第三章地質(zhì)構(gòu)造及其對工程的影響

1、第三章第三章 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 及其對工程的影響及其對工程的影響n地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造：構(gòu)造變動(dòng)在巖層和巖體上遺留下來的各種構(gòu)造形跡，稱為地質(zhì)構(gòu)造。n地質(zhì)構(gòu)造是地殼運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。3.1 水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造n水平構(gòu)造水平構(gòu)造：未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的沉積巖層，其形成時(shí)的原始產(chǎn)狀是水平的，先沉積的老巖層在下，后沉積的新巖層在上，稱為水平構(gòu)造。n單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造：原來水平的巖層，在受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響后，產(chǎn)狀發(fā)生變動(dòng)，其中最簡單的一種形式，就是巖層向同一個(gè)方向傾斜，形成單斜構(gòu)造。3.1.1 巖層產(chǎn)狀n巖層產(chǎn)狀巖層產(chǎn)狀：巖層在空間的位置。n傾斜巖層產(chǎn)狀，是用巖層層面的走向走向、傾向傾向和傾傾角角三個(gè)產(chǎn)狀要素來表示：n走

2、向：巖層層面與水平面交線的方位角。n傾向：垂直走向順傾斜面向下引出一條直線，此直線在水平面的投影的方位角。1.傾角：巖層層面與水平面所夾的銳角。3.2 褶皺構(gòu)造n褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造：組成地殼的巖層，受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造，稱為褶皺構(gòu)造。n褶皺構(gòu)造是巖層產(chǎn)生的塑性變形塑性變形，是地殼表層廣泛發(fā)育的基本構(gòu)造之一。3.2.1 褶曲n褶曲褶曲：褶皺構(gòu)造中的一個(gè)彎曲，稱為褶曲。褶曲是褶皺構(gòu)造的組成單位。n褶曲要素褶曲要素：每一個(gè)褶曲都有核部核部、翼翼、軸面軸面、軸軸及樞紐樞紐等幾個(gè)部分組成，統(tǒng)稱為褶曲要素。Axial plane: 軸面；Axial:軸；Plu

3、nge:傾角；Limb:翼3.2.2 褶曲的類型n褶曲的基本形態(tài)是背斜背斜和向斜向斜。n背斜褶曲：巖層向上拱起的彎曲n向斜褶曲：巖層向下凹的彎曲。n按褶曲的軸面產(chǎn)狀，可將褶曲分為直立褶曲直立褶曲、傾傾斜褶曲斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲倒轉(zhuǎn)褶曲和平臥褶曲平臥褶曲。n按褶曲的樞紐產(chǎn)狀，可將褶曲分為水平褶曲水平褶曲和傾傾伏褶曲伏褶曲。3.3 斷裂構(gòu)造n斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造：構(gòu)成地殼的巖體，受力作用發(fā)生變形，當(dāng)變形達(dá)到一定程度后，使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不一的斷裂，稱為斷裂構(gòu)造。n根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對位移的情況，斷裂構(gòu)造可分為裂隙裂隙和斷層斷層兩類。3.3.1 裂隙n裂隙裂隙：是存在于巖體中

4、的裂縫，是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造，又稱為節(jié)理節(jié)理。n按成因可將裂隙分為構(gòu)造裂隙構(gòu)造裂隙和非構(gòu)造裂隙非構(gòu)造裂隙兩類。構(gòu)造裂隙是巖體受地應(yīng)力作用隨巖體變形而產(chǎn)生的裂隙。非構(gòu)造裂隙是由成巖作用、外動(dòng)力、重力等非構(gòu)造因素形成的裂隙。n按裂隙的力學(xué)性質(zhì)，構(gòu)造裂隙可分為張性裂隙張性裂隙和扭（剪）性裂隙扭（剪）性裂隙。張性裂隙剪性裂隙裂隙的工程地質(zhì)評價(jià)n巖體中的裂隙，在工程上除有利于開挖外，對巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利的影響。n巖體中的裂隙，破壞了巖體的整體性，促進(jìn)巖體風(fēng)化速度，增強(qiáng)巖體的透性，因而使巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。裂隙玫瑰圖3.3.2 斷層n斷層斷層：巖體受力作用斷裂后，

