工程地質幻燈片

工程地質幻燈片第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日地殼的密度為2.7~2.9g/cm3，由地表所見的各種巖石組成，包括大陸殼和洋殼。地幔的密度為3.32~4.64g/cm3，由富含Fe、Mg的硅酸鹽物質組成。地幔以下直到地心的部分稱為地核。地核的密度為11~16g/cm3，由Fe、Ni的物質組成。地核由液態(tài)外核和固態(tài)內核組成。對地球內部的認識主要來自對地震彈性波的研究發(fā)現，在地幔頂部約50~250km存在一個地震波速度減低帶，該帶約有5%的物質為熔融狀態(tài)，易于發(fā)生塑性流動稱軟流圈。軟流圈以上的物質均為固態(tài)，稱為巖石圈。巖石圈具有較強的剛性，分裂成許多塊體，稱為板塊。板塊大多在軟流圈上運動，這就是板塊運動。第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、地質作用地殼自形成以來，一直處于不停的運動和變化之中。一些變化速度很快，易為人們感覺到，如地震和火山噴發(fā)等；另一些變化則進行很慢，不易被人們發(fā)現，如地殼的緩慢上升、下降等。在地質歷史發(fā)展的過程中，促使地殼組成物質、構造和地表形態(tài)不斷變化的作用統(tǒng)稱為地質作用。按其能源可分兩種類型：內力地質作用和外力地質作用。（一）內力地質作用內力地質作用是由地球的轉動能、重力能和放射性元素蛻變產生的熱能等引起的。1.地殼運動：2.巖漿作用：

第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日3.變質作用：4.地震：

（二）外力地質作用外力地質作用是由來自外部能源引起的地質作用，主要有太陽輻射能、天體引力及其它星球對地球的輻射等。有風化、剝蝕、搬運、沉積和成巖作用。1.風化作用：2.剝蝕作用：3.搬運作用4.沉積作用：5.成巖作用：內力作用總的趨勢是形成地殼表層的基本構造形態(tài)和地殼表面大型的高低起伏。而外力作用則是破壞內力作用形成的地形或產物?？偟内厔菔窍鞲咛畹停纬尚碌某练e物，并進一步塑造了地表形態(tài)。內、外力地第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日質作用在漫長地質年代里是使地殼發(fā)生不斷演變的強大動力因素。第二節(jié)地質年代地殼發(fā)展演變的歷史叫做地質歷史，簡稱地史。地球的年齡至少有45.5億年。查明地質規(guī)律事件發(fā)生（或地質體形成）的時代和先后順序是十分重要的，要了解一個地區(qū)的地質構造，地層的相互關系，以及閱讀地質資料和地質圖件時，必須具備地質年代的知識。一、地層的地質年代由兩個平行或近于平行的界面（巖層面）所限制的同一巖性組成的層狀巖石，稱為巖層。而沒有時代的含義。地層和巖層不同，在地質學中，把某一地質時期形成的一套巖層及其上覆堆積物稱為那個時代的地層。確定地層的地質年代有兩種方法：一種是絕對地質年代，另一種是相對地質年代。第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、地層相對地質年代（一）、沉積巖相對地質年代的確定1.古生物法2.標準地層對比法3.地層層序法圖2-2巖層層序律（巖層層序正常時）圖2-3巖層層序倒轉時（圖的中部（a）巖層水平；（b）巖層傾斜新巖層被老巖層所覆蓋）1、2、3，依次從老到新1、2、3，依次從老到新第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日4.接觸關系

沉積巖接觸關系主要有三種（1）整合接觸（2）平行不整合接觸（3）角度不整合接觸

圖2-4巖層接觸關系（二）巖漿巖相對地質1—整合接觸；2—平行不整合；年代的確定3—角度不整合1.接觸關系（a）（b）圖2-5巖漿巖與沉積巖的接觸關系（a）侵入接觸；（b）沉積接觸第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日（1）侵入接觸：（2）沉積接觸：2.穿插關系：

圖2-6巖脈穿插關系三、地質年代表地質年代表表2-1第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日

第三節(jié)地質構造地質構造是地殼運動的產物，由于地殼中存在有很大的應力，組成地殼的上部巖層在地應力的長期作用下就會發(fā)生變形變位，形成構造變動的形跡。一、巖層產狀及其測定方法（一）.巖層的產狀巖層的產狀是指巖層的空間位置，它是研究地質構造的基礎，產狀用走向、傾向和傾角來表示，稱產狀要素。走向：傾向：傾角：

