第3章地质构造及其对工程的影响

1、1本章知识点本章知识点【知识点知识点】岩层产状及其测定和表述方法，褶皱，褶皱对工程的影响岩层产状及其测定和表述方法，褶皱，褶皱对工程的影响，断裂构造，裂隙，裂隙工程地质评价，断层，断层的工，断裂构造，裂隙，裂隙工程地质评价，断层，断层的工程地质评价，断裂构造对工程的影响，地质图的阅读，岩程地质评价，断裂构造对工程的影响，地质图的阅读，岩体结构特征，结构面的极射赤平投影图示方法。体结构特征，结构面的极射赤平投影图示方法。【重点重点】岩层产状及倾斜岩层露头特征的岩层产状及倾斜岩层露头特征的V字型法则，褶皱构造及断字型法则，褶皱构造及断裂构造对工程的影响，地质图阅读与分析，岩体结构及结裂构造对工程的

2、影响，地质图阅读与分析，岩体结构及结构岩体稳定性的极射赤平投影分析。构岩体稳定性的极射赤平投影分析。【难点难点】倾斜岩层露头特征的倾斜岩层露头特征的V字型法则，各种地质构造对工程的影字型法则，各种地质构造对工程的影响，根据结构面和临空面的空间组合关系进行稳定分析。响，根据结构面和临空面的空间组合关系进行稳定分析。3 地质构造及其对工程的影响地质构造及其对工程的影响23.1 概述 地壳中存在强大的地应力，组成地壳的上部岩层地壳中存在强大的地应力，组成地壳的上部岩层，在地应力的长期作用下发生变形，形成构造变动的，在地应力的长期作用下发生变形，形成构造变动的形迹。形迹。 常见的地质构造形迹有岩层褶皱

3、、断裂等。常见的地质构造形迹有岩层褶皱、断裂等。 地质构造是地壳运动的产物。把构造变动在岩层地质构造是地壳运动的产物。把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种形迹称为和岩体中遗留下来的各种形迹称为地质构造地质构造。l 地质构造的规模有大有小地质构造的规模有大有小l 地质构造复杂化地质构造复杂化l 地质构造与工程项目密切相关地质构造与工程项目密切相关33.2岩层产状3.2.1岩层岩层岩层岩层岩层是指由两个平行或近于平行的界面所岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的、同一岩性组成的层状岩石。限制的、同一岩性组成的层状岩石。岩层在空间的展布状态岩层在空间的展布状态?43.2.1.13.2.1.1水

4、平岩层水平岩层水平构造的地貌景观（阶梯水平构造的地貌景观（阶梯状陡崖）状陡崖）（水平构造）指倾角为（水平构造）指倾角为0( 一般倾角小于一般倾角小于 5)的岩层。的岩层。53.2.1.23.2.1.2倾斜岩层倾斜岩层 倾斜岩层（单斜构造）：倾斜岩层（单斜构造）：岩层层面与水平面之间有一岩层层面与水平面之间有一定夹角。（如右图）定夹角。（如右图）6 倾斜岩层穿过沟谷或山脊时，露头线均呈倾斜岩层穿过沟谷或山脊时，露头线均呈“V”V”字形态，并符合如下字形态，并符合如下“V”V”字形法则字形法则7 3.2.2 岩层产状及其测定3.2.2.1岩层的产状岩层的产状8产产状状三三要要素素走向走向 岩层面与

5、水平面岩层面与水平面的交线的交线倾向倾向 垂直于走向线沿垂直于走向线沿层面向下所引的直线，层面向下所引的直线，称倾斜线（真倾斜线）。称倾斜线（真倾斜线）。其在水平面上的投影线其在水平面上的投影线所指方向，称为倾向所指方向，称为倾向倾角倾角 真倾斜线与其在真倾斜线与其在水平面上的投影线水平面上的投影线(倾倾向线向线)的夹角的夹角AB-走向线 OD-倾斜线 OD-倾向 -倾角9N ( 0N ( 0) (360) (360 ) )E ( 90E ( 90) )W( 270270) ) S (180180) )330330( N30( N30W)W)走向走向240240150150走向走向倾向倾向10

6、真倾角视倾角真倾角视倾角 ？tansintan113.2.2.23.2.2.2岩层产岩层产状要素的测定状要素的测定产状测定：地质罗盘法12l 测量走向：测量走向：使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，使圆水平使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，使圆水平泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向，泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向，l测量倾向：测量倾向：将罗盘的短边紧将罗盘的短边紧贴层面调整水平，使圆水平泡贴层面调整水平，使圆水平泡居中，读指北针所示的方位角，居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的倾向。就是岩层的倾向。同一岩层的同一岩层的倾向与走向相差倾向与走向相差90。l量测倾角：量测倾

7、角：需将罗盘横着竖需将罗盘横着竖起来，使长边与岩层的走向垂起来，使长边与岩层的走向垂直，紧贴层面，等倾斜器上的直，紧贴层面，等倾斜器上的水平泡居中后，读悬锤所示的水平泡居中后，读悬锤所示的角度，就是岩层的倾角。角度，就是岩层的倾角。地质罗盘仪的测量方法133.2.2.23.2.2.2岩层产状要素的测定岩层产状要素的测定产状测定： 智能手机法14产状要素产状要素表示方法表示方法文字文字(地质报告地质报告)符号符号(地质图地质图) 3.2.3 3.2.3岩层产状的表述岩层产状的表述象限角法象限角法方位角法方位角法15象限角表示法象限角表示法 常用走向、倾向和倾角象限表示。常用走向、倾向和倾角象限表

8、示。 如如330/SW30 (N30W/SW30) )，即走向为北偏西，即走向为北偏西30，倾向向南西倾斜，倾角为，倾向向南西倾斜，倾角为30。方位角表示法方位角表示法 常用倾向和倾角表示。如常用倾向和倾角表示。如24030，240是倾向方位角，是倾向方位角，30是倾角，走向可根据倾向加减是倾角，走向可根据倾向加减90后得到。后得到。 符号表示法：符号表示法：例如例如 45，长线表示走向线，短线表示倾，长线表示走向线，短线表示倾向线，短线旁的数字表示倾角。岩层倒转，如向线，短线旁的数字表示倾角。岩层倒转，如 45。163.3褶皱构造及其对工程的影响 组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层

