《工程岩土》课件 模块二工程地质条件识别与勘察单元4任务点4断裂构造识别

《工程岩土》

模块二

工程地质条件识别与勘察任务4断裂构造识别

单元四

地质构造识别问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测该高速公路在穿越龙门山断裂带时，设计有多条隧道。其中一条，隧址区出口段附近发育断层F1，于ZK60+740（K60+774）与路线相交，交角55°，为非活动性逆断层，断层产状271°∠75°。破碎带宽度约5.0m，影响带宽度5～10m，破碎带为角砾岩，泥质胶结。该断层距隧道较远，隧址区未见其他活动性断层。岩体节理、裂隙发育，呈不规则状。隧道进口段岩层呈单斜状产出，岩层产状为274°∠51°。岩体中主要发育两组节理，J1：产状为4°∠86°，结构面起伏粗糙，无胶结或偶夹泥质胶结，结构面张开度1～3mm，结合程度较差，延伸3～5m，发育间距0.2～0.5m；J2：产状为5°∠86°，结构面起伏粗糙，泥质胶结，延伸1～3m，张开度3～10mm，结合程度差，泥质夹岩屑充填，发育间距0.2～0.4m。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测根据情境描述的内容，完成以下问题：1．F1是（断层/节理），J1和J2是（断层/节理）。两者的主要区别在于（）。2．J1和J2，按形成原因是（原生/次生）节理，按受力是（张/剪）节理。3．隧道进口段岩层（）产出，产状为（），J1的产状为（），按照节理与岩层产状的关系，J1是（走向/倾向/斜向）节理。4．断层的要素包含（）、（）、（）、（）等。5．断层F1的类型是（正/逆/平移）断层，产状为（），其（上盘/下盘）相对下降。6．包桂山隧道隧址区（）附近发育断层F1，于（）与路线相交，交角（）。根据情景描述，隧道（可以/不可以）通过所在场地。7．以下描述，正确的有（）。（1）节理和解理都是指构造。（2）节理是岩层断裂后未发生相对位移的构造。（3）节理越发育，岩体的承载力越差。（4）断层的上盘即为上升盘。（5）断层只能造成地层的缺失，不能造成地层的重复。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造1、断裂的概念节理断层组成地壳的岩体在地应力作用下发生变形，当应力超过岩石的强度，岩体的完整性受到破坏，形成断裂。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。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理节理也称裂隙，是由于岩石受力而出现的，裂开面两侧的岩体无明显位移的小型断裂构造。1）节理的分类问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理按成因分—原生节理峨眉山玄武岩北爱尔兰巨人之路问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理按成因分—次生节理—非构造节理风化节理长江西陵峡链子崖卸荷节理问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理剪节理：由构造应力形成的剪切破裂面组成。长、大、平直光滑，延伸稳定。节理面上常见擦痕，能切过砾石和胶结物。在应力作用下，沿着共轭剪切面的方向会形成两组交叉的剪节理，称共轭节理或称“X”节理。两组剪节理互相交切，常将岩石切割成一系列的菱形方块。张节理：由张应力作用形成。短、小、粗糙不平，延伸不远，常呈豆荚状、树枝状。节理面上无擦痕，在砾岩中常绕开砾石。张节理张开度较大，透水性好，节理面粗糙不平。按成因分—次生节理—构造节理按受力分问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理按节理与岩层产状的关系分节理走向与岩层走向可以平行、垂直或斜交，因而可分别形成走向节理（S）、倾向节理（d）或斜节理（Q)。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理2）节理对工程建设的影响节理破坏了岩体的完整性；节理为大气和水进入岩体内部提供了通道，也是地下水的良好通道，对水文地质意义重大；节理是矿液运移、沉积场所，对找矿有利；在挖方或采石中，节理的存在可以提高工作效率。有节理无节理问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造2、节理3）节理的调查与统计节理对工程岩体稳定和渗漏的影响程度取决于节理的成因、形态、数量、大小、连通以及充填等特征。因此，需要对节理的发育情况进行调查统计。测节理的产状与测岩层产状的方法相同。统计得到的数据可以表格形式表示，但更常用节理（裂隙）玫瑰花图来表示。每一花瓣愈长，表明该方位角内出现节理数目愈多；花瓣愈宽，说明节理方向的变化范围愈广。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层岩层受构造应力作用发生断裂，两侧岩层沿断裂面发生了移动或明显错位，这种断裂构造被称为断层。东非大裂谷美国加州马赛克峡谷正断层问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层(1)断层面：两侧岩块发生相对位移的断裂面（ABCDE）。其间岩石破碎,因而称破碎带。(2)断层线：断层面与地面的交线（AB）。(3)断盘：断层面两侧的岩块（1、2）。(4)断距：断层两盘沿断层面移动开的距离（AA’）。1）断层要素问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层按断层两盘相对位移方向，分为正断层、逆断层和平移断层2）断层的类型问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层2）断层的类型判断以下岩层的断层类型问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层根据断层的组合形式,可分为阶梯状构造、叠瓦状构造以及地垒和地堑。2）断层的类型阶梯状构造

叠瓦状构造问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层根据断层的组合形式,可分为阶梯状构造、叠瓦状构造以及地垒和地堑。2）断层的类型地垒——华山地堑——汾渭河谷叠瓦式构造

如图所示，为龙

门山断裂带。请

判断该断层的类

型。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层2）断层的类型问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层在自然界中，大部分断层由于后期遭受剥蚀破坏和覆盖，在地表上暴露得不清楚，因此需根据构造、地层等直接证据和地貌、水文等方面的间接证据，来判断断层的存在与否及断层类型。3）断层的野外识别问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（1）构造上的标志①擦痕、镜面和阶步问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（1）构造上的标志②地质体错断问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（1）构造上的标志③牵引褶皱牵引褶皱的弯曲方向指示本盘的位移方向问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（1）构造上的标志④断层角砾岩与断层泥断层角砾岩断层泥问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（2）地层上的标志在单斜岩层地区，沿岩层走向观察，若岩层突然中断，呈交错的不连续状态，或改变了地层的正常层序，使地层发生不对称的重复或缺失现象，往往说明有断层存在。重复缺失问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（3）地形地貌上的标志③④继续侵蚀，三角面消失，其前方常形成一系列的冲积、洪积扇。①断盘上升形成断层崖②在断层崖被侵蚀的过程中，完整的断层崖被分割成不连续的断层三角面。①②③④欧文斯谷断裂带问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层3）断层的野外识别（4）水文地质标志湖泊、洼地呈串珠状排列，往往意味着大断裂的存在。温泉和冷泉呈带状分布往往也是断层存在的标志。线状分布的小型侵入体也常反映断层的存在。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层（1）与桥基工程的关系：在确定桥位前,首要任务是勘察桥位可能穿越的地质情况,应尽可能地避开断层破碎带。若桥基岩体破碎,易风化渗水,受桥基和桥体荷载作用后会出现沉陷,或沿断层破裂面错动的方向,使桥墩发生滑移或倾斜。4）断层对工程建设的影响问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、断裂构造3、断层4）断层对工程建设的影响(2)与隧道工程的关系：在隧道勘测过程中,遇活动性