简述断层的工程地质评价
断层 地质构造(高教知识)
显生宙 中生代
新生代
年代地层单位与地质年代的单位相对应。 宙（宇）、代（界）、纪（系）、世（统）、期（阶） 岩石地层单位：群、组、段
全面分析
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二、地质年代
全面分析
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复习思考题
1 ．什么是相对地质年代？什么是绝对地质年代？ 地层的相对地质年代是怎样确定的？
2．地质年代单位和时间地层单位的含义及相互关 系怎样？
3. 尽可能选择相对稳定的“安全岛”，将建筑物 布置在断层的下盘；（例：大亚湾核电站）
4. 采取抗震结构和建筑型式。
全面分析
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第三节、地质图
地质图(geological map)：
反映一个地区各种地质条件的图件。
一、地质图的种类：
普通地质图 构造地质图 第四纪地质图 基岩地质图 水文地质图 工程地质图
全面分析
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一、水平构造与倾斜构造
倾斜构造：原来呈水平状态的岩层，经构造变动，成为
与水平面成一定角度的倾斜岩层时，称为倾斜岩层(tilted stratum)或倾斜构造。
单斜构造：岩层倾斜方向和倾角大体一致的单斜岩层。
单斜构造的力学成因
正常层序
倒转层序
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一、水平构造与倾斜构造
断裂构造的分类
节理（裂隙）
原生节理 构造节理张剪节节理理 次生节理
断层
正断层 逆断层 平移断层
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三、断裂构造
节理 (joint) :
也称裂隙(fissure)，是岩层受力断开后，裂面两侧岩层沿断 裂面没有明显的相对位移时的断裂构造。
原生节理:岩石在成岩过程中形成的节理。 次生节理:由卸荷、风化、爆破等作用形成的节理，分别称
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、
工程地质思考题及答案
一：分析三大岩的成因、矿物成分、结构及构造特征，并比较其不同之处。
1岩浆岩成因：高温熔融的岩浆在向地表上升过程中，由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而形成岩浆岩。
岩浆岩形成的方式有两种：一种是岩浆的侵入形成侵入岩，另一种是火山的喷出形成喷出岩。
岩浆岩矿物成分：1浅色矿物如石英、正长石斜长石、白云母等。
2）深色矿物如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。
岩浆岩结构：全晶质结构（等粒结构似斑状结构），半晶质结构（斑状结构），非晶质结构岩浆岩构造：块状构造流纹状构造气孔状构造杏仁状构造2沉积岩成因：岩石、矿物在内外力作用下破碎成碎屑物质后，经水流、风吹和冰川等的搬运，堆积在大陆低洼地带或海洋，再经胶结、压密等成岩作用而形成的岩石称为沉积岩。
沉积岩矿物成分（1）碎屑物质。
（2）粘土矿物（3）化学沉积矿物（4）有机质及生物残骸沉积岩结构：碎屑结构泥质结构结晶结构生物结构沉积岩构造：层理构造。
沉积岩的层理构造、层面构造和含有化石是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。
3变质岩成因：岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下，经变质作用所形成的岩石称为变质岩。
