隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)隧道施工的影響內(nèi)容提要：

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)隧道施工的影響節(jié)理裂隙發(fā)育情況對(duì)隧道施工的影響及量測(cè)方法地質(zhì)素描方法鉆孔柱狀圖的記錄隧道地質(zhì)展示圖

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)隧道施工的影響內(nèi)容提要：1地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)隧道施工的影響巖層產(chǎn)狀

巖層產(chǎn)狀是指巖層在空間的位置，是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個(gè)產(chǎn)狀要素：走向（strike）；傾向(dip)；傾角（dipangle）。1地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)隧道施工的影響巖層產(chǎn)狀應(yīng)力及可能的變形應(yīng)力及可能的變形不同應(yīng)力造成的變形、變位現(xiàn)象不同應(yīng)力造成的變形、變位現(xiàn)象隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件地質(zhì)羅盤(pán)地質(zhì)羅盤(pán)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件

巖層產(chǎn)狀要素走向：層面與任一假想水平面交線的延伸方向傾向：巖層面傾斜的方向傾角：層面與水平面所夾的最大銳角NESWNE50oSE45oSW230oSE45o巖層產(chǎn)狀要素走向：層面與任一假想水平面交線的延伸方向NES巖層產(chǎn)狀要素的表示方法

方位角表示方法:205∠27°象限角表示方法:N65°W/25°SW。

N0E90W270S180北極南極NWNESW

SE

巖層產(chǎn)狀要素的表示方法方位角表示方法:205∠27°1.1水平構(gòu)造巖層產(chǎn)狀近于水平（<5度）1.1水平構(gòu)造巖層產(chǎn)狀近于水平（<5度）1.2單斜構(gòu)造巖層層面與水平面有一定夾角1.2單斜構(gòu)造巖層層面與水平面有一定夾角1.3褶皺構(gòu)造褶皺的概念: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(chēng)之。兩種基本形態(tài)：背斜與向斜。1.3褶皺構(gòu)造褶皺的概念:組成地殼的巖層受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作背斜和向斜在平面和剖面上的表現(xiàn)特征背斜和向斜在平面和剖面上的表現(xiàn)特征隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件褶皺對(duì)隧道施工的影響

按軸面產(chǎn)狀劃分：

直立褶皺；傾斜褶皺；倒轉(zhuǎn)褶皺；平臥褶皺。直立褶皺傾斜褶皺倒轉(zhuǎn)褶皺平臥褶皺褶皺對(duì)隧道施工的影響按軸面產(chǎn)狀劃分：直立褶皺傾斜褶皺倒轉(zhuǎn)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)

褶皺地區(qū)地形起伏大，特別在褶皺強(qiáng)烈地區(qū)，巖層因受強(qiáng)烈破壞，裂隙發(fā)育，傾角大，在這種地區(qū)的斜坡或坡腳進(jìn)行建筑時(shí)應(yīng)注意斜坡巖層的穩(wěn)定性。地層中一些具有特殊工程意義的巖層，如易泥化夾層、含水層、含鹽層等隨地層的褶皺而褶皺，因而它們的空間分布規(guī)律受褶皺形態(tài)的控制。顯然，褶皺的研究對(duì)于如何避開(kāi)上述不利巖層，選擇合理的建筑場(chǎng)地來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)關(guān)鍵性的基礎(chǔ)工作。褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)在褶皺的軸部地區(qū)，由于巖層遭受的構(gòu)造變動(dòng)較大，裂隙發(fā)育，如果地下建筑沿褶皺構(gòu)造軸線開(kāi)挖，可能造成大量的巖石崩落，尤其是在向斜軸部，由于裂隙間的巖塊處于倒插狀態(tài)，更容易出現(xiàn)這種情況。向斜構(gòu)造有利于地下水的聚集，地下水往往較多，壓力較高，如地下建筑沿向斜軸線開(kāi)挖，還可能出現(xiàn)大量涌水的事故。因此，洞址不應(yīng)選在褶皺(尤其是向斜)軸部地區(qū)，如果無(wú)法避開(kāi)褶皺軸部，洞軸線應(yīng)與褶皺軸線垂直或成大角度(不小于40的銳角)相交。褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)

在洞軸線與褶皺軸線垂直或成大角度相交的情況下，洞體將穿越性質(zhì)不同的巖層，軟弱結(jié)構(gòu)面處的巖體不穩(wěn)定，襯砌比較困難；同時(shí)洞體還可能穿越含水層，出現(xiàn)涌水，對(duì)施工不利。因此，在褶皺地區(qū)洞室的選址和決定軸線時(shí)祁應(yīng)注意這些不利條件。盡管褶皺形成較復(fù)雜的地質(zhì)條件，但是這種地區(qū)基巖埋深較淺。另外，在褶皺地區(qū)，向斜構(gòu)造常有豐富的地下水，可作為供水水源。褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件1.4斷裂構(gòu)造

