完整版第3章地质构造及对工程影响

发布时间:2021-08-18   来源:文档文库   
字号:
完整版第3章地质构造及对工程影响


3 地质结构及对工程的影响


地壳运动:指因为地球内动力而惹起的地壳变形和变位。
包含:起落运动:指垂直地表的运动(沿地球半径方向的上涨或降落运动) 地壳运动的结果:致使地壳岩石产生变形和变位,并形成各样地质结构
层和岩体中遗留下来的各样结构踪迹)



( 结构改动在岩
水平运动:指平行于地表的运动(沿地球切线方向或沿水平方向的结构运动)
第一节 水平结构和单斜结构
一、观点
堆积岩层形成时的原始产出状态 ( 即产状 大部分是水平或近于水平。 假如经受地壳运动(垂直抬升) 的影响, 改变了原始形成时的地点, 但仍保持水平产状的一套水平岩层构成的结构,称 水平结构
岩层受结构运动的影响,不单改变了岩层形成时的地点,并且改变了原有的水平状态,
使岩层面向同一方向倾斜, 并与水平面拥有必定的交角, 便形成了 单斜结构 。常常是构成其余结构 ( 褶曲一翼,断层一盘等 的一部分。 二、岩层产状
岩层的产状常用岩层的走向、偏向、 倾角来确立,这三者称为产状因素。 在野外产状因素直接用地质罗盘进行丈量。






走向 岩层面与水平面的交线, 称走向线走向线 两头所指的方向称走向


偏向 垂直于走向线沿层面向下所引的直线, 倾斜线。其在水平面上的投影线所指方向,称 为偏向







倾角 倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角

第二章 褶皱结构
褶皱指构成地壳的岩层, 受结构应力的激烈作用, 使岩层形成一系列波状曲折而未丧失其连续性的结构。岩层的连续性整性末遇到损坏,是岩石塑性变形的表现。褶皱结构的基本种类

一、褶曲:褶皱结构中的一个曲折

核: 褶皱中心部分的地层



翼: 核部双侧对称出露的地层

轴面: 指大概均分褶皱的一个设想面

轴线: 轴面与地面的交线 枢纽: 轴面与层面的交线
枢纽在空间上的产出状态:枢纽水平、枢纽倾斜




二、褶曲的种类
1、褶曲的基本形态是背斜和向斜。
1 / 7
完整版第3章地质构造及对工程影响


背斜 指岩层向上拱弯,形成中心部位岩层的时代老,外 侧岩层时代新的褶皱。
向斜 指岩层向下凹曲,形成中心部位岩层的时代新,外 侧岩层时代老的褶皱。
2、按褶曲的轴面产状分:


直立褶曲 :轴面直立,两翼岩层偏向相反,倾角大概相 等。
倾斜褶曲 :轴面倾斜,两翼岩层偏向相反,倾角不等。





倒转褶曲 :轴面倾斜,两翼岩层偏向同样,一翼岩层产
状正常,另一翼岩层倒转。
平卧褶曲 :轴面水平,两翼岩层近于水平,一翼岩层产 状正常,另一翼岩层倒转。




三、褶皱结构:褶皱是褶曲的组合形态,两个或两个以上褶曲结构的组合,称为褶皱结构。

四、褶皱结构的工程地质评论
1、褶皱结构的工程地质评论主假如倾斜岩层的产状与路线或地道轴线



( 线路工程) 走向的关


系问题。倾斜岩层对建筑物的地基,一般来说,没有特别不良的影响。关于深路堑、挖方高边坡及地道工程等,需要依据详细状况作详细的剖析。 2、关于深路堑和高边坡来说,存在三种状况:
1)有益状况: 路线垂直岩层走向, 或路线与岩层走向平行但岩层偏向与边坡偏向相反时,只就岩层产状与路线走向的关系而言,对路基边坡的稳固性是有益的;
2)不利状况:路线走向与岩层的走向平行,边坡与岩层的偏向一致,特别在云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩、 千枚岩等柔软岩石散布地域,坡面简单发生风化剥蚀,产生严重碎落坍塌,对路基边坡及路基排水系统会造成常常性的危害;
3)最不利状况:路线与岩层走向平行,岩层偏向与路基边坡一致,而边坡的坡角大于岩层的倾角,特别在石灰岩、砂岩与黏土质页岩互层,且有地下水作用时,如路堑开挖过深,边坡过陡,或许因为开挖使脆弱结构面裸露,都简单惹起斜坡岩层发生大规模的顺层滑动,损坏路基稳固。
3、关于地道工程来说,从褶曲的翼部经过一般是比较有益的;但假如中间有柔软岩层或脆弱结构面时,则在顺偏向一侧的洞壁,有时会出现显然的偏压现象,甚至会致使支撑损坏,发生局部坍塌。