变质岩矿物成分（1）原生矿物（2）变质矿物变质岩结构：变质岩的结构与岩浆岩类似，以结晶结构为主；变质岩构造: 片理构造(板状构造片状构造千枚状构造片麻状构造 ). 块状构造二：1.简述影响岩石工程性质的因素。
内因:1组成岩石的矿物成分:•单矿岩比复矿岩耐风化.矿物的硬度大，岩石抗压强度高。
矿物的相对密度大，岩石相对密度也大，岩石抗压强度高.深色矿物的抗风化能力要比浅色矿物的抗风化能力差.在岩浆岩中酸性岩比基性岩的抗化学风化能力高；沉积岩抗风化能力要比岩浆岩和变质岩高。
2 结构、构造等:结晶结构的岩石孔隙度小，吸水率低。
在荷载作用下变形小，弹性模量大，抗压强度高，细晶岩石的强度要高于同成分的粗晶岩石的强度，胶结连结3.片理构造、流纹构造等影响岩石的物理力学性质:层理、节理、裂隙和各种成因的孔隙，使岩石结构的连续性与整体性受到一定程度的影响或破坏，从而使岩石的强度和透水性在不同方向上发生明显的差异; 外因:即由来自岩石外部的客观因素，如气候环境、风化作用、水文特性等。
工程地质学复习资料
1、工程地质条件:各种对工程建筑有影响的地质因素的总称,也称为工程地质环境。
主要内容包括:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、自然地质现象、天然建筑材料。
2、工程地质问题:研究与人类工程建设活动有关的地址问题的学科,是地质学的一个分支。
工程地质学可分为:工程地质分析、工程岩土学、工程地质勘察三个分支。
3、工程地质的主要研究方法包括地质学方法、实验和测试方法、计算方法和模拟方法。
4、工程地质问题:与人类活动有关的地质问题。
5、地质学:以地球为研究对象的一门自然科学,当前,地质学主要是研究固体地球表层——岩石圈,研究其物质组成,形成,分布,及演化规律;研究地球内部结构,地表形态及其他发展演化的规律性。
第一章地质作用6、内动力地质作用:地球的旋转能、重力能和地球内部的热能、化学能等引起的整个地壳物质成分、内部构造、地质形态发生变化的地质作用。
它包括地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。
7、地壳运动主要是指由于地球内部动力引起的地壳的机械运动。
地壳运动按其运动方向分为水平运动和垂直运动。
水平运动:平行于地表,即沿地球切线方向的运动。
垂直运动:垂直地表,即沿地球半径方向的上升和下降运动。
会产生海退和海浸现象。
8、地震作用:地球内部机械能的突然释放,以弹性波的形式传播到地表引起的猛烈冲击。
地震按其发生原因可分为构造地震(90%)、火山地震(7%)、陷落地震(3%)和人工触发地震。
9、岩浆作用:岩浆从形成、运动、演化直到冷凝成岩的过程。
岩浆作用的方式有两种:喷出作用(火山作用)、浸入作用。
喷出作用:岩浆喷出地表形成火山、熔岩、台地以及其他有关地质现象的作用,岩浆冷凝后形成火山岩。
浸入作用:岩浆未上升到地表,而在地下冷却凝固,在这个过程中发生一系类的地质作用,形成浸入岩。
10、变质作用:地下深处固态岩石在高温高压和化学活动性流体作用下,引起岩石的结构、构造或化学成分发生变化,形成新岩石的一种地质作用。
工程地质名词解释和简答
1.矿物的硬度：矿物抵抗外力机械作用的强度。
通常采用摩氏硬度2.活断层：现在正在活动，或在最近地质时期发生过活动的断层3.潜水：埋藏在地面以下第一个稳定隔水层上具有自由水面的重力水4.风化作用：让岩石产生崩解，分离为大小不等的岩屑或土层的作用5.地基承载力：地基所能承受有建筑物基础传递来的荷载的能力6.节理：作用力超过岩石的强度，岩石的连续完整性遭到破坏而发生破裂形成的断裂构造7.原位测试：在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结构含水量以及盈利状态下测定岩土的工程力学性质8.标准贯入试验：动力触探类型之一，利用规定重量的穿心锤，从恒定高度上自由落下，将一定规格的探头打入土中，根据打入难易程度判别图的性质9.