工程地质34地质构造与土木工程建设的关系

1、3 3 地质构造地质构造Geological StructureGeological Structure3.1 地壳运动地壳运动3.2 地质构造地质构造3.3 3.3 岩层产状与地层接触关系岩层产状与地层接触关系3.4 3.4 地质构造与土木工程关系地质构造与土木工程关系3.5 3.5 地质图地质图 6、褶皱构造工程地质评：、褶皱构造工程地质评： 褶曲构造与隧道位置选择1、3-不利；2-较好山坡岩层地质构造的影响a- 向斜山；b- 背斜山；c- 单斜山1- 有利情况；2- 不利情况l对深路堑和高边坡对深路堑和高边坡l对隧道工程对隧道工程地质构造对工程建筑物稳定性的影响地质构造对工程建筑物稳定性

2、的影响遂道位置与地质构造的关系2、节理的工程地质评价、节理的工程地质评价(1)观察点的选定观察点的选定 露头良好，最好能在三度空间观测，其露头面积露头良好，最好能在三度空间观测，其露头面积一般不小于一般不小于10m2,便于大量测量；便于大量测量； 构造特征清楚，岩层产状稳定；构造特征清楚，岩层产状稳定； 节理比较发育，组系及其相互关系比较明确；节理比较发育，组系及其相互关系比较明确； 观测点应选在构造上的重要部位，并且在不同构观测点应选在构造上的重要部位，并且在不同构造层，不同岩层和不同岩性层都应布点。造层，不同岩层和不同岩性层都应布点。 (2)观察内容观察内容 地质背景的观测地质背景的观测

3、包括构造层及其组成；地层及其包括构造层及其组成；地层及其产状；岩性及成层性；褶皱和断层的特点；测点所产状；岩性及成层性；褶皱和断层的特点；测点所在的构造部位；在的构造部位； 节理的分类和组系划分节理的分类和组系划分（节理性质及发育规律）（节理性质及发育规律） 测量与登记：测量与登记：测产状、粗糙程度、节理密度、观察测产状、粗糙程度、节理密度、观察节理充填物和测量节理壁距以及测量节理的持续性节理充填物和测量节理壁距以及测量节理的持续性。 (3)节理测量资料的整理节理测量资料的整理制作节理制作节理:走向玫瑰图和倾向玫瑰图走向玫瑰图和倾向玫瑰图(4)节理对工程的影响节理对工程的影响 影响岩体强度和稳

4、定性影响岩体强度和稳定性 为地下水流通提供条件为地下水流通提供条件 加速风化作用等加速风化作用等 五、断层的工程地质评价五、断层的工程地质评价1. 断层是影响岩体稳定性的重要因素，对工程建设断层是影响岩体稳定性的重要因素，对工程建设十分不利，在道路工程建设中，选择线路、桥址十分不利，在道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽量避开；和隧道位置时，应尽量避开； 隧道轴线与断层走向平行时，应避开隧道轴线与断层走向平行时，应避开 隧道轴线与断层走向垂直时，应预先考虑支护隧道轴线与断层走向垂直时，应预先考虑支护和加固措施和加固措施5. 断裂构造的工程地质评价断裂构造的工程地质评价v优势面：优势

5、面：（1）时间优势：时间优势：新断裂新断裂和和活断层活断层 老断裂是指老断裂是指JK（燕山期）及以前产生而近期无燕山期）及以前产生而近期无明显活动的断裂构造；新断裂是新生代形成的，是新明显活动的断裂构造；新断裂是新生代形成的，是新构造运动的产物；活断层是影响到第四纪的断裂。构造运动的产物；活断层是影响到第四纪的断裂。（2） 性质优势：结构面及充填物性质、粗糙度、张性质优势：结构面及充填物性质、粗糙度、张 开度开度（3） 数量优势：数量优势：统计数量优势面统计数量优势面（4）产状优势：产状优势：与边坡同向，其倾角小于坡角与边坡同向，其倾角小于坡角 平叠坡平叠坡顺向坡顺向坡逆向坡逆向坡稳定性最差稳

6、定性最差1 1断层可增大岩石的透水性和含水性；断层的交叉处常是地下水出露断层可增大岩石的透水性和含水性；断层的交叉处常是地下水出露的地段；的地段；2 2断层可以降低岩石的坚固性和稳定性，造成隧道工程、矿井工程或断层可以降低岩石的坚固性和稳定性，造成隧道工程、矿井工程或坝基等塌陷的危险。坝基等塌陷的危险。v地质标志地质标志：第四系地层被断开，存在崩积楔、断第四系地层被断开，存在崩积楔、断 层崖等。层崖等。v地貌标志地貌标志v水文地质标志水文地质标志v历史地震标志历史地震标志v测试标志测试标志二、活断层的判别标志二、活断层的判别标志风火山隧道北部断裂切割表层第四系风火山隧道北部断裂切割表层第四系和

7、公路的裂缝延伸特征（镜向西）和公路的裂缝延伸特征（镜向西）三、活断层评价三、活断层评价v其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地面变形其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。物。v其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会使建于其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会使建于活断层附近的较大范围内的建筑物受到损害。活断层附近的较大范围内的建筑物受到损害。v所以活断层评价实质上是区域稳定性评价的核心问所以活断层评价实质上是区域稳定性评价的核心问题。题。地震振动破坏地震振动破坏：取决于地震强度、取决于地震强度、场