在褶曲结构的轴部, 从岩层的产状来说, 是岩层偏向发生明显变化的地方; 从结构作用对岩层整体性的影响来说, 是岩层受应力作用最集中的地方, 所以在褶曲结构的轴部, 无论公路、 道或桥梁工程, 简单碰到工程地责问题, 主假如因为岩层破裂而产生的岩体稳固问



题和向斜轴部地下水的问题。 这些问题在地道工程中常常显得更加突出, 简单产生地道塌顶和涌水现象,有时会严重影响正常施工。 五、褶皱结构的野外察看
对小型褶曲结构, 可经过几个出露在地面的基岩露头进行察看;
对大型褶曲结构, 可采
2 / 7
完整版第3章地质构造及对工程影响


用穿越法和追索法进行察看。
1、穿越法,就是沿着选定的检查路线,垂直岩层走向进行察看。采纳穿越法,可便于认识 岩层的产状、 层序及其新老关系。 假如在路线经过地带的岩层呈有规律的重复出现, 褶曲结构。 再依据岩层出露的层序及其新老关系,
翼岩层的产状和两翼与轴面之间的关系,这样就能够判断褶曲的形态种类。
2、追索法,就是平行岩层走向进行察看的方法。采纳追索法,可便于查明褶曲延长的方向 及其结构变化的状况, 当两翼岩层在平面上相互平行展布时为水平褶曲, 折端闭合或呈“ S”形曲折时,则为倾伏褶曲。
穿越法和追索法, 不单是野外察看褶曲的主要方法,
同时也是野外察看和研究其余地质
假如两翼岩层在转
则必为
判断是背斜仍是向斜。 而后进一步剖析两
结构现象的一种基本的方法。在实践中一般以穿越法为主,追索法为辅,依据不一样状况,穿插运用。


第三节 断裂结构
岩体或岩层受力后发受变形, 当所受之力超出岩石的强度极限时, 岩石连续完好性将遇到损坏, 于是形成断裂结构。 断裂结构包含裂隙和断层两类 (依据岩体断裂后双侧岩块的相对位移状况)。



一、裂隙(节理) :指岩层或岩体破裂后形成的一种裂痕。其双侧的岩块沿破裂面无显然位移。
1、裂隙的种类:
按成因分为结构裂隙和非结构裂隙两类。
①结构裂隙:岩体受地应力作用随岩体变形而产生的裂隙。
按力学性质分:张性裂隙;剪性裂隙。 * 剪性裂隙:由剪应力产生的破裂面。
特色:长、大、平直圆滑、多闭合,延长稳固,常常呈“
邻近。
* 张性裂隙:由张应力产生的破裂面,主要发育在背斜和向斜的轴部。 特色:短、小、粗拙不平,延长不远。
②非结构裂隙: 指由成岩作用、 外动力、 重力等非结构因素形成的裂隙,如岩石在形成过 程中产生的原生裂隙, 风化裂隙, 以及沿沟壁岸坡发育的卸荷裂隙等, 性,使岩石多成碎块,沿裂隙面岩石的结构和矿物成分也有显然变化。 2、裂隙的工程地质评论
岩体中存在裂隙,损坏了岩体的整体性,




X”型,常出此刻翼部和断层
此中风化裂隙主要发
育在岩体凑近地面的部分, 一般极少达到地面下 10 15m的深度。 裂隙散布凌乱, 没有规律


岩体中的裂隙, 在工程上除有益于开挖外, 对岩体的强度和稳固性均有不利的影响。
促使岩体风化速度, 加强岩体的透水性, 因此使岩
偏向与边坡一致时, 无论岩
在路基施工中, 假如岩体存在裂隙,



体的强度和稳固性降低。 当裂隙主要发育方向与路线走向平行, 体的产状如何, 路堑边坡都简单发生倒塌等不稳固现象。 还会影响爆破作业的成效。


所以,当裂隙结构可能成为影响工程设计的重要因素时, 究,详尽论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响,


应该对裂隙进行深入的检查研
采纳相应举措, 以保证建筑物的稳固和正常




使用。
1、断层因素:下盘、上盘、断层面 2、断层的基本种类:
①正断层:上盘相对降落

二、断层:岩层或岩体受力破裂后,双侧岩块沿破裂面发生了显然的位移。
3 / 7
完整版第3章地质构造及对工程影响


②逆断层:上盘相对上涨 ③平移断层:水平错动 3、断层的组合种类
①阶梯状断层 ②叠瓦状断层 ③地堑 ④地垒
4、断层的工程地质评论
在断层散布密集的断层带内, 岩层一般都遇到激烈损坏, 产状杂乱,
岩体裂隙增加、岩层破裂、风化严重、地下水多,进而降低了岩石的强度和稳固性;同时,沟谷斜坡倒塌、滑坡、泥石流等不良地质现象发育。


