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第三章 地质构造及其对工程的影响(谷风教育)
应加强此处路基的处理措施
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易影响边坡的稳定性(不稳定的顺坡 。较稳定的反坡) 翼部 坝址布置在倾向上游的一翼有利于坝基的稳定
山区由翼部平整出的场地应注意地基不均匀沉陷问题
上游
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反坡
顺坡
Folds and axial planar cleavage. Old Red Sandstone (Devonian), SW Wales, UK.
第三章 地质构造及其对工程的影响
➢水平构造 ➢单斜构造 ➢褶皱构造 ➢断裂构造 ➢不整合 ➢岩石与岩体的工程地质性质
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地壳运动与地质构造
地壳运动:由内力地质作用引起的地壳组成物质和结构 发生变形、变位的运动。分为垂直运动和水平运动。
地质构造:保留在岩层中的由地壳运动引起的变形、变 位现象,如褶皱、断裂等。
常出现在背斜和向斜的轴部。
扭(剪)性裂隙:平直闭合,分布较密,延伸较远、深, 裂隙面光滑,有擦痕。
常出现在褶曲的翼部和断层附近。
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❖ 非构造裂隙
由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形 成的裂隙。
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§3.2 褶皱构造
褶皱构造: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
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褶 皱 图
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一、褶曲---褶皱构造中的一个弯曲
核部:出露在地面上或勘查范围内的褶曲中心部位的岩层
褶皱 翼部:褶曲核部两侧对称出露的岩层
枢纽:同一褶皱层面上最大弯曲点的连线
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°形式。如需知道岩层的走向时,只需将倾向 加or 减90°即可。
在地质图上,岩层的产状用符号“┥”表示,长线表示岩层的 走向,与长线垂直的短线表示岩层的倾向(长短线所示的均为 实测方位),数字表示岩层的倾角。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
褶皱的流体地质特征
向斜是良好的地下水储水构造 背斜是良好的储油、气构造
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§3.3 断裂构造
岩层受力变形、超过强度、发生破裂——断裂构造:节理 断层
节理:沿破裂面无明显位移 断层:沿破裂面有明显位移(规模大)
节理(裂隙):一般几十厘米到几米,长可延伸几百米、上 千米
节理张开程度不同,有的闭合
应力及可能的变形
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§3.1 水平构造和单斜构造
一、基本概念
水平构造:未经构造变动的岩层,其形成的原始产状是水平的,先沉积在 下,后沉积在上。
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单斜构造:是由于地壳运动 使原始水平的岩层发生倾斜,岩 层层面与水平面倾斜构造,亦称 倾斜岩层。
它常是褶皱的一翼或断层的一盘, 也可是区域内的不均匀上升或下降 所形成的。
转折端:由一翼弯向另一翼的曲线部分
背斜:倾伏方向为转折端的尖端的指向 (外倾转折)
向斜:倾伏方向为转折端的尖端的指向的反 方向。(内倾转折)
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褶皱的野外识别
避免现代地形与褶皱形态的混同 注意
背斜处不一定是山,向斜处不一定是谷
识别步骤
垂直地层走向行走,看地层是否对称重复出现 分析地层新老关系,确定褶皱类型 据两翼产状判别褶皱形态类型
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褶皱构造 两个或两个以上褶曲构造的组合。
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褶皱的类型 1、根据轴面产状分类:
1) 直立褶皱
图示
2) 斜歪褶皱
3) 倒转褶皱
4) 平卧褶皱
5) 翻卷褶皱
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褶皱的类型
2、根据枢纽产状分:
1)水平褶皱 2)倾伏褶皱
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倾伏方向的判断:
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
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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°
三、岩层产状—岩层的空间位置
产状三要素:
走向(strike):岩层面和任一假想水 平面交线的延伸方向,如图中AB线。 倾向(dip):岩层的倾斜方向。与走 向线垂直。只有一个,图中CD线。 倾角(dip angle):岩层层面与水平面 的最大锐角,如图中∠α 。
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测量倾向时,将罗盘的短边紧贴层面,注意将 罗盘的北端朝向岩层的倾斜方向,水准泡居中 ,读指北针所示的方位角,就是岩层的倾向。
节理面:平坦光滑、粗造
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二、裂隙 又称为节理,是没有显著位移的小型
断裂构造。
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裂隙的类型,按成因分为两类:构造裂隙、非构造裂隙
❖ 构造裂隙:
是岩体受地应力作用,随岩体变形而产生的裂隙。
特点:成因上与相关构造有密切联系;
空间分布上有一定的规律性。
分类:
张性裂隙:张开较宽,断裂面粗糙,间距较大,分布不 匀,延伸不远。
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二 单斜岩层与工程的关系
如图:a.b.c三种岩层产状对公路边坡稳定有利 d.e 两种岩层产状易形成边坡 坍塌和滑动 f 一种岩层产状极易形成滑坍
岩层产状与路基工程的关系
岩层产状与隧道工程的关系
如图:a.c. e 三种岩层产状,布设隧参道考一资料般#是稳定的
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b. d. f 三种岩层产状,布设隧道可能引起隧道边墙坍塌或顺层滑动.
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褶皱的工程地质评价
一般特征:岩层变形强烈, 岩体较破碎, 透水性强, 水工建筑应尽量避开
背斜核部:发育向上发散的断块 向斜核部:发育向下发散的断块 核部 核部进行洞室施工时应注意洞顶围岩的稳定问题(尤其是向斜核部) 洞室布置时洞室的轴线最好大角度与褶皱轴线相交
向斜应注意两侧边坡的稳定性 道路选线经过褶皱垭口时
要素 轴面:过相邻枢纽而连成的面
轴迹:轴面与地面的交线,代表了褶皱的延展方向
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二、褶皱的类型 两种基本形态:背斜、向斜
背 斜背斜
向 斜
向斜
共用翼部
遭受剥蚀的背斜与向斜
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在长期外力作用下,差异性侵蚀逐渐明显,背斜遭受侵蚀的速度较 快,向斜遭受侵蚀的速度要缓慢得多,经过长期地质演变,发生了 地形倒置现象,这就是逆地形。