9、形成一系组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造列波状弯曲而未丧失其连续性的构造褶皱构造。褶皱构造。173.3.1.13.3.1.1褶皱的基本形式褶皱的基本形式褶曲：褶曲：褶皱构造中任何一个单独的弯曲褶皱构造中任何一个单独的弯曲褶褶曲曲背斜：岩层弯曲向上凸出，核部老，两翼新。向斜：岩层弯曲向下凹陷，核部新，两翼老。向斜、背斜183.3.1.23.3.1.2褶曲要素褶曲要素褶曲要素：褶曲要素： 核部核部 翼部翼部 轴面轴面 轴线轴线 枢纽枢纽 脊线脊线 槽线槽线褶曲要素褶曲要素模型193.3.2褶曲分类(1)按轴面产状按轴面产状分分l 直立褶曲（直立褶

10、曲（a a）l 倾斜褶曲（倾斜褶曲（b b）l 倒转褶曲（倒转褶曲（c c）l 平卧褶曲（平卧褶曲（d d）l 翻卷褶曲（翻卷褶曲（e e）20（2 2）枢纽产状分类）枢纽产状分类l水平褶皱水平褶皱l倾伏褶皱倾伏褶皱水平褶皱倾伏褶皱以枢纽是否近似水平判断以枢纽是否近似水平判断21（3 3）褶曲平面形态分类）褶曲平面形态分类褶曲长宽比判断褶曲长宽比判断l线状褶曲线状褶曲l短轴褶曲短轴褶曲l穹隆与构造盆地穹隆与构造盆地线状褶曲短轴褶曲b图右侧22穹隆构造盆地233.3.33.3.3褶皱的野外识别褶皱的野外识别 褶皱的野外识别步骤：判断有无褶皱存在：判断有无褶皱存在：重复出现对称分布； 确定褶皱的基

11、本类型：确定褶皱的基本类型：背斜：核部老，两翼新；反之；确定褶皱的形态分类：确定褶皱的形态分类：褶皱的形态特征。背斜成谷向斜成山 24褶皱实例褶皱实例小背斜小背斜25倒转背斜倒转背斜26平卧平卧褶褶皱皱273.3.43.3.4褶皱构造对工程的影响褶皱构造对工程的影响岩岩层破层破碎碎产产生的岩体生的岩体稳稳定定问题和问题和向斜核部地下水向斜核部地下水的的问题问题褶皱核部的不良工程条件褶皱核部的不良工程条件28褶皱翼部的工程地质评价褶皱翼部的工程地质评价l单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题岩层产状与坡向的关系岩层产状与坡向的关系(1)反向坡（逆向坡）(2)顺向

12、坡倾角小于坡角倾角大于坡角稳定 不稳定 稳定29反向坡（逆向坡）反向坡（逆向坡）30顺向坡顺向坡在褶在褶皱皱翼部布置工翼部布置工程程项项目目时时，应应重重点点注注意岩意岩层的倾层的倾向、向、倾倾角角的大小、是否存在的大小、是否存在软软弱弱夹层夹层等等问题。问题。31褶曲不同部位对工程的影响褶曲不同部位对工程的影响32隧道垂直穿过褶皱地层走向时隧道垂直穿过褶皱地层走向时33隧道34隧道353.4断裂构造及其对工程的影响岩石受构造应力作用超岩石受构造应力作用超过其强度时就会发生裂过其强度时就会发生裂缝或错断，岩石的连续缝或错断，岩石的连续完整性遭到破坏而形成完整性遭到破坏而形成的各种大小不一的断的

13、各种大小不一的断裂裂断裂构造断裂构造基本类型基本类型 ：按其规模及断裂面两侧的相对位移按其规模及断裂面两侧的相对位移 l裂隙（节理）裂隙（节理）l断层断层363.4.1裂隙裂隙裂隙 岩岩层层受力受力断断裂后裂后两侧两侧岩岩块没块没有有显著显著位移的小型位移的小型断断裂构造裂构造3.4.1.13.4.1.1裂隙的类型裂隙的类型（1）按成因分类）按成因分类构造裂隙构造裂隙（受地壳运动的构造应力作用形成的）（受地壳运动的构造应力作用形成的）非构造裂隙非构造裂隙（风化、崩塌滑坡，边坡卸荷裂（风化、崩塌滑坡，边坡卸荷裂隙）隙）特点：特点：l构造裂隙延伸范围大，空间分布具有一定的规律性，成群出现；构造裂隙

14、延伸范围大，空间分布具有一定的规律性，成群出现；l非构造裂隙范围小，延伸不远，深度小，无方向性。非构造裂隙范围小，延伸不远，深度小，无方向性。37（2 2）按形成）按形成时应时应力力类类型型分类分类张裂隙张裂隙剪（扭）裂隙剪（扭）裂隙（3）按裂隙面与所在岩按裂隙面与所在岩层产状层产状要素要素的关的关系系分类分类走向裂隙走向裂隙(a)倾向裂隙倾向裂隙(b)斜向裂隙斜向裂隙(c)顺层裂隙顺层裂隙(d)383.4.1.2 3.4.1.2 裂隙对工程的影响裂隙对工程的影响裂隙对工程的影响如下：裂隙对工程的影响如下：裂隙破坏了岩石的完整性，给风化作用创造了有利条件，裂隙破坏了岩石的完整性，给风化作用创造

