆断层一般是
由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断层面向上错动而成。 断层面从陡倾角至缓倾角都有。其中断层面倾角大于450的称为逆冲断层;介 于250~450之间的称为逆掩断层;小于250的称为碾掩断层(又叫碾掩构造或 推复构造)。逆掩断层和碾掩断层常是规模很大的区域性断层;
①相对地质年代的确定
地层层位法:同一地质时代在一定地质环境形成
的沉积地层具有相同的特征。未经受剧烈构造运动 的岩层上老下新。
古生物法:根据生物化石确定地层的年代。生物
进化由简单到复杂,不同时代具有不同的生物群, 灭绝的生物不会重复出现。不同地质时代形成的岩 层含有不同类型的化石及其组合,相同时期相同环 境形成的岩层具有相同的化石。
或
仅用于地质平面图
(箭头)岩层岩层倒转后的倾向
3. 水平构造
岩层产状近于水平(<5度)
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
第三章 地质构造及其对工程的影响备课讲稿
§3.5 岩石与岩体的工程地质性质
基本概念
岩石(Rock): 具一定结构构造的矿物集合体。
岩体(Rock mass): 包含各种结构面的地质体,包括结构面
和结构体(岩石)。
岩石的主要物理力学性质
物理性质(physical properties)
重度(密度)(unit weight):岩石单位体积的重力(质量) 有干重度、湿重度和饱和重度之分。 比重(相对密度)(specific gravity):固体岩石(不包括孔隙)的 重力(质量) 与同体积水在4ºC时重力(质量)的比值。
强度特性:抵抗外力破坏的能力
抗压强度(compressive strength): 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。
断层的野外识别
在野外可以根据与断层构造有关的伴生构造、地貌现象等标志来识别断层:
(1)地貌特征:当断层(张性断裂或压性断裂)的断距较大时,上升盘的前 缘可能形成陡峭的断层崖,如经剥蚀,则会形成断层三角面地形,如图;断层 破碎带岩石破碎,易于侵蚀下切,可能形成沟谷或峡谷地形;此外,如山脊错 断、错开,河谷跌水瀑布,河谷方向发生突然转折等,都可能是断裂错动在地 貌上的反映。
测量倾角时,需将罗盘横着竖起来 ,使长边与岩层的走向垂直,紧贴 层面,等倾斜器上的水准泡居中后 ,读悬锤所示的角度,就是岩层的 倾角。
测量走向时,使罗盘的长边紧贴层面, 将罗盘放平,水准泡居中,读指北针所 示的方位角,就是岩层的走向。
岩层产状要素及其测量示意图
产状要素的表示方法 一组走向为北西320°,倾向南西230°,倾角35°的岩层产状, 可写成:N320°W,S230°W,∠35°
褶皱的类型 1、根据轴面产状分类:
1) 直立褶皱
图示
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3 地质构造(geologic structure)
一、地质年代
概念㈠地质年代—表示地层(岩石)形成年代或先后顺序的时间单位。
概念㈡绝对地质年代—根据岩石中所含放射性同位素与稳定同位素(蜕变产物)的相对含量测定的地质年代,表示距今实际时间。
如最早地层40亿年,推算地球形成45~60亿年。
误差较大。
概念㈢相对地质年代—根据与相邻已知地层的相对关系确定的地质年代。
㈠相对地质年代的确定方法:
1. 沉积岩:根据层序、岩性、接触关系及古生物化石进行确定。
⑴层序:正常层序为先下后上(如图3-2)。
但受构造错位影响(如倒转褶曲,如图3-3),则出现层序被打乱现象。
⑵岩性:根据标准地层进行对比,岩性相同或相近的地层系同一时期形成。
⑶接触关系:根据不同地质年代的地层之间的接触关系确定。
分为整合、平行不整合(假整合)、角度不整合的三类接触关系。
如图3-4所示
正常情况下,接触面下为老地层,面上为新地层⑷古生物化石:不同地质年代的沉积岩层中含有不同的化石,含有同一化石的地层则为同一地质年代。
根据标准化石进行确定。
2.岩浆岩:
根据⑴与已知沉积岩的接触关系⑵本身穿插构造关系确定地质年代。
⑴接触关系:
①侵入接触:有蚀变(变质),岩浆岩晚于沉积岩
②沉积接触:无变质,岩浆岩早于沉积岩,后沉积,有侵蚀面。
⑵穿插构造:如图3-5所示
①穿插的侵入体(岩株、岩脉等)比被侵入体中最新的还要新;比不整合面上的最老地层还要老。
②新岩脉穿过老的侵入岩。
1.地质年代单位与地层单位对应关系: 如表3-1
2.地质年代单位与地层单位的相应符号及新老地层的顺序,如表3-2
二、地质构造
概念:地质构造—地壳运动在岩体(大范围岩石)中留下的痕迹,即地质体(岩层、岩体)存在的空间形式、状态及其相互关系。
简单地质构造:
㈠水平构造:
未受构造运动影响(或受影响较小)的沉积岩构