巖體與巖層受力作用發(fā)生變形，當(dāng)所受的力超過(guò)巖石本身的強(qiáng)度時(shí)，巖石的連續(xù)性和完整性遭到破壞，形成斷裂構(gòu)造。包括節(jié)理和斷層。

1.4斷裂構(gòu)造巖體與巖層受力作用發(fā)生變形，當(dāng)所受的節(jié)理對(duì)隧道施工的影響剪節(jié)理：剪應(yīng)力形成的兩組X型共軛破裂面。特征是產(chǎn)狀穩(wěn)定，節(jié)理面平直、光滑、閉合、間距小，密集成帶。張節(jié)理：巖層受拉應(yīng)力產(chǎn)生的破裂面，通常呈鋸齒狀，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)，張開(kāi)，常被巖脈、粘土等充填，發(fā)育稀疏，間距大。節(jié)理對(duì)隧道施工的影響隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件張節(jié)理張節(jié)理剪節(jié)理剪節(jié)理（二）節(jié)理發(fā)育程度分級(jí)發(fā)育程度等級(jí)

基本特征節(jié)理不發(fā)育節(jié)理1~2組，規(guī)則，為構(gòu)造型，間距在1m以上，多為密閉節(jié)理，巖體切割成大塊狀節(jié)理較發(fā)育節(jié)理2~3組，呈X形，較規(guī)則，以構(gòu)造型為主，多數(shù)間距大于0.4m，多為密閉節(jié)理，部分為微張節(jié)理，少有充填物。巖體切割呈大塊狀節(jié)理發(fā)育節(jié)理3組以上，不規(guī)則，呈X形或米字形，以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主，多數(shù)間距小于0.4m,大部分為張開(kāi)節(jié)理，部分有充填物。巖體切割成塊石狀節(jié)理很發(fā)育節(jié)理3組以上，雜亂，以風(fēng)化和構(gòu)造型為主，多數(shù)間距小于0.2m，以張開(kāi)節(jié)理為主，有個(gè)別寬張節(jié)理，一般均有充填物。巖體切割成碎裂狀（二）節(jié)理發(fā)育程度分級(jí)發(fā)育程度等級(jí)基節(jié)理的工程評(píng)價(jià)(1)節(jié)理破壞了巖體的整體性和連續(xù)性，它的發(fā)育情況直接影響巖體的結(jié)構(gòu)特性。節(jié)別會(huì)降低地基的承載力和地下建筑圍巖的穩(wěn)定程度。節(jié)理發(fā)育，特別是當(dāng)節(jié)理組比較多時(shí)，引起垮塌，影響施工，增加支護(hù)費(fèi)用等。因此，選擇洞址對(duì)應(yīng)盡量避開(kāi)節(jié)理發(fā)育。

(2)巖石邊坡的穩(wěn)定程度主要取決于節(jié)理的性質(zhì)和組合特征，很多山崩、滑坡等邊坡破壞都和節(jié)理有關(guān)。

(3)節(jié)理裂隙改變了巖石的滲透性能，水沿節(jié)理滲入，影響地下結(jié)構(gòu)物的功能和穩(wěn)定。

(4)在挖方和采石時(shí)，節(jié)理可以提高工作效率，但在爆破時(shí)常因漏氣而降低爆破效果。(5)非理發(fā)育的巖石中，可以找到地下水作為供水水源。節(jié)理的工程評(píng)價(jià)(1)節(jié)理破壞了巖體的整體性和連續(xù)性斷層的幾何要素?cái)鄬用媾c斷層破碎帶：產(chǎn)狀表達(dá)方法，附近節(jié)理發(fā)育、常有充填。斷層線：遵守“V”字形法則。斷盤(pán)：上盤(pán)、下盤(pán)，上升盤(pán)、下降盤(pán)。斷距斷層概念：斷層是巖石圈中順破裂面發(fā)生明顯位移的一種斷裂構(gòu)造。斷層的幾何要素?cái)鄬用媾c斷層破碎帶：產(chǎn)狀表達(dá)方法，附近節(jié)理發(fā)育上盤(pán)下降下盤(pán)上升正斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升的斷層。其斷層面傾角較陡，一般在45°以上。正斷層是由于巖體受到張力及重力作用，使上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛳洛e(cuò)動(dòng)形成的；

上盤(pán)下降下盤(pán)上升正斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升的上盤(pán)上升下盤(pán)下降逆斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降的斷層。逆斷層一般是由于巖體受到水平方向強(qiáng)烈擠壓力的作用，使上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛏襄e(cuò)動(dòng)而成。斷層面從陡傾角至緩傾角都有。其中斷層面傾角大于450的稱(chēng)為逆沖斷層；介于250～450之間的稱(chēng)為逆掩斷層；小于250的稱(chēng)為碾掩斷層(又叫碾掩構(gòu)造或推復(fù)構(gòu)造)。逆掩斷層和碾掩斷層常是規(guī)模很大的區(qū)域性斷層；

