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1、会计学1土木地质第土木地质第2章章2一、节理一、节理张性节理：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。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。构构造造节节理理扭（剪）性节理：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”X”形，将岩体切割成菱形块体。扭性节理常出现在褶曲
2、的翼部和断层附近。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。第三节第三节 断裂构造断裂构造 第1页/共32页32 2）非构造节理：）非构造节理：由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的节理。由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的节理。主要包括：主要包括：原生节理原生节理、风化节理、卸荷节理等风化节理、卸荷节理等。一、节理一、节理第三节第三节 断裂构造断裂构造 (2)按与岩层产状关系分类（3）按张开程度分类 第2页/共32页4 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
3、降低。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。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。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 2、节理的工程地质评价、节理的
4、工程地质评价一、节理一、节理第三节第三节 断裂构造断裂构造 第3页/共32页5一、节理一、节理第三节第三节 断裂构造断裂构造 （1 1 1 1）节理调查内容）节理调查内容）节理调查内容）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 3、节理调查统计和表示方法、节理调查统计和表示方法第4页/共32页6（2 2 2 2）调查成果的表示方法：）调查成果的表示方法：）调查成果的表示方法：）调查成果的表示方法：节理野外测量记录表、节理节理野外测量记录表、节理节理野
5、外测量记录表、节理节理野外测量记录表、节理 玫瑰图。玫瑰图。玫瑰图。玫瑰图。节理走向玫瑰图：节理走向玫瑰图：节理走向玫瑰图：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5 50 0或或10100 0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。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
6、得节理走向玫瑰图。节理倾向玫瑰图：节理倾向玫瑰图：节理倾向玫瑰图：节理倾向玫瑰图：绘制方法同前。绘制方法同前。一、节理一、节理第三节第三节 断裂构造断裂构造 第5页/共32页7一、节理一、节理第三节第三节 断裂构造断裂构造 第6页/共32页8二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第7页/共32页9二、二、断层断层断层：岩体受力断裂后两侧岩块发生显著位移的断裂构造。断层：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。断层面和破碎带、断层线、上盘和下盘、断距。1、断层要素、断层要素断层的定义及其组成要素断层的定义及其组成要素第三节第三节 断裂构造
7、断裂构造 断层断层 第8页/共32页10发生相对位移的两侧岩块断裂面。发生相对位移的两侧岩块断裂面。发生相对位移的两侧岩块断裂面。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。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。指断层面两侧发生相对位移的岩块。位于断层面上部的
8、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。断层两盘沿断层面相对移动开的距离。断断断断 距距距距断层盘断层盘断层盘断层盘断层线断层线断层线断层线断层面断层面断层面断层面断断断断层层层层的的的的要要要要素素素素二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第9页/共32页112 2、断层基本形态与特征、断层基本形态与特征 指上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。指上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。正断层一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用，正断层一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用，正断层一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用，正断层一般是由于岩体受到水平张应力及
9、重力作用，使上盘沿断层面向下错动而成。使上盘沿断层面向下错动而成。上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压作用逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压作用逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压作用逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压作用，使上盘沿断层面向上错动而成。使上盘沿断层面向上错动而成。正正 断断 层层逆逆 断断 层层二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 (1)(1)基本类型基本类型基本类型基本类型 第10页/共32页12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
10、大，断层面近于直立，断层线平直。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。平推断层平推断层二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第11页/共32页13二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 (2)(2)按断层面产状与岩层产状的关系断层面产状与岩层产状的关系断层面产状与岩层产状的关系断层面产状与岩层产状的关系分类：(3)(3)按断层面产状与褶曲轴线走向关系断层面产状与褶曲轴线走向关系断层面产状与褶曲轴线走向关系断层面产状与褶曲轴线走向关系分类：(4)(4)按力学性质力学性质力学性质力学性质分类：第12页/共32页14美国