15、了有利条件，促进岩石风化速度。促进岩石风化速度。裂隙降低了岩石强度、地基承载力、稳定性。裂隙降低了岩石强度、地基承载力、稳定性。裂隙的存在有利于挖方采石，但影响爆破作业的效果。裂隙的存在有利于挖方采石，但影响爆破作业的效果。裂隙是地下水良好的通道，它增强了岩体的透水性，加快裂隙是地下水良好的通道，它增强了岩体的透水性，加快可溶岩的溶蚀，会在施工中造成涌水。可溶岩的溶蚀，会在施工中造成涌水。裂隙发育的岩层是良好的供水水源点。裂隙发育的岩层是良好的供水水源点。39节理组合形成节理组合形成危岩危岩实例：实例：40裂隙（节理）不利组裂隙（节理）不利组合造成边坡合造成边坡楔体破坏楔体破坏41建筑地基中的

16、大裂隙需要先处理建筑地基中的大裂隙需要先处理423.4.1.33.4.1.3裂隙的调查裂隙的调查统计和表示方法统计和表示方法工程地质勘察应对节理进行调查，应包括以下内容工程地质勘察应对节理进行调查，应包括以下内容: :节理的成因类型、力学性质。节理的成因类型、力学性质。节理的组数、密度。节理的组数、密度。节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度。节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度。节理的充填物质及厚度、含水情况。节理的充填物质及厚度、含水情况。节理发育程度分级。节理发育程度分级。裂隙统计：裂隙统计：裂隙玫瑰图裂隙玫瑰图（裂隙走向编制或者裂隙倾向编制）（裂隙走向编制或者裂隙倾向编制）43 裂隙走向

17、玫瑰图的作图如下：先对所测的裂隙按走向以裂隙走向玫瑰图的作图如下：先对所测的裂隙按走向以每每5 5或每或每1010进行分组，算出每组裂隙的平均走向，然后进行分组，算出每组裂隙的平均走向，然后作一个注有方位的半圆，以径向线的方位表示裂隙的走向，作一个注有方位的半圆，以径向线的方位表示裂隙的走向，经向线的长度表示裂隙数，把每组裂隙的平均走向及裂隙数经向线的长度表示裂隙数，把每组裂隙的平均走向及裂隙数用径向线方位及其长度表示并点绘于图中，最后用折线把径用径向线方位及其长度表示并点绘于图中，最后用折线把径向线端点连接起来。向线端点连接起来。裂隙玫瑰图（a）裂隙走向玫瑰图；（b）裂隙倾向玫瑰图443.4

18、.1.43.4.1.4裂隙的工程地质评价裂隙的工程地质评价 裂隙裂隙发育方向发育方向的评价：找出裂隙发育的主要方向；的评价：找出裂隙发育的主要方向； 裂隙裂隙发育程度发育程度的评价：定量指标主要是裂隙间距、裂隙密度的评价：定量指标主要是裂隙间距、裂隙密度、裂隙率及完整系数等；、裂隙率及完整系数等； 裂隙裂隙性质性质的评价：性质包括裂隙的延伸长度、贯通情况、裂的评价：性质包括裂隙的延伸长度、贯通情况、裂隙面的粗糙程度、力学性质、充填情况等。隙面的粗糙程度、力学性质、充填情况等。岩层中裂隙，有利开挖，但岩体的强度和稳定性都有不利的影响。岩层中裂隙，有利开挖，但岩体的强度和稳定性都有不利的影响。45

19、3.4.2 3.4.2 断层断层断层：断层：指岩层受力断裂后，两侧岩块发生了显著位移的断裂构指岩层受力断裂后，两侧岩块发生了显著位移的断裂构造。造。463.4.2.13.4.2.1断层要素断层要素断层断层要素要素断层面：断层面：两侧岩块发生相对位移的断裂面两侧岩块发生相对位移的断裂面断层盘：断层盘：断层面两侧发生相对位移的岩块断层面两侧发生相对位移的岩块断距：断距：断层两盘沿断层面相对移动的距离断层两盘沿断层面相对移动的距离当断层面倾斜时，位当断层面倾斜时，位于断层面上部的断盘称于断层面上部的断盘称为上盘，位于断层面下为上盘，位于断层面下部的断盘称为下盘。部的断盘称为下盘。47483.4.2.

20、23.4.2.2断层的类型断层的类型（1）按断层两盘的相对）按断层两盘的相对位移来分类（基本类型）位移来分类（基本类型）正断层（正断层（a）逆断层（逆断层（b）平移断层（平移断层（c）49(2)断层的组合类型断层的组合类型阶梯状断层：是由若干条产状大致阶梯状断层：是由若干条产状大致相同的正断层平行排列而成。相同的正断层平行排列而成。地堑与地垒：是由走向大致相同、地堑与地垒：是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成。层组成。迭瓦式断层：是由一系列产状大致迭瓦式断层：是由一系列产状大致相同平行排列的逆断层的组合形成。相同平行排列的逆断层的组合形成。阶

21、梯状断层阶梯状断层50叠瓦状断层叠瓦状断层地垒地垒地堑地堑51断层的组合类型断层的组合类型 台中地区叠瓦断层台中地区叠瓦断层带带52(3)(3)按断层活动发生的时代分类按断层活动发生的时代分类老断层老断层：是指侏罗纪至白垩纪（燕山期）及其更老：是指侏罗纪至白垩纪（燕山期）及其更老时代产生的而近期无明显活动的断层。时代产生的而近期无明显活动的断层。新断层新断层：新生代（喜山期）形成的，它是新构造运：新生代（喜山期）形成的，它是新构造运动的产物。动的产物。活断层活断层：是指影响到全新世（：是指影响到全新世（Q4Q4）的断层，又称为）的断层，又称为活动断裂。即指现在正在活动或在最近地质时期发生活动断

22、裂。即指现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层。活断层对工程建设地区稳定性影响大，过活动的断层。活断层对工程建设地区稳定性影响大，因此它是区域稳定性评价的核心问题。因此它是区域稳定性评价的核心问题。533.4.2.33.4.2.3断层存在的标志（断层的野外识别）断层存在的标志（断层的野外识别）(1)地貌特征地貌特征断层断层崖崖断层的存在常常控制和影响水断层的存在常常控制和影响水系的发育，河谷常沿断层带发系的发育，河谷常沿断层带发育或突然转向。串珠状分布的育或突然转向。串珠状分布的湖泊、洼地和带状分布的泉点湖泊、洼地和带状分布的泉点等往往也是断层存在的标志。等往往也是断层存在的标志。545

