工程地质 第二节岩层及岩层产状.ppt

地质构造 第二节岩层及岩层产状 构造运动引起地壳岩石变形和变位 这种变形 变位被保留下来的形态被称为地质构造 地质构造有四种主要类型 水平岩层 倾斜岩层 褶皱和断裂岩层 是指由同一岩性组成的 有两个平行或近于平行的界面所限制的层状岩石 岩层产状 岩层的空间分布状态 是以岩层面的空间方位及其与水平面的关系来确定的 按产状可分为水平岩层 倾斜岩层和直立岩层 在地质时代形成的各种岩层 其原始产状绝大多数是水平的或近于水平的 原始倾斜的产状则是局部的 如在比较广阔而平坦的沉积盆地 如 海洋 湖泊 中 一层层堆积起来的沉积岩 其原始产状大都水平或近于水平 但在沉积盆地边缘 岛屿周围或水下隆起等处沉积的岩层 由于古地形的影响 常出现岩层厚度向地形高起方向变薄或尖灭 层面也呈一定倾斜 即原始倾斜 生物礁及其围岩也常具一定的原始倾斜 岩层形成后 在地壳构造运动影响下发生变形 其原始产状会发生不同程度的改变 有的还基本上保持水平产状 有些形成倾斜岩层 或者形成直立 甚至倒转岩层 在某些情况下 由于重力 流水 岩溶 冰川等与地壳运动无直接关系的地质作用的影响 也会使岩层产状发生改变 岩层的产状 指岩层倾角为0 的岩层 绝对水平的岩层很少见 习惯上将倾角小于5 的岩层都称为水平岩层 又称水平构造 岩层沉积之初顶面总是保持水平的 所以水平岩层一般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升 下降的地区 一般分布在平原 高原或盆地中部 水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上 当岩层受切割时 老岩层出露在河谷低洼区 新岩层出露于高岗上 岩层顶面在上 底面在下 在同一高程的不同地点 出露的是同一岩层 一 水平岩层 水平岩层一般出现在地壳运动影响轻微的地区 指岩层面与水平面有一定夹角的岩层 自然界绝大多数岩层是倾斜岩层 倾斜岩层是构造挤压或大区域内不均匀抬升 下降 使岩层向某个方向倾斜而成的 二 倾斜岩层 倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分 一般情况工下 倾斜岩层仍然保持顶面在上 底面在下 新岩层在上 老岩层在下的产出状态 称为正常倾斜岩层 当构造运动强烈 使岩层发生倒转 出现底面在上 顶面在下 老岩层在上 新岩层在下的产出状态时 称为倒转倾斜岩层 岩层的正常与倒转主要依据化石确定 也可依据岩层层面构造特征 如岩层面上的泥裂 波痕 虫迹 雨痕等 或标准地质剖面来确定 指岩层倾角等于90 时的岩层 绝对直立的岩层也较少见 习惯上将岩层倾角大于85 的岩层都称为直立岩层 直立岩层一般出现在构造强烈 紧密挤压的地区 三 直立岩层 直立岩层一般出现在构造强烈的地区 岩层的产状 一 产状要素 岩层在空间分布状态的要素称岩层产状要素 一般用岩层面在空间的水平延伸方向 倾斜方向和倾斜程度进行描述 分别称为岩层的走向 倾向和倾角 走向指岩层面与水平面的交线所指的方向 OB和OA 该交线是一条直线 被称为走向线 它有两个方向 相差180 倾向指岩层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的方向 OD 该投影线是一条射线 称为倾向线 只有一个方向 倾向线与走向线互为垂直关系 倾角指岩层面与水平面的交角 一般指最大倾斜线与倾向线之间的夹角 又称真倾角 当观察剖面与岩层走向斜交时 岩层与该剖面的交线称视倾斜线 