第3章--地质构造及其对工程的影响.
工程地质 第3章 地质构造及其对工程的影响3.1-3.5
3.2.1.2倾斜岩层
根据上述表现规则（“V”字形法则 ），在阅读地质图时则可反演推断 岩层空间展布与地面斜坡的组合关 系（岩层倾向与地面坡向关系）
“弯反则相同” “弯同曲大也相同” “弯同曲小则不同”
如右图所示，K及T岩层分界面的露 头线与地形等高线呈相同方向弯曲 ，且露头线的弯曲度小于等高线的 弯曲度，根据“弯同曲小则不同” ，则可以推断岩层倾向与地面坡向 相反。
3.4.2.4断层的工程地质评价
破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶 发育。
降低地基岩体强度 造成地基及场地稳定性问题 地基变形影响 施工中的问题坍塌和涌水 断层地震
3.5 识读地质图
地质图
是将自然界的各种地质现象，如地层、地质构造等，用规 定的符号，按一定的比例缩小并投影绘制在平面上的一种 图件。
3.3.4褶皱构造对工程的影响
褶皱翼部的工程地质评价
单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题
岩层产状与坡向的关系 (1)反向坡（逆向坡） (2)顺向坡
倾角小于坡角 倾角大于坡角
稳定
不稳定
稳定
3.3.4褶皱构造对工程的影响
褶曲不同部位对工程的影响
3.3.4褶皱构造对工程的影响
隧道垂直穿过褶皱地层走向时
裂隙玫瑰图
（a）裂隙走向玫瑰图；（b）裂隙倾向玫瑰图
3.4.1.4裂隙的工程地质评价
岩层中裂隙，有利开挖，但岩体的强度和稳定性都有不利的影 响。
裂隙发育方向的评价：找出裂隙发育的主要方向； 裂隙发育程度的评价：定量指标主要是裂隙间距、裂隙密
度、裂隙率及完整系数等； 裂隙性质的评价：性质包括裂隙的延伸长度、贯通情况、
河北工程大学土木工程学院工程地质第三章地质构造及其对工程的影响
3 2
1
岩层层面
褶皱部位选线
（四）断裂构造
1.定义：构成地壳的岩石受地应力作用后变形，当变形达到 一定程度，岩石的连续性和完整性遭到破坏，产生各种 大小不同的错断裂缝，称为断裂构造。
裂隙(节理)：岩层沿断裂面没有明显的位移，称为裂 2. 隙或节理； 类 型 断层：岩层沿破裂面（一个或一组）两侧发生了明显位移
平行不整合 不整合面上、下地层产状基本一致，地质 年代有缺失，新地层之下常有底砾岩；说明老地层沉积 后有明显的均衡抬升，遭受剥蚀后又均衡下降，接受新 的地层沉积。
角度不整合 不整合面上、下地层产状不一致，有缺失， 新地层之下常有底砾岩；说明老地层形成后构造运动强 烈，形成断层、褶皱等构造，长期遭受外力剥蚀，而后 下降接受新的地层沉积
世期 统阶
岩石地层单位：具有明显的岩石类型和可识别的物理界线的 岩石体
岩石地层单位
群
组段
二、地质年代的表示方法
相对地质年代：由该岩石地层单位与相邻已知岩石地 层单位的相对层位关系来决定。只知先后，不知具体 的时间。
绝对地质年代：由该岩石地层单位距今多少年以前来 表示，通过地层中所含放射性元素的衰变测定。
水平岩层 倾角=0° 倾向 —
走向 ∞
直立岩层 倾角=90° 倾向 — 走向 α°
五、地质构造类型 （一）水平构造
沉积岩在形成的原始产状大多都是水平的，先沉积的老
岩层在下，后沉积的新岩层在上； 地质构造中所讲的水平
构造是经构造运动轻微的地区，岩层遭受构造应力作用，但
变形、变位不大，倾角小于5度这一部分倾斜的构造。
规
模
逆掩断层——倾角介于25 ° ～45°
很 大
的
碾掩断层——倾角小于25 °
《工程地质学》孔宪立_石振明工程地质复习
第二章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的圈层构造。
矿物的概念，结晶质的基本特点。
便于肉眼鉴别矿物的主要物理性质。
常见的造岩矿物岩浆岩的成因岩浆岩的分类，岩浆岩的产状，岩浆岩的结构和构造常见的岩浆岩沉积岩的成因沉积岩的物质成分，沉积岩的结构和构造常见的沉积岩变质岩的成因，变质作用的因素变质岩的矿物特征，变质岩的结构和构造常见的变质岩地质年代的概念（绝对、相对）岩层相对地质年代的确定方法第四纪的主要地质特征第三章地质构造及其对工程的影响地壳运动（性质和方向），板块运动的基本概念水平构造和单斜构造、岩层产状的概念。