23、5福建永安断层福建永安断层三角面三角面56(2)(2)构造线和地质体的不连续构造线和地质体的不连续任何线状或面状的地质体，任何线状或面状的地质体，在平面或剖面上的突然中在平面或剖面上的突然中断、错开等不连续现像是断、错开等不连续现像是判断断层存在的判断断层存在的个重要个重要标志。标志。57(3)(3)地层的重复与缺失地层的重复与缺失断层存在时地层产状的异常现象断层存在时地层产状的异常现象58(4)(4)断层面断层面( (带带) )的构造特征的构造特征断层面断层面( (带带) )的构造特征的构造特征（a a）牵引构造）牵引构造 （b b）断层角砾）断层角砾 （c c）断层擦痕）断层擦痕由于断层面

24、两侧岩块的相互滑动和摩擦，在断层面上及由于断层面两侧岩块的相互滑动和摩擦，在断层面上及其附近留下的各种证据。其附近留下的各种证据。593.4.2.43.4.2.4断层的工程地质评价断层的工程地质评价l破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育。发育。降低地基岩体强度降低地基岩体强度造成地基及场地稳定性问题造成地基及场地稳定性问题地基变形影响地基变形影响施工中的问题坍塌和涌水施工中的问题坍塌和涌水 断层地震断层地震60 3.5 3.5 识读地质图识读地质图是将自然界的各种地质现象，如地层、地质构造等，用规是将自然界的各种地质现象，如地

25、层、地质构造等，用规定的符号，按一定的比例缩小并投影绘制在平面上的一种图定的符号，按一定的比例缩小并投影绘制在平面上的一种图件。件。表示地壳表层岩相、岩性、地层年代、地质构造、岩浆活表示地壳表层岩相、岩性、地层年代、地质构造、岩浆活动、矿产分布等的地图的总称。动、矿产分布等的地图的总称。包括平面图，剖面图和综合地层柱状图，并标明图名、比包括平面图，剖面图和综合地层柱状图，并标明图名、比例、图例和接图等。例、图例和接图等。地质图地质图613.5.13.5.1地质图的种类地质图的种类 普通地质图普通地质图 是表示某地区地形、地层分布、地层岩性和地是表示某地区地形、地层分布、地层岩性和地质构造等基本

26、地质内容的图件。质构造等基本地质内容的图件。 构造地质图构造地质图 用线条和符号，专门反映褶皱、断层等地质构用线条和符号，专门反映褶皱、断层等地质构造的图件。造的图件。 第四纪地质图第四纪地质图 是根据一个地区的第四系地层的成因类型、是根据一个地区的第四系地层的成因类型、岩性及其形成时代，地貌的类型、形态特征而编制的综合图岩性及其形成时代，地貌的类型、形态特征而编制的综合图件。件。 基岩地质图基岩地质图 假像把第四纪松散沉积物假像把第四纪松散沉积物“剥掉剥掉”，只反映第，只反映第四纪前期基岩的时代、岩性和分布的图件。四纪前期基岩的时代、岩性和分布的图件。 水文地质图水文地质图 是表示一个地区水

27、文地质资料的图件。是表示一个地区水文地质资料的图件。 工程地质图工程地质图 为各种工程专用的地质图。它是根据工程地质为各种工程专用的地质图。它是根据工程地质条件编制而成的，在相应的比例尺的地形图上表示各种工程条件编制而成的，在相应的比例尺的地形图上表示各种工程地质勘查的成果的综合图件。地质勘查的成果的综合图件。623.5.23.5.2地质图的规格与符号地质图的规格与符号3.5.2.13.5.2.1地质图的规格地质图的规格地质图上的内容：地质图上的内容：图名、图例、比例尺、编制单位、编制日期图名、图例、比例尺、编制单位、编制日期等。等。l图例图例是用各种颜色和符号，说明地质图上所有出露地层的新老

28、是用各种颜色和符号，说明地质图上所有出露地层的新老顺序、岩石成因和产状及其构造形态。顺序、岩石成因和产状及其构造形态。l比例尺比例尺是反映地质图精度的指标，比例尺越大，精度越高，对是反映地质图精度的指标，比例尺越大，精度越高，对内容的反映越详细、越准确。内容的反映越详细、越准确。l责任表责任表中要说明地质图的编制单位、编审人员、数据来源及成中要说明地质图的编制单位、编审人员、数据来源及成图日期等。图日期等。633.5.2.23.5.2.2地质图符号地质图符号（1 1）地层年代符号）地层年代符号（2 2）岩石符号）岩石符号（3 3）地质构造符号）地质构造符号地质图符号地质图符号是被用来表示地层的

29、是被用来表示地层的岩性、地质年代岩性、地质年代和地质构造和地质构造等情况所规定的特定的符号。等情况所规定的特定的符号。地地质质图图符符号号64常见各种地质构造的表示方法30653.5.33.5.3地质条件及地质构造在地质图上的反映地质条件及地质构造在地质图上的反映3.5.1不同产状岩层在地质图上的特征不同产状岩层在地质图上的特征（1 1）水平岩层水平岩层:与地形等高线平行或者重合。在地势高处出与地形等高线平行或者重合。在地势高处出露新岩层，在地势低处出露老岩层。露新岩层，在地势低处出露老岩层。（2 2）直立岩层直立岩层: :与地面交线位于同一水平面上，在水平面上与地面交线位于同一水平面上，在水

30、平面上的投影时一条直线。的投影时一条直线。（3 3）倾斜岩层倾斜岩层: :主要呈许多主要呈许多“V”V”字型或字型或“U”U”字型。字型。66（1 1）褶皱）褶皱 图例符号识别褶皱；图例符号识别褶皱； 新老岩层的对称分布情况确定褶皱。新老岩层的对称分布情况确定褶皱。1 1）水平褶皱）水平褶皱 地势平坦条件下，两翼地层在地质图上呈条带出露，核部地地势平坦条件下，两翼地层在地质图上呈条带出露，核部地层只有一条单独出露地层。层只有一条单独出露地层。向斜：核部新，翼部较老；背斜则相反。向斜：核部新，翼部较老；背斜则相反。2 2）倾覆褶皱）倾覆褶皱 在地势较平坦条件下，两翼地层在地质图上以拋物线形并对在