上盤(pán)上升下盤(pán)下降逆斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降的水平錯(cuò)動(dòng)平移（推）斷層：由于巖體受水平剪切作用，使兩盤(pán)沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)水平位移的斷層。平移斷層的傾角很大，斷層面近于直立，斷層線比較平直。水平錯(cuò)動(dòng)平移（推）斷層：由于巖體受水平剪切作用，使兩盤(pán)沿?cái)鄬盈B沖(瓦)式逆掩斷層

由若干條產(chǎn)狀基本一致的逆掩斷層組成，各條斷層的上盤(pán)依次向同一方向向上逆沖，平面上構(gòu)成疊瓦式(狀)。疊沖(瓦)式逆掩斷層

由若干條產(chǎn)狀基本一致的逆掩斷隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件斷層的野外識(shí)別

地貌特征：當(dāng)斷層的斷距較大時(shí)可能形成陡峭的斷層崖；斷層破碎帶巖石破碎，易于侵蝕下切，可能形成溝谷或峽谷地形。山脊錯(cuò)斷、錯(cuò)開(kāi)，河谷跌水瀑布；河谷方向發(fā)生突然轉(zhuǎn)折，串珠狀泉水出露；華山斷層崖河流改道泉呈線性分布斷層的野外識(shí)別地貌特征：華山斷層崖河流改道泉呈線性分布斷層的野外識(shí)別地層特征：如巖層發(fā)生重復(fù)或缺失、巖脈被錯(cuò)斷、巖層沿走向突然發(fā)生中斷或者不同性質(zhì)的巖層突然接觸等地層方面的特征，則進(jìn)一步說(shuō)明斷層存在的可能性很大；

斷層的野外識(shí)別地層特征：如巖層發(fā)生重復(fù)或缺失、巖脈被錯(cuò)斷、巖斷層的野外識(shí)別斷層的伴生構(gòu)造現(xiàn)象：斷層的伴生構(gòu)造是斷層在發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中遺留下來(lái)的形跡。常見(jiàn)的有巖層牽引彎曲、斷層角礫、糜棱巖、斷層泥和斷層擦痕等；

斷層的野外識(shí)別斷層的伴生構(gòu)造現(xiàn)象：斷層的伴生構(gòu)造是斷層在發(fā)生正斷層正斷層逆斷層逆斷層平移斷層平移斷層斷層的工程評(píng)價(jià)斷層，尤其是活斷層與工程建設(shè)關(guān)系密切，主要發(fā)現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

(1)斷層是構(gòu)造應(yīng)力集中帶，它使巖石裂隙增多，零亂破碎，巖體的整體性被破壞，其強(qiáng)度和承載力明顯降低。

(2)斷層活動(dòng)能直接破壞修建在它上面或附近的建筑物。例如：1976年我國(guó)唐山地震時(shí)發(fā)生的一條斷層，其水平錯(cuò)距達(dá)3m，錯(cuò)開(kāi)了道路、圍墻、房屋等建筑物

(3)斷層附近是高地震烈度區(qū)。在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)，一些活斷層還可能是發(fā)展斷層，產(chǎn)生強(qiáng)烈地震。

(4)新斷層附近地表風(fēng)化強(qiáng)烈，而且常成為地下水的通道。沿?cái)鄬訋н吰路€(wěn)定性差，常發(fā)育山崩、滑坡、地陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。斷層的工程評(píng)價(jià)斷層，尤其是活斷層與工程建設(shè)關(guān)系密切，主要發(fā)現(xiàn)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件二、節(jié)理裂隙發(fā)育情況對(duì)隧道施工的影響及量測(cè)方法

