《工程地质》任务二.ppt

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,湖北交通职业技术学院道桥系,任务二,地质构造,任务描述,二、地质构造,一、地质年代,几个基本概念,1,相对地质年代（沉积岩）,2,相对地质年代（岩浆岩）,3,一、地质年代,地层年代与地层单位,4,1,、几个基本概念,地史：,地球发展演变的历史，,45.5,亿年,岩层：,同一岩性组成的层状岩石,地层：,同一时期形成的岩层及其上覆物,地质年代：,地质事件发生（或地质体形成）的时代。,绝对地质年代：,用距今多少年以前来表示,相对地质年代：,地质事件发生（或地质体形成）的先后顺序。,2,、相对地质年代,（沉积岩）,相对地质年代判别方法,地层层序法,标准地层对比法,接触关系法,生物层序法,1,）地层层序法,沉积岩在形成过程中，下面的总是先沉积的地层，上覆的总是后沉积的地层，形成自然的层序，,下老上新,。,1,）地层层序法,若构造变动复杂的地区，岩层自然层位发生了变化，就,难以直接,通过层序来确定相对地质年代了。,2,）标准地层对比法,通常情况下，一定区域,同一时期,形成的岩层，其岩性特点应是,一致或近似,的。可以以岩石的组成、结构、构造等岩性特点，作为岩层对比的基础。但此方法具有一定的,局限性和不可靠性,。,3,）接触关系法,整合接触：,地层沉积连续，没有间断。,不整合接触：,由于风化作用，导致地层的沉积出现中断，地层年代不连续，有平形不整合和角度不整合。,平行整合接触,3,）接触关系法,4,）生物层序法,在不同地质年代沉积的岩层中，都会有不同特征的古生物化石。含有相同化石的岩层一定是同一地质年代中形成的，只要确定出岩层中所含,标准化石,的地质年代，那么也就可以随之确定岩层的地质年代了。,侵入接触：,岩浆侵入体侵入于沉积岩层之中，使围岩发生,变质,现象。它说明岩浆侵入体的形成年代晚于发生变质的沉积岩层的地质年代。,2,、地层的相对地质年代（岩浆岩）,老,变质带,新,沉积接触：,岩浆岩形成之后，经长期风化剥蚀，后来在侵蚀面上又有新的沉积。侵蚀面上部的沉积岩层无变质现象，而在沉积岩的底部往往有由岩浆岩组成的砾岩或岩浆岩,风化剥蚀,的痕迹，这说明岩浆岩的形成年代早于沉积岩的地质年代。,2,、地层的相对地质年代（岩浆岩）,新,底砾岩,老,穿插关系：,穿插的岩浆岩侵入体（如岩株、岩脉和岩基等），总是比被它们所侵人的最新岩层还要年轻，而比不整合覆盖在它上面的最老岩层要老。若两个侵入岩接触，岩浆侵入岩的相对地质年代，亦可由穿插关系确定，一般是,年轻的,侵入岩脉,穿过较老的,侵入岩。,2,、地层的相对地质年代（岩浆岩）,3,、地质年代表与地层单位,（一）地质年代单位和地层单位,划分地质年代单位和地层单位的,主要依据,是地壳运动和生物演变。地壳发生大的构造变动之后，自然地理条件将发生显著变化，地层是地壳在各地质时代里变化的真实记录。地质学家们根据几次大的地壳运动和生物界大的演变，把地质历史划分为五个,“,代,”,，每个代又分为若干,“,纪,”,，纪内因生物发展及地质情况不同，又进一步划分为若干,“,世,”,和,“,期,”,，以及一些更细的段落，这些统称为地质年代单位。与地质年代相对应的地层单位是,界、系、统、阶,。如古生代形成的地层称为,古生界,地层。,3,、地质年代表与地层单位,（二）地质年代表,19,世纪以来，人们在实践中逐步进行了地层的划分和对比工作并按时代早晚顺序把地质年代进行编年，列制成表。地质年代表反映了地壳历史阶段的划分和生物演化的发展阶段。,确定和了解地层的时代，在工程地质工作中是很重要的，同一时代的岩层常有共同的工程地质特性。