视倾斜线在水平面的投影线称视倾向线 视倾斜线与视倾向线之间的夹角称视倾角 视倾角小于真倾角 视倾角与真倾角的关系为 tg HO OG tg HO OC sin OG OC tg tg sin 式中 为视倾向线 即观察剖面线 与岩层走向线之间的夹角 二 产状要素的测量 记录和图示 1 产状要素的测量岩层各产状要素的具体数值 一般在野外用地质罗盘仪在岩层面上直接测量和读取 2 产状要素的记录由地质罗盘仪测得的数据 一般有两种记录方法 即象限角法和方位角法 1 象限角法以东 南 西 北为标志 将水平面划分为四个象限 以正北或正南方向为0 正东或正西方向为90 再将岩层产状投影在该水平面上 将走向线和倾向线所在的象限以及它们与正北或正南方向所夹的锐角记录下来 一般按走向 倾角 倾向的顺序记录 N45 E 30 SE 表示该岩层产状走向N45 E 倾角30 倾向SE 2 方位角法将水平面按顺时针方向划分为360 以正北方向为0 再将岩层产状投影到该水平面上 将倾向线与正北方向所夹的角度记录下来 一般按倾向 倾角的顺序记录 例如135 30 表示该岩层产状为倾向距正北方向135 倾角为30 3 产状要素的图示在地质图上 产状要素用符号表示 第三节地层及地层间的接触关系 地史学中 将各个地质历史时期形成的岩石 称为该时代的地层 地层的接触关系 指上下地层之间在空间上的接触形式和时间上的发展状况 确定地层新 老关系的方法有两种 即绝对年代法和相对年代法 绝对年代法 通过确定地层形成时的准确时间 依此排列出各地层新 老关系的方法称为绝对年代法 该法主要是通过测定地层中的放射性同位素年龄来确定 用于测定地质年代的主要放射性同位素的蜕变常数 见下表 当测定岩石中所含放射性同位素的质量m1 以及它蜕变产物的质量m2后 就可利用蜕变常数 按下式计算其形成年龄 相对年代法 相对年代法是通过比较各地层的沉积顺序 古生物特征和地层接触关系来确定其形成先后顺序的一种方法 因无需精密仪器 故被广泛采用 一 地层层序法二 古生物法三 地层接触关系法 沉积岩能清楚地反映岩层的叠置关系 一般情况下 先沉积的老岩层在下 后沉积的新岩层在上 只要把一个地区所有地层按由下向上的顺序衔接起来 就可确定其新老关系 当地层挤压使地层倒转时 新老关系相反 见下图 一个地区在地质历史上不可能永远处在沉积状态 常常是一个时期下降沉积 另一个时期抬升发生剥蚀 因此 现今任何地区保存的地质剖面中都会缺失某些时代的地层 造成地质记录不完整 一 地层层序法 需对各地地层层序剖面进行综合研究 把各个时期出露的地层拼接起来 建立较大区域乃至全球的地层顺序系统 称为标准地层剖面 通过标准地层剖面的地层顺序 对照某地区的地层情况 也可排列出该地区地层的新老关系 新老 AB地层相对年代的确定 地层层序正常时 A 地层水平 B 地层倾斜 图中1 2 3 4表示从老到新的地层 B地层相对年代的确定 地层层序倒转时 A 原始褶皱时的地层 B 遭受剥蚀后的地层 可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 化石结构越简单 地层时代越老 化石结构越复杂 地层时代越新 如寒武纪的三叶虫 奥陶纪的珠角石 志留纪的笔石 泥盆纪的石燕 二迭纪的大羽羊齿 侏罗纪的恐龙等 二 古生物法 生物演化律 生物演化是由简单到复杂 由低级到高级 生物种属由少到多 而且这种演化和发展是不可逆的 菊石类化石 在不同层位的岩层中包含的化石各不相同 在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代 