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。 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。
裂隙玫瑰图
（a）裂隙走向玫瑰图；（b）裂隙倾向玫瑰图
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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 隙面的粗糙程度、力学性质、充填情况等。
稳定
不稳定
稳定
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反向坡（逆向坡）
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顺向坡
在褶皱翼部布臵工 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
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。
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 水平褶皱 倾伏褶皱
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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。 ④ 节理的充填物质及厚度、含水情况。 ⑤ 节理发育程度分级。
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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。
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 构造裂隙（受地壳运动的构造应力作用形成 的） （1）按成因分类 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。
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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
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测量走向：使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，使圆水平 泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向， 测量倾向：将罗盘的短边紧 贴层面调整水平，使圆水平泡 居中，读指北针所示的方位角， 就是岩层的倾向。同一岩层的 倾向与走向相差90°。 量测倾角：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 水平泡居中后，读悬锤所示的 角度，就是岩层的倾角。
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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。
地 质 图 符 号
（1）地层年代符号 （2）岩石符号 （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°
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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。
地质罗盘仪的测量方法
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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
文字(地质报告) 产状要素 表示方法 符号(地质图) 象限角法 方位角法
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①象限角表示法 常用走向、倾向和倾角象限表示。 如 330°/SW∠30° (N30°W/SW∠30°)，即走向为北偏西
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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
断层面：两侧岩块发生相对位移的断裂面
断层 要素
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。
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
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。
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 褶 曲 背斜：岩层弯曲向上凸出，核部老，两翼新。 向斜：岩层弯曲向下凹陷，核部新，两翼老。
向斜、背斜
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3.3.1.2褶曲要素
30°，倾向向南西倾斜，倾角为30°。 ②方位角表示法 常用倾向和倾角表示。如240°∠30°， 240°是倾向方位角，30°是倾角，走向可根据倾向加减90° 后得到。
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°。
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3.3褶皱构造及其对工程的影响
倾角 真倾斜线与其在 水平面上的投影线(倾 向线)的夹角
AB-走向线 OD-倾斜线 OD’-倾向 α-倾角
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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 tan
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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）
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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 要 素
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）。 其在水平面上的投影线 所指方向，称为倾向
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（2）按形成时应力类型分类
张裂隙 剪（扭）裂隙 走向裂隙(a) 倾向裂隙(b) 斜向裂隙(c) 顺层裂隙(d)
（3）按裂隙面与所在岩
层产状要素的关系分类
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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。 【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
地壳中存在强大的地应力，组成地壳的上部岩层 ，在地应力的长期作用下发生变形，形成构造变动的 形迹。 常见的地质构造形迹有岩层褶皱、断裂等。 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。
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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。
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3.5.2地质图的规格与符号
3.5.2.1地质图的规格 地质图上的内容：图名、图例、比例尺、编制单位、编制日期 等。 图例是用各种颜色和符号，说明地质图上所有出露地层的新老 顺序、岩石成因和产状及其构造形态。 比例尺是反映地质图精度的指标，比例尺越大，精度越高，对 内容的反映越详细、越准确。 责任表中要说明地质图的编制单位、编审人员、数据来源及成 图日期等。
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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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。
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
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3.2岩层产状
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）
阶梯Leabharlann Baidu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。
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