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土木工程地质3_第四章地质构造


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

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

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?
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