造,其层面呈水平或近似水平。
正常层序为上新下老。
图中用“”表示。
㈡单斜构造:
岩层向同一方向倾斜的构造,其空间分布位置用
产状(attitude)表示。
岩层产状的三要素:如图3-6所示
①岩层的走向:岩层的空间延伸方
向,用层面与水平面交线(走向线)
的方位角表示。
②岩层的倾向:垂直走向线、在水平面内背离层面方向射线的方位角。
④岩层的倾角:岩层面与水平面所夹的锐角。
走向与倾向相差90°,通常仅表示出倾向。
eg. 120°∠30°
表示岩层的倾向为方位角120°、倾角为30°
单斜岩层的产状在地质图中表示—“”
㈢褶皱(fold)构造:岩层受水平构造运动作用形成一系列波浪状弯曲但仍保持岩层连续的构造。
由一系列褶曲组成。
褶曲--褶皱构造中的一个弯曲,是褶皱的组成单位。
按褶曲形状分为背斜和向斜褶曲,如图3-9所示
⑴背斜(anticline)褶曲—向上拱的弯曲,受剥蚀后出露地表的地层顺序为:新—老—新
⑵向斜(syncline)褶曲—向下凹的弯曲,受剥蚀后出露地表的地层顺序为:老—新—老褶曲的要素(如图3-10所示):核部、翼部、轴(面)、枢纽、翼角
褶曲在地质图上表示—“
褶皱分类:
①按轴面和两翼产状
划分为直立、倾斜、倒转、
平卧褶皱,如图3-11所
示;
②按枢纽产状划分为
水平褶皱和倾伏褶皱。
褶皱的野外观察识别和评价(自学)
㈣断裂(rupture)构造:
断裂构造—指岩体内不连续的断裂面,包括断层(fault)和节理(joint)(或裂隙)。
1.节理:裂缝两侧无显著位移的断裂构造。
节理类型:
⑴构造节理:构造作用产生,包括张节理和剪(扭)节理。
如图3-15所示
①张节理:节理面呈张开、粗糙状。
多见于褶曲背部、坡顶等处。
与σ3(拉)方向垂直。
②剪(扭)节理:节理面呈闭合、平直状,有擦痕,分布密集、深远,一般成对出现,且锐角正对σ1(压)方向。
多分布于褶曲翼部或断层附近。
⑵非构造节理:成岩、重力等作用产生,包括原生节理和风化节理。
原生节理系成岩时产生,如温度等影响。
风化节理系风化作用产生,多分布于近地表,无规律性。
节理的工程地质评价:
①使岩体强度、稳定性降低;
②加速岩体风化;
③增加岩体的透水性;
④影响边坡稳定。
■节理的发育程度分级:
1.节理不发育等级
(1)特征:1~2组、规则、间距>1m,多为闭合,岩体被切割成巨块状
(2)评价:对基础工程无影响,对岩体稳定性影响不大2.节理较发育等级
(1)特征:2~3组,呈X型,较规则,间距0.4m以上,多为密闭,部分微张,少有充填物,岩体被切成大块状
(2)评价:对基础工程影响不大,对其它工程影响较大
3.节理发育等级
(1)特征:3组以上,不规则,构造风化为主,间距<0.4m,大多张开、部分有充填物,岩体被切割成小块状
(2)评价:对建筑物影响较大
3.节理很发育等级
(1)特征:3组以上,杂乱,风化、构造型为主,间距<0.2m,大多张开,有充填物,岩体被切割成碎石状(2)评价:对建筑物影响严重
注:节理面密闭:宽<1mm;
节理面微张开:1~3mm;
节理面张开:3~5mm;
节理面宽张>5mm
节理玫瑰图—表示节理发
育情况的调查统计图,分
为走向和倾向节理玫瑰
图。
如图3-16所示
2.断层:
断裂面两侧的岩块发生显著位移的断裂构造。
断层的规模远大于节理,长度从几米至上千千米,宽度从几厘米至几十千米均有。
⑴断层的要素(如图3-17所示):
①断层面:两侧岩
块之间的断裂面,
为平面或曲面状。
②断层线:断层面与地面的交线。
③上、下盘:
断层面上部的岩块—上盘
断层面下部的岩块—下盘
④断距:上、下盘相对移开的距离。
⑵断层的基本类型(如图3-18所示):
①正断层:上盘相对下降、下盘相对上升的断层。
受水平张力或重力作用产生
图中表示“”
②逆断层:上盘相对上升、下盘相对下降的断层。
受水平压力作用沿剪切破裂面形成图中表示“”
③平移断层:上、下盘沿走向方向产生相对水平位移的断层。
受剪应力形成。
图中表示“”
⑶断层的组合形式:见图3-10、3-11
断层(裂)带或破碎带(fracture zone)--
地垒、地堑、阶梯状断层:如图3-19所示
迭瓦式断层:如图3-20
所示
※断层的工程地质评价:
①使岩体裂隙增多,破碎,
风化严重,地下水发育
②造成岩体强度和稳定性大为降低。
③与断层走向平行的边坡易发生大规模坍塌。
断层在地质图上的表示方法:
断层的野外识别:P56-57(自学)——根据与断层构造有关的地貌、地层、伴生构造等现象进行识别。
⑴地貌特征:
①新断层、陡壁处形成断层三角面地形,因为上盘上升,陡崖经剥蚀
②沟谷、峡谷——破碎带,易侵蚀下切
③山嵴错断、错开处河谷跌水瀑布等
⑵地层标志:
①地层重复或缺失:如图3-21所示
②构造不连续:如图3-22所示
⑶构造标志:如图3-24所示
①阶步与擦痕
②构造岩
③牵引弯曲
④伴生节理
⑤断层岩、深切谷等。