31、地势较平坦条件下，两翼地层在地质图上以拋物线形并对称出露，判断向、背斜同样更具对称情况判断。称出露，判断向、背斜同样更具对称情况判断。3.5.3.23.5.3.2地质构造在地质图上的特征地质构造在地质图上的特征67褶皱在地质图上的表现：褶皱在地质图上的表现：水平褶曲水平褶曲倾伏褶曲倾伏褶曲68（2）断层）断层根据图例符号识别根据图例符号识别根据岩层分布重复、缺失、中断、宽窄变化或错动等现象根据岩层分布重复、缺失、中断、宽窄变化或错动等现象识别。识别。 若断层线两侧出现同一岩层的不对称重复或缺失，则出若断层线两侧出现同一岩层的不对称重复或缺失，则出露老岩层的一侧为上升盘，出露新岩层一侧为下降盘。

32、露老岩层的一侧为上升盘，出露新岩层一侧为下降盘。 当断层与褶皱轴线垂直时，在背斜，上升盘核部岩层出当断层与褶皱轴线垂直时，在背斜，上升盘核部岩层出露范围变宽，下降盘核部岩层出露范围变窄。向斜情况于此露范围变宽，下降盘核部岩层出露范围变窄。向斜情况于此则相反。对于平移断层，断层线两侧仅表现褶皱轴线及岩层则相反。对于平移断层，断层线两侧仅表现褶皱轴线及岩层错开。错开。69断层构造在地质图上的表现：断层构造在地质图上的表现：（b）701 1）整合接触）整合接触 各时代地层连续无各时代地层连续无缺，岩层产状一致，地层界限缺，岩层产状一致，地层界限彼此平行呈带状分布彼此平行呈带状分布。2 2）平行不整合

33、）平行不整合 上下岩层产状一上下岩层产状一致，地层界限彼此平行，但有致，地层界限彼此平行，但有地层缺失。地层缺失。3 3）角度不整合）角度不整合 上下两套地层的上下两套地层的地质年代不连续，地层缺失，地质年代不连续，地层缺失，上下岩层产状呈角度斜交。上下岩层产状呈角度斜交。（3）地层接触关系）地层接触关系71地层接触关系在地质图上的表现地层接触关系在地质图上的表现: :E与与Q 平行不整合；平行不整合；T与与E 角度不整合角度不整合723.5.43.5.4阅读地质图阅读地质图3.5.4.1阅读步骤及注意事项阅读步骤及注意事项（1）看图名和比例尺，了解图的位置及精度。）看图名和比例尺，了解图的位

34、置及精度。（2）看图例，注意地层间地质年代是否连续，是否存在地层缺）看图例，注意地层间地质年代是否连续，是否存在地层缺失。失。（3）正式读图时，先分析地形，通过地形等高线或河流水系的）正式读图时，先分析地形，通过地形等高线或河流水系的分布特点，了解地区山川形势和地形起伏情况。分布特点，了解地区山川形势和地形起伏情况。（4）阅读岩层分布、新老关系、产状及其与地形的关系，分析）阅读岩层分布、新老关系、产状及其与地形的关系，分析地质构造情况。地质构造情况。（5）若该地区有岩浆岩出露，应弄清岩浆活动的时代，侵入或）若该地区有岩浆岩出露，应弄清岩浆活动的时代，侵入或喷发的顺序，确定岩浆岩体的产状。喷发的

35、顺序，确定岩浆岩体的产状。（6）归纳分析图区地质构造发展史。）归纳分析图区地质构造发展史。阅读地质图，要综合地层柱状图和地质剖面图，以帮助分析地阅读地质图，要综合地层柱状图和地质剖面图，以帮助分析地区内地质构造的特征。区内地质构造的特征。733.5.4.23.5.4.2地质图的阅读实例地质图的阅读实例74依照本例可从以下方面阅读依照本例可从以下方面阅读（1）比例尺）比例尺（2）地形地貌）地形地貌（3）地层岩性）地层岩性（4）地质构造）地质构造（5）构造发展简史）构造发展简史1）岩层产状）岩层产状2）褶皱）褶皱3）断层）断层4）地层接触关系）地层接触关系东北部背斜东北部背斜中部向斜中部向斜南部背

36、斜南部背斜整合接触整合接触平行不整合平行不整合角度不整合角度不整合753.6.13.6.1岩体与围岩的基本概念岩体与围岩的基本概念 岩体岩体是指在地质时代相同或不同是指在地质时代相同或不同的岩石和经成岩作用、构造运动以及的岩石和经成岩作用、构造运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩风化、地下水等次生作用而产生于岩石中的不连续面组合而成的整体。石中的不连续面组合而成的整体。 由于工程活动，岩体原有的应力平由于工程活动，岩体原有的应力平衡状态发生变化，造成开挖空间周围衡状态发生变化，造成开挖空间周围的应力重新分布，开挖空间周围应力的应力重新分布，开挖空间周围应力状态发生改变的那部分岩体，工程上状

37、态发生改变的那部分岩体，工程上称之为称之为围岩围岩。 3.6 3.6 岩体力学性质及围岩分类岩体力学性质及围岩分类76岩体中的软弱夹层F35773.6.2岩体结构特征岩体结构特征 结构面结构面: :岩体中各种具有一定方向，延展较岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二维地质接口均称。大，厚度较小的二维地质接口均称。结构体结构体: :体内不同产状的各种结构面将岩石体内不同产状的各种结构面将岩石切割成的单元块体。切割成的单元块体。岩体结构岩体结构78结构面结构面原生结构面原生结构面构造结构面构造结构面次生结构面次生结构面沉积结构面沉积结构面岩浆结构面岩浆结构面变质结构面变质结构面断层、裂隙、

