断层与褶皱的工程地质作用
南京大学_普通地质学_8普地褶皱+断层 第八章 构造运动与地质构造
几何关系：每个褶皱横切面上可确定-弧尖,弧尖的连线 为枢纽,若干枢纽组成轴面。
3 褶皱分类(93页) （1）根据轴面划分：直立，倾斜，倒转，平卧（躺）褶皱 （2）根据剖面形态划分
4.空间位置由岩层的走向、倾向、倾角(产状三要素)所确定 a.走向strike：层面与假想水平面的交线方向。 b.倾向dip：倾斜线在水平面上的投影；倾斜线即层面上与 走向垂直的线（指向下方）。 c.倾角dip angle：层面与假想水平面的最大夹角(真倾角)。 视倾角小于真倾角。
5.岩层厚度thickness：岩层顶底面之间的垂直距离(真厚度); 非垂直距离为假厚度（大于真厚度）。
● 确定地层正常与倒转 (2)应用● 确定地壳运动的性质
● 寻找油气矿产的富集部位 ● 确保工程建设质量
三.断裂构造
1.定义:岩石中沿不同方向发生的破裂构造。 破裂面二侧岩石有明显位移的为断层；无明显位移的为节理。 2.断层的几何要素 ● 断层面：走向、倾向、倾角三要素. ● 断层盘：断层二侧的岩块
●倾斜岩层才有走向、倾向、倾角。 ●水平岩层的走向、倾向、倾角均为零。 ●垂直岩层无倾向,用走向描述。 ●火成岩：层状侵入体有走向、倾向、倾角；厚度即二 边界之间的距离（无所谓顶底）。 非层状火成岩形态复杂,其产状据其延伸方向确定。
二.褶皱 fold 1 定义: 在应力作用下岩层发生各种形态的弯曲现象。
逆掩断层（倾角<30度）
(3) 根据断层组合分4种: ● 阶梯状：一系列走向平行的正断层. ● 叠瓦状：一系列走向平行的逆断层. ● 地堑Graben、地垒Horst：二条以上断层，断层面
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、
地质构造与构造地貌(褶皱、断层)
背斜一般形成山岭，向斜一般形成谷地，想一想， 背斜谷和向斜山形成的原因？
外 力
背斜特殊地形： 谷地 原因： 背斜顶部受张力，岩层疏松，容易被侵蚀。
作 向斜特殊地形： 山岭
用 原因： 向斜槽部受挤压，岩层坚硬，不易被侵蚀。
后期：外力作用向斜成山
(1)该图是我国亚热带地区的一幅地质图，图中所示
地质构造为 向斜 ，理由是 :
地质构造主要分为褶皱和断层两种。
褶皱
断层
当岩层受到地壳运动产生的强大挤压作用时，发生的 弯曲变形，叫褶皱。
褶皱的形成
强大挤压
平整的岩层 背斜
背斜
持续作用
向斜
3、背斜与向斜的判定方法 １、“岩层形态”判定法
背斜（甲）岩层形态： 岩层向上拱起
向斜（乙）岩层形态： 岩层向下弯曲
甲
乙
2、“岩层新老关系”判定法
褶皱 断裂 断层
5、断层形成的地质构造
地垒 :相对上升的岩块，多形成块状山地。如：庐山、 华山、泰山、峨眉山等
地堑 :相对下降的岩块，多形成盆地或谷地。如：吐 鲁番盆地、渭河谷地、汾河谷地等
断层构造地带，由于 岩石破碎，易受风化 侵蚀，常常发育成沟 谷、河流、泉。
华山西峰
峨眉山万佛顶
地垒地形
地质构造
4、读某地地质构造和等高线示意图，该地
是（ A ）
A．背斜成山
B．向斜成谷
C．背斜成谷
D．向斜成山
探究7：
读储油、储气构造示意图，假如你是一位地质工程师， 请解决如下问题：
(1)你选择在A还是B处开采石油或天然气？为什么？ (2)你选择在A还是B处开采地下水？为什么？
A
B
答：(1)A 原因：岩层封闭、常有“储油构造”， 易于储油、储气。
水利工程地质断裂构造_褶皱构造_活断层对工程建设的影响
水利工程地址讨论课一：断裂构造对工程建设的影响断层与工程建设进行工程建筑、水利建设等，必须考虑断层构造。
例如水库、水坝不能位于断层带上，以免漏水和引起其他不良后果；大型桥梁、隧道、铁道、大型厂房等如果通过或坐落在断层上，必须考虑相应的工程措施。
因此凡是重大工程项目都必须据有所在地区的断裂构造等地质资料，以供设计者参考。
断层的工程地质评价1、断层的力学性质：受张力作用形成的断层，其工程地质条件比受压力作用形成的断层差。
