2.3斷裂構造教程

斷裂構造主要內容:

斷裂概念

裂隙(定義、類型、工程評價、調查統(tǒng)計方法）

斷層（定義、斷層要素、類型、野外識別等）一、斷裂構造

構成地殼的巖體，受力作用發(fā)生變形，當變形達到一定程度后，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，稱為斷裂構造。根據(jù)斷裂后兩側巖塊相對位移的情況，斷裂構造又分為裂隙和斷層。二、裂隙又稱為節(jié)理，是沒有顯著位移的小型斷裂構造。

1.裂隙的類型按成因：構造裂隙非構造裂隙

構造裂隙：

是巖體受地應力作用，隨巖體變形而產(chǎn)生的裂隙。

特點：成因上與相關構造有密切聯(lián)系；空間分布上有一定的規(guī)律性。

分類：張性裂隙－張開較寬，斷裂面粗糙，間距較大，分布不勻，延伸不遠。常出現(xiàn)在背斜和向斜的軸部。扭（剪）性裂隙－平直閉合，分布較密，延伸較遠、深，裂隙面光滑，有擦痕。常出現(xiàn)在褶曲的翼部和斷層附近。

非構造裂隙

由成巖作用、外動力、重力等非構造因素形成的裂隙。

分類：風化裂隙原生裂隙卸荷裂隙

特點：分布凌亂、沒有規(guī)律性2.裂隙的工程地質評價

有利于開挖；破壞了巖體的整體性，促進了風化速度，增強了巖體的透水性，降低了強度和穩(wěn)定性；當裂隙主要發(fā)育方向與路線走向平行，傾向與邊坡一致時，不論巖體的產(chǎn)狀如何，路塹邊坡都容易發(fā)生崩塌等不穩(wěn)定現(xiàn)象。在路基施工中，如果巖體存在裂隙，還會影響爆破作業(yè)的效果。

3.裂隙調查、統(tǒng)計和表示方法

調查方法：

調查裂隙時，應先在工點選擇一具有代表性的基巖露頭，對一定面積內的裂隙，按表3-1所列內容進行測量，同時要注意研究裂隙的成因和填充情況。測量裂隙產(chǎn)狀的方法和測量巖層產(chǎn)狀的方法相同。

裂隙野外測量記錄表表3-1編號裂隙產(chǎn)狀長度寬度條數(shù)填充情況裂隙成因類型走向傾向傾角1340°160°18°22裂隙面夾泥扭性裂隙2332°152°10°15裂隙面夾泥張性裂隙

統(tǒng)計方法：

統(tǒng)計裂隙，有各種不同的圖式。裂隙玫瑰圖就是其中比較常用的一種。裂隙玫瑰圖可以用裂隙走向編制，也可以用裂隙傾向編制。其編制方法如下：

（1）裂隙走向玫瑰圖

1）在一任意半徑的半圓上，畫上刻度網(wǎng)。

2）把所測得的裂隙按走向以每5°或每10°分組，統(tǒng)計每一組內的裂隙數(shù)并算出其平均走向。

3）自圓心沿半徑引射線，射線的方位代表每組裂隙平均走向的方位，射線的長度代表每組裂隙的條數(shù)。

4）然后用折線把射線的端點連接起來，即得裂隙走向玫瑰圖。

（2）裂隙傾向玫瑰圖

1）先將測得的裂隙，按傾向以每5°或每10°分組，

2）統(tǒng)計每一組內裂隙的條數(shù)，并算出其平均

傾向。

3）用繪制走向玫瑰圖的方法，在注有方位的圓周上，根據(jù)平均傾向和裂隙的條數(shù)，定出各組相應的點子。

4）用折線將這些點子連接起來，即得裂隙傾向玫瑰圖。評價方法：

發(fā)育程度的表示：

裂隙率：巖石中裂隙的面積與巖石總面積的百分比。

裂隙頻率：在長度上，每米通過的裂隙數(shù)量。

具體發(fā)育程度，不同的系統(tǒng)具有不同的評價方法，書中所列為公路系統(tǒng)的評價方法。

三、斷層

巖體受力作用斷裂后，兩側巖塊沿斷裂面發(fā)生了顯著的位移，稱為斷層。1.斷層要素斷層面－兩側巖塊發(fā)生相對位移的斷裂面。破碎帶－規(guī)模大的斷層往往沿著一個錯動帶發(fā)生，在破碎帶中常形成糜棱巖，斷層角礫和斷層泥等。斷層線－斷層面與地面的交線。