褶皱构造的成因，摺曲的类型节理（裂隙）的成因和类型断层要素、断层的主要类型、断层的组合形式整合与不整合的概念，不整合的类型地质图的阅读与分析影响岩石工程性质的主要因素岩体的概念，岩体的结构面第四章土的工程性质与分类土的粒度成分、粒度分析方法土的矿物成分及性质，土的三相比例指标的概念无粘性土紧密状态指标，粘性土的物理特征土的成因类型特征特殊土（软土、黄土、红粘土、膨胀土、冻土）的主要工程地质性质第五章地下水地下水与含水层的概念岩土的水理性质地下水类型及其主要特征地下水对建筑工程的主要影响作用流沙和潜蚀产生的机理第六章不良地质现象的工程地质问题风化作用的类型风化带的意义流水的侵蚀作用河谷的类型及河流接地滑坡的形态特征影响滑坡的主要因素滑坡的主要治理措施泥石流的形成条件、防治措施岩溶的形成条件。
地震的基本概念，分布特征、成因。
地震波及其传播地震震级、烈度地震效应（地震力、地面破坏、地基液化）地基承载力的实质地基液化对地基稳定性的影响。
完整版第3章地质构造及对工程影响
第 3 章地质结构及对工程的影响地壳运动：指因为地球内动力而惹起的地壳变形和变位。
包含：起落运动：指垂直地表的运动（沿地球半径方向的上涨或降落运动）。
水平运动：指平行于地表的运动（沿地球切线方向或沿水平方向的结构运动）。
地壳运动的结果：致使地壳岩石产生变形和变位，并形成各样地质结构( 结构改动在岩层和岩体中遗留下来的各样结构踪迹）。
第一节水平结构和单斜结构一、观点堆积岩层形成时的原始产出状态 ( 即产状 ) 大部分是水平或近于水平。
假如经受地壳运动（垂直抬升）的影响，改变了原始形成时的地点，但仍保持水平产状的一套水平岩层构成的结构，称为水平结构。
岩层受结构运动的影响，不单改变了岩层形成时的地点，并且改变了原有的水平状态，使岩层面向同一方向倾斜，并与水平面拥有必定的交角，便形成了单斜结构。
常常是构成其余结构 ( 褶曲一翼，断层一盘等 ) 的一部分。
二、岩层产状岩层的产状常用岩层的走向、偏向、倾角来确立，这三者称为产状因素。
在野外产状因素直接用地质罗盘进行丈量。
走向岩层面与水平面的交线，称走向线走向线两头所指的方向称走向产偏向垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称状要倾斜线。
其在水平面上的投影线所指方向，称素为偏向倾角倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角第二章褶皱结构褶皱指构成地壳的岩层，受结构应力的激烈作用，使岩层形成一系列波状曲折而未丧失其连续性的结构。
岩层的连续性整性末遇到损坏，是岩石塑性变形的表现。
褶皱结构的基本种类一、褶曲：褶皱结构中的一个曲折核：褶皱中心部分的地层褶翼：核部双侧对称出露的地层曲的轴面：指大概均分褶皱的一个设想面要素轴线：轴面与地面的交线枢纽：轴面与层面的交线枢纽在空间上的产出状态：枢纽水平、枢纽倾斜二、褶曲的种类1、褶曲的基本形态是背斜和向斜。
背斜指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时代老，外侧岩层时代新的褶皱。
向斜指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时代新，外侧岩层时代老的褶皱。
工程地质第三章[2]
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补充讲解：活断层的工程地质研究
④砂基液化：饱和松散粉细砂最易产生液化现象； ⑤孤立突出的地形使震害加剧，低洼沟谷使震害减弱； ⑥地下埋藏愈浅，地震烈度增加愈大。 （4）防范措施 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。
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第3章 地质构造及其对工程的影响
3.3.2 断层
（2）大桥桥位：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）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。
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第3章 地质构造及其对工程的影响
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。
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阶状断层
第3章 地质构造及其对工程的影响
3.3.2 断层
4、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。 （1）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。