但压力作用形成的断层可能破碎带的宽度大，应引起注意；2、断层位置与线路工程的关系，一般说来线路垂直通过断层比顺着断层方向通过受的危害小；3、断层面的产状与线路工程的关系：断层面倾向线路且倾角大于10o 的，工程地质条件差；4、断层的发生发展阶段：正在活动的断层（如新构造运动剧烈、地震频繁地区的断层），对工程建筑物的影响大，有些相对稳定的断层，影响较小，但要考虑到复活的可能，5、充水情况：饱水的断层带稳定性差；6、人为影响：有些大的水库，可使附近断层复活，不可忽视。
举例晋江—永安断裂带在泉州盆地深部和浅部均有强烈的表现,对泉州市的工程建设造成一定影响。
断裂相关的不良地质对工程建设的影响在泉州盆地边缘进行工程建设时应进行地质灾害评估,对有直接危害的大、中型滑坡体和危害程度大的崩塌区,应避开为宜;对危害程度较轻的滑坡体和崩塌区,应采取防治措施。
二：褶皱构造和工程建设的关系、褶皱构造：褶皱是岩层弯曲形成的构造。
在地壳岩石中褶皱弯曲的规模差别很大，从显微构造直到巨大的构造盆地和地槽带均属褶皱构造。
在松散的沉积物，沉积岩，各类变质岩，甚至某些火成岩中的原生流动构造，都有褶皱发育，这说明褶皱可由多种压力环境下形成，其形态多种多样。
褶皱构造的基本类型主要有两种：背斜和向斜。
背斜的特征是岩层向上弯曲，中心核部较老，两侧岩层依次变新；向斜则相反，岩层向下弯曲，核部较新，两侧依次变老。
如岩层未经剥蚀，则背斜成山，向斜成谷，地表仅见到最新地层。
地质构造与构造地貌(褶皱、断层) PPT
思考:岩层的可塑性差，如果地壳运 动产生的强大压力或张力超过了岩石 的强度（或承受能力），岩层会怎样？
断 裂！
4、断层与地貌
断层：岩层受力断 裂并沿断裂面有明 显相对位移的现象， 叫做断层。
A.断裂构造 B.有明显相对位移
褶皱 断裂 断层
5、断层形成的地质构造
地垒 :相对上升的岩块，多形成块状山地。如：庐山、 华山、泰山、峨眉山等
5、研究地质构造的意义:指导找矿、找水、工程建设
巩固练习 读某地地质构造示意图，回答下列问题
(1) ② 背斜顶部因受张力，裂缝多，物质 相对松软，容易被侵蚀。
从中心向两翼岩层越来越新。 块状 （1）图中① ② ③ ④处，在地质构造上属于背 斜的是____；在野外考察中，有时会见到背斜 成谷现象，其原因_______________________。 根据地层的相互关系确定背斜的方法是 ________________________ ③处的地形属______山地。
• 褶皱形成初期（内力作用） 背斜成山，向斜成谷
背斜山岭，向斜一般形成谷地，想一想， 背斜谷和向斜山形成的原因？
外 力
背斜特殊地形： 谷地 原因： 背斜顶部受张力，岩层疏松，容易被侵蚀。
作 向斜特殊地形： 山岭
用 原因： 向斜槽部受挤压，岩层坚硬，不易被侵蚀。
后期：外力作用向斜成山
2、利用地质构造找矿 、找水
背斜：储油、气构造
向斜：储水构造、水 库坝址选择点，煤、 铁矿等分布地。
3、读图回答：
C A
北
B
c处计划修建一座水库，请分析其可行性。
C处有断层，在此处建水库易诱发断层活 动，产生地震等地质灾害；另外断层破碎带 还会造成水库漏水。
褶皱对工程的影响
褶皱对工程的影响褶皱对工程的影响一、引言工程是人类利用自然资源进行规划、设计、建设和改进的活动。
在工程实践中，我们时常会遇到一种现象——褶皱。
褶皱是一种发生在岩石、土壤等物质中的形变现象，往往会对工程造成一定的影响。
本文将探讨褶皱对工程的影响，以期增加工程师们对褶皱问题注意的重视。
二、褶皱的形成及类型褶皱是由于地壳运动和岩层变形而形成的。
地壳的构造性运动会导致岩石的挤压、拉伸和扭曲，进而出现褶皱。
根据褶皱的形成过程和特征，可以将其分为折叠褶皱和断层褶皱两大类。
折叠褶皱是指岩层弯曲成波状，并呈现出褶曲性的变形。
这种褶皱形变常见于构造活跃地区，对于工程地质研究和隧道、坝体等工程建设具有重要影响。
断层褶皱则是指由断裂带的形成导致的岩层位移，使得地层断裂和层状变形叠加，通常会给地下工程的施工带来较大的困难。