11、圣安的列斯断层的航空照片美国圣安的列斯断层的航空照片第13页/共32页153 3、断层的组合形式、断层的组合形式 受区域性或地区性地应力场的控制，断层常与相关构造相伴生。并以一定的排列方式组合在一起，形成不同形式的断层带。受区域性或地区性地应力场的控制，断层常与相关构造相伴生。并以一定的排列方式组合在一起，形成不同形式的断层带。如阶状断层、地堑、地垒和迭瓦式构造等。如阶状断层、地堑、地垒和迭瓦式构造等。阶状断层阶状断层二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第14页/共32页164 4、断层的工程地质评价、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
12、生崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。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。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。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。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。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。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 1）路线布局：）路线布
13、局：）路线布局：）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。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。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。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、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第15页/共32页17（2 2 2 2）大桥桥位：）大桥桥位：）大桥桥位：）大桥桥位：注意查明桥基部
14、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。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。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。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 3 3 3）隧道位置：）隧道位置：）隧道位置：）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。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。当
15、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。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、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 4 4、断层的工程地质评价、断层的工程地质评价第16页/共32页18二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 存在标志 第17页/共32页19二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 断层性质：寻求两盘运动方向，并据此确定断层性质。步步骤骤 符号符号 第18页/共32页20a a断层崖剥蚀成冲沟；断层崖剥蚀成冲沟；b b
16、冲沟扩大形成三角面；冲沟扩大形成三角面；c c继续侵蚀，三角面消失。继续侵蚀，三角面消失。5 5、断层的野外识别、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伴生构造伴生构造伴生构造、地貌现象地貌现象地貌现象地貌现象等标志来识别断层。等标志来识别断层。（1 1 1 1）地貌特征：）地貌特征：）地貌特征：）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。当断层断距较
17、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断层三角面形成示意图二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第19页/共32页21断层的野外识别断层的野外识别（2 2 2 2）地层特征：）地层特征：）地层特征：）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。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 3 3 3）断层伴生构造现象：）断层伴生构造
18、现象：）断层伴生构造现象：）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。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：常见断层伴生构造有：常见断层伴生构造有：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。岩层牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕等。岩层牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕等。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。断层伴生构造现象是野外识别断层存在的可靠标志。断层伴生构造现象是野外识别断层存在的可靠标志。断层伴生构造现象是野外识别断层存在的可靠标志
19、。二、二、断层断层第三节第三节 断裂构造断裂构造 第20页/共32页22第21页/共32页23补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究1 1 1 1、概念、概念、概念、概念活断层：活断层：活断层：活断层：指现在正在活动或在最近时期（全新世，指现在正在活动或在最近时期（全新世，指现在正在活动或在最近时期（全新世，指现在正在活动或在最近时期（全新世，1 1 1 1万年）发生过活动的断层。万年）发生过活动的断层。万年）发生过活动的断层。万年）发生过活动的断层。活断层对工程建设地区稳定性影响大，是区域稳定性评价的核心。活断层对工程建设地区稳定性影响大，是区域稳定性评价的核心。活断层