國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室和野外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)推薦了節(jié)理研究的內(nèi)容，方位（orientation）間距（spacing）延續(xù)性（persistence）結(jié)構(gòu)面的粗糙程度（roughness）結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘目箟簭?qiáng)度；張開(kāi)度（aperture）被充填情況（fillingsituation）滲流（seepageflow）結(jié)構(gòu)面組數(shù)（set）塊體大?。╯ize）二、節(jié)理裂隙發(fā)育情況對(duì)隧道施工的影響及量測(cè)方法二、巖體工程力學(xué)特征1基本知識(shí)2巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型3洞室圍巖破壞類(lèi)型二、巖體工程力學(xué)特征1基本知識(shí)1基本知識(shí)巖體(rockmass)：結(jié)構(gòu)體（巖石rock）與結(jié)構(gòu)面的組合。結(jié)構(gòu)面：巖體中的一切不連續(xù)面。如斷層、節(jié)理、層理、片理等。巖體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的組合特征。地應(yīng)力：是存在于地殼中的未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力，也稱(chēng)巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)應(yīng)力或原巖應(yīng)力。二次應(yīng)力：隧道開(kāi)挖擾動(dòng)后的應(yīng)力。圍巖：指的是隧道周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)，對(duì)洞身的穩(wěn)定有影響的巖（土）體。1基本知識(shí)巖體(rockmass)：結(jié)構(gòu)體（巖石rock巖體巖體結(jié)構(gòu)面原生結(jié)構(gòu)面火成結(jié)構(gòu)面：流紋面、原生節(jié)理、侵入體與圍巖接觸面；變質(zhì)結(jié)構(gòu)面：片理、板理；沉積結(jié)構(gòu)面：層理、沉積間斷、軟弱夾層等構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：節(jié)理、斷層、層間錯(cuò)動(dòng)面等。次生結(jié)構(gòu)面：在風(fēng)化作用、卸荷作用及地下水作用下形成的風(fēng)化裂隙、破碎帶、卸荷裂隙、泥化夾層等結(jié)構(gòu)面原生結(jié)構(gòu)面隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件地應(yīng)力、圍巖地應(yīng)力、圍巖2巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型2巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件巖體結(jié)構(gòu)控制論

工程實(shí)踐表明，巖體的應(yīng)力傳播、變形破壞以及巖體力學(xué)介質(zhì)屬性無(wú)不受控于巖體結(jié)構(gòu)。巖體結(jié)構(gòu)對(duì)工程巖體控制作用主要表現(xiàn)在三方面：巖體的應(yīng)力傳播特征巖體的變形與破壞特征工程巖體的穩(wěn)定性

巖體結(jié)構(gòu)控制論工程實(shí)踐表明，巖體的應(yīng)力傳播、

巖體變形機(jī)制受巖體結(jié)構(gòu)控制巖體結(jié)構(gòu)整體狀結(jié)構(gòu)碎裂狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)變形成分主要的巖塊壓縮變形結(jié)構(gòu)面滑移變形結(jié)構(gòu)體滑移及壓縮變形次要的微結(jié)構(gòu)面錯(cuò)動(dòng)結(jié)構(gòu)體及結(jié)構(gòu)面壓縮及結(jié)構(gòu)體性狀改變結(jié)構(gòu)體壓縮及形狀改變側(cè)脹系數(shù)小于0.5常大于0.5極微小變形系數(shù)結(jié)構(gòu)體壓縮及形狀改變壓密沿結(jié)構(gòu)面滑移控制巖體變形的主要因素巖石、巖相特征及Ⅴ級(jí)結(jié)構(gòu)面特征開(kāi)裂的不連續(xù)的Ⅲ、Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面貫通的Ⅰ、Ⅱ級(jí)結(jié)構(gòu)面，主要為軟弱結(jié)構(gòu)面巖體變形機(jī)制受巖體結(jié)構(gòu)控制巖體結(jié)構(gòu)整體狀結(jié)構(gòu)碎裂狀結(jié)構(gòu)塊巖體的強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度。巖體的抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線介于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度包絡(luò)線和巖石強(qiáng)度包絡(luò)線之間。巖體的強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度。

