第三章地质构造及其对工程的影响

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1、第三章地质构造及其对工程的影响主要内容§3.1水平构造、单斜构造与岩层产状§3.2褶皱构造及与工程的关系§3.3断裂构造及与工程的关系§3.4不整合及与工程的关系§3.5地质图的阅读与分析§3.1水平构造、单斜构造与岩层产状地质构造：是构造变动在岩层或岩体中遗留下来的各种构造形迹。构造变动或构造形迹是地质构造的主要研究内容。地质构造的基本类型有：水平构造、单斜构造、褶皱皱构造和断裂构造。1.水平构造岩层产状近于水平(一般倾角小于5°)的构造称为水平构造。水平构造出现在构造运动较为轻微的地区或大范围均匀抬升或下降的地区，一般都在平原、高原或盆地中部，其岩层

2、未见明显变形。水平构造中较新的岩层总是位于较老岩层之上。当岩层受切割时，老岩层出露在河谷低洼处，较新岩层出露在较高的地方。不同地点在同一高程上，出露的是同一岩层。2.单斜构造单斜构造：是由于地壳运动使原始水平的岩层产状发生变动，岩层向同一个方向倾斜。单斜构造常是褶皱的一翼、断层的一盘或者是区域内的不均匀上升或下降所形成的。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，使岩层倾角近于90°时，称为直立岩层。当岩层底面在上、顶面在下、老岩层在上、新岩层在下的产出状态时，称为倒转岩层。岩层的

3、正常和倒转主要依据化石来确定，也可以根据岩层层面特征以及沉积岩岩性和构造特征来确定。直立岩层直立岩层倾斜岩层按倾角α的大小又可分为缓倾岩层(α＜30°)、陡倾岩层(30°＜α＜60°)和陡立岩层(α＞60°)。3.岩层产状（岩层在空间的位置）倾斜岩层的产状要素一般是指倾斜岩层的走向、倾向和倾角。走向倾向线与其水平面上的投影线之间的夹角称为倾斜岩层的倾角。倾斜岩层层面与水平面的相交线被称为倾斜岩层的走向线，走向线的方向称为岩层的走向。同一岩层走向有两个值，数值相差180度，如走向北东30度，即南西210度。倾向与走向线垂直，沿岩层倾斜面向下所引的直线称为倾

4、向线，也称最大倾斜线；倾向线在水平面的投影所指的方向称为倾斜岩层的倾向。倾向与走向相差90度。倾角岩层产状的测量方法将罗盘仪的短边紧据岩层层面，罗盘北端则指向岩层倾斜方向，调整罗盘位置使水准气泡居中，待磁针静止，读指北针所指的方位角度数为所测之倾向方位将罗盘仪竖放在层面上，使其长边与走向线垂直旋钮．待测角水泡居中，倾角指示器所指的度数即为岩层的倾角产状要素的表示方法用罗盘测量，如果测量出某一岩层走向为310°，倾向为220°，倾角35°，则记录为220°∠35°。在地质图或平面图上标注产状要素时，需用符号和倾角表示，岩层的产状可用符号“┢”表示，长线表示

5、岩层的走向，与长线垂直的短线表示岩层的倾向(长短线所示的均为实测方位)，数字表示岩层的倾角。§3.2褶皱构造及与工程的关系组成地壳的岩层，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，称为褶皱构造。褶皱构造是岩层产生的塑性变形，是地壳表层广泛发育的基本构造之一。沉积岩层中最为明显，在块状岩体中则很难见到。研究褶皱的产状、形态、类型、成因及分布特点，对于查明区域地质构造和工程地质条件，具有重要意义。褶皱的力学成因1.褶曲褶皱构造中岩石的一个弯曲(一个完整的波形)，称为褶曲。褶曲是褶皱构造的组成单位，每一个褶曲都有核部、翼、轴面、轴及

6、枢纽等几个部分组成，一般称为褶曲要素。核部：褶曲的中心部分。通常把位于褶曲中央最内部的一个岩层称为褶曲的核部。翼：位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分，称为褶曲的翼。轴面：从褶曲顶平分两翼的面，称为褶曲的轴面。轴面在客观上并不存在，而是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面。轴：轴面与水平面的交线称褶皱要素ABC所包围的内部岩层—核；ABH、CBH—翼；DEFH—轴面；DH—轴；BH—枢纽为褶曲的轴。轴的方位，表示褶曲的方位。轴的长度表示褶曲延伸的规模。枢纽轴面与褶曲同一岩层层面的交线。即褶皱的同一岩层面上各最大弯曲点的连线。枢纽可以反映褶曲在延伸方向产

7、状的变化情况。2.褶曲的类型美国加里福利亚州的褶皱褶曲的基本形态是背斜和向斜。背斜：形态上是岩层向上拱起的弯曲，两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜。背斜核部出露的岩层时代相对较老，而两翼时代相对较新。向斜：形态上是岩层向下凹的弯曲，两翼岩层向核部倾斜。向斜核部岩层时代较新，向两翼依次出露较老岩层。3.褶曲的形态分类（1）根据褶曲轴面的产状分为以下几种：直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲。直立褶曲：轴面近直立，两翼倾向相反，倾角近相等倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不相等倒转褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相同，其中一翼地层倒转平卧褶曲：轴面近水平，其中一翼

8、地层倒转直立褶曲或倾斜褶曲：褶皱不太强烈和受力性质比较简单倒转褶曲或平卧褶曲：褶