如在四川盆地广泛分布的侏罗系和白垩系地层，因含有多层易遇水泥化的粘土岩，致使凡是这个时代地层分布的地区滑坡现象都很常见。但不同时代形成的相同名称的岩层，往往岩性也有所区别。此外，在分析地质构造时，必须首先查明地层的时代关系，才能进行。,岩层产状及其测定,1,岩层构造,2,褶皱构造,3,二、地质构造,(geologic structure),断裂构造,4,地质构造是地壳运动的产物。是岩层或岩体在地壳运动中，由于构造应力长期作用使之发生,永久性变形变位,的现象。,常见的地质构造形态：,岩层构造、褶皱构造和断裂构造,。,二、地质构造,(geologic structure),1,、岩层产状及其测定,岩层产状：岩层在空间的位置状态，有三要素。,走向,(strike),倾向,(dip),倾角,(dip angle),1,、岩层产状及其测定,走向：,表示岩层在空间的水平延伸方向，有两个方向。,1,、岩层产状及其测定,倾向：,表示岩层的倾斜方向，与走向垂直，倾向只有一个方向。,1,、岩层产状及其测定,倾角：,岩层层面与水平面的最大锐角。,1,、岩层产状及其测定,2,）产状的测量工具,3,）产状的测量步骤,1,、岩层产状及其测定,辨认罗盘仪的北针，将罗盘仪的北端朝外,测走向,将罗盘仪长边（南北边）紧贴层面，罗盘仪放平，读北针（或南针）所指方位角,测倾向,将罗盘仪短边（东西边）紧贴层面，罗盘仪放平，读北针所指方位角,测倾角,将罗盘仪横着竖起来，长边紧贴层面且与走向垂直，读悬锤所指角度,野外测量产状,方位角表示法,:,只记倾向和倾角，如,SE15025,，前面是倾向的方位角（,0360,），后面是倾角，读为倾向南东,150,、倾角,25,。,符号表示法,:,在地质图上，岩层产状要素用符号表示。,4,）产状的表示方法,0,0,90,0,270,0,180,0,150,0,25,0,1,、岩层产状及其测定,2,、岩层构造,水平构造,(horizontal stratum),倾斜构造,(tilted stratum),直立构造,(tilted stratum),1,）水平构造,新,岩层位于老岩层之,上,；新的位于,山顶,，老的位于,沟谷,，即时代越老，位置越,低,。,地质图上，岩层出露线与地形等高线,平行或重合,。,两岩层界线高差即为岩层的厚度。,1,）水平构造,2,）倾斜构造,倾斜构造,：由于构造运动使水平岩层发生倾斜而形成，常常是褶皱的一翼或断层的一盘。,单斜岩层,：如果在一定地区内一套岩层的倾斜方向和倾角基本一致，则称为单斜岩层。,褶皱的一翼,断层的一盘,2,）倾斜构造,3,）直立构造,岩层层面与水平面相垂直，倾角为,90,。,直立岩层的露头宽度和岩层厚度相等，与地形特性无关。,4,）岩层构造对公路工程的影响,a,b,c,边坡稳定；,d,边坡不稳定,4,）岩层构造与公路的关系,e,f,g,h,i,j,e,g,t,隧道不稳定；,f,h,j,隧道稳定；,k,桥基不稳定,k,3,、褶皱构造,(fold),（弯曲变形）,水平挤压 垂直应力 力偶作用,1,）力学成因,2,）褶曲要素,核部,(core),两翼,(limb),枢纽,(hinge),：组成褶皱的岩层的同一层面上各个最大弯曲点的连线。,轴面,(axial plane),：连接各层枢纽构成的面。,轴线,(axial line),3,）褶皱的基本形态,背斜,(,anticline),：岩层向上弯曲，,核老翼新,向斜,(syncline),：岩层向下弯曲，,核新翼老,3,）褶皱的基本形态,4,）褶皱分类,按轴面产状分,野外褶皱轴面形态,直立褶皱,倾斜褶皱,平卧褶皱,4,）褶皱分类,按枢纽产状分：,42,水平,倾伏,水平,倾伏,43,穿越法,:,垂直于岩层走向观察。,追踪法,:,平行于岩层走向观察。