地层间的接触关系 是构造运动 岩浆活动和地质发展历史的记录 沉积岩 岩浆岩及其相互间均有不同的接触类型 据此可判别地层间的新老关系 三 地层接触关系法 1 沉积岩间的接触关系 1 整合接触 沉积时代连续 上下岩层产状基本一致 地质界线呈平行带状分布 沉积环境持续稳定 各地层依次沉积 彼此平行 2 不整合接触 地层有明显间断 沉积时间不连续 平行不整合 假整合 上下两套地层有沉积间断 岩层产状仍彼此平行 地壳先下降接受稳定沉积 后上升到侵蚀基准面以上接受风化剥蚀 再后地壳均匀下降接受稳定沉积 时代不连续 地质界线呈平行带状分布 角度不整合接触 上下两套地层有沉积间断 岩层产状彼此角度相交 地壳先下降接受稳定沉积 后挤压变形和上升剥蚀 再后下降接受沉积 不整合面 常见底砾岩 平行不整合接触的形成过程 角度不整合接触的形成过程 不整合面 2 岩浆岩间的接触关系主要表现为岩浆岩间的穿插接触关系 3 沉积岩与岩浆岩之间的接触关系 1 侵入接触 2 沉积接触 侵入接触 沉积接触 地质年代单位 宙 代 纪 世 从大到小 地层单位 宇 界 系 统 从大到小 对每个地质时期形成的地层所赋予的相应地层单位 地质年代表 根据地层形成先后顺序 生物演化阶段 构造运动 古地理特征以及同位素年龄测定 对全球地层进行划分和对比 最后按照年代顺序排列 用来表示地史时期的相对年代和同位素年龄值的表格 称为地质年代表 国际通用 地质年代单位地层单位宙 宇代 界纪 系世 统我国还使用岩石地层单位 群 组 段 层 我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 即除上述地层单位外 主要使用岩石地层单位 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位置为基础的地层单位 群 包括两个以上的组 群以重大沉积间断或不整合界面划分 组 以同一岩相 或某一岩相为主 夹有其他岩相 或不同岩相交互构成 其中 岩相是指岩石形成环境 如海相 陆相 泻湖相 河流相等 段 段为组的组成部分 由同一岩性特征构成 组不一定都划分出段 层 指段中具有显著特征 可区别于相邻岩层的单层或复层 1 基本概念2 褶曲要素3 褶曲的分类4 褶皱岩层的分布与判别5 褶皱构造的类型 第四节褶皱构造 褶皱构造 在构造运动作用下岩层在未丧失连续性的情况下产生的弯曲变形形态 1 基本概念 褶皱形成过程 南石门褶皱形态 灞源南石门 太华群多期叠加褶皱远照 褶曲 背斜 岩层向上弯曲凸出 正常情况下两翼地层相背倾斜 经剥蚀后核部地层时代老 两翼地层时代新 背中老 向斜 岩层弯曲向下凹陷 正常情况下 两翼地层相向倾斜 经剥蚀后核部地层时代新 两翼地层时代老 褶皱构造中一个单独的弯曲 基本的组成单元 向斜背斜 向斜背斜 背斜 向斜 向斜和背斜剖面示意图 地形倒置 向斜成山 背斜成谷 2 褶曲要素 核部 指褶曲中心部位的岩层 翼部指褶曲两侧部位的岩层 轴面通过核部大致平分褶曲两翼的假想平面 根据褶曲的形态 轴面可是一个平面 也可以是一个曲面 可以是直立的面 也可以是一个倾斜 平卧或卷曲的面 轴面与水平面或垂直面的交线称为轴线 枢纽指褶曲中同一岩层面上最大弯曲点的连线 根据褶曲的起伏形态 枢纽可以是直线 也可以是曲线 可以是水平线 也可以是倾斜线 脊线背斜横剖面上弯曲的最高点称为顶 背斜中同一岩层面上最高点的连线称为脊线 槽线向斜横剖面上弯曲的最低点称为槽 向斜中同一岩层面上最低点的连线称为槽线 