含水层：能够给出并透过相当数量重力水的岩层10.断层:岩层发生破裂，破裂面两侧岩块发生明显的位移的这种断裂构造11.褶皱：岩层受力而发生弯曲变形称为褶皱12.矿物:天然产生的均匀固体，各种地质作用的产物，是掩饰的基本组成13.土的构造：地球表面还没有固化成岩的松散堆积物14.土的压缩性：15.斜坡：地表因自然作用而形成的向一个方向倾斜的地段16.工程地址问题：已有的工程地质条件下在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题17.解理：矿物受外流作用，能沿一定方向破裂成平面的性质18.断口：矿物受外力打击后无规则地沿解理面以外方向破裂，起破裂面称作断口19.径流：地下水由补给区流向排泄区的过程叫径流20.隔水层：不能给出并透过水的岩层21.土的工程分裂：以松散土为对象，以服务于工程建筑为目的的分类22.岩浆岩：岩浆作用的产物，分布于大陆海洋地表和地下23.变质岩：原先生成的火成岩沉积岩和变质岩经高温及化学活动性很强的气体和液体作用后，在固体状态下发生矿物成分或结构构造的改变形成新的岩石24.断裂构造：岩石受力后发生变形，作用力超过岩石的强度，岩石连续完整性遭到破坏而发生破裂形成的构造，包括节理和断层25.化学风化作用：岩石在水，水溶液和空气的氧和二氧化碳等的作用下发生溶解，水化，水解，碳酸化和氧化等复杂化学变化26.滑坡：斜坡土上土体，岩体或其他碎屑堆积物沿滑动面作整体下滑的现象27.岩溶：以地下水为主，地表水为辅，以化学作用为主，机械作用为辅对可溶性岩石的破坏和改造作用28.填土：由人类多动而堆积成的土,素填土、杂填土和冲填土、压实填土29.渗透性：岩土能被水或其他液体透过的性质称之为渗透性30.潜水等水位线图：潜水面上标高相等的各点的连线图1.简述原位测试与室内土工试验性比所具有的优势:1.不需经过钻探取样，直接测定岩土力学性质，更能真实反映岩土的天然结构及天然应力状态下的特性2.原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结构如裂隙等)对土的性质的影响，比土样具代表性3.可重复进行验证，缩短试验周期2.岩溶作用发生的基本条件：1岩石必须是可溶的2.岩石必须是透水的3.水必须有溶蚀力4.水必须是流动的2.按运动方式可将斜坡分为哪几类1.崩塌2.泥石流3.滑坡3.工程地质现场原位测试的主要方法：静力荷载试验，触探试验，剪切试验，地基土动力特性试验4.火成岩的结构与构造：（结构）：显晶质结构，斑状结构，隐晶质结构（构造）：块状构造，气孔与杏仁构造，流纹构造6.水对岩体质量的影响：1.产生浮托力，空隙水压力2.流动的重力水产生动水压力3.有溶解能力，对岩石产生化学腐蚀，导致岩石成分及结构的破坏7.层流与紊流的区别：8.何为滑坡？简述影响滑坡的主要因素：斜坡上土体，岩体或其他碎屑堆积物沿一定滑动面做整体下滑的现象。
地质构造常识(节理、劈理、断层、褶皱)
【转】地质构造常识(节理、劈理、断层、褶皱)一、节理(一)基本概念1、节理:岩石受力作用形成的破裂面或裂纹,称为节理,它是破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种构造。
节理的产状也可用走向、倾向和倾角进行描述。
2、节理组和节理系:在同一时期,同一成因条件下形成的,彼此相互平行或近于平行的一群节理叫节理组;在同一构造应力作用下,形成有规律组合的节理组,叫节理系。
(二)节理分类1、按节理的成因分类节理按成因可分为原生节理、构造节理和表生节理。
(1)原生节理:指岩石形成过程形成的节理,如玄武岩的柱状节理(2)构造节理:是岩石受地壳构造应力作用产生的,这类节理具有明显的方向性和规律性,发育深度较大,对地下水的活动和工程建设的影响也较大。
构造节理与褶皱、断层及区域性地质构造有着非常密切的联系,它们常常相互伴生,是工程地质调查工作中的重点对象(相对于节理、表生节理)。