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第3章 地质构造及其对工程的影响
3.3 断裂构造
3.3.1 裂隙
裂隙：存在于岩体中的裂缝，岩体受力断裂后两侧岩 块没有显著位移的小型断裂构造，也称为节理。 1、裂隙的类型 裂隙按成因可分为：构造裂隙和非构造裂隙。 （1）构造裂隙：岩体受地应力作用随岩体变形而产生的 裂隙。按力学性质的不同，构造裂隙可分如下两种：
第三讲岩石的性质解析
第三章 地质构造及其对工程的影响
岩石的抗冻性
抗冻系数(Cf) 岩石的抗冻性指岩石抵抗冰冻的能力，用岩石的抗冻 系数(Cf)来表示：
c cf σc: 岩石冻融试验前的抗压强度, kPa; Cf c σcf: 冻融化试验后的抗压强度,kPa
第三章 地质构造及其对工程的影响
2、水理性质
岩石的吸水性
吸水率(ωa) 岩石的吸水率(ωa)是指岩石在通常大气压下吸入水 的重量与同体积干燥岩石重量的比，用百分数表示： g0 g s a 100% g0: 烘干岩样浸水48h后的湿重, k g; gs gs: 岩石烘干后的重量,k g 岩石的吸水率的大小，取决于岩石孔隙度的大 小、孔隙张开程度等。吸水率大，水对岩石颗粒间 结合物的浸湿、软化作用就强，岩石强度和稳定性 受水作用的影响也就越显著。
第三章 地质构造及其对工程的影响
岩石的软化性
软化系数(KR) 岩石的软化性指岩石在水的作用下，强度和稳定性降 低的性质，用岩石的软化系数(KR)来表示，即岩石饱水状 态的抗压强度与岩石风干后抗压强度之比，用小数表示：
w σw: 岩石饱水状态的抗压强度, kPa; KR d σd: 岩石风干后的抗压强度,kPa
岩石变形的指标：
弹性模量(E) 应力与弹性应变的比值，即 E=/ee 。弹性模量越大， 变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越强。 变形模量(E0) 应力与总应变的比值，即 E0=/(ee+ ep)。变形模量越 大，总变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越强。 泊松比(µ )
单轴压缩下岩石横向应变与纵向应变的比值，即： µ e 横/e纵。岩石的泊松比一般在0.2-0.4之间。
第三章 地质构造及其对工程的影响PPT课件
水利 工程 若断层出现在库区
应论证其对库岸稳定的影响 应论证其引发库区渗漏的可能性
断层的存在易于诱发地震，应加强相关的论证
正断层 —— 良好的地下水储集构造
水文地质意义
逆断层 —— 良好精的选地课件下水阻水构造
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断层的野外识别
在野外可以根据与断层构造有关的伴生构造、地貌现象等标志来识别断层：
（1）地貌特征：当断层（张性断裂或压性断裂）的断距较大时，上升盘的前 缘可能形成陡峭的断层崖，如经剥蚀，则会形成断层三角面地形，如图；断层 破碎带岩石破碎，易于侵蚀下切，可能形成沟谷或峡谷地形；此外，如山脊错 断、错开，河谷跌水瀑布，河谷方向发生突然转折等，都可能是断裂错动在地 貌上的反映。
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（2）地层特征：如岩层发生重复或缺失，岩脉被错断，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地层方面的特征 ，则可能存在断层。
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（3）伴生构造现象：指是断层在发生、发展过程中遗留下来的形 迹，常见的有岩层牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦 痕等。
断层擦痕与阶步
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褶皱的工程地质评价
一般特征：岩层变形强烈, 岩体较破碎, 透水性强, 水工建筑应尽量避开
背斜核部：发育向上发散的断块 向斜核部：发育向下发散的断块 核部 核部进行洞室施工时应注意洞顶围岩的稳定问题（尤其是向斜核部）
洞室布置时洞室的轴线最好大角度与褶皱轴线相交
向斜应注意两侧边坡的稳定性 道路选线经过褶皱垭口时
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评价方法：