巖體的破壞機(jī)制也受控于巖體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)控制有：巖體破壞難易程度、巖體破壞的規(guī)模、巖體破壞的過(guò)程及巖體破壞的主要方式等。巖體破壞機(jī)制受巖體結(jié)構(gòu)控制整塊體結(jié)構(gòu)巖體塊狀結(jié)構(gòu)巖體碎裂狀結(jié)構(gòu)巖體散體狀結(jié)構(gòu)巖體①?gòu)埰屏癣诩羝茐慕Y(jié)構(gòu)體沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)①結(jié)構(gòu)體張破裂②結(jié)構(gòu)體剪破裂③結(jié)構(gòu)體流動(dòng)變形④結(jié)構(gòu)體沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)⑤結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動(dòng)⑥結(jié)構(gòu)體組合體傾倒⑦結(jié)構(gòu)體組合體潰屈①剪破壞②流動(dòng)變形巖體的破壞機(jī)制也受控于巖體結(jié)構(gòu)：巖體破壞機(jī)制受不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型巖體的破壞方式不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型巖體的破壞方式3洞室圍巖的變形破壞類(lèi)型（1）巖體洞室的變形與破壞：脆性破裂、塊體運(yùn)動(dòng)、彎曲折斷、松動(dòng)解脫、塑性變形（2）松散圍巖的變形與破壞：重力坍塌、塑流涌出（3）任何類(lèi)型的圍巖的變形破壞都是逐漸發(fā)展的，其逐次變形破壞過(guò)程表現(xiàn)為側(cè)向變形與垂向變形相互交替發(fā)生，相互影響。（4）在分析圍巖變形破壞時(shí)，應(yīng)抓住其變形的始發(fā)點(diǎn)和發(fā)生連鎖反應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，預(yù)測(cè)變形破壞逐次發(fā)展及遷移規(guī)律。（5）不同的巖體和地應(yīng)力組合，有不同的變形破壞特點(diǎn)。3洞室圍巖的變形破壞類(lèi)型（1）巖體洞室的變形與破壞：脆性破張裂塌落張裂塌落劈裂剝落劈裂剝落彎折內(nèi)鼓彎折內(nèi)鼓鼓脹變形鼓脹變形隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件圍巖巖性巖體結(jié)構(gòu)變形破壞形式產(chǎn)生機(jī)制脆性圍巖塊體狀結(jié)構(gòu)及厚層狀結(jié)構(gòu)張裂塌落拉應(yīng)力集中造成的張裂破壞劈裂剝落壓應(yīng)力集中造成的壓致拉裂剪切滑移及剪切碎裂壓應(yīng)力集中造成的剪切碎裂及滑移拉裂巖爆壓應(yīng)力高度集中造成的突然而猛烈的脆性破壞中薄層狀結(jié)構(gòu)彎折內(nèi)鼓卸荷回彈或壓應(yīng)力集中造成的彎曲拉裂碎裂結(jié)構(gòu)碎裂松動(dòng)壓應(yīng)力集中造成的剪切松動(dòng)塑性圍巖層狀結(jié)構(gòu)塑性擠出壓應(yīng)力集中作用下的塑性流動(dòng)膨脹內(nèi)鼓水分重分布造成的吸水膨脹散體結(jié)構(gòu)塑性擠出壓應(yīng)力作用下的塑流塑流涌出松散飽水巖體的懸浮塑流重力坍塌重力作用下的坍塌總結(jié)：圍巖的變形破壞形式及其與圍巖巖性及結(jié)構(gòu)的關(guān)系圍巖巖性巖體結(jié)構(gòu)變形破壞形式產(chǎn)生機(jī)制脆性圍巖塊體狀結(jié)構(gòu)及厚層隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件謝謝！放映結(jié)束感謝各位觀看！讓我們共同進(jìn)步謝謝！放映結(jié)束感謝各位觀看！讓我們共同進(jìn)步地質(zhì)構(gòu)造對(duì)隧道施工的影響內(nèi)容提要：

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)隧道施工的影響節(jié)理裂隙發(fā)育情況對(duì)隧道施工的影響及量測(cè)方法地質(zhì)素描方法鉆孔柱狀圖的記錄隧道地質(zhì)展示圖

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)隧道施工的影響內(nèi)容提要：1地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)隧道施工的影響巖層產(chǎn)狀

巖層產(chǎn)狀是指巖層在空間的位置，是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個(gè)產(chǎn)狀要素：走向（strike）；傾向(dip)；傾角（dipangle）。1地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)隧道施工的影響巖層產(chǎn)狀應(yīng)力及可能的變形應(yīng)力及可能的變形不同應(yīng)力造成的變形、變位現(xiàn)象不同應(yīng)力造成的變形、變位現(xiàn)象隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件地質(zhì)羅盤(pán)地質(zhì)羅盤(pán)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件

巖層產(chǎn)狀要素走向：層面與任一假想水平面交線的延伸方向傾向：巖層面傾斜的方向傾角：層面與水平面所夾的最大銳角NESWNE50oSE45oSW230oSE45o巖層產(chǎn)狀要素走向：層面與任一假想水平面交線的延伸方向NES巖層產(chǎn)狀要素的表示方法

方位角表示方法:205∠27°象限角表示方法:N65°W/25°SW。

N0E90W270S180北極南極NWNESW

SE

巖層產(chǎn)狀要素的表示方法方位角表示方法:205∠27°1.1水平構(gòu)造巖層產(chǎn)狀近于水平（<5度）1.1水平構(gòu)造巖層產(chǎn)狀近于水平（<5度）1.2單斜構(gòu)造巖層層面與水平面有一定夾角1.2單斜構(gòu)造巖層層面與水平面有一定夾角1.3褶皺構(gòu)造褶皺的概念: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(chēng)之。兩種基本形態(tài)：背斜與向斜。1.3褶皺構(gòu)造褶皺的概念:組成地殼的巖層受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作背斜和向斜在平面和剖面上的表現(xiàn)特征背斜和向斜在平面和剖面上的表現(xiàn)特征隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件褶皺對(duì)隧道施工的影響

按軸面產(chǎn)狀劃分：

直立褶皺；傾斜褶皺；倒轉(zhuǎn)褶皺；平臥褶皺。直立褶皺傾斜褶皺倒轉(zhuǎn)褶皺平臥褶皺褶皺對(duì)隧道施工的影響按軸面產(chǎn)狀劃分：直立褶皺傾斜褶皺倒轉(zhuǎn)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)