8、地条件和建筑物场地条件和建筑物抗震性能。抗震性能。4.4 4.4 地质图地质图v地质图地质图：最基本、最全面和系统地反映一个地区地最基本、最全面和系统地反映一个地区地质条件的一种图件，它按照质条件的一种图件，它按照 一定的比例、利用一定一定的比例、利用一定的图例符号来描绘一个地区的的图例符号来描绘一个地区的地质现象地质现象，包括，包括地层地层、岩石岩石、地质构造地质构造等，反映它们等，反映它们形成的时代形成的时代、分布分布和和相互关系相互关系等。等。 基础地质图：基础地质图：地质图、第四纪地质图；地质图、第四纪地质图； 经济地质图：经济地质图：矿床地质图、水文地质图、工程矿床地质图、水文地质图

9、、工程地质图地质图 勘探工程编录图：勘探工程编录图：钻孔柱状图及浅、坑道、探钻孔柱状图及浅、坑道、探槽等地质素描图。槽等地质素描图。v2 2、地质图的比例尺、地质图的比例尺 小比例尺地质图小比例尺地质图 1：10万以上万以上 大比例尺地质图大比例尺地质图 1：10万以下万以下v3 3、用各种花纹和符号表示岩石和地质构造，、用各种花纹和符号表示岩石和地质构造，习称图例。习称图例。4 4、读图步骤与要求、读图步骤与要求1)了解地质图所反映的地理位置和图的类型了解地质图所反映的地理位置和图的类型2)分析地形特征，了解山脉、河谷的分布分析地形特征，了解山脉、河谷的分布3)分析地质内容分析地质内容 地层

10、分析，了解不同时代地层分布和产状；地层分析，了解不同时代地层分布和产状； 地质构造分析，包括分析褶皱、断层、地层接触关地质构造分析，包括分析褶皱、断层、地层接触关系和岩浆岩的表现物征及其形成时代等系和岩浆岩的表现物征及其形成时代等。走向走向strike：层面与水平层面与水平面交线的延伸部分。面交线的延伸部分。倾向倾向dip：层面上与走向层面上与走向垂直并指向下方和直线，垂直并指向下方和直线，它的水平投影方向为倾它的水平投影方向为倾向。向。倾角倾角dip angle：层面上与层面上与水平面所夹的最大锐角。水平面所夹的最大锐角。产状要素产状要素：岩层产状要素岩层产状要素NESWNE50SE45SW

11、230SE45产状要素的测量、记录与表示方法产状要素的测量、记录与表示方法NESW象限角法象限角法NE50SE45 N13530方位角法方位角法13530 三、岩层露头线特征三、岩层露头线特征露头露头：是一些暴露在地表的岩石。：是一些暴露在地表的岩石。天然露头天然露头：未经人工作用而自然暴露的露头；：未经人工作用而自然暴露的露头；人工露头人工露头：经人为作用暴露在路边、采石场和开：经人为作用暴露在路边、采石场和开 挖基坑中的岩挖基坑中的岩 石。石。露头线露头线：是指岩层层面（或断层、节理面等）与：是指岩层层面（或断层、节理面等）与 地面的交线。地面的交线。Contour lines const

12、ruction地形等高线地形等高线的绘制的绘制水平岩层露头水平岩层露头Topographic map地形图地形图垂直岩层露头垂直岩层露头倾斜岩层露头线倾斜岩层露头线“V”字形分布规律字形分布规律v岩层倾角大于地形坡角岩层倾角大于地形坡角40302010KJJK岩层倾向与地表坡向相同岩层倾向与地表坡向相同相反相同相反相同岩层倾向与地表坡向相反相同相反岩层倾向与地表坡向相反相同相反岩层界线的曲率小于地形等高线的曲率岩层界线的曲率小于地形等高线的曲率10203040OSOS岩层倾向与地表坡向相同岩层倾向与地表坡向相同相同相同相同相同v岩层界线曲率大于地形等高线曲率岩层界线曲率大于地形等高线曲率403

13、02010KJJKIdentification of inclined layers单斜构造的识别单斜构造的识别v岩层倾向与地表坡向相反岩层倾向与地表坡向相反相同相反相同相反v岩层倾向与地表坡向相同岩层倾向与地表坡向相同v水平构造与垂直构造水平构造与垂直构造岩层坡角大于地形坡角相反相同岩层坡角小于地形坡角相同相同水平构造地质界线与地形等高线平行或重合垂直构造在平面地质图上为一直线返回四、地层接触关系四、地层接触关系v地层：地层：对某一地区，某一地质时代形成的一个或一对某一地区，某一地质时代形成的一个或一套岩层称为地层。套岩层称为地层。沉积岩的接触关系沉积岩的接触关系整合接触(conformit

14、y)：时间上连续，产状上一致。反映地壳连续均匀下降。平行不整合平行不整合( (disconformity) )：时间上不连续，产状一致。 反映地壳间断上升。角度不整合(discordant)： 时间上不连续，产状不一致。 反映地壳剧烈运动。下降、接受沉积下降、接受沉积 褶皱上升（常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质等）、褶皱上升（常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质等）、沉积间断、遭受剥蚀沉积间断、遭受剥蚀 再次下降、再沉积。再次下降、再沉积。岩浆岩与围岩的接触关系岩浆岩与围岩的接触关系v侵入接触：侵入接触：沉积岩层被沉积岩层被岩浆岩穿插而分布零乱，岩浆岩穿插而分布零乱，侵入体时代晚于围岩形侵入体时代晚于围岩形成时代。成时代。v沉积接触沉积接触：侵入体形成侵入体形成后，地壳上升受风化剥后，地壳上升受风化剥蚀，地壳又下降接受新蚀，地壳又下降接受新的沉积。的沉积。岩浆岩与围岩的接触关系岩浆岩与围岩的接触关系断层接触断层接触：即地层与地即地层与地层之间或地层与岩体之间，层之间或地层与岩