土木地质第2章2课件

断裂构造：构成地壳的岩体，受内外营力作用发生变形，当变形达到一定程度后，岩体的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不一的断裂。断裂构造是地壳上层常见的地质构造，断裂构造成群分布便形成断裂带。根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，断裂构造可分为节理和断层两类。第三节断裂构造1一、节理

节理：存在于岩体中的裂缝，岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造，也称为节理。节理按成因可分为：构造节理和非构造节理。

1）构造节理：岩体受地应力作用随岩体变形而产生的节理。按力学性质的不同，构造节理可分如下两种：1、节理的类型第三节断裂构造2一、节理张性节理：主要发育在背斜和向斜的轴部，节理张开较宽，断裂面粗糙，很少有擦痕，节理间距较大且分布不均，沿走向和倾向都延伸不远。构造节理扭（剪）性节理：多呈平直闭合的节理，走向稳定，延伸较远，节理面光滑有擦痕。扭性节理常沿剪切面成群平行分布，或交叉成“X”形，将岩体切割成菱形块体。扭性节理常出现在褶曲的翼部和断层附近。第三节断裂构造3

节理除有利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利影响。节理破坏了岩体的整体性，促进了岩体风化速度，增强了岩体的透水性，从而使岩体的强度和稳定性降低。当节理主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。重大工程设计应对节理进行深入调查研究，详细论证节理对岩体工程建筑条件的影响，并采取相应措施确保建筑物的稳定和正常使用。2、节理的工程地质评价一、节理第三节断裂构造5一、节理第三节断裂构造（1）节理调查内容：1）节理成因类型和力学性质。2）节理组数、密度、产状。密度一般用条／米表示。3）节理张开度、长度、节理面壁粗糙度。4）节理充填物、充填厚度、含水情况。5）节理发育程度分级。3、节理调查统计和表示方法6（2）调查成果的表示方法：节理野外测量记录表、节理玫瑰图。

节理走向玫瑰图：在任意半径的半圆上划上刻度网，将所测得的节理按走向以每50或100分组，统计每一组内的节理数、算出其平均走向。自圆心沿半径引射线，射线的方位代表每组节理平均走向，长度代表每组节理的条数，最后将各射线的端点连接起来，即可得节理走向玫瑰图。

节理倾向玫瑰图：绘制方法同前。一、节理第三节断裂构造7二、断层第三节断裂构造9二、断层断层：岩体受力断裂后两侧岩块发生显著位移的断裂构造。断层面和破碎带、断层线、上盘和下盘、断距。1、断层要素断层的定义及其组成要素第三节断裂构造断层

10发生相对位移的两侧岩块断裂面。大型断层常沿某一断层破碎带发展。断层带常形成糜棱岩，断层角砾和断层泥等。指断层面与地面的交线。断层线表示断层的延伸方向，其形状取决于断层面的形状和地面起伏情况。指断层面两侧发生相对位移的岩块。位于断层面上部的称为上盘；下部称为下盘。断层两盘沿断层面相对移动开的距离。断距断层盘断层线断层面断层的要素二、断层第三节断裂构造11岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层，其倾角很大，断层面近于直立，断层线平直。平推断层二、断层第三节断裂构造13二、断层第三节断裂构造(2)按断层面产状与岩层产状的关系分类：(3)按断层面产状与褶曲轴线走向关系分类：(4)按力学性质分类：14美国圣安的列斯断层的航空照片154、断层的工程地质评价断层破碎带内岩体破碎、风化严重、岩石强度低、稳定性差；容易发生崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。确定路线布局、选择桥梁和隧道位置时，应尽量避开大的断层破碎带。

（1）路线布局：当路线与断层走向平行，路基靠近断层破碎带时，开挖路基容易造成边坡发生大规模坍塌，影响施工和公路的正常使用。二、断层第三节断裂构造17（2）大桥桥位：注意查明桥基部分有无断层存在，以便根据不同情况，设计基础工程时采取相应的处理措施。

（3）隧道位置：当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层破碎带接触；在确定隧道平面位置时，要尽量设法避开大规模断层破碎带。

二、断层第三节断裂构造4、断层的工程地质评价18二、断层第三节断裂构造存在标志19a—断层崖剥蚀成冲沟；b—冲沟扩大形成三角面；c—继续侵蚀，三角面消失。

5、断层的野外识别

断层的存在对工程建筑不利，因此必须对断层进行识别。在野外可根据与断层构造有关的伴生构造、地貌现象等标志来识别断层。

（1）地貌特征：当断层断距较大时，上升盘前缘可能形成陡峭的断层崖，经风化剥蚀形成断层三角面地形。当断层破碎带岩石破碎时，易于侵蚀下切形成沟谷或峡谷地形。断层三角面形成示意图二、断层第三节断裂构造21断层的野外识别（2）地层特征：岩层发生重复或缺失，岩脉错断或者岩层沿走向突然发生中断，与不同性质的岩层突然接触等特征，均为断层存在可能性标志。（3）断层伴生构造现象：断层在发生、发展过程中遗留下来的构造形迹。

常见断层伴生构造有：岩层牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕等。

断层伴生构造现象是野外识别断层存在的可靠标志。二、断层第三节断裂构造22232、活断层的特性（1）活动方式

蠕滑：连续滑动过程，应力降较小，无大地震伴随。

粘滑：断层发生快速错动，错动前断层呈锁闭状态，无明显位移发生。同一断层的不同区段可以呈现不同的活动方式。同时应活断层错动速度相当缓慢（每年几毫米至几十毫米），无法用常规方法观测，故通常用定期的形变测量方法取得断层的活动标志。补充讲解：活断层的工程地质研究25补充讲解：活断层的工程地质研究（2）规模及活动速率

规模：断层长度和切割深度，它反映断层能量和破坏力大小。

活动速率：断层活动性强弱的重要标志。一般为每年不足1毫米至几毫米，最强为几十毫米。（3）重复活动周期

前后两次突然错动之间的时间间隔，它对应于地震重复周期。

26（3）地壳形变测量、地球物理和地球化学标志

地震波法：探地雷达、人工地震等

地球化学：测量断层带气体（氡气、氦气等）的含量。如活动断层氡气含量可达27000~30000ppm，正常含量仅为0.5ppm。补充讲解：活断层的工程地质研究29补充讲解：活断层的工程地质研究4、活断层评价（1）活断裂分类

区域优势活动断裂：常以发震形式影响工程场地稳定性的断裂。

场区优势活动断裂：常以错动和蠕动影响场地稳定性的断裂。30补充讲解：活断层的工程地质研究（2）评价内容

工程场地及其附近活动断层存在的可能性；

活动断层的规模、产状特征；

断层活动特征：活动时代、活动性质（粘滑、蠕滑）、活动方式（走滑、倾滑）、活动速率等；

断层地震危险性：最大震级及复发周期等。（3）地震振动破坏特征

影响地震振动破坏的因素：地震强度、场地条件、建筑物抗震性能。其中工程地质研究的重点是场地条件。31场地条件对地震烈度的影响：①地质构造条件：地块优于褶皱带，老褶皱优于新褶皱，隆起区优于凹陷区。②地基特性：岩石优于土层，硬土优于软土。③卓越周期：地震记录图上频度最大的地震波所对应的振动周期。近似等于岩土体的自振周期。

当场地的卓越周期与建筑物的自振周期相同时，破坏最严重。补充讲解