褶皺地區(qū)地形起伏大，特別在褶皺強(qiáng)烈地區(qū)，巖層因受強(qiáng)烈破壞，裂隙發(fā)育，傾角大，在這種地區(qū)的斜坡或坡腳進(jìn)行建筑時(shí)應(yīng)注意斜坡巖層的穩(wěn)定性。地層中一些具有特殊工程意義的巖層，如易泥化夾層、含水層、含鹽層等隨地層的褶皺而褶皺，因而它們的空間分布規(guī)律受褶皺形態(tài)的控制。顯然，褶皺的研究對(duì)于如何避開(kāi)上述不利巖層，選擇合理的建筑場(chǎng)地來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)關(guān)鍵性的基礎(chǔ)工作。褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)在褶皺的軸部地區(qū)，由于巖層遭受的構(gòu)造變動(dòng)較大，裂隙發(fā)育，如果地下建筑沿褶皺構(gòu)造軸線開(kāi)挖，可能造成大量的巖石崩落，尤其是在向斜軸部，由于裂隙間的巖塊處于倒插狀態(tài)，更容易出現(xiàn)這種情況。向斜構(gòu)造有利于地下水的聚集，地下水往往較多，壓力較高，如地下建筑沿向斜軸線開(kāi)挖，還可能出現(xiàn)大量涌水的事故。因此，洞址不應(yīng)選在褶皺(尤其是向斜)軸部地區(qū)，如果無(wú)法避開(kāi)褶皺軸部，洞軸線應(yīng)與褶皺軸線垂直或成大角度(不小于40的銳角)相交。褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)

在洞軸線與褶皺軸線垂直或成大角度相交的情況下，洞體將穿越性質(zhì)不同的巖層，軟弱結(jié)構(gòu)面處的巖體不穩(wěn)定，襯砌比較困難；同時(shí)洞體還可能穿越含水層，出現(xiàn)涌水，對(duì)施工不利。因此，在褶皺地區(qū)洞室的選址和決定軸線時(shí)祁應(yīng)注意這些不利條件。盡管褶皺形成較復(fù)雜的地質(zhì)條件，但是這種地區(qū)基巖埋深較淺。另外，在褶皺地區(qū)，向斜構(gòu)造常有豐富的地下水，可作為供水水源。褶皺構(gòu)造的工程評(píng)價(jià)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件1.4斷裂構(gòu)造

巖體與巖層受力作用發(fā)生變形，當(dāng)所受的力超過(guò)巖石本身的強(qiáng)度時(shí)，巖石的連續(xù)性和完整性遭到破壞，形成斷裂構(gòu)造。包括節(jié)理和斷層。

1.4斷裂構(gòu)造巖體與巖層受力作用發(fā)生變形，當(dāng)所受的節(jié)理對(duì)隧道施工的影響剪節(jié)理：剪應(yīng)力形成的兩組X型共軛破裂面。特征是產(chǎn)狀穩(wěn)定，節(jié)理面平直、光滑、閉合、間距小，密集成帶。張節(jié)理：巖層受拉應(yīng)力產(chǎn)生的破裂面，通常呈鋸齒狀，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)，張開(kāi)，常被巖脈、粘土等充填，發(fā)育稀疏，間距大。節(jié)理對(duì)隧道施工的影響隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件張節(jié)理張節(jié)理剪節(jié)理剪節(jié)理（二）節(jié)理發(fā)育程度分級(jí)發(fā)育程度等級(jí)

基本特征節(jié)理不發(fā)育節(jié)理1~2組，規(guī)則，為構(gòu)造型，間距在1m以上，多為密閉節(jié)理，巖體切割成大塊狀節(jié)理較發(fā)育節(jié)理2~3組，呈X形，較規(guī)則，以構(gòu)造型為主，多數(shù)間距大于0.4m，多為密閉節(jié)理，部分為微張節(jié)理，少有充填物。巖體切割呈大塊狀節(jié)理發(fā)育節(jié)理3組以上，不規(guī)則，呈X形或米字形，以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主，多數(shù)間距小于0.4m,大部分為張開(kāi)節(jié)理，部分有充填物。巖體切割成塊石狀節(jié)理很發(fā)育節(jié)理3組以上，雜亂，以風(fēng)化和構(gòu)造型為主，多數(shù)間距小于0.2m，以張開(kāi)節(jié)理為主，有個(gè)別寬張節(jié)理，一般均有充填物。巖體切割成碎裂狀（二）節(jié)理發(fā)育程度分級(jí)發(fā)育程度等級(jí)基節(jié)理的工程評(píng)價(jià)(1)節(jié)理破壞了巖體的整體性和連續(xù)性，它的發(fā)育情況直接影響巖體的結(jié)構(gòu)特性。節(jié)別會(huì)降低地基的承載力和地下建筑圍巖的穩(wěn)定程度。節(jié)理發(fā)育，特別是當(dāng)節(jié)理組比較多時(shí)，引起垮塌，影響施工，增加支護(hù)費(fèi)用等。因此，選擇洞址對(duì)應(yīng)盡量避開(kāi)節(jié)理發(fā)育。