(3)表生节理:又称风化节理、非构造节理,是岩石受外动力地质作用(风、水、生物等)产生的,如由风化作用产生的风化裂隙等,这类节理限在空间分布上常局限于地表浅部岩石中,对地下水的活动及工程建设有较大的影响。
2、按力学性质进行分类(1)张节理:在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的节理,叫张节理。
张节理大多发育在脆性岩石中,尤其在褶皱转折端等张拉应力集中的部位最发育,它主要有以下特征:裂口是张开的,剖面呈上宽下窄的楔形,常被后期物质或岩脉填充;节理面粗糙不平,一般无滑动擦痕和磨擦镜面;产状不稳定,沿其走向和倾向都延伸不远即行尖灭;在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾石、结核或粗砂粒,其张裂面明显凹凸不平或弯曲;张节理追踪X型剪节理发育呈锯齿状。
(2)剪节理:岩石受剪应力作用发生剪切破裂而形成的节理,叫剪节理,它一般在与最大主应力呈45°夹角的平面上产生,且共轭出现,呈X状交叉,构成X 型剪节理。
它具有以下特征:剪节理的裂口是闭合的,节理面平直而光滑,常见有滑动擦痕和磨光镜面;剪节理的产状稳定,沿其走向和倾向可延伸很远;在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉,而不改变其方向;剪节理的发育密度较大,节理间距小而且具有等间距性,在软弱薄层岩石中常常密集成带出现。
工程地质之地质构造评价
1.褶皱构造对工程建筑影响：●褶皱构造核部或转折端是岩层应力最集中的地方，容易产生节理，岩层破碎，影响了岩层的强度与完整性。
向斜构造核部是地下水储水较丰富的地段，不利于建设，容易产生塌顶和涌水问题●褶皱翼部建筑工程施工和布置，需要对岩层的倾向和倾角的大小分析综合。
●对隧道工程，一般从褶皱翼部通过比较有利。
2.节理对岩体影响：节理将岩层分割成形状不同，大小不等的岩块，因而破坏了岩体的整体性，促进岩体风化，增强岩体的透水性，使岩体的强度和稳定性降低。
3.断层构造工程地质评价：岩层发生强烈的断裂变动，岩体的裂隙增多，岩石破碎，风化严重，地下水发育降低了岩石的强度和稳定性，对工程建设造成不利影响。
●断层降低了地基岩体的强度和稳定性，易发生地面不均匀沉降，造成建筑物断裂●断层构造为地下水的良好通道，易发生坍塌甚至冒顶，或地下水涌水问题4.地下水与工程建设●地基沉降。
人工降低地下水位不当，会使周围地基产生固结沉降，造成建筑物不均匀沉降，重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，使建筑物开裂●流砂。
流砂造成大量的土体流动，致使地面塌陷或建筑物地基破坏，给施工带来很大困难，直接影响建筑工程的稳定●潜蚀。
地基土层内有地下水的潜蚀作用时，会破坏地基土的强度，形成空洞，产生地表塌陷，影响建筑工程的稳定。
●浮拖。
●基坑突涌。
●地下水对钢筋混凝土的腐蚀。
5.工程建设过程中采取哪些措施防止地下水造成的危害。
防治地下水必须从思想上认识到地下水的危害，同时要加强监管，做好勘测、设计、施工。
验收各阶段地下水防治工作，确保施工质量和安全。
●水文地质勘测。
要详尽了解最高地下水位的标高、类型、补给来源、水质、流量、流向、渗透系数、压力以及历年气候变化情况、降水量、蒸发量及地层冻结深度等技术指标，这是合理确定工程防水标高、防护要求与地下水防止措施的前提与保证●结构自防水设计1．选用合理结构形式2．优化构造节点设计●降排水系统设计。
排水是指坑内明排，一般是在基坑周围设置排水沟及集水井，用抽水设备不断将基坑中的渗水排除，疏干开挖土方及基础施工的作业面，随排随挖，措施比较简单。
工程地质复习思考题(1)
A．背斜直立褶曲 B．背斜倾斜褶曲 C．向斜直立褶曲 D．向斜平卧褶曲
8.（
）上盘沿断层面相对下滑，下盘沿断层面相对上升的断层称为
A．正断层
B．逆断层
C．平移断层
