工程地质ch3地质构造.ppt

第三章 地壳运动与地质构造,第一节 概述构造运动（或造山运动、地壳运动）：由于地球内动力地质作用引起地壳的机械运动。形式：水平运动：地壳受水平引张或水平挤压作用，使岩层产生断裂或褶皱。升降运动：垂直于地表的运动，表现为地壳大面积的上升运动或下降运动。新构造运动：晚第三纪以来的构造运动现代构造运动：人类历史以来产生的新构造运动,构造运动的标志：水平运动的标志：地壳板块运动建筑物被错动河流、山脊等发生同步弯曲或错断构造变形升降运动的标志：河流阶地、海成阶地、夷平面、多层溶洞等沉积环境及沉积厚度等变化地层接触关系,全球构造运动活动带的空间分布：环太平洋带地中海印度尼西亚带大洋洋脊及大陆裂谷带,地质构造：地壳运动使岩体产生变形、变位，形成各种不同的构造形迹。如：断层、裂隙、褶皱等。地质构造的基本类型有：水平构造：地壳表层沉积的、受构造运动作用轻微的、层面近水平的构造。倾斜构造：构造运动使岩层面与水平面有一定夹角。如：单斜构造褶皱构造：当岩性比较软弱的层状岩体受到较强烈构造运动作用时，岩层便产生一系列连续弯曲变形形态。断裂构造：构造作用力超过岩体极限强度时，岩层便产生破裂或错动。褶皱和断裂构造使岩层产生弯曲、断裂和位移，破坏了岩体的完整性，使岩体透水性增强、风化作用加剧、岩石强度和岩体稳定性降低，使工程建设的工程地质条件复杂化。,一、褶皱构造的类型及其特征褶皱：是岩层受构造作用力后产生变形，形成的一系列连续完整的弯曲形态。是地壳上分布广泛、最常见的地质构造形态之一。水平挤压、垂直隆起作用力、剪切力都可能形成褶皱。,第二节 褶皱构造,1、褶皱构造的基本形态背斜：岩层向上弯曲，两侧岩层向外倾斜向斜：岩层向下弯曲，两侧岩层向内倾斜,未经风化剥蚀，背斜成山，向斜成谷风化剥蚀后，背斜成谷，向斜成山,2、褶皱要素,核褶皱构造的岩层遭受风化剥蚀后，出露在地表的地层的中心部分。翼核部两侧岩层对称出露的部分。轴面平分皱褶两翼的一个理想的面。轴轴面与水平面的交线。其延伸方向代表褶皱的延伸方向。枢纽轴面与岩层面的交线。是褶皱同一层面上弯曲最大的点的连线。,3、褶皱的形态分类,按轴面产状分类,直立褶皱 倾斜褶皱 倒转褶皱 平卧褶皱,按枢纽产状分类,水平褶皱(a，a)、倾伏褶皱(b，b),按延伸长度和宽度比值分类线状褶皱：长宽比大于10短轴褶皱：长宽比为3-10穹窿构造(a)：长宽比小于3，岩层向四周倾斜，剥蚀后平面上中部为老岩层盆地构造(b)：长宽比小于3，岩层向中心倾斜，剥蚀后平面上中部为新岩层,二、褶皱构造的野外识别,1、垂直岩层走向选择观察路线，发现地层呈对称重复出露分布时，有褶皱构造。2、根据岩层的新老组合关系判断褶皱构造的基本形态。若老岩层在中间、新岩层在两边对称重复出露分布则为背斜，反之为向斜。3、根据两翼岩层产状判断褶皱构造的形态类型（直立、倾斜、倒转）。,第三节 断裂构造,岩体受构造应力作用产生的破裂面称断裂构造。断裂构造主要分为：断层：发生明显位移，裂隙（节理）：无明显位移或只发生微量位移,一、断层的基本类型及特征,1、断层要素基本组成部分有：断层面、断层线、断盘、断距、断层带,2、断层的主要类型及其特征（1）按断层两盘的相对运动方向,正断层 逆断层 平移断层,逆断层组合形式迭瓦式构造,正断层组合形式,(2)断层按力学性质分类压性断层、张性断层、扭性断层、压扭性断层、张扭性断层(3)按断层走向与岩层走向关系分类走向断层、倾向断层、斜交断层(4)按断层走向与褶皱轴向关系分类纵断层：断层走向与褶皱一致；横断层：断层走向与褶皱轴向垂直；斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。