5、兩側(cè)巖塊沿?cái)嗔衙姘l(fā)生了顯著位移的斷裂構(gòu)造，稱為斷層。n斷層要素?cái)鄬右兀簲鄬用鏀鄬用?、破碎帶破碎帶、斷層線斷層線、上盤上盤、下下盤盤以及斷距斷距。斷層的基本類型n正斷層n逆斷層n平推斷層斷層的組合形式n斷層帶斷層帶：也叫斷裂帶，是局限于一定地帶內(nèi)的一系列走向大致平行的斷層組合，如階狀斷層階狀斷層、地塹地塹、地壘地壘和迭瓦式構(gòu)造迭瓦式構(gòu)造等。斷層的工程地質(zhì)評價(jià)n由于巖層發(fā)生強(qiáng)烈的斷裂變動(dòng)，致使巖體裂隙增多、巖石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重、地下水發(fā)育，從而降低了巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對工程建筑造成了種種不利的影響。3.4 不整合n不整合不整合：形成年代不相連續(xù)的兩套巖層重疊在一起的現(xiàn)象，稱為不整合。它是一種主要

6、由地殼的升降運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造形態(tài)。n整合接觸整合接觸：當(dāng)沉積區(qū)處于相對穩(wěn)定階段時(shí)，沉積區(qū)不斷地進(jìn)行堆積，其沉積次序依次銜接，產(chǎn)狀彼此平行，在形成的年代上順次連續(xù)，巖層之間的這種接觸關(guān)系，稱為整合接觸。反之，由于沉積過程發(fā)生間斷，巖層在形成 年代上不連續(xù)，中間缺失沉積間斷期的巖層，巖層間的這種接觸關(guān)系，稱為不整合接觸不整合接觸。不整合的類型n平行不整合：n角度不整合：3.5.1 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)n巖石巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)，包括物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)兩個(gè)方面。影響巖石工程性質(zhì)巖石工程性質(zhì)的因素，主要受礦礦物成分物成分、巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以及風(fēng)化作用風(fēng)化作用等控制。巖石的主要物理性質(zhì)n重量：

7、比重和重度。n孔隙性：反映巖石中各種孔隙的發(fā)育程度。n吸水性：反映巖石在一定條件下的吸水能力。n軟化性：巖石受水作用后，強(qiáng)度和穩(wěn)定性發(fā)生變化的性質(zhì)。n抗凍性：巖石抵抗凍脹壓力的能力。巖石的主要力學(xué)性質(zhì)n巖石的變形變形：巖石受力作用的后產(chǎn)生變形，在彈性變形范圍內(nèi)，巖石的變形性質(zhì)一般用彈性模量彈性模量和泊桑比泊桑比兩個(gè)指標(biāo)表示。n巖石的強(qiáng)度強(qiáng)度：巖石抵抗外力破壞的能力，稱為巖石的強(qiáng)度。巖石受力作用破壞，有壓碎、拉斷和剪斷等形式，所以其強(qiáng)度可分為抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗拉抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度。影響巖石工程性質(zhì)的因素n礦物成分n結(jié)構(gòu)n構(gòu)造n水n風(fēng)化3.5.2 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)n巖體巖體：是指某

8、一地點(diǎn)一種或多種巖石中的各種結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的總體，是工程影響范圍內(nèi)的地質(zhì)體，它包含有巖石塊、層理、裂隙和斷層等。而對于巖體工程性質(zhì)巖體工程性質(zhì)，主要取決于巖體內(nèi)部裂隙系統(tǒng)的性質(zhì)及其分布情況，當(dāng)然巖石本身的性質(zhì)亦起著重要的作用。n影響巖體穩(wěn)定性巖體穩(wěn)定性的主要影響因素有：區(qū)域穩(wěn)定性、巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體變形特性與承載能力、地質(zhì)構(gòu)造及巖體風(fēng)化程度等。巖體結(jié)構(gòu)分析n結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面：結(jié)構(gòu)面的定義很廣，存在于巖體中的各種地質(zhì)界面（結(jié)構(gòu)面）包括各種破裂面（如節(jié)理、斷層面、裂隙等）、物質(zhì)分異面（如層理、層面等）以及軟弱夾層或軟弱帶。n結(jié)構(gòu)面可分為原生結(jié)構(gòu)面原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面、次生結(jié)次生結(jié)構(gòu)面構(gòu)面三大類。n結(jié)構(gòu)面的特征，如結(jié)構(gòu)面的規(guī)模規(guī)模、形態(tài)形態(tài)、連通性連通性、充填物的性質(zhì)充填物的性質(zhì)，以及其密集程度密集程度均對結(jié)構(gòu)面