1 按褶曲横剖面形态分类 轴面倾斜 两翼岩层产状倾向相反 倾角不相等 轴面倾斜 两翼岩层产状倾向相同 其中一翼为倒转岩层 轴面近水平 两翼岩层产状近水平 其中一翼为倒转岩层 3 褶曲的分类 轴面直立 两翼倾向相反 倾角近于相等 差值小于5 直立褶曲倾斜褶曲倒转褶曲平卧褶曲 直立褶曲 直立褶曲 倾斜褶曲 倒转褶曲 平卧褶曲 2 按褶曲纵剖面形态分类 水平褶曲 枢纽近于水平 呈直线状 延伸较远 两翼岩层界线基本平行 倾伏褶曲 枢纽向一端倾伏 另一端昂起 倾伏褶曲 水平褶曲 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 枢纽倾斜时 地质界线在平面图上表现为在一端封闭弯曲 直立水平背斜 直立倾伏背斜 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 3 按褶曲在平面上的形态分类 线状褶曲短轴褶曲穹窿构造构造盆地 线状褶曲 长宽比超过10 1的褶曲 短轴褶曲 长宽比为3 1 10 1的褶曲 穹窿构造长宽比小于3 1的背斜构造 构造盆地长宽比小于3 1的向斜构造 A 穹窿构造 构造盆地 4 褶曲岩层的分布与判别 当地表岩层出现对称重复时 则有褶曲存在 如核部岩层老 两翼岩层新 则为背斜 如核部岩层新 两翼岩层老 则为向斜 然后 根据两翼岩层产状和地层界线的分布情况 则可具体判别其横 纵剖面上褶曲形态的具体名称 1 通过横向 纵向观察 找地层界线 断层线和 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 走向 走向 倾向 倾向 顺层剪切褶皱的卡片模型 层面擦痕 牵引褶皱 虚脱现象和鞍状矿体 有时褶曲构造在空间不是呈单个背斜或单个向斜出现 而是以多个连续的背斜和向斜的组合形态出现 按其组合形态的不同可分为 1 复背斜与复向斜由一系列连续弯曲的褶曲组成的一个大背斜或大向斜 2 隔档式与隔槽式由一系列轴线在平面上平行延伸的连续弯曲的褶曲组成 当背斜狭窄 向斜宽缓时 称隔档式 当背斜宽缓 向斜狭窄时 称隔槽式 5 褶曲的构造类型 复背斜 复向斜 第五节断裂构造 岩层受构造运动作用 当所受的构造应力超过岩石强度时 岩石的连续完整性遭到破坏 产生断裂 称为断裂构造 按照断裂后两侧岩层沿断裂面有无明显的相对位移 又分节理和断层两种类型 断裂构造 节理 指岩层受力断开后 裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移时的断裂构造 断层 指岩层受力断开后 断裂面两侧岩层沿断裂面有明显相对位移时的断裂构造 节理的分类 1 按成因分类 原生节理 指岩石形成过程中形成的节理 构造节理 指由构造运动产生的构造应力形成的节理 表生节理 由卸荷 风化 爆破等作用形成的节理 分别称为卸荷节理 风化节理 爆破节理等 也常称这种节理为裂隙 属非构造次生节理 表生节理一般分布在地表浅层 大多无一定方向性 1 节理 原生节理 构造节理 表生节理 2 按力学性质分类 剪节理 一般为构造节理 由构造应力形成的剪切破裂面组成 多成对或X形 张节理 可是构造 表生和原生节理等 由张应力作用形成 张节理张开度较大 透水性好 节理面粗糙不平 在砾岩中常绕开砾石 剪节理 北京西山的一条张剪性节理 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 剪节理 剪节理 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 