三、褶皱对地基工程的影响1. 地质条件评估困难地基工程的设计与施工需要充分了解地质条件，以保证工程的安全和稳定。
然而，褶皱的存在会增加地质条件评估的难度。
折叠褶皱的形成使得岩层位置错乱，断层褶皱的位移使地层厚度不均。
这些地质特征往往需要经过复杂的勘探、测试和分析才能准确评估，从而增加了地基工程的风险。
2. 建筑物变形风险由于褶皱造成的地层不均匀性，建筑物在施工完成后会面临不均匀的载荷作用，导致建筑物发生变形。
特别是对于高层建筑和大型基础设施工程而言，地面的不规则沉降和扭曲变形会给建筑物的结构稳定性和使用安全性带来不良影响，甚至在严重情况下引发倒塌等灾害。
3. 工程施工困难褶皱的存在常常给工程施工带来较大的困难。
折叠褶皱使得地下隧道、地下管线等工程难以穿越，需要采用更加复杂的施工技术和工具。
断层褶皱可能引起地层的错动，造成地下水的渗漏和破坏。
这些问题都需要工程师们在施工过程中仔细研究和解决，增加了工程的难度和成本。
四、解决褶皱问题的方法要解决褶皱对工程的影响，有以下几种方法可以采用：1. 科学勘探和评估：通过先进的地质勘探技术，包括地球物理探测、地质雷达、岩芯分析等手段，详细了解地层的褶皱情况，对工程风险进行准确评估。
褶皱构造的工程地质评价
褶皱构造的工程地质评价：1、褶皱核部的工程地质评价：褶皱核部是岩层强烈变形的部位，在背斜的顶部和向斜的底部发育拉张裂隙。
这些裂隙将岩体切割成块状，破坏了岩石的完整性，弱化了岩石的工程性质。
同时，裂隙为地下水的运移提供了通道。
由于岩层构造变形及地下水的影响，公路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部易遇到工程地质问题；2、褶皱翼部：在褶皱翼部往往形成单斜岩层，容易产生顺层滑动，特别是岩层中存在软弱夹层，且岩层倾向与临空面方向一致。
断层的工程地质评价（1）大多数情况下，断层面两侧一定宽度范围内的岩石破碎，对场地的稳定性影响极大；（2）在新构造运动强烈的地区，有的断层可能有活动性，甚至有产生地震的可能性，这将对其附近的工程带来极大的事故隐患；（3）断层与地下水常紧密相连，给地下工程造成事故隐患（河南平顶山二矿某井下巷道施工中遭遇的断层透水事故）；（4）断层是软弱结构面；（5）断层上、下盘岩石的性质一般不同，跨越其间的建筑物可能因不均匀沉降而产生破坏；（6）断层的存在对采矿工程会往往会造成极大困难，尤其是机械化程度较高的矿山，因地质构造的存在造成的工作面搬迁既浪费时间、影响正常生产，又造成许多安全隐患。
因此，在选择建筑物场地时，最好避开断层地带。
采矿生产也应加强对断层影响的考虑。
节理的工程地质评价（1）裂隙破坏了岩体的完整性，使岩体的稳定性降低；（2）裂隙为大气和水进入岩体内部提供了通途，加速了岩石的风化和破坏；（3）裂隙会降低岩石的承载能力；（4）裂隙常能造成边坡的坍塌和滑动，也能造成地下洞室围岩的冒落；（5）在挖方或采石中，裂隙的存在可以提高工作效率；（6）裂隙发育的岩体中可以找到地下水作为供水水源。
岩石风化的勘查与评价：1、查明风化程度，确定风化层的工程性质2、查明风化厚度和分布----选择最适当的建筑地点，合理确定风化层清基和刷方土石方量，确定加固处理措施；3、查明风化速度和引起风化的主要因素4、划分风化层，分析粘土的成分和含量。
三大岩性和几种地质构造类型在矿山工程中的影响和分析
三大岩性和几种地质构造类型在矿山工程中的影响和分析摘要:随着社会的发展和科技的进步,矿山开采已经有了很大的进步。
在矿山开采过程中，地质构造往往会对矿山的开采产生很大的影响，也会使地质构造出现新的变化,造成不稳定的现象。
本文主要以地质构造的主要形式及其地层赋存特点，再结合三大岩性的构造性质，来阐述和分析几种地质构造类型对矿山建设工程的影响。
关键词:地质构造; 岩石；矿山工程；影响一、概述地质构造是指在地球的内、外应力作用下，岩层或岩体发生变形或位移而保留下来的形态。
广泛分布在沉积岩中，在岩浆岩、变质岩也有存在。
具体表现为岩石的褶皱、断裂、劈理以及其他层状、片状、块状、线状等构造。
