-第3章地质构造及其对工程的影响

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3.5.1地质图的种类
➢ 普通地质图 是表示某地区地形、地层分布、地层岩性和地 质构造等基本地质内容的图件。
➢ 构造地质图 用线条和符号，专门反映褶皱、断层等地质构 造的图件。
➢ 第四纪地质图 是根据一个地区的第四系地层的成因类型、 岩性及其形成时代，地貌的类型、形态特征而编制的综合图 件。
➢ 基岩地质图 假像把第四纪松散沉积物“剥掉”，只反映第 四纪前期基岩的时代、岩性和分布的图件。
基本类型 ： 按其规模及断裂面两侧的相对位移 裂隙（节理） 断层
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3.4.1裂隙
裂隙 岩层受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造
3.4.1.1裂隙的类型
（1）按成因分类
构造裂隙（受地壳运动的构造应力作用形成 的）
非构造裂隙（风化、崩塌滑坡，边坡卸荷裂 隙）
特点： 构造裂隙延伸范围大，空间分布具有一定的规律性，成群出现； 非构造裂隙范围小，延伸不远，深度小，无方向性。
【难点】倾斜岩层露头特征的V字型法则，各种地质构造对工程的影 响，根据结构面和临空面的空间组合关系进行稳定分析。
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3.1 概述
地质构造是地壳运动的产物。把构造变动 在岩层和岩体中遗留下来的各种形迹称为地质 构造。
地质构造的规模有大有小 地质构造复杂化 地质构造与工程项目密切相关
2Hale Waihona Puke Baidu
3.2岩层产状
稳定
不稳定
稳定
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反向坡（逆向坡）
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顺向坡
在褶皱翼部布置工 程项目时，应重点注 意岩层的倾向、倾角 的大小、是否存在软 弱夹层等问题。
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➢褶曲不同部位对工程的影响
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隧道垂直穿过褶皱地层走向时
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隧道
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隧道
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3.4断裂构造及其对工程的影响
岩石受构造应力作用超 过其强度时就会发生裂 缝或错断，岩石的连续 完整性遭到破坏而形成 的各种大小不一的断 裂——断裂构造
➢ 水文地质图 是表示一个地区水文地质资料的图件。 ➢ 工程地质图 为各种工程专用的地质图。它是根据工程地质
条件编制而成的，在相应的比例尺的地形图上表示各种工程 地质勘查的成果的综合图件。
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3.5.2.2地质图符号 地质图符号是被用来表示地层的岩性、地质年代 和地质构造等情况所规定的特定的符号。
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地层接触关系在地质图上的表现:
E与Q – 平行不整合；T与E – 角度不整合
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（2）断层
➢根据图例符号识别 ➢根据岩层分布重复、缺失、中断、宽窄变化或错动等现象 识别。
若断层线两侧出现同一岩层的不对称重复或缺失，则出露 老岩层的一侧为上升盘，出露新岩层一侧为下降盘。
当断层与褶皱轴线垂直时，在背斜，上升盘核部岩层出露 范围变宽，下降盘核部岩层出露范围变窄。向斜情况于此则 相反。对于平移断层，断层线两侧仅表现褶皱轴线及岩层错 开。
阶梯状断层
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地垒
地堑
叠瓦状断层
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断层的组合类型
台中地区叠瓦断层 带
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(3)按断层活动发生的时代分类
✓老断层：是指侏罗纪至白垩纪（燕山期）及其更老 时代产生的而近期无明显活动的断层。 ✓新断层：新生代（喜山期）形成的，它是新构造运 动的产物。 ✓活断层：是指影响到全新世（Q4）的断层，又称 为活动断裂。即指现在正在活动或在最近地质时期发 生过活动的断层。活断层对工程建设地区稳定性影响 大，因此它是区域稳定性评价的核心问题。
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3.4.2.3断层存在的标志（断层的野外识别）
(1)地貌特征
断层的存在常常控制和影响水 系的发育，河谷常沿断层带发 育或突然转向。串珠状分布的 湖泊、洼地和带状分布的泉点
等往往也是断层存在的标志。
断层崖
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福建永安断层三角面
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(2)构造线和地质体的不连续
任何线状或面状的地质体， 在平面或剖面上的突然中 断、错开等不连续现像是 判断断层存在的—个重要 标志。
3.2.1岩层
岩层→岩层是指由两个平行或近于平行的界面所 限制的、同一岩性组成的层状岩石。
岩层在空间的展布状态?