(2)巖石邊坡的穩(wěn)定程度主要取決于節(jié)理的性質(zhì)和組合特征，很多山崩、滑坡等邊坡破壞都和節(jié)理有關(guān)。

(3)節(jié)理裂隙改變了巖石的滲透性能，水沿節(jié)理滲入，影響地下結(jié)構(gòu)物的功能和穩(wěn)定。

(4)在挖方和采石時(shí)，節(jié)理可以提高工作效率，但在爆破時(shí)常因漏氣而降低爆破效果。(5)非理發(fā)育的巖石中，可以找到地下水作為供水水源。節(jié)理的工程評(píng)價(jià)(1)節(jié)理破壞了巖體的整體性和連續(xù)性斷層的幾何要素?cái)鄬用媾c斷層破碎帶：產(chǎn)狀表達(dá)方法，附近節(jié)理發(fā)育、常有充填。斷層線：遵守“V”字形法則。斷盤(pán)：上盤(pán)、下盤(pán)，上升盤(pán)、下降盤(pán)。斷距斷層概念：斷層是巖石圈中順破裂面發(fā)生明顯位移的一種斷裂構(gòu)造。斷層的幾何要素?cái)鄬用媾c斷層破碎帶：產(chǎn)狀表達(dá)方法，附近節(jié)理發(fā)育上盤(pán)下降下盤(pán)上升正斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升的斷層。其斷層面傾角較陡，一般在45°以上。正斷層是由于巖體受到張力及重力作用，使上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛳洛e(cuò)動(dòng)形成的；

上盤(pán)下降下盤(pán)上升正斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升的上盤(pán)上升下盤(pán)下降逆斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降的斷層。逆斷層一般是由于巖體受到水平方向強(qiáng)烈擠壓力的作用，使上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛏襄e(cuò)動(dòng)而成。斷層面從陡傾角至緩傾角都有。其中斷層面傾角大于450的稱(chēng)為逆沖斷層；介于250～450之間的稱(chēng)為逆掩斷層；小于250的稱(chēng)為碾掩斷層(又叫碾掩構(gòu)造或推復(fù)構(gòu)造)。逆掩斷層和碾掩斷層常是規(guī)模很大的區(qū)域性斷層；

上盤(pán)上升下盤(pán)下降逆斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降的水平錯(cuò)動(dòng)平移（推）斷層：由于巖體受水平剪切作用，使兩盤(pán)沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)水平位移的斷層。平移斷層的傾角很大，斷層面近于直立，斷層線比較平直。水平錯(cuò)動(dòng)平移（推）斷層：由于巖體受水平剪切作用，使兩盤(pán)沿?cái)鄬盈B沖(瓦)式逆掩斷層

由若干條產(chǎn)狀基本一致的逆掩斷層組成，各條斷層的上盤(pán)依次向同一方向向上逆沖，平面上構(gòu)成疊瓦式(狀)。疊沖(瓦)式逆掩斷層

由若干條產(chǎn)狀基本一致的逆掩斷隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件斷層的野外識(shí)別

地貌特征：當(dāng)斷層的斷距較大時(shí)可能形成陡峭的斷層崖；斷層破碎帶巖石破碎，易于侵蝕下切，可能形成溝谷或峽谷地形。山脊錯(cuò)斷、錯(cuò)開(kāi)，河谷跌水瀑布；河谷方向發(fā)生突然轉(zhuǎn)折，串珠狀泉水出露；華山斷層崖河流改道泉呈線性分布斷層的野外識(shí)別地貌特征：華山斷層崖河流改道泉呈線性分布斷層的野外識(shí)別地層特征：如巖層發(fā)生重復(fù)或缺失、巖脈被錯(cuò)斷、巖層沿走向突然發(fā)生中斷或者不同性質(zhì)的巖層突然接觸等地層方面的特征，則進(jìn)一步說(shuō)明斷層存在的可能性很大；

斷層的野外識(shí)別地層特征：如巖層發(fā)生重復(fù)或缺失、巖脈被錯(cuò)斷、巖斷層的野外識(shí)別斷層的伴生構(gòu)造現(xiàn)象：斷層的伴生構(gòu)造是斷層在發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中遺留下來(lái)的形跡。常見(jiàn)的有巖層牽引彎曲、斷層角礫、糜棱巖、斷層泥和斷層擦痕等；