,二、断层的野外识别1、地层的重复或缺失；2、岩层、岩脉或早期断层突然中断、错开，横断层使两侧褶皱核部宽度突变；3、断层带内特征。断层破碎带和两侧影响带碎块岩、压碎岩、断层角砾岩、片状岩、糜棱岩、断层泥等构造岩；4、断层面上特征。擦痕、阶步等，常用于判断断层运动方向及断层性质；5、断层的旁侧构造。牵引构造和伴生裂隙构造，可判断断层运动方向及断层性质；6、地形及水文地质特征。断层崖和断层三角面，河流的纵坡突变或山峰中断，地表水的流向和地下径流方向突然改变。,三、活动性断裂及其特点,活动性断裂：一般是指新生代第四纪以来有过活动的断裂构造。在岩土工程或地震工程中，活动性断裂时间限定在第四纪中更新世（15万70万年）；水利水电工程，则指晚更新世（1万15万年）以来有过活动的断裂。、活动性断裂的地震工程分类全新活动断裂：全新世（1万年来）、近期、将来。发震断裂：近期（近500年来）、未来100年内、5级及5级以上。非全新活动断裂：1万年以前曾活动过。地裂：分构造性地裂及重力性地裂。,、活动性断裂的主要标志直接标志：错断晚更新世以来地层；断层带中的构造岩或被错动的脉体绝对年龄测定在1015万年内采用仪器观测到沿断层有位移和地形变（0.1mm/a)；沿断层有历史和现代中强震震中分布，或有晚更新世以来的古地震遗迹，或密集分布而频繁的近期弱震活动；与已知活断层有共生或同生关系的断层间接标志：沿断裂带震中有规律分布或出现大面积的地裂缝。活动性断裂两侧地形地貌发生突变，断层两侧第四系厚度差异较大。地下水线状分布且泉水露头的数量及水量、水质发生变化，或地表水系作规律性变迁。两种不同地貌单元长距离直线相连或第四纪火山线状分布。人类修建的一些古建筑（如长城、古墓、古城堡）等被错断。参考标志：遥感图像上的异常形迹、物理模拟和数学模拟求出的活动性强烈的断层带,、活动性断裂对工程建筑的影响及评价活断层引发地震使建筑物遭受危害；活断层的水平或垂向位移使横跨断层的建筑物产生拉裂、变形、甚至破坏；活断层的变形有蠕动和错动，蠕动危害较小，强震引起的蠕动变形大，对建筑物的破坏大批；活断层是产生不良地质现象（滑坡、崩塌、泥石流）的重要控制因素；活断层发育地区可将工程建筑布置于“安全岛”。,四、裂隙的成因类型及特征,1、剪裂隙：受剪应力作用形成的破裂面，一般两组共轭出现。主要特征是：产状稳定，延伸较远；裂隙面平直光滑，通常切过岩层中的砾石、结核；裂隙面上有擦痕、镜面等剪切滑动痕迹；一般呈闭合状；裂隙发育密集。,2、张裂隙：受引张应力作用而形成。主要特征是：产状不稳定，延伸不远；裂隙面弯曲粗糙，通常绕过岩层中的砾石、结核；裂隙面上无擦痕、镜面等剪切滑动痕迹；张开度大，且常被岩脉冲填；间距较大，是良好的地下水渗漏通道。,按成因可将裂隙分为：原生裂隙、构造裂隙、次生裂隙,构造裂隙按力学成因分为：,一、地质图的分类与规格,地质图：根据野外勘察的资料，将各种地质现象和地质条件反映在一定比例尺的地形图上的图件、地质图的分类(1)地质平面图。(2)工程地质剖面图：反映建筑物轴线或某一方向深部地质条件(3)综合地层柱状图：地层的时代、厚度、地层之间的接触关系、岩性特征等内容。2、地质图的要求地质图首先应有图名、图例、比例尺、方向或地理位置及名框等。地质图图例的编制应遵循自上而下或由左而右，地层从新到老排列的原则。比例尺的大小应根据研究阶段采用相应的比例尺。,第四节工程地质图件的阅读与分析方法,二、地质图的阅读和分析方法,、地质图的阅读步骤（1）看图名（2）看比例尺（3）阅读图例（4）地形和地貌（5）地层的分布、产状（6）地质构造的类型和分布（7）物理地质现象的规模、分布等内容（8）了解本区的地质发育历史，评价建筑场地的工程地质条件,