上盤和下盤－斷層面兩側發(fā)生相對位移的巖塊，稱為斷盤。當斷層面傾斜時，位于斷層面上部的稱為上盤；位于斷層面下部的稱為下盤。斷距－斷層兩盤沿斷層面相對移動開的距離。

2.斷層的基本類型

根據(jù)兩盤相對位移的情況:

正斷層逆斷層平移斷層

(1)正斷層上盤下降,下盤上升。一般受張拉力及重力作用。特點:規(guī)模小斷層線平直斷層面較陡，常大于45°

(2)逆斷層

上盤上升,下盤下降,一般受水平向強烈擠壓力作用而形成。特點:斷層線的方向常與巖層走向或褶皺軸的走向一致;斷層面傾角陡緩都有;規(guī)模較大。

沖斷層－斷層面傾角大于45°

逆掩斷層－斷層面傾角介于25°～45°之間輾掩斷層－斷層面傾角小于25°

逆掩斷層和輾掩斷層常是規(guī)模很大的區(qū)域性斷層。(3)平推斷層(平移斷層)

兩盤發(fā)生相對水平位移，受水平扭應力。特點：傾角很大斷層面近于直立斷層線比較平直

3.斷層的組合

斷層的分布不是孤立的,某區(qū)域受力的作用,各構造依一定的力學性質、以一定的方式有規(guī)律的組合在一起。

組合形式：階狀斷層(見書P34）地嶄（凹陷地帶）地壘（塊狀山地）迭瓦式構造

4.工程地質評價

（1）強烈的斷裂變動，致使巖體裂隙增多、巖石破碎、風化嚴重、地下水發(fā)育，從而降低了巖石的強度和穩(wěn)定性，對工程建筑造成了各種不利的影響。

（2）在公路工程建設中，如確定路線布局、選擇橋位和隧道位置時，要盡量避開大的斷層破碎帶。

（3）在研究路線布局，特別在安排河谷路線時，要注意河谷地貌與斷層構造的關系。當路線與斷層走向平行，路基靠近斷層破碎帶時，由于開挖路基，容易引起邊坡發(fā)生大規(guī)模坍塌，直接影響施工和公路的正常使用。

（4）在進行大橋橋位勘測時，要注意查明橋基部分有無斷層存在，及其影響程度如何,以便根據(jù)不同情況，在設計基礎工程時采取相應的處理措施。

（5）在斷層發(fā)育地帶修建隧道，是最不利的一種情況。由于巖層的整體性遭到破壞，加之地面水或地下水的侵入，其強度和穩(wěn)定性都是很差的，容易產(chǎn)生洞頂坍落，影響施工安全。

（6）當隧道軸線與斷層走向平行時，應盡量避免與斷層破碎帶接觸。隧道橫穿斷層時，雖然只有個別段落受斷層影響，但因地質及水文地質條件不良，必須預先考慮措施，保證施工安全。特別當斷層破碎帶規(guī)模很大，或者穿越斷層帶時，會使施工十分困難，在確定隧道平面位置時，要盡量設法避開。5.斷層的野外識別

識別依據(jù)：

（1）改變原有地層的分布規(guī)律，

（2）斷層面及其相關部分形成各種伴生構造，

（3）并形成與斷層構造有關的地貌現(xiàn)象。

地貌特征：

斷層崖

斷層三角面地形；

溝谷或峽谷地形。

山脊錯斷、錯開，

河谷跌水瀑布，