38、劈理及断层、裂隙、劈理及其它小型构造动力结构面其它小型构造动力结构面风化裂隙、卸荷裂隙、风化裂隙、卸荷裂隙、次生夹泥层及泥化夹层次生夹泥层及泥化夹层岩层面、层理面、沉积岩层面、层理面、沉积间断面、原生软弱夹层间断面、原生软弱夹层变余结构面和变成结构面变余结构面和变成结构面原生节理、流纹面、原生节理、流纹面、凝灰岩夹层凝灰岩夹层3.6.2.1结构面791 1）原生结构面：）原生结构面：指在岩石形成过程中所形成的结构面。指在岩石形成过程中所形成的结构面。 沉积结构面沉积结构面：指沉积岩在形成过程中形成的结构面。：指沉积岩在形成过程中形成的结构面。 岩浆结构面岩浆结构面：指岩浆侵入、湓溢及冷凝过程中

39、形成的原生节：指岩浆侵入、湓溢及冷凝过程中形成的原生节理、流纹面、凝灰岩夹层等。理、流纹面、凝灰岩夹层等。 变质结构面变质结构面：在区域变质作用中形成的结构面。：在区域变质作用中形成的结构面。2 2）构造结构面：）构造结构面：由于地壳运动，在构造应力作用下所形成的由于地壳运动，在构造应力作用下所形成的破裂面。破裂面。3 3）次生结构面：）次生结构面：指岩体形成以后，在外营力（如风化、卸荷指岩体形成以后，在外营力（如风化、卸荷、人工爆破、地下水等）作用下产生的结构面。发育特点呈、人工爆破、地下水等）作用下产生的结构面。发育特点呈不平整、不连续、无序状，并构成软弱结构面。不平整、不连续、无序状，并

40、构成软弱结构面。80风化裂隙：风化裂隙：由风化作用形成的结构面。一般仅限于地表风化由风化作用形成的结构面。一般仅限于地表风化带，常在原生结构面及构造结构面基础上发育。带，常在原生结构面及构造结构面基础上发育。 风化裂隙81卸荷裂隙：卸荷裂隙：岩体表面被剥蚀卸荷产生的裂隙。岩体表面被剥蚀卸荷产生的裂隙。河谷卸荷裂隙82次生夹泥层：次生夹泥层：是指由于流水或重力作用，使粘土物质沉积填充是指由于流水或重力作用，使粘土物质沉积填充已有裂隙而形成。已有裂隙而形成。l结构面的规模结构面的规模l结构面的形态结构面的形态l物质组成物质组成l延展性延展性l密集程度密集程度l张开度张开度l充填胶结特征充填胶结特征

41、(2)结构面的特征结构面的特征83结构面的规模：结构面的规模：存在于岩体中的结构面规模大小区别很大。存在于岩体中的结构面规模大小区别很大。 结构面的形态：结构面的形态：指的是结构面的平整、光滑和粗糙程度，常指的是结构面的平整、光滑和粗糙程度，常见形态：见形态：平直、波状起伏、锯齿、台阶以及不规则平直、波状起伏、锯齿、台阶以及不规则等。等。延展性：延展性：即即连续性连续性，延展性较强的结构面在一定范围内切割，延展性较强的结构面在一定范围内切割整个岩体，对岩体稳定性影响较大。整个岩体，对岩体稳定性影响较大。 密集程度：密集程度：反映岩体被结构面切割的程度（反映岩体被结构面切割的程度（岩体的完整性程

42、岩体的完整性程度度），可以用结构面间距或结构面线密度来衡量），可以用结构面间距或结构面线密度来衡量张开度和充填情况：张开度和充填情况：张开度是指结构面两壁离开的距离。张开度是指结构面两壁离开的距离。84（3 3）软弱结构面）软弱结构面 可以把岩体中强度比围岩（岩块）显著降低的结可以把岩体中强度比围岩（岩块）显著降低的结构面统称为构面统称为软弱结构面软弱结构面，如普遍存在于沉积岩层中的层，如普遍存在于沉积岩层中的层间滑动面。间滑动面。 软弱结构面（夹层）因为强度低，对岩体工程稳定软弱结构面（夹层）因为强度低，对岩体工程稳定性起控制作用，在工程实际中很容易破坏而引起工程事性起控制作用，在工程实际中

43、很容易破坏而引起工程事故，如斜坡破坏形成故，如斜坡破坏形成滑坡、崩塌，地下洞室围岩断裂破滑坡、崩塌，地下洞室围岩断裂破坏，岩石地基与路基失稳坏，岩石地基与路基失稳等。等。853.6.2.23.6.2.2结构体结构体(d)(d)(a)(a)(c)(c)(f)(f)(g)(g)(b)(b)(e)(e)(h)(h) 结构体的类型(a)方柱（块）体； (b)菱形柱体；(c）三棱柱体 ；(d)楔形体；(e)锥形体;(f)板状体;(g)多角柱体;(h)菱形块体86 结构体形状与岩层产状有一定关系，如：平缓产状的结构体形状与岩层产状有一定关系，如：平缓产状的层状岩体中，一般由层面（或顺层裂隙）与平面上的层状

44、岩体中，一般由层面（或顺层裂隙）与平面上的“X X”型型断裂组合，常将岩体切割成方块体和三角形柱体等。断裂组合，常将岩体切割成方块体和三角形柱体等。1-扭性断裂；扭性断裂；2-层面；层面；a-方块体；方块体；b-三角形柱状三角形柱状 平缓岩层中结构体的形式87 在陡立的岩层地区，由于层面（或顺层错动面）、断层在陡立的岩层地区，由于层面（或顺层错动面）、断层与剖面上的与剖面上的“X X”型断裂组合，往往形成块体、锥形体和各种型断裂组合，往往形成块体、锥形体和各种柱体。柱体。陡立岩层中结构体的形式883.6.2.33.6.2.3岩体结构的类型岩体结构的类型（1 1）岩体的结构形式与结构类型）岩体的