20、对工程建设地区稳定性影响大，是区域稳定性评价的核心。活断层对工程建设地区稳定性影响大，是区域稳定性评价的核心。活断层造成工程危害的主要形式：活断层造成工程危害的主要形式：活断层造成工程危害的主要形式：活断层造成工程危害的主要形式：断层蠕动断层蠕动断层蠕动断层蠕动、错动错动错动错动和和和和地震地震地震地震。第22页/共32页242 2、活断层的特性、活断层的特性、活断层的特性、活断层的特性（1 1）活动方式）活动方式）活动方式）活动方式 蠕滑：蠕滑：蠕滑：蠕滑：连续滑动过程，应力降较小，无大地震伴随。连续滑动过程，应力降较小，无大地震伴随。粘滑：粘滑：粘滑：粘滑：断层发生快速错动，错动前断层呈锁
21、闭状态，无断层发生快速错动，错动前断层呈锁闭状态，无 明显位移发生。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。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补充讲解：活断层的工程地质研究第23页/共32页25补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究（2 2 2 2）规模及活动速率）规模及活动速率）规
22、模及活动速率）规模及活动速率 规模：规模：断层长度和切割深度，它反映断层能量和破坏断层长度和切割深度，它反映断层能量和破坏 力大小。力大小。活动速率：活动速率：断层活动性强弱的重要标志。一般为每年断层活动性强弱的重要标志。一般为每年 不足不足1 1毫米至几毫米，最强为几十毫米。毫米至几毫米，最强为几十毫米。（3 3 3 3）重复活动周期）重复活动周期）重复活动周期）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。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。第24页/共32页26补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究vv重复活动周期的确定方法：
23、重复活动周期的确定方法：重复活动周期的确定方法：重复活动周期的确定方法：古地震法：古地震法：根据断层多次古地震事件及其年代数据确定。根据断层多次古地震事件及其年代数据确定。位移量法：位移量法：分析断层位移量与地震重复的关系，确定地震重复周期。分析断层位移量与地震重复的关系，确定地震重复周期。vvWalleceWalleceWalleceWallece法：法：法：法：R=D/SR=D/S 其中：其中：RR大震周期（大震周期（a a）；）；DD由一次大地震引起的位移量（由一次大地震引起的位移量（mmmm）；）；SS年平均位移量（年平均位移量（mm/amm/a）第25页/共32页273 3 3 3、
24、活断层的标志、活断层的标志、活断层的标志、活断层的标志（1 1 1 1）地质标志）地质标志）地质标志）地质标志 岩层接触关系岩层接触关系、断层沉积物断层沉积物、断层崖断层崖、断层张节理断层张节理、断层填充堆积物断层填充堆积物等。等。可通过测定沉积物或堆积物年龄以及开挖探槽等确定地震断层活动年代。可通过测定沉积物或堆积物年龄以及开挖探槽等确定地震断层活动年代。（2 2 2 2）地貌标志）地貌标志）地貌标志）地貌标志 通过通过河流纵比降河流纵比降（河流纵断面任意两点间的高差与水平距离之比）、（河流纵断面任意两点间的高差与水平距离之比）、河漫滩与平水期之高差河漫滩与平水期之高差判定地壳上升或下降。判
25、定地壳上升或下降。补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究第26页/共32页28（3 3 3 3）地壳形变测量、地球物理和地球化学标志）地壳形变测量、地球物理和地球化学标志）地壳形变测量、地球物理和地球化学标志）地壳形变测量、地球物理和地球化学标志 地震波法：地震波法：探地雷达、人工地震等探地雷达、人工地震等 地球化学：地球化学：测量断层带气体（氡气、氦气等）的含量测量断层带气体（氡气、氦气等）的含量。如活动断层氡气含量可达。如活动断层氡气含量可达270002700030000ppm30000ppm，正常含量仅为，正常含量仅为0.5ppm0.5ppm。补充讲解：活断层的工程
26、地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究第27页/共32页29补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究4 4 4 4、活断层评价、活断层评价、活断层评价、活断层评价（1 1 1 1）活断裂分类）活断裂分类）活断裂分类）活断裂分类 区域优势活动断裂：区域优势活动断裂：常以发震形式影响工程场地稳常以发震形式影响工程场地稳 定性的断裂。定性的断裂。场区优势活动断裂：场区优势活动断裂：常以错动和蠕动影响场地稳定常以错动和蠕动影响场地稳定 性的断裂。性的断裂。第28页/共32页30补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究（2 2 2 2）评价内容）评价内容）评价内容
27、）评价内容 工程场地及其附近活动断层存在的可能性；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；活动断层的规模、产状特征；断层活动特征：断层活动特征：活动时代、活动性质（粘滑、蠕滑）、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；活动方式（走滑、倾滑）、活动速率等；断层地震危险性：断层地震危险性：最大震级及复发周期等。最大震级及复发周期等。（3 3 3 3）地震振动破坏特征）地震振动破坏特征）地震振动破坏特征）地震振动破坏特征 影响地震振动破坏的因素：影响地震振动破坏的因素：地震强度地震强度、场地条件场地条件、建筑物抗震性能建筑物抗震性能。其中工程地质
28、研究的重点是场地条件。其中工程地质研究的重点是场地条件。第29页/共32页31vv场地条件对地震烈度的影响：场地条件对地震烈度的影响：场地条件对地震烈度的影响：场地条件对地震烈度的影响：地质构造条件：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。地块优于褶皱带，老褶皱优于新褶皱，隆起区优于凹陷区。地基特性：地基特性：岩石优于土层，硬土优于软土。岩石优于土层，硬土优于软土。卓越周期：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。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，
29、破坏最严重。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：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究第30页/共32页32砂基液化：砂基液化：饱和松散粉细砂最易产生液化现象；饱和松散粉细砂最易产生液化现象；孤立突出的地形使震害加剧，低洼沟谷使震害减弱；孤立突出的地形使震害加剧，低洼沟谷使震害减弱；地下埋藏愈浅，地震烈度增加愈大。地下埋藏愈浅，地震烈度增加愈大。（4 4 4 4）防范措施）防范措施）防范措施）防范措施 一般工程措施难以防御地震产生的破坏，因此，一般工程措施难以防御地震产生的破坏，因此，防范措施主要为远离活动断层、绝对禁止跨越活动断层。工程布局应垂直活动断层并离开一段距离。防范措施主要为远离活动断层、绝对禁止跨越活动断层。工程布局应垂直活动断层并离开一段距离。补充讲解：活断层的工程地质研究补充讲解：活断层的工程地质研究第31页/共32页