工程地质基础知识讲座

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1、工程地质基础知识讲座中铁西南科学研究院有限公司王石春研究员大纲一、绪言二、岩层及岩层产状三、褶皱构造四、断裂构造五、地质构造与工程关系六、地质图一、绪言土木工程，如铁路、公路、桥梁、隧道、城市地铁、房建等工程，都是修建在地表或地下的工程建筑，建筑物场地的地质环境和工程地质条件，与工程设计、施工和运营密切相关。无论工程总体布局，场地的选择（或线路选择），到具体工程的设计、参数的选取、施工方案的确定都必须查清和测试场地的工程地质，水文地质条件基础上进行。因此可以说工程地质是工程建设的重要基础。我们作为搞工程建设的专门人才，必须具备坚实的地质学的基础知识。俗语

2、说的好，有了牢固的基础，上层建筑才会稳固。当然作为有一定专业基础的新生力量的你们，进一步重视和掌握必要的地质基础理论和专业技能也是十分重要的。学地质的要学工程，要有明确的工程概念，学其他学科的人员，要有认识地质环境条件的必要基础，搞不清工程载体—岩土体的特性，是搞不好工程设计和施工的。二、岩层及岩层产状2.1岩层构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种叫变形、变位被保留下来的形态被称为地质构造。地质构成有三种主要类型：倾斜岩层、褶皱和断裂。岩层的空间分布状态称岩层产状。岩层按其产状分为水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。水平岩层指岩层角为0°的岩层。绝对水平的岩层很

3、少见，习惯上将倾角小于5°的岩层都称为平岩层，又称水平构造。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。在同一高程的不同地点，出露的是同一岩层。见图1（a）图1水平岩层与倾斜岩层倾斜岩层指岩层面与水平有一定夹角的岩层自然界绝大多数岩层倾斜而成的。见图1（b）.一般情况下，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

4、下‘老岩层在上’新岩层在下的产出状态时，称为倒转倾斜岩层见图2（a）岩层的正常与倒转主要依据化石确定，也可以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）或标准地质剖面确定。倾斜岩层按倾角a的大小又可分为缓倾岩层（a＜30°）陡倾岩层（30°和＜a＜60°）陡立岩层（a＞60°）。直立岩层指岩层倾角等于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。见图2（b）图2倒转岩层与直立岩层2.2岩层产状（一）产状要素确定岩层在空间分布的状态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

5、度进行描述，分别称为岩层的走向、倾向和倾角。见图3（a）图3岩层产状要素及真倾角与视倾角的关系走向指岩层面与水平面的交线所指的方向（和），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（）。该投影线是一条射线，被称为倾向线，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斜线之间的夹角，又称真倾角。如图3（b）中的α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，如图3（b）中的HD和HC。视倾斜线在水平面的投影线称视倾向线（分别为OD和O

6、C），视倾斜线与视倾向线之间的夹角称视倾角，如图3中的β角。视倾角小于真倾角。视倾角与真倾角的关系为tgβ=tgα·sinθ式中，θ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，一般在野外用地址罗盘仪在岩层面上直接测量和读取。产状要素的记录由地址罗盘仪测得的数据，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，将水平线划分为4个象限，以正南或正北方向为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方或

7、正南方向所夹得锐角记录下来。一般按走向、倾角、倾向的顺序记录。如N45°E∠30°SE表示该岩层产状走向N45°E，倾角30°，倾向SE。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，将走向线和倾向线与正北方向所向夹角度记录下来，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°。产状要素的图示在地质图上，产状要素用符号表示。例如，，长线表示走向线，短线表示倾向线，短线旁的数字表示倾角。当岩层倒转时，应画倒转岩层的产状符号，例如，，岩层产状符号应把走向线与倾向线交

8、点画在测点位置。三、褶皱构造3.1褶曲构造在构造运动作用下，岩层产