发育程度的表示： 裂隙率：岩石中裂隙的面积与岩石总面
积的百分比。 裂隙频率：在长度上，每米通过的裂隙
构造对煤矿安全生产的影响安全生产
构造对煤矿安全生产的影响1、不良地质构造对工程的影响？(举例说明)普通而言，地质灾害最主要的形式包括泥石流、山体滑坡和塌方等。
以下对这三种地质灾害分别予以分析。
(1)泥石流灾害泥石流是山区沟谷或者斜坡上由暴雨、冰雪消融等引起的含有大量泥沙、石块、巨石的特殊洪流。
泥石流常与山洪相伴，其来势凶猛，在很短期里，大量泥石横冲直撞，冲出沟外，并在沟口堆积起来。
泥石流是山区沟谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激发的，含有大量的泥沙、石块的特殊洪流。
其特征是蓦地暴发，浑浊的流体沿着陡峻的山沟前推后拥，奔腾咆哮而下，地面为之震动、山谷宛如雷鸣。
在很短期内将大量泥沙、石块冲出沟外，在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积，往往给人类生命财产造成重大危害。
其发生往往是蓦地性的，发生时让人措手不及，浮现混乱的局面，盲目地逃生可能导致更大的伤亡。
泥石流的形成，其自然因素与地质构造和降雨有密切的关系。
在地势陡峭、泥沙和石块等堆积物较多的沟谷，每遇暴雨或者长期的连续降雨，就容易形成泥石流。
从人为因素来看，主要由于不合理的开辟，如滥砍乱伐林木，山坡失去植被保护；修筑公路、铁路、水渠等工程时，破坏了山坡表层，不合理的采石、开矿、破坏了地层结构等，都会导致人为泥石流的发生。
2、地质构造对煤矿安全生产有什么影响有，地质构造不稳定会浮现坍塌、突出等等，会导致事故发生……3、断裂构造对煤层的影响有哪些1、断层上下盘错位，煤层中浮现岩层或者煤层消失2、可能浮现水、瓦斯会萃4、几种地质构造对煤矿生产的影响及处理方法?正断层、逆断层、平判断层，在掘进巷道时正断层和逆断层普通就要调整巷道方位，通常正断层普通是煤层在顶板里面，逆断层煤层普通在底板里面，平判断层不要调整巷道方位。
要分析断层，首先找到断层面根据断层的走向，倾角来判断是正断层或者是逆断层。
普通而言煤矿的次生断层都和一条大断层有关系的，如果大断层是逆断层，那末次生断层也就是逆断层。
5、不良地质构造对工程有哪些影响？(1)泥石流灾害泥石流是山区沟谷或者斜坡上由暴雨、冰雪消融等引起的含有大量泥沙、石块、巨石的特殊洪流。
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一、岩石的工程地质性质
1 .岩石工程性质的常用指标 物理性质( ) 重度（密度）( )：岩石单位体积的重量（质量）。
有干重度、饱和重度和浮重度之分. 比重(相对密度)( )：固体岩石的重量（质量）与同
体积水在4℃时重量（质量）的比值。 孔隙度( )：岩石中孔隙的体积与岩石总体积的比值。
水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性质
裂隙(节理)
断裂构造的力学机制
断裂构造的形成
断裂构造的分类
节理（裂隙）
原生节理
构造节理
剪节理 张节理
次生节理
断层
正断层 逆断层 平移断层
一、裂隙():
也称节理(),是未发生明显位移的断裂. 原生裂隙:岩石在成岩过程中形成的裂隙. 次生裂隙:岩体由于受风化、卸荷、地下水等次生
作用而产生的裂隙. 构造裂隙:由于地壳构造运动而形成的裂隙.
第三章 地质构造及其 对工程的影响
§3.1 水平构造与单斜构造
水平构造与单斜构造
水平构造
单斜构造
水平岩层
倾斜岩层
岩层产状
三要素 走向()：岩层面和任一假想水
平面交线的延伸方向。 倾向()：岩层的倾斜方向。与
走向线垂直。只有一个. 倾角( )：岩层层面与水平面的
最大锐角。
走向 ’-倾向 α-倾角
岩层产状的测定及表示方法
岩层产状要素用地质罗盘仪测量。
表示方法：
文字表示法：用于文字记录中，
方位角表示法：一般只记倾向和倾角，如 200°∠30°。
象限角表示法：一般记录走向、倾向和倾角，如 N45°30°,但很少采用。
符号表示法：在地质图上，岩层的产状常用符号 “├ 30°”表示。
§3.2 褶皱构造
降低了岩体的强度和稳定性。 跨越建筑物的不均匀沉降。 隧道工程通过断裂碎裂岩石时易产生坍
塌。 断裂带在新的地壳运动影响下，可能发
生新的移动，从而影响建筑物的稳定。
断层的野外识别
地层界限不连续或岩层中断
岩层不对称重复或缺失
断层破碎带及构造岩
牵引构造及伴生节理
擦痕
地貌标志
§3.4 岩石与岩体的工程地质性质
二、断层():有明显位移的断裂.