D．逆掩断层
9.（
）对岩层的地质构造进行野外观测时，常采用穿越法，沿垂直于岩层的走向路线
穿越观察，若观察到在地表出露的岩层无间断地从新到老、又从老到新重复对称出露，这种
4
⑵ 图中的褶皱属于向斜；通常根据区域性的角度不整合的时代来确定褶皱的形成年代； 该褶皱的形成年代晚于石炭系中统地层的形成，早于三叠系下统地层的形成。 2. 如图 2 所示，地层之间的接触关系包括哪几种？指出图中各地层之间的接触关系？ 图
中的褶皱属于背斜还是向斜？如何判断褶皱的形成年代？该褶皱其形成于什么年代？ 和辉绿岩的形成年代相比，哪一个更早？
图 3 某地地质剖面图 【答】：(1) 地层之间接触关系包括：整合接触、不整合接触、假整合接触、侵入接触、沉 积接触等；白垩系地层与其下岩层的接触关系为不整合接触，泥盆系地层与奥陶系地层之间 的接触关系为假整合接触，石炭系地层与泥盆系地层、奥陶系地层与寒武系地层、寒武系地
5
层以及震旦系地层之间的接触关系为整合接触。
的地层。
2. 垂直于走向线，顺倾斜面引出一条直线，此直线在水平面上投影的方位角，称为岩层
的
。
3. 轴面倾斜，两翼岩层向同一方向倾斜，其中一翼岩层倒转的褶皱称为
褶皱。
2
4. 水平岩层的地质分界线的弯曲形态与地形等高线的关系为
。
5. 中间出露的是新岩层、两翼依次出露的是相对较老的岩层的褶皱为 向斜
6. 节理按其成因可分为原生节理、
A．走向断层
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断层的工程地质评价
一、断层类型与特征
断层是地壳运动过程中，由于地应力作用形成的断裂构造。
根据断层两盘相对位移的方向，可分为正断层、逆断层和平移断层。
断层通常具有复杂的地质结构，包括断层面、断层破碎带、裂隙带等。
断层的规模、延伸长度、破碎带的宽度等特征，对于工程地质评价具有重要的意义。
二、断层活动性与稳定性
断层的活动性是指断层在一定时间内是否发生过运动以及运动的方式和规模。
对于工程地质评价来说，了解断层的活动性及其与地震活动的关系，有助于评估断层对工程稳定性的影响。
稳定性分析是评估断层在一定时间段内保持稳定的能力，需要考虑多种因素，如地应力场、地质结构、断层活动性等。
三、断层岩土体特征
断层对岩土体的完整性产生严重影响，可能导致岩体破碎、岩层错动、地下水位变化等问题。
在工程地质评价中，
需要详细了解断层带岩土体的物理力学性质、结构特征、地下水状况等，以便为工程设计和施工提供依据。
四、工程地质灾害
断层活动可能导致一系列工程地质灾害，如滑坡、崩塌、泥石流等。
这些灾害可能对工程设施造成严重破坏，甚至危及人员安全。
因此，在工程地质评价中，需要充分考虑断层可能引发的地质灾害，并采取相应的预防措施。
五、工程设计与施工
在工程设计和施工过程中，需要考虑断层的存在及其对工程的影响。
对于可能存在断层的地区，应进行详细的地质勘察和评估，以便为工程设计和施工提供可靠的依据。
同时，应采取适当的工程措施，如加固、支护等，以保障工程的稳定性和安全性。
六、监测与预警
为了及时发现断层活动和地质灾害的征兆，需要进行长期的监测和预警工作。
通过采用先进的监测技术手段，如地震监测、地面变形监测等，可以实时获取断层活动的数据信息，并据此评估其影响程度和发展趋势。
在此基础上，及时
发布预警信息，采取必要的应对措施，以减少灾害损失。
七、环境与生态
断层活动和地质灾害可能对生态环境造成一定的影响，如破坏自然景观、影响动植物栖息地等。
因此，在工程地质评价中，需要关注断层活动对环境与生态的影响，并采取相应的保护措施。
同时，应倡导绿色工程理念，减少对自然环境的破坏和污染，实现工程建设的可持续发展。
综上所述，断层的工程地质评价是一个综合性、系统性的工作。
在工程建设过程中，应充分考虑断层的存在及其对工程的影响，采取科学合理的评价方法和技术手段，保障工程的稳定性和安全性。
同时，应注重环境保护和可持续发展，实现人与自然的和谐共存。