45、结构形式与结构类型 岩体结构可以划分为岩体结构可以划分为 4 4 个基本类型个基本类型, , 其中包括其中包括 8 8 个个亚类，见下图，其基本特征见下表。亚类，见下图，其基本特征见下表。89 岩体的结构形式和结构类型 1-节理；2-层理；3-断层；4-断层破碎带 (a)整体结构；(b)块状结构；(c)层状结构；(d)薄层状结构；(e)镶嵌结构； (f)层状破坏结构；(g)破裂结构；(h)散粒结构909192（2 2）结构岩体的工程地质特性）结构岩体的工程地质特性1)1)整体块状结构岩体的工程地质性质整体块状结构岩体的工程地质性质 整体块状结构岩体因结构面稀疏、延续性差、结构体整体块状结构岩体

46、因结构面稀疏、延续性差、结构体块度大且常为硬质岩石块度大且常为硬质岩石, , 故整体强度高、变形特征接近于各故整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体向同性的均质弹性体, ,变形模量、承载能力与抗滑能力均较变形模量、承载能力与抗滑能力均较高高, ,抗风化能力一般也较强抗风化能力一般也较强, , 所以这类岩体所以这类岩体具有良好的工程具有良好的工程地质性质地质性质, , 往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。洞室围岩。2)2)层状结构岩体的工程地质性质层状结构岩体的工程地质性质 层状结构岩体中结构面以层面与不密集的节理为主层状结构岩体

47、中结构面以层面与不密集的节理为主, , 结构面多为闭合到微张开、一般风化微弱、结合力不强结构面多为闭合到微张开、一般风化微弱、结合力不强, ,结结构体块度较大且保持着母岩岩块性质构体块度较大且保持着母岩岩块性质, , 故这类故这类岩体总体变形岩体总体变形模量和承载能力均较高模量和承载能力均较高。 933)3)碎裂结构岩体的工程地质性质碎裂结构岩体的工程地质性质 碎裂结构岩体中节理、裂隙发育、常有泥质充填物质碎裂结构岩体中节理、裂隙发育、常有泥质充填物质, , 结合力不强结合力不强, ,其中层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育其中层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育, , 结构体块度不大结构体块

48、度不大, ,岩体完整性破坏较大。岩体完整性破坏较大。 4)4)散体结构岩体的工程地质性质散体结构岩体的工程地质性质 散体结构岩体节理、裂隙很发育散体结构岩体节理、裂隙很发育, ,岩体十分破碎岩体十分破碎, , 岩石岩石手捏即碎手捏即碎, , 属于碎石土类属于碎石土类, , 可按碎石土类研究。可按碎石土类研究。943.6.33.6.3岩体的力学性质岩体的力学性质 岩石力学性质岩石力学性质 结构面力学性质结构面力学性质 岩体的赋存环境因素岩体的赋存环境因素(地下水和地应力地下水和地应力)3.6.3.1 影响岩体力学性质的基本因素影响岩体力学性质的基本因素95（1 1）地应力对岩体力学性质的影响）地

49、应力对岩体力学性质的影响1 1）地应力影响）地应力影响岩体的承载能力岩体的承载能力，地应力对岩体形成的围压越，地应力对岩体形成的围压越大，其承载能力越大。大，其承载能力越大。2 2）地应力影响）地应力影响岩体的变形和破坏机制岩体的变形和破坏机制，许多低围压下呈脆性，许多低围压下呈脆性破坏的岩石在高围压下呈剪塑性变形，使岩体的本构关系也破坏的岩石在高围压下呈剪塑性变形，使岩体的本构关系也不同。不同。3 3）地应力影响）地应力影响岩体中的应力传播的法则岩体中的应力传播的法则, ,地应力可以使不连续地应力可以使不连续变形的岩体转化为连续变形的岩体。变形的岩体转化为连续变形的岩体。 96（2 2）地下

50、水对岩体力学性质的影响）地下水对岩体力学性质的影响1 1）地下水对）地下水对岩体的物理作用岩体的物理作用主要是主要是软化、分割、润滑、泥化软化、分割、润滑、泥化、崩解、冻融和热融、崩解、冻融和热融等。等。 2 2）地下水对）地下水对岩体的化学作用岩体的化学作用主要是指地下水与岩体之间的主要是指地下水与岩体之间的离离子交换、溶解作用子交换、溶解作用( (岩溶岩溶) ) 、水化作用、水化作用( (膨胀岩的膨胀膨胀岩的膨胀) ) 、水、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用解作用、溶蚀作用、氧化还原作用等。等。3 3）地下水对）地下水对岩体的力学作用岩体的力学作用主要通过主要通过孔隙静水压力和孔隙动孔隙静

51、水压力和孔隙动水压力水压力作用对岩体的力学性质施加影响。作用对岩体的力学性质施加影响。 973.6.3.23.6.3.2岩体的变形特性岩体的变形特性（1 1）岩体的变形特特征）岩体的变形特特征 实测的岩体应力实测的岩体应力应变曲线，是这两种变形迭加的结应变曲线，是这两种变形迭加的结果。果。岩体的变形组成98 如果从变形性质方面考虑，岩体的变形又可分为如果从变形性质方面考虑，岩体的变形又可分为弹性变弹性变形形与与塑性变形塑性变形。 岩石、结构面与岩应力应变关系99 从变形与受力方向之间的关系来看，岩体的变形则可分从变形与受力方向之间的关系来看，岩体的变形则可分为为法向变形法向变形与与剪切变形剪切

52、变形。按荷载。按荷载变形关系曲线（变形关系曲线（p-Wp-W）的形）的形状可将法向变形分为的状可将法向变形分为的4 4类：类：直线型（直线型（a a）、上凹型（）、上凹型（b b）、上）、上凸型（凸型（c c）和复合型（）和复合型（d d）。荷载变形关系曲线100 根据剪切应力根据剪切应力应变关系曲线（应变关系曲线（-u-u）的形状，一般可归）的形状，一般可归纳为沿软弱结构面剪切（纳为沿软弱结构面剪切（a a）、及沿粗糙结构面、软弱岩体及风）、及沿粗糙结构面、软弱岩体及风化岩体剪切（化岩体剪切（b b）和剪断坚硬岩体（）和剪断坚硬岩体（c c）3 3类，图中类，图中rr为残余强度为残余强度、p