张节理 由拉应力产生的破裂面 3 按与岩层产状的关系分类 走向节理 纵节理 节理走向与岩层走向平行 倾向节理 节理走向与岩层走向垂直 斜交节理 节理走向与岩层走向斜交 a 纵节理 b 斜节理 c 横节理 4 按张开程度分类 宽张节理节理缝宽度大于5mm 张开节理节理缝宽度为3一5mm 微张节理节理缝宽度为1一3mm 闭合节理节理缝宽度小于lmm 节理发育程度分级 按节理的组数 密度 长度 张开度及充填情况 将节理发育情况分级 见表2一3 节理的调查研究内容 节理是广泛发育的一种地质构造 观测研究节理时 首先应注意节理的性质 矿化现象 先后次序 空间的相互关系和形成的时代 其次是原地岩石性质 产状和所处的构造部位 工程地质勘察对其进行调查 应包括以下内容 1 节理的成因类型 力学性质 2 节理的组数 密度和产状 3 节理的充填物质厚度及含水情况 4 节理发育程度分级 5 节理的张开度 长度和节理面壁的粗糙度 粗糙度可按图2一23判定 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 断层是指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 2 断层 断层要素阐明断层的空间分布状态和断层两侧岩层的运动特征 给断层各组成部分赋予一定名称 为断层要素 断层中两侧岩层沿其运动的破裂面 断层面与地平面或垂直面的交线 代表断层面在地面或垂直面的延伸方向 断层两侧相对位移的岩层称为断盘 断层面上方的称为上盘 下方的为下盘 1 断层面2 断层线3 上盘4 下盘 断距 指岩层中同一点被断层断开后的位移量 水平断距 am 重直断距 bm 总断距 ab 断层常见分类 1 按断层上 下两盘相对运动方向分类 主要的分类方法 正断层 上盘相对向下滑动 下盘相对向上滑动 逆断层 上盘相对向上滑动 下盘相对向下滑动 平移断层 断层两盘主要在水平方向上相对错动的断层 逆断层 平移断层 正断层 正断层 正断层一般受地壳水平拉张力作用或受重力作用而形成 断层面多陡直 倾角大多在45度以上 上盘下降 地堑和地垒 地垒 地堑 逆断层 主要受地壳水平挤压应力形成 上盘相对上升或下盘相对下降的断层常与褶皱伴生 按断层面倾角 可将逆断层划分 逆冲断层 指断层面倾角大于45度的逆断层 逆掩断层 指断层面倾角在25 45度之间的逆断层 辗掩断层 指断层面倾角小于25度的逆断层 上盘上升 辗掩断层一般规模巨大 常有时代较老的地层被推覆到时代新的地层之上 形成推覆构造 四川彭县逆冲推覆构造 逆冲推覆构造发育地区遭受强烈侵蚀切割 将部分外来岩块剥蚀掉而露出下伏原地岩块 在一片外来岩块中露出一小片由断层圈闭的原地岩块 常常是较老地层中出现一小片由断层圈闭的较年轻地层 这种现象称为构造窗 如果剥蚀强烈 外来岩块被大片剥蚀 只残留小片孤零零的外来岩体 称为飞来峰 飞来峰表现为原地岩块中残留一小片由断层圈闭的外来岩块 常常是较年轻的地层中残留一小片由断层圈闭的较老地层 飞来峰常常成为陡立的山峰 飞来峰产状陡立的上寒武统灰岩沿平缓的断层面推掩在下奥陶统贾旺组泥岩之上 在山顶残留成飞来峰 平移断层 两盘主要在水平方向上沿断层走向相对错动的断层 主要由地壳水平剪切作用形成 断层面常陡立 断层面上可见水平的擦痕 水平错动 注意 在实际情况中 平移断层往往是与前两类断层同时存在的 这类断层一般采用组合命名 称之为平移 逆断层 逆 平移断层 平移 正断层和正 平移断层 2 