斷層的野外識(shí)別斷層的伴生構(gòu)造現(xiàn)象：斷層的伴生構(gòu)造是斷層在發(fā)生正斷層正斷層逆斷層逆斷層平移斷層平移斷層斷層的工程評(píng)價(jià)斷層，尤其是活斷層與工程建設(shè)關(guān)系密切，主要發(fā)現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

(1)斷層是構(gòu)造應(yīng)力集中帶，它使巖石裂隙增多，零亂破碎，巖體的整體性被破壞，其強(qiáng)度和承載力明顯降低。

(2)斷層活動(dòng)能直接破壞修建在它上面或附近的建筑物。例如：1976年我國(guó)唐山地震時(shí)發(fā)生的一條斷層，其水平錯(cuò)距達(dá)3m，錯(cuò)開(kāi)了道路、圍墻、房屋等建筑物

(3)斷層附近是高地震烈度區(qū)。在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)，一些活斷層還可能是發(fā)展斷層，產(chǎn)生強(qiáng)烈地震。

(4)新斷層附近地表風(fēng)化強(qiáng)烈，而且常成為地下水的通道。沿?cái)鄬訋н吰路€(wěn)定性差，常發(fā)育山崩、滑坡、地陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。斷層的工程評(píng)價(jià)斷層，尤其是活斷層與工程建設(shè)關(guān)系密切，主要發(fā)現(xiàn)隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件二、節(jié)理裂隙發(fā)育情況對(duì)隧道施工的影響及量測(cè)方法

國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室和野外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)推薦了節(jié)理研究的內(nèi)容，方位（orientation）間距（spacing）延續(xù)性（persistence）結(jié)構(gòu)面的粗糙程度（roughness）結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘目箟簭?qiáng)度；張開(kāi)度（aperture）被充填情況（fillingsituation）滲流（seepageflow）結(jié)構(gòu)面組數(shù)（set）塊體大?。╯ize）二、節(jié)理裂隙發(fā)育情況對(duì)隧道施工的影響及量測(cè)方法二、巖體工程力學(xué)特征1基本知識(shí)2巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型3洞室圍巖破壞類(lèi)型二、巖體工程力學(xué)特征1基本知識(shí)1基本知識(shí)巖體(rockmass)：結(jié)構(gòu)體（巖石rock）與結(jié)構(gòu)面的組合。結(jié)構(gòu)面：巖體中的一切不連續(xù)面。如斷層、節(jié)理、層理、片理等。巖體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的組合特征。地應(yīng)力：是存在于地殼中的未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力，也稱(chēng)巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)應(yīng)力或原巖應(yīng)力。二次應(yīng)力：隧道開(kāi)挖擾動(dòng)后的應(yīng)力。圍巖：指的是隧道周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)，對(duì)洞身的穩(wěn)定有影響的巖（土）體。1基本知識(shí)巖體(rockmass)：結(jié)構(gòu)體（巖石rock巖體巖體結(jié)構(gòu)面原生結(jié)構(gòu)面火成結(jié)構(gòu)面：流紋面、原生節(jié)理、侵入體與圍巖接觸面；變質(zhì)結(jié)構(gòu)面：片理、板理；沉積結(jié)構(gòu)面：層理、沉積間斷、軟弱夾層等構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：節(jié)理、斷層、層間錯(cuò)動(dòng)面等。次生結(jié)構(gòu)面：在風(fēng)化作用、卸荷作用及地下水作用下形成的風(fēng)化裂隙、破碎帶、卸荷裂隙、泥化夾層等結(jié)構(gòu)面原生結(jié)構(gòu)面隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件地應(yīng)力、圍巖地應(yīng)力、圍巖2巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型2巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型隧道工程地質(zhì)構(gòu)造課件巖體結(jié)構(gòu)控制論

工程實(shí)踐表明，巖體的應(yīng)力傳播、變形破壞以及巖體力學(xué)介質(zhì)屬性無(wú)不受控于巖體結(jié)構(gòu)。巖體結(jié)構(gòu)對(duì)工程巖體控制作用主要表現(xiàn)在三方面：巖體的應(yīng)力傳播特征巖體的變形與破壞特征工程巖體的穩(wěn)定性

巖體結(jié)構(gòu)控制論工程實(shí)踐表明，巖體的應(yīng)力傳播、

巖體變形機(jī)制受巖體結(jié)構(gòu)控制巖體結(jié)構(gòu)整體狀結(jié)構(gòu)碎裂狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)變形成分主要的巖塊壓縮變形結(jié)構(gòu)面滑移變形結(jié)構(gòu)體滑移及壓縮變形次要的微結(jié)構(gòu)面錯(cuò)動(dòng)結(jié)構(gòu)體及結(jié)構(gòu)面壓縮及結(jié)構(gòu)體性狀改變結(jié)構(gòu)體壓縮及形狀改變側(cè)脹系數(shù)小于0.5常大于