所以,在确立路线布局、选择桥位和地道地点时,要尽量避开大的断层破裂带:
1)路线布局:特别在安排河谷路线时,要特别注意河谷地貌与断层结构的关系;当路线与断层走向平行,路基凑近断层破裂带时,因为开挖路基,简单惹起边坡发生大规模坍塌,直接影响施工和公路的正常使用。
2)大桥桥位:勘察时,要注意查明桥基部分有无断层存在,及其影响程度如何,以便依据不一样状况,在设计基础工程时采纳相应的办理举措。
3)地道:因为岩层的整体性遇到损坏,加之地面水或地下水的侵入,其强度和稳固性都很差, 简单产生洞顶坍落,影响施工安全;故当地道轴线与断层走向平行时,应尽量防止与断层破裂带接触;在确立地道平面地点时,要尽量想法避开大规模的断层破裂带。 5、断层的野外辨别
在野外能够依据与断层结构相关的伴生结构、地貌现象等标记来辨别断层:
1)地貌特色:当断层(张性断裂或压性断裂)的断距较大时,上涨盘的前缘可能形成峻峭的断层崖,如经剥蚀,则会形成断层三角面地形;断层破裂带岩石破裂,易于侵害下切,可能形成沟谷或峡谷地形;别的,如山脊错断、错开,河谷跌水瀑布,河谷方向发生忽然转





折等,都可能是断裂错动在地貌上的反应。 (a 岩层重复 (b 岩层缺失 (c 岩脉错断 (d 岩怪牵引曲
(e 断层角砾 (f 断层擦痕
2)地层特色:如岩层发生重复或缺失,岩脉被错断,或许岩层沿走向忽然发生中止,与不一样性质的岩层忽然接触等地层方面的特色,则可能存在断层。
3)伴生结构现象:指是断层在发生、发展过程中遗留下来的踪迹,常有的有岩层牵引曲折、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕等。



(a 岩层重复 (b 岩层缺失 (c 岩脉错断 (d 岩怪牵引曲折 (e 断层角砾 (f 断层擦痕


6、活断层与工程建设
活断层一般指当前还在活动的断层,或许近期曾有过活动、不久的未来还可能从头活动的断层。
活断层对工程建筑物安全的威迫主要来自断层错动—突发错动
, 因此对活断层进行工

4 / 7
完整版第3章地质构造及对工程影响


程地质研究和工程安全评论特别必需。
如何知道一个地域有没有活断层,
或许一条断层是否是活动断层呢?地貌上的标记有
:
断层崖、三角面、洪积扇叠置、河流、山脊或冲沟的水平位错;最新堆积物被错断现象;遥 感影象的线形标记, 常常沿活断层出露一系列泉。 用断层新活动年纪测定的方法对活动断层的最新活动年纪进行测定。
在进行工程建设时, 一般应避开活动断裂带, 特别是重要的建筑物更不可以超越在活断
层上。


第四节 不整合
一、整合与不整合 1.整合接触
在地壳上涨的隆起地区发生剥蚀,在地壳降落的凹陷地区产生堆积。当堆积区处
于相对稳固阶段时, 堆积区连续不停地进行着聚积, 聚积物的堆积序次是连接的, 产状是相互平行的,在形成的年月上是按序连续的,岩层之间的这种接触关系称为整合接触。 2.不整合接触
在堆积过程中,假如地壳发生上涨运动,堆积区隆起,则堆积作用即为剥蚀作用所取代,发生堆积中断,后来若地壳又发生降落运动,则在剥蚀的基础上又接受新的堆积。因为堆积过程发生中断,所以岩层在形成年月上是不连续的,中间缺失堆积中断期的岩层,



岩层之间的这种接触关系, 称为不整合接触。 存在于接触面之间因堆积中断而产生的剥蚀面,称为不整合面。 在不整合面上, 有时能够发现砾石层或底砾岩等下部岩层遭到外力剥蚀的印迹。


二、不整合的种类
1、平行不整合:不整合面上下两套岩层之间的地质年月不连续,缺失堆积中断期的岩层, 但相互间的产状基本上是一致的,看起来貌似整合接触。
2、角度不整合: 指不整合面上下两套岩层间的地质年月不连续,
并且二者的产状也不一致,
下伏岩层与不整合面订交有必定的角度。 这是因为不整合面下部的岩层, 在接受新的堆积以前发生过褶皱改动的缘由。


a)整合


b)平行不整合 c)角度不整合
三、不整合的工程地质评论
不整合接触中的不整合面,是下伏古地貌的剥蚀面,常有比较大的起伏,同常常
有风化层或底砾存在,层间联合差, 地下水发育, 当不整合面与斜坡偏向一致时, 如开挖路基,常常会成为斜坡滑移的界限条件,对工程建筑不利。