按断层面产状与岩层产状的关系分类 走向断层 断层走向与岩层走向一致的断层 倾向断层 断层走向与岩层倾向一致的断层 斜向断层 断层走向与岩层走向斜交的断层 F1 走向断层 F2 倾向断层 F3 斜向断层 3 按断层面走向与褶曲轴走向的关系分类 纵断层 断层走向与褶曲轴走向平行的断层 横断层 断层走向与褶曲轴走向垂直的断层 斜断层 断层走向与褶曲轴走向斜交的断层 当断层面切割褶曲轴时 在断层上 下盘同一地层出露界线的宽窄常发生变化 背斜上升盘核部地层变宽 向斜上升盘核部地层变窄 褶曲被横断层错断引起的效应 4 按断层力学性质分类 压性断层 压应力 多为逆断层 张性断层 张应力 多为正断层 扭性断层 剪应力 多为平移断层 断层存在的判别 1 构造线标志同一岩层分界线 不整合接触界面 侵入岩体与围岩的接触带 岩脉 褶曲轴线 早期断层线等 在平面或剖面上出现了不连续 即突然中断或错开 则有断层存在 2 岩层分布标志一套顺序排列的岩层 由于走向断层的影响 常造成部分地层的重复或缺失现象 即断层使岩层发生错动 经剥蚀夷平作用使两盘地层处于同一水平面时 会使原来顺序排列的地层出现部分重复或缺失 3 断层的伴生现象当断层通过时 在断层面 带 及其附近常形成一些构造伴生现象 也可作为断层存在的标志 擦痕 阶步和摩擦镜面 构造岩 断层岩 牵引现象摩擦力的影响 冲断层断层面上的擦痕平行的脊槽主要是方解石的生长纤维 阶步与擦痕大致垂直 其陡坎倾向指示上盘上冲 擦痕 断面上平行而密集的沟纹 镜面 断面上局部平滑而光亮的面 阶步 擦痕及镜面末端常出现的 坎 张性断层角砾岩砾石由石炭 二叠系灰岩组成 棱角状 大小不一 无分选 泥砂质胶结 正断层断裂带由右向左破碎度增加 依次是构造透镜体带 断层角砾岩 碎裂岩 最后是断层泥 牵引现象的弧形突出弯曲方向指示本盘运动方向 4 地貌标志在断层通过地区 常沿断层线形成一些特殊地貌现象 断层崖和断层三角面 在断层两盘的相对运动中 上升盘常常形成陡崖 称为断层崖 当断层崖受到与崖面垂直方向的地表流水侵蚀切割 使原崖面形成一排三角形陡壁时 称为断层三角面 断层湖 断层泉 错断的山脊 急转的河流 断层崖 断层三角面 东非大裂谷 串珠状的湖泊或洼地以及泉水的带状分布 正常延伸的山脊突然错断 正常流径的河流突然产生急转弯 断层两盘相对平移 断层运动方向的判别 判别断层性质 首先要确定断层面的产状 从而确定出断层的上 下盘 再确定上 下盘的运动方向 进而确定断层的性质 断层上 下盘运动方向 可由以下几点判别 地层时代 在断层线两侧 通常上升盘出露地层较老 下降盘出露地层较新 地层倒转时相反 地层界线 当断层横截褶曲时 背斜上升盘核部地层变宽 向斜上升盘核部地层变窄 断层伴生现象 标志层 符号识别 在地质图上 断层一般用粗红线醒目地标示出来 断层性质用相应符号表示 见图2 36 正断层和逆断层符号中 箭头所指为断层面倾向 角度为断层面的倾角 短齿所指方向为上盘运动方向 平移断层符号中箭头所指方向为本盘运动方向 第六节地质构造与工程建筑物的稳定性 一 边坡稳定性与岩层产状的关系 边坡中的各种结构面对斜坡稳定性有着重要的影响 特别是软弱结构面与斜坡临空面的关系 对斜坡稳定起着很大作用 这种关系多种多样 稳定性也各不相同 可以分为以下几种情况 1 平叠坡 主要软弱结构面为水平方向 这种斜坡一般比较稳定 2 顺向坡 B 岩层倾角 a 边坡坡角 边坡稳定性最差 b 岩层倾角 a 边坡坡角 稳定性较好 主要是指软弱结构面的走向与边坡面的走向平行或比较接近 且倾向一致的边坡 3 逆向坡 