53、p为峰值强度。为峰值强度。岩体剪切应力应变关系曲线101（2 2）影响岩体变形的因素）影响岩体变形的因素 影影响响岩体岩体变形变形的因素主要包的因素主要包括括组组成岩体的岩性成岩体的岩性、结结构面构面发发育特征及荷育特征及荷载条载条件件，试件试件尺寸、尺寸、试验试验方法和方法和温温度度等。等。结构面特征方面：结构面特征方面：结构面方位结构面方位结构面密度结构面密度结构面的张开度及充填特征结构面的张开度及充填特征1023.6.3.3岩体的强度特性 岩体强度岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。是指岩体抵抗外力破坏的能力。 包括：抗压强度、抗拉强度和剪切强度。包括：抗压强度、抗拉强度和剪切强度。（1

54、 1）岩体的剪切强度）岩体的剪切强度 剪切强度：剪切强度：岩体内任一方向剪切面，在法向应力作用下所能岩体内任一方向剪切面，在法向应力作用下所能抵抗的最大剪应力。抵抗的最大剪应力。 岩体的强度取决于岩体的强度取决于结构面的强度和岩石的强度结构面的强度和岩石的强度。 1 1）岩体的抗剪强度包络线介于结构面强度包络线和岩石强度）岩体的抗剪强度包络线介于结构面强度包络线和岩石强度包络线之间，如下图。包络线之间，如下图。 2 2）岩体的剪切强度特征）岩体的剪切强度特征 岩体的剪切强度主要岩体的剪切强度主要受结构面、应力状态、岩块性质、风受结构面、应力状态、岩块性质、风化程度及其含水状态化程度及其含水状态

55、等因素的影响。等因素的影响。103 岩石、结构面与岩体的抗剪强度I岩石； II岩体； III节理（2）岩体的抗压强度）岩体的抗压强度 岩体的压缩强度分为岩体的压缩强度分为单轴抗压强度和三轴压缩强度单轴抗压强度和三轴压缩强度。1043.6.3.43.6.3.4岩体的流变特性岩体的流变特性 流变性质流变性质就是指材料的就是指材料的应力应力应变关系与时间因素有关的应变关系与时间因素有关的性质性质，材料变形过程中具有时间效应的现象称为，材料变形过程中具有时间效应的现象称为流变现象流变现象。 岩体的流变岩体的流变蠕变：蠕变：当应力不变时，变形随时间增加而当应力不变时，变形随时间增加而增长的现象增长的现象

56、松弛：松弛：当应变不变时，应力随时间增加而当应变不变时，应力随时间增加而减小的现象减小的现象弹性后效弹性后效105o时间t变形123456123456初始蠕变平缓蠕变快速蠕变不同应力条件下岩体的蠕变曲线1063.6.3.53.6.3.5岩体的水力学性质岩体的水力学性质 岩体的水力学性质指岩体与水共同作用所表现岩体的水力学性质指岩体与水共同作用所表现出来的力学性质。出来的力学性质。 水在岩体中的作用归纳起来表现在两种效应：水在岩体中的作用归纳起来表现在两种效应：一是水对岩石的物理化学作用一是水对岩石的物理化学作用，表现为综合软化效，表现为综合软化效应，可以用软化系数来衡量；应，可以用软化系数来衡

57、量；二是水与岩体相互耦二是水与岩体相互耦合作用下的力学效应合作用下的力学效应，包括空隙水压力与渗流动水，包括空隙水压力与渗流动水压力等力学效应。压力等力学效应。 107（1 1）岩体的）岩体的渗透特性渗透特性：岩体以裂隙渗流为主，岩体中的微裂：岩体以裂隙渗流为主，岩体中的微裂隙或孔隙储水，裂隙则导水。隙或孔隙储水，裂隙则导水。（2 2）岩体）岩体渗透系数渗透系数：是反映岩体水力学特性的核心参数。：是反映岩体水力学特性的核心参数。 （3 3）地下水对岩体产生的力学作用：包括空隙静水压力和动）地下水对岩体产生的力学作用：包括空隙静水压力和动水压力对岩体的力学性质的影响。水压力对岩体的力学性质的影响

58、。 1083.6.43.6.4岩体的工程分类岩体的工程分类3.6.4.13.6.4.1岩体工程分级与分类的目的岩体工程分级与分类的目的 分类与分级的目的是对各类岩体的承载力及分类与分级的目的是对各类岩体的承载力及稳定性作出评价，以指导建筑物的设计、施工及稳定性作出评价，以指导建筑物的设计、施工及基础处理。根据用途不同，岩体的工程分级有基础处理。根据用途不同，岩体的工程分级有通通用的分级用的分级与与专用的分级专用的分级两类。两类。 1093.6.4.2岩体工程分级与分类（1 1）简易分类）简易分类 在现场凭经验和观察就可以确定的，大致可以分为三类。在现场凭经验和观察就可以确定的，大致可以分为三类

59、。110（2 2）岩石质量指标（）岩石质量指标（RQDRQD）分类）分类 岩石质量指标岩石质量指标RQDRQD（RockRock Quality DesignationQuality Designation）是指钻）是指钻探时岩芯的复原率，或称岩芯探时岩芯的复原率，或称岩芯采取率，采取率，RQDRQD定义为单位长度的定义为单位长度的钻孔中钻孔中10cm10cm以上的岩芯占有的以上的岩芯占有的比例比例。111（3 3）巴顿）巴顿岩体质量（岩体质量（Q Q）分类分类 式中式中 节理组数；节理组数； 节理的粗糙度系数、蚀变影响系数及节节理的粗糙度系数、蚀变影响系数及节理水折减系数；理水折减系数；SRF应力折减系数；应力折减系数； 112 表示岩体的完整性，表示岩体的完整性， 表示结构面的形