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3.2.1.1水平岩层
（水平构造）指倾角为0°( 一般倾角小于 5°)的岩层。
水平构造的地貌景观（阶梯 状陡崖）
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3.2.1.2倾斜岩层
倾斜岩层（单斜构造）： 岩层层面与水平面之间有一 定夹角。（如右图）
倾角 真倾斜线与其在
水平面上的投影线(倾 向线)的夹角
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N ( 0°) (360° )
330°( N30°W)走向
W( 270°)
E ( 90°)
240°
倾向
150°
走向
S (180°)
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真倾角 视倾角 ？
tan sin gtan
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3.2.2.2岩层产 状要素的测定
✓产状测定： 地质罗盘法 (详见教材)
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实例：
节理组合形成危岩
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裂隙（节理）不利组 合造成边坡楔体破坏
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建筑地基中的大裂隙需要先处理
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3.4.1.3裂隙的调查﹑统计和表示方法
工程地质勘察应对节理进行调查，应包括以下内容: ① 节理的成因类型、力学性质。 ② 节理的组数、密度。 ③ 节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度粗糙度。 ④ 节理的充填物质及厚度、含水情况。 ⑤ 节理发育程度分级。
向斜、背斜
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3.3.1.2褶曲要素
褶曲要素：
• 核部 • 翼部 • 轴面 • 轴线 • 枢纽 • 脊线 • 槽线
褶曲要素
褶曲要素模型
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3.3.2褶曲分类
(1)按轴面产状 分
直立褶曲（a） 倾斜褶曲（b） 倒转褶曲（c） 平卧褶曲（d） 翻卷褶曲（e）
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（2）枢纽产状分类 ➢以枢纽是否近似水平判断
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3.2.2.2岩层产状要素的测定 ✓产状测定：
智能手机法
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3.2.3岩层产状的表述
产状要素 表示方法
文字(地质报告) 符号(地质图)
象限角法 方位角法
①象限角表示法 如330°/SW∠30° (N30°W/SW∠30°) ②方位角表示法 如240°∠30°
符号表示法：例如 45°，长线表示走向线，短线表示倾 向线，短线旁的数字表示倾角。岩层倒转，如 45°。
➢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
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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。 ➢表示地壳表层岩相、岩性、地层年代、地质构造、岩浆活 动、矿产分布等的地图的总称。 ➢包括平面图，剖面图和综合地层柱状图，并标明图名、比 例、图例和接图等。
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倾斜岩层穿过沟谷或山脊时，露头线均呈 “V”字形态，并符合如下“V”字形法则
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3.2.2 岩层产状及其测定 3.2.2.1岩层的产状
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走向 岩层面与水平面 的交线
产
状 三
倾向 垂直于走向线沿
层面向下所引的直线， 称倾斜线（真倾斜线）。
要 其在水平面上的投影线 素 所指方向，称为倾向
AB-走向线 OD-倾斜线 OD’-倾向 α-倾角
用于地质平面图上
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3.3褶皱构造及其对工程的影响
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——褶皱构造。
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3.3.1.1褶皱的基本形式
褶曲：褶皱构造中任何一个单独的弯曲
背斜：岩层弯曲向上凸出，核部老，两翼新。
褶
曲
向斜：岩层弯曲向下凹陷，核部新，两翼老。
隙面的粗糙程度、力学性质、充填情况等。
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3.4.2 断层 断层：指岩层受力断裂后，两侧岩块发生了显著位移的断裂构
造。
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3.4.2.1断层要素
断层 要素
断层面：两侧岩块发生相对位移的断裂面 断层盘：断层面两侧发生相对位移的岩块
断距：断层两盘沿断层面相对移动的距离
➢当断层面倾斜时，位 于断层面上部的断盘称 为上盘，位于断层面下 部的断盘称为下盘。
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3.4.2.2断层的类型
（1）按断层两盘的相对 位移来分类（基本类型）
✓正断层（a） ✓逆断层（b） ✓平移断层（c）
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(2)断层的组合类型