在进行矿山工程建设时，地质构造的影响非常大，因此，建设单位一定要对地质构造的主要形式进行深入的分析和研究,充分利用地质构造中的构造优势，并避开劣势，保证工程建设顺利进行。
二、矿山工程中主要岩石的分类与构造特点分析1.沉积岩是矿山工程建设中最常遇到的岩石，它占地表岩石的70%，是已形成的岩石，经风化、剥蚀、搬运、沉积等外力作用形成沉积物，再经固结成岩作用形成的岩石。
沉积岩一般呈现层状分布，具有良好的层理性。
一般情况下我们在矿山工程中常见的沉积岩主要是由钙，硅，铁及泥等物质构成，其中硅质和铁质胶结的岩石比较坚硬，且不容易发生变形，钙质胶结的岩石在酸性环境中容易出现溶解，泥质胶结的岩石在遇到水的时候会出现软化的现象。
常见的沉积岩有石灰岩、页岩、泥岩、砂岩及砾岩等，沉积岩中蕴藏着丰富的矿产，约占全部世界矿产储量的80%，是矿山工程建设过程中主要研究对象。
2.变质岩是地壳中已经存在的各种岩石，在温度、压力和化学活动性流体的作用下，使原来岩石在固态状态下其成分及结构、构造上发生变化而形成的的新岩石。
变质岩在形成过程中，如果没有交代作用，则其化学成分基本取决于原岩的化学成分、如果有交代作用的话，也取决于交代作用的类型和和强度。
变质岩的岩性特征受原岩的控制，具有一定的继承性，也具有受变质作用影响在矿物成分和结构构造上的特征性。
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断层与褶皱的工程地质作用
断层与褶皱是地质学中重要的结构形态，它们在工程地质中起着重要的作用。
本文将从断层与褶皱的定义、形成机制、工程地质作用等方面进行探讨。
一、断层的工程地质作用
断层是地壳中的一种结构，是地质构造运动的产物。
断层的形成是由于地壳在构造运动中的应力积累和释放过程中发生的断裂现象。
断层对工程地质具有以下作用：
1. 断层对地形起到了塑造作用。
断层位于地壳的薄弱带，经过长时间的构造运动，断层所在地区的地形会发生明显的变化。
例如，走向平行的断层形成了一系列的山脉和河谷，对水利、交通等工程有重要影响。
2. 断层对地下水的分布和流动产生了影响。
断层破坏了地层的连续性，形成了不透水带和透水带的划分。
在断层附近，透水性较高的地层容易形成含水层，从而对工程中的地下水开发和排水产生影响。
3. 断层对地震的发生具有重要影响。
断层是地震的发生带，地震活动常常伴随着断层的活动。
在工程设计中，需要考虑断层的活动性和对工程的震害风险进行评估，以确保工程的安全性。
4. 断层对工程地质构造稳定性产生影响。
断层破坏了地层的连续性，
使得地层的稳定性受到影响。
在工程建设中，需要对断层进行详细的调查和评估，以避免工程受到断层活动的影响。
二、褶皱的工程地质作用
褶皱是地壳中的一种结构，是由地壳的挤压作用而形成的。
褶皱的形成机制是地壳中的构造应力超过了岩石的抗折强度，导致岩石发生弯曲和褶皱形成。
褶皱对工程地质具有以下作用：
1. 褶皱对地质勘探和采矿具有重要意义。
褶皱使得地层产生了弯曲和折叠，对地质构造和地层的分布形态产生了影响。
在矿产勘探中，褶皱常常与矿床的形成和分布密切相关，有助于指导矿产资源的开发和利用。
2. 褶皱对地下工程的稳定性具有影响。
褶皱使得地层发生了变形和折叠，对地下隧道、地下室等工程的稳定性产生了影响。
在工程设计中，需要对褶皱进行详细的调查和评估，以确保工程的安全性。
3. 褶皱对地下水的分布和流动产生了影响。
褶皱使地层发生了折叠和变形，形成了含水层和不透水层的划分。
在工程中需要考虑褶皱对地下水的分布和流动的影响，以确保工程的排水和地下水开发的有效性。
4. 褶皱对地震的发生具有一定的影响。
褶皱是地震的发生带，地震活动常常与褶皱的形成和活动密切相关。
在工程设计中，需要考虑
褶皱对工程的震害风险进行评估，以确保工程的安全性。
断层与褶皱作为地质中重要的结构形态，在工程地质中起着重要的作用。
对于工程设计和施工来说，了解断层与褶皱的形成机制和工程地质作用，对于确保工程的安全性和稳定性具有重要意义。
因此，在实际工程中需要对断层与褶皱进行详细的调查和评估，以确保工程的可行性和安全性。