,5,）褶皱的野外识别,核部,岩层变形强烈,岩体较破碎,透水性强,水工建筑应尽量,避开,。,对于隧道等深埋工程，一般应,布置在翼部,。,在褶皱翼部布置建筑工程时，要注意岩层的,倾向和倾角,的大小。,6,）褶皱的工程性质,道路选线经过褶皱,垭口,时，,向斜,应注意两侧边坡的稳定性，应加强路基的处理措施。,6,）褶皱的工程性质,4,、断裂构造,组成地壳的岩体，在地应力作用下发生变形并受到破坏，产生大小不一的断裂，称为,断裂构造,。,断裂构造是地壳中常见的地质构造，一般发育地区，常成群分布，形成,断裂带,。,4,、断裂构造,节理,断层,4,、断裂构造,节理,断层,断裂构造,节理的分级和影响,节理的调查统计,节理的成因分类,1,）节理,节理的成因分类,原生节理,岩浆冷凝收缩而产生的节理,次生节理,包括风化节理、卸荷节理,构造节理,由于地壳构造运动而形成的节理，分为张节理和剪节理,玄武岩中的原生节理,峨眉山玄武岩原生节理,岩石中的风化节理,长江西陵峡链子崖卸荷节理,构造节理（张节理）,构造节理（剪节理）,节理对公路的影响,不稳定,较稳定,岩层倾向与边坡坡向相反,软弱结构面倾向与边坡坡向相同,2,）断层（,fault,）,断层的野外识别,断层的组合形式,断层的基本类型,断层的几何要素,断层的工程评价,断层概念,断层,是指岩体在构造应力的作用下发生断裂，且断裂面两侧岩体有明显相对位移的构造现象。它是节理的扩大和发展。断层的规模有大有小，大的可达上千公里，如著名的东非大裂谷，长,6,400,公里；小的只有几米。相对位移也可从几厘米到几百公里。,断层的几何要素,断层面,断层带,断层线,断盘,断距,下盘,上盘,断,层,带,断层的基本类型,正断层,normal fault,逆断层,reverse fault,平移断层,parallel fault,断层类型判断,断层的组合形式,断层的组合形式,阶梯状,正断层组合,叠瓦式,逆断层组合,地堑和地垒,正断层组合,阶梯状,叠瓦式,地堑和地垒,断层的野外识别,识别内容,识别特征,地貌特征,断层崖、断层三角面,水文特征,河谷跌水或突然转向、泉成线状分布,地层特征,岩层发生不对称重复、缺失,断层面的构造特征,镜面和擦痕,断层带的特征,断层角砾、断层泥、糜棱岩,断层两旁的构造特征,牵引现象、伴生节理、地层或岩脉错断,地貌特征,断层的上升盘可能形成陡峭的断层崖，经剥蚀形成,断层三角面,地形。,地貌特征,断层破碎带岩石破碎，易于侵蚀下切，形成,沟谷或峡谷,地貌。山脊错断、断开，河谷,跌水瀑布,，,河谷,方向发生突然,转折,等，均可能是断裂错动在地貌上的反映。,金沙江大拐弯,黄河壶口断层瀑布,地层特征,若岩层发生不对称的,重复或缺失,，,岩脉被错断,，或者岩层沿走向,突然中断,，与不同性质的岩层突然接触等，这些地层方面的特征则进一步说明断层存在的可能。,重复,缺失,断层的伴生构造,断层破碎及断层角砾,断层牵引现象,断层擦痕,断层伴生节理,其它特征,湖泊、洼地呈,串珠状,排列，往往意味着大断裂的存在。温泉和冷泉呈,带状分布,往往也是断层存在的标志。,线状分布,的小型侵入体也常反映断层的存在。,线状分布的震中和热泉,断层对公路的影响,断层不仅对岩体的,稳定性和渗透性,、地震活动和区域稳定有重大的影响，而且是,地下水运动,的良好通道和汇聚的场所。断层破坏了岩体的,完整性,，加速风化作用、地下水的活动及岩溶，对工程建设有以下影响：,对岩质边坡、桥基的稳定性有影响。,断裂带两旁易产生不均匀沉降。,隧道工程通过断裂带易坍塌，涌水。,断裂带易发生新的移动。,断层对公路的影响,对岩质边坡的稳定性有影响,断层对公路的影响,隧道工程通过断裂带易坍塌，涌水,隧道工程通过断裂带易坍塌，涌水,