✓阶梯状断层：是由若干条产状大致 相同的正断层平行排列而成。
✓地堑与地垒：是由走向大致相同、 倾向相反、性质相同的两条或数条断 层组成。
✓迭瓦式断层：是由一系列产状大致 相同平行排列的逆断层的组合形成。
背斜成谷
向斜成山
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褶皱实例
小背斜
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倒转背斜
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平卧褶皱
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3.3.4褶皱构造对工程的影响 ➢褶皱核部的不良工程条件
岩层破碎产生的岩体稳定问题和向斜核部地下水的问题
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➢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
裂隙统计：裂隙玫瑰图（裂隙走向编制或者裂隙倾向编制）
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裂隙走向玫瑰图的作图如下：先对所测的裂隙按走向以 每5°或每10°进行分组，算出每组裂隙的平均走向，然后 作一个注有方位的半圆，以径向线的方位表示裂隙的走向， 经向线的长度表示裂隙数，把每组裂隙的平均走向及裂隙数 用径向线方位及其长度表示并点绘于图中，最后用折线把径 向线端点连接起来。
3 地质构造及其对工程的影响
本章知识点
【知识点】岩层产状及其测定和表述方法，褶皱，褶皱对工程的影 响，断裂构造，裂隙，裂隙工程地质评价，断层，断层的 工程地质评价，断裂构造对工程的影响，地质图的阅读， 岩体结构特征，结构面的极射赤平投影图示方法。
【重点】岩层产状及倾斜岩层露头特征的V字型法则，褶皱构造及断 裂构造对工程的影响，地质图阅读与分析，岩体结构及结 构岩体稳定性的极射赤平投影分析。
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3.5.3.2地质构造在地质图上的特征
（1）褶皱 ➢ 图例符号识别褶皱； ➢ 新老岩层的对称分布情况确定褶皱。 1）水平褶皱
地势平坦条件下，两翼地层在地质图上呈条带出露，核部地 层只有一条单独出露地层。 向斜：核部新，翼部较老；背斜则相反。 2）倾覆褶皱 在地势较平坦条件下，两翼地层在地质图上以拋物线形并对 称出露，判断向、背斜同样更具对称情况判断。
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张裂隙 （2）按形成时应力类型分类
剪（扭）裂隙
（3）按裂隙面与所在岩
层产状要素的关系分类
走向裂隙(a) 倾向裂隙(b) 斜向裂隙(c) 顺层裂隙(d)
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3.4.1.2 裂隙对工程的影响
裂隙对工程的影响如下： ①裂隙破坏了岩石的完整性，给风化作用创造了有利条件， 促进岩石风化速度。 ②裂隙降低了岩石强度、地基承载力、稳定性。 ③裂隙的存在有利于挖方采石，但影响爆破作业的效果。 ④裂隙是地下水良好的通道，它增强了岩体的透水性，加快 可溶岩的溶蚀，会在施工中造成涌水。 ⑤裂隙发育的岩层是良好的供水水源点。
裂隙玫瑰图
（a）裂隙走向玫瑰图；（b）裂隙倾向玫瑰图 41
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、裂
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(3)地层的重复与缺失
断层存在时地层产状的异常现象
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(4)断层面(带)的构造特征 由于断层面两侧岩块的相互滑动和摩擦，在断层面上及 其附近留下的各种证据。
断层面(带)的构造特征 （a）牵引构造 （b）断层角砾 （c）断层擦痕
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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。
水平褶皱 倾伏褶皱
水平褶皱
倾伏褶皱
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（3）褶曲平面形态分类
➢褶曲长宽比判断
线状褶曲 短轴褶曲 穹隆与构造盆地
线状褶曲
短轴褶曲b图右侧
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穹隆
构造盆地
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3.3.3褶皱的野外识别
➢ 褶皱的野外识别步骤： ① 判断有无褶皱存在：重复出现对称分布； ② 确定褶皱的基本类型：背斜：核部老，两翼新；反之； ③ 确定褶皱的形态分类：褶皱的形态特征。
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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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（3）地层接触关系
1）整合接触 各时代地层连续无 缺，岩层产状一致，地层界限 彼此平行呈带状分布。
2）平行不整合 上下岩层产状一 致，地层界限彼此平行，但有 地层缺失。
3）角度不整合 上下两套地层的 地质年代不连续，地层缺失， 上下岩层产状呈角度斜交。
地 （1）地层年代符号 质 图 （2）岩石符号 符 号 （3）地质构造符号
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常见各种地质构造的表示方法
30°
30° 30°
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3.5.3地质条件及地质构造在地质图上的反映
3.5.1不同产状岩层在地质图上的特征 （1）水平岩层:与地形等高线平行或者重合。在地势高处出 露新岩层，在地势低处出露老岩层。 （2）直立岩层:与地面交线位于同一水平面上，在水平面上 的投影时一条直线。 （3）倾斜岩层:主要呈许多“V”字形。