第五节 岩石与岩体的工程地质性质
岩体指包含各样地质界面,如层面、层理、节理、断层、脆弱夹层等结构面的单调或多
种岩石构成的地质体, 它被各样结构面所切割, 由大小不一样的、 形状不一的岩块 (即结构体)所组合而成。所以,岩体是指某一地址一种或多种岩石中的各样结构面、结构体的整体。 一、岩体的主要物理力学性质 1、岩石的主要物理性质


5 / 7
完整版第3章地质构造及对工程影响


1)重量:



比重:是岩石固体部分单位体积的重量。 在数值上等于岩石固体颗粒的重量与同体积的水 4℃时重量的比。
重度(容重):岩石单位体积的重量,在数值上等于岩石试件的总重量与其整体积的比
值。
2)孔隙性:反应岩石中各样孔隙的发育程度。用孔隙度表示。
孔隙度:在数值上等于岩石中各样孔隙的整体积与岩石整体积的比。
吸水性:岩石在必定条件下的吸水能力。
3)吸水率:指岩石在往常大气压下的吸水能力。在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比。
4)融化性:岩石受水作用后,强度和稳固性发生变化的性质。
融化系数:数值上等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度和在风干状态下极限抗压强 度的比。值越小,表示水作用下的强度和稳固性越差。
5)抗冻性:岩石抵挡冻胀压力的能力。用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。 2、岩石主要力学性质:
1)岩石变形:弹性模量:应力和应变之比。泊松比:横向应变与纵向应变的比。
2)岩石强度:岩石抵挡外力损坏的能力。分抗压强度、抗剪强度、抗拉强度。
3、影响岩石匠程性质的因素:岩石的地质特色(内因) ,即岩石的矿物成分、结构、结构、成因;岩石形成后外面因素(外因) ,如风化作用、水的作用。
影响岩体稳固性的主要因素有: 地区稳固性、 岩体结构特色、 岩体变形特征与承载能力、地质结构及岩体风化程度等。 4、岩体的工程地质性质









广义岩体:岩石块体自 然构成的“岩石结构物
1、岩体:
非均质性和各向异性的
特色。
”。拥有不连续性
工程岩体:与工程建筑 物相关的那一部分岩体

。(影响范围内)
1)岩体结构剖析①结构面:岩体中的不连续界面。


火成结构面:如玄武岩 柱状结理
原生结构面: 堆积结构面:如层理、 层面、脆弱夹层
变质结构面:如片理
按成因分为:
结构结构面:如结构节 理、断层


次生结构面:风化裂隙 、卸荷裂隙、爆破裂隙


②结构体:岩体中被结构面切割而成的岩石块体。 ③岩体结构及种类
* 岩体结构:岩体中结构面与结构体的组合关系。 * 岩体结构种类:岩体中结构面与结构体的组合形式。
整体状结构 块状结构
岩体结构分类(国标分 类):层状结构



碎裂状结构 散体状结构
6 / 7
完整版第3章地质构造及对工程影响


5、岩体损坏状况:


硬岩:主要沿结构面剪 切损坏 软岩:主假如整体强度 不足而损坏
2、岩体的工程地质性质
岩体的工程地质性质第一取决于岩体结构种类与特色,其次才是构成岩体的岩石的性质(或结构体自己的性质)
1)整体块状结构岩体:结构面稀少、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石,故整体强度高、变形特色凑近于各向同性的均质弹性体,变形模量、承载能力与抗滑能力均较高,





抗风化能力一般也较强, 故这种岩体拥有优秀的工程地质性质, 是较理想的各种工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。
2)层状结构岩体: 结构面以层面与不密集的节理为主,结构面多闭合 ~微张状、一般风化 轻微、 结协力一般不强, 结构体块度较大且保持着母岩岩块性质,
故这种岩体整体变形模量
和承载能力均较高,可作为工程建筑地基,但应注意结构面结协力不强的状况。
3)碎裂结构岩体:节理、裂隙发育、常有泥质充填物质,结协力不强,此中层状岩体常 有平行层面的脆弱结构面发育, 结构体块度不大, 岩体完好性损坏较大, 此中镶嵌结构岩体因其结构体为硬质岩石, 尚具较高的变形模量和承载能力, 工程地质性能尚好; 而层状碎裂结构和碎裂结构岩体则变形模量、承载能力均不高,工程地质性质较差。
4)散体结构岩体:节理、裂隙很发育,岩体十分破裂,岩石手捏即碎,属于碎石土类,可按碎石土类研究。


7 / 7

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/480d9402750bf78a6529647d27284b73f3423672.html

《完整版第3章地质构造及对工程影响.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式