断层要素: 断层面（带） 断层线 断盘 断距
断层基本类型
正断层 ()
逆断层 ()
平移断层 ()
断层组合形式
叠瓦式断层
按断层走向与岩层走向的关系分：
走向断层F1 倾向断层F2 斜交断层F3
按断层与褶皱轴的关系分：
纵向断层 横向断层 斜向断层
断层的工程地质评价
2 . 影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征） 矿物成分 结构 构造 外部因素 水的作用 风化作用
3. 岩石的工程性质评述
岩浆岩
深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力 学强度高。一般是良好的建筑地基和天然建 筑石材。但由于多种矿物结晶组成，抗风化 能力较差。
浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩 石中，易蚀变风化，使其强度降低、透水性 增大。
•穿越法:垂直于岩层走向观察. •追踪法:平行于岩层走向观察.
背斜成谷
向斜成山
四、褶皱构造的工程地质评价:
• 对深路堑和高边坡 • 对隧道工程
§3.3 断裂构造
断裂构造
东非大裂谷
北京市门头沟区潭柘寺镇桑峪村北海 拔591米处的山顶上出露的断层面
埋藏较浅的隐伏断层可以通过槽探予以揭 示（图片来源：美国拉雷多所社区学院）
力学性质
变形指标 弹性模量( )：是应力与弹性应变 的比值。 变形模量( )：是应力与总应变的 比值。 泊松比(’)：是横向应变与纵向应 变比值。
强度指标
抗压强度( )： 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。
抗拉强度( )： 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。
抗剪强度( )： 岩石抵抗剪切破坏的能力。
剪切强度。 (b)抗摩擦强度：沿着已有的破裂面发生剪 切时的强度。 (c)抗切强度：压应力等于零时的剪切强度
吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的重量 与干燥岩石重量之比。 饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分 的重量与干燥岩石重量之比。 饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。
渗透性()：指岩石允许水透过的能力。 溶解性()：指岩石溶解于水的性质。 软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。
软化系数( )为岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干 状态下强度之比。<0.75是强软化的岩石。 崩解性()：指粘土质岩石吸水膨胀的性质。 抗冻性( )：指岩石抵抗冰劈作用的能力。
褶皱构造
一、褶曲要素
核部() 两翼() 轴面( ) 轴线( ) 枢纽()
二、褶曲的类型
褶曲的基本形态： 背斜()：岩层向上弯曲，核部老，两翼新。 向斜()：岩层向下弯曲，核部新，两翼老。
褶皱分类
• 按轴面产状分：
直立
倾斜
倒转
平卧
• 按枢纽产状分：
水平
倾伏
三、褶皱构造野外观察方法
4. 岩石按工程特性的划分
工民建： 按岩石的坚固性分
硬质岩 :抗石 压强 30M 度Pa 软质岩 :抗石 压强 30M 度Pa
地下工程： 按抗压强度分
抗压强 8度 0MP为 aA级硬质岩 抗压强 30度 80MP为 aB级中等硬质 抗压强 3度 0MP为 aC级软质岩
二、岩体的工程地质性质
岩石（）: 具一定结构构造的矿物集合体.
喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有
沉积岩
火山碎屑岩由细小火山灰组成，水理性质差。 沉积碎屑岩受胶结物成分和胶结类型影响显
著。 粘土岩浸水后易软化和泥化，还可能有膨胀
性。对工程极为不利，但可作隔水层和防渗 层。 化学岩和生物化学岩具不同程度的可溶性， 易渗漏。
变质岩
工程性质与其原岩密切相关。 动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 片理构造使岩石具有各向异性特征。
分为张裂隙和剪裂隙.
裂隙的工程地质评价:
破坏了岩体的完整性，水易沿裂隙渗入， 加速岩石的风化，降低基岩的承载力，增 大了岩石的渗透性；
节理会造成边坡失稳，人工开挖边坡崩塌 、塌方，可使地下工程围岩失稳和隧道洞 顶坍塌；
在岩体中爆破，节理会影响爆破效果。
裂隙调查、统计和表示方法： 选择代表性的基岩露头,对一定面积内的裂隙进 行测量。
岩体（ ）： 包含各种结构面的地质体。 岩体的工程性质首先取决于结构面
的性质,其次才是组成岩体的岩石性质.
岩体结构( ) = 结构面 ( ) + 结构体( )
1.结构面：存在于岩体中的各 种地质界面。分为：