主要软弱结构面的倾向与坡面倾向相反 这种边坡一般是稳定的 若倾向坡外的节理发育且层间结合差 倾角陡 则易倾倒破坏 4 斜交坡 主要软弱结构面与坡面走向成斜交关系 其交角越小 稳定性越差 5 横交坡 主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直 这类边坡稳定性较好 很少发生大规模的滑坡 二 隧道稳定性与与岩层产状的关系 1 水平或倾斜不大的岩层 较坚硬的厚层岩层中较为稳定 软硬相间的岩层中易发生坍方 2 倾斜岩层 岩层倾斜角度的大小和岩层的性质是影响隧道稳定性的关键因素 岩层倾角较大且有软弱夹层时易发生顺层滑动 也有偏压存在 3 软硬互层的岩层 坚硬岩层 地下水很少 较稳定 层薄又有软弱夹层 只要有少量的地下水活动 隧道穿过软岩时易发生顺层坍方也会造成较大的地层压力 将有掉块和坍塌冒顶的可能 如垂直走向穿越岩层 4 褶曲 该处岩层弯曲 节理发育 地下水常常由此渗人地下 容易诱发坍方 向斜轴部常为聚水构造 开挖隧洞常遇涌水 在选线中对于千枚岩以及粘土岩等地层的褶曲层 应予避开 因为这些岩层石墨化后形成滑面 易引起滑塌 在褶曲地段修筑隧道 最好选在翼部通过或横穿褶曲轴 垂直穿越背斜的隧道 其两端的拱顶压力大 中部岩层压力小 隧道横穿向斜时 情况则相反 5 断层 断层带岩层破碎 常夹有许多断层泥 应尽量避免将工程建筑直接放在断层上或断层破碎带附近 若条件不允许时 线路中线也应与断层走向尽量直交 三 桥梁工程与地质构造的关系 1 桥址的选择 选择桥址时 应首先搞清楚地质构造 特别是在山区地质条件复杂地段 更是重要 对大的构造线及断层破碎带 岩层软弱带等一定要调查分析 研究其与桥址的关系 2 桥墩位置的布置 桥墩一般不宜放置在断层破碎带上 3 桥基的稳定性 岩层的产状 断层破碎带 软弱带对桥基的稳定性有很大的影响 1 当岩层产状倾向下游 其中又有软弱夹层时会因水的冲蚀影响到基础的稳定性 如果软弱夹层较厚 会使基础受力不均 产生不均匀沉陷以致发生破裂现象 2 若地基位于断层破碎带 一般是不稳定的 应加以特别处理 否则会出现不均匀沉陷或产生基础滑动 3 当两种不同岩层接触 其接触面较陡时 基础最好设计在单一岩层上 因接触面一般是软弱带 1 桥高在30m以下 断层破碎带通过桥基中部 宽度在0 2m以上 又有断层泥等充填物时 应沿断层带挖除充填物 灌注混凝土或嵌补钢筋网 以增加基础强度及稳定性 2 断层带宽度不足0 2m 两盘均为坚硬岩石时 一般可以不作处理 对于不活动的断层 墩台必须设在断层上时 应根据具体情况采用相应的处理措施 3 断层带分布于基础一角时 应将基础扩大加深 再以钢筋混凝土补角加强 增加整体性 4 当基底大部分为断层破碎带 仅局部为坚硬岩层 构成软 硬不均匀地基时 在墩台位置无法调整的情况下 可炸除坚硬岩层 加深并换填与破碎带强度相当的土层 扩大基础 使应力均衡 以防止因不均匀沉陷而使墩台倾斜破坏 第七节地质图 定义 地质图是把一个地区的各种地质现象 如地层 地质构造等 按一定比例缩小 用规定的符号 颜色和各种花纹 线条表示在地形图上的一种图件 一幅完整的地质图 包括平面图 剖面图和综合地层柱状图 并标明图名 比例 图例和接图等 一 地质图的主要类型二 地质因素在图上的反映三 地质图的阅读和剖面图的制作四 地层综合柱状图 一 地质图的种类1 普通地质图2 构造地质图3 第四纪地质图4 基岩地质图5 水文地质图6 工程地质图 为各种工程建筑专用的地质图 工程地质图一般是在普通地质图的基础上 增加各种与工程建筑有关的