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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 工程监理 > 土木工程地质3-第四章地质构造
第四章地质构造•地壳运动•地质构造主要内容•活断层•地质图按方向分:升降运动(造陆)水平运动(造山)地壳运动——由地球内动力地质作用引起地壳变化的运动海水侵蚀部分那不勒斯海岸的三根石柱1.水平岩层(horizontalstratum)地质构造——地壳运动形成的各种构造形迹。2.倾斜岩层(tiltedstratum)水平面abdceab-走向线ce-倾斜线cd-倾向α-倾角a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˚)产状要素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˚)产状三要素(elementsofattitude)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。产状要素的测量方法文字表示法符号表示法产状要素的表示方法地质图件方位角法象限角法野外记录和文字报告135˚∠30˚(倾向、倾角)135°N30°方位角法0˚文字表示法45°30°NWSEN45˚E∠30˚SE(走向、倾角、倾向象限)0°0°90°90°象限角法文字表示法——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,即指向老岩层,数字是倾角)30°符号表示法30°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(axialplane)•轴线(axialline)•枢纽(hinge)轴面轴线核翼翼褶皱构造基本形态: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。褶皱分类按轴面产状分:直立倾斜倒转平卧倾伏褶曲水平褶曲按枢纽产状分: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。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。背斜成谷向斜成山褶皱构造的工程地质评价:•对深路堑和高边坡背斜核部——不利,易拉裂翼部顺向坡——不利,易滑坡褶皱构造的工程地质评价:•对隧道工程圣安德烈斯断层长1050km(教材2000km),伸入地面以下约16千米。断层大部分是隐蔽的4.断裂构造(fracture)断裂构造的力学机制断裂构造的形成断裂构造的分类节理(裂隙)断层次生节理张节理剪节理构造节理原生节理平移断层逆断层正断层裂隙(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.原生节理是指岩石成岩过程中形成的节理。次生节理由卸荷、风化、爆破等作用形成的节理。构造节理指由构造运动产生的构造应力形成的节理。剪节理——由剪应力产生的破裂面。特征:长、大、平直光滑,延伸稳定,常常呈“X”型,可切穿砾石。张节理——由张应力产生的破裂面。特征:短、小、粗糙不平,延伸不远,常呈豆荚状、树枝状,常绕开砾石。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。¥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。断层断层要素:¥断层面(带)¥断盘¥断距逆断层正断层平移断层断层基本类型上盘下降正断层:上盘相对下降或下盘相对上升的断层。上盘上升逆断层:上盘相对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;张应力张性断层,多为正断层;剪应力扭性断层,多为平移断层。断层组合形式叠瓦式断层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性质断层倾斜与地层倾斜的关系二者倾向相反二者倾向相同断层倾角大于岩层倾角断层倾角小于岩层倾角正断层逆断层重复(A)缺失(D)缺失(B)重复(E)重复(C)缺失(F)断层两盘相对动向下降盘出现新地层下降盘出现新地层上升盘出现新地层走向断层造成的地层重复和缺失断层破碎带及构造岩擦痕牵引构造及伴生节理地貌标志断层崖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。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。第四节活断层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≥5或在未来一百年内预测可能发生M≥5——发震断裂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。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。地质图(geologicalmap)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地质平面图地质剖面图地层柱状图第五节地质图地质图的规格: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水平岩层和倾斜岩层地质图练习:地质图分析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:地层接触关系在地质图上的表现:读图步骤1.图名、比例尺、方位(经纬线)2.地形、水系3.图例4.地质内容:(1)地层岩性;(2)地质构造;(3)地质历史1.水平枢纽,轴面倾斜,P2之后形成的背斜;2.F1断层,逆断层>45°,属冲断层,在背斜后形成,形成于P2之后,J之前。3.接触关系:整合:C~P1,P1~P2平行不整合:C~O2角度不整合:P1~J,P2~J,P2~K,C~J,J~K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?复习思考题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?1.用虚线恢复AB剖面图中褶皱的形态,并指明每个褶皱的名称。2.根据平面图示,判别断层的性质。作业题3.分析地质图。说明有几个褶皱,形态类型;几条断层,何种性质。同时分析k地层与其下伏地层的接触关系。4.根据下列剖面图,判断各图中断层及褶曲的性质。根据某地地质剖面图请回答1图中有哪些地层?其接触关系如何?2图中有哪些构造,请根据剖面上地名和构造本本身特征进行命名并描述这些地质构造的特征.3请推测图中岩浆岩的形成时代.
本文标题:土木工程地质3-第四章地质构造
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