圖2-7巖層產狀示意圖ab-走向線；cd-傾向；ce-傾斜線；α-傾角第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）.巖層產狀的野外測定及表示法圖2-8巖層產狀要素及其測量方法第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、水平構造和單斜構造未經構造變動的沉積巖層，其形成時的原始產狀是水平的，先沉積的老巖層在下，后沉積的新巖層在上，稱為水平構造。原來水平的巖層，在受到地殼運動的影響后，產狀發(fā)生變動，其中最簡單的一種形式，就是巖層向同一方向傾斜，形成單斜構造，（圖2-9）所示。圖2-9單斜構造（北京西山野溪南剖面）O2—中奧陶紀石灰?guī)r；C2—中石炭紀砂頁巖；C3—上石炭紀礫巖第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、褶皺構造組成地殼的巖層，受構造變動的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構造，稱為褶皺構造。（一）褶曲褶皺構造中的一個彎曲，稱為褶曲。核：翼：軸面：圖2-10褶曲要素軸：ABC所包圍的內部巖層-核；ABH、CBH-翼；樞紐：DEFH-軸面；DH-軸；BH-樞紐第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）褶曲的類型

褶曲的基本形態(tài)是背斜和向斜。（1）背斜褶曲（2）向斜褶曲：

圖2-11背斜與向斜不論是背斜褶曲，（a）未剝蝕；（b）經剝蝕還是向斜褶曲，如果按褶曲的軸面產狀，可將褶曲分為（1）直立褶曲；（2）傾斜褶曲；（3）倒轉褶曲；（4）平臥褶曲。

圖2-12褶曲按軸面產狀分類形態(tài)第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日（1）水平褶曲：（2）傾伏褶曲：

圖2-13按褶曲樞紐產狀分類示意圖a）水平褶曲；b）傾伏褶曲（三）褶皺構造褶皺是褶曲的組合形態(tài)，兩個或兩個以上褶曲構造的組合，稱為褶皺構造。第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日圖2-14吉林穆河至梨樹溝地質剖面J—侏羅紀煤系；K—白堊紀礫巖及砂巖（四）褶皺構造的工程地質評價及野外觀察1.褶皺構造的工程地質評價（1）褶曲核部巖層由于受水平擠壓作用，產生許多裂隙，直接影響到巖體完整性和強度高低，所以在核部布置各種建筑工程，如路橋、壩址、隧道等，必須注意防治巖層的坍落、漏水及涌水問題。（2）在褶曲翼部布置建筑工程時，注意傾向與邊坡第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日坡向的關系。（3）對于隧道等深埋地下工程，一般應布置在褶皺的翼部比較有利的。2.褶曲的野外觀察一般認為背斜為山，向斜為谷。有這種情形，但實際情況要比這復雜得多。向斜山與背斜谷的情況在野外也是比較常見的（如圖2-15所示）。不能夠完全以地形的起伏情況作為識別褶曲構造的主要要素。圖2-15褶曲構造與地形第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日穿越法：追蹤法：穿越法和追蹤法：四、斷裂構造組成地殼的巖體，在地應力作用下發(fā)生變形，當應力超過巖石的強度，巖石的完整性受到破壞而產生的大小不一的斷裂，稱為斷裂構造。根據巖體斷裂后兩側巖塊相對位移的情況，斷裂構造可分為節(jié)理（裂隙）和斷層。（一）節(jié)理節(jié)理又稱裂隙，是存在于巖體中的裂縫，是破裂面兩側的巖石未發(fā)生明顯相對位移的小型斷裂構造。1、節(jié)理的類型

第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日（1）構造節(jié)理：張節(jié)理：剪節(jié)理：圖2-16山東諸城白堊系砂巖中發(fā)育的兩組共軛剪節(jié)理

（2）非構造節(jié)理：風化節(jié)理

（3）按節(jié)理與巖層產狀的關系劃分為：走向節(jié)理（縱向節(jié)理）、傾向節(jié)理（橫向節(jié)理）和斜向節(jié)理。第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日原生構造

第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日

圖2-17節(jié)理的形態(tài)分類①、②-走向節(jié)理或縱向節(jié)理；③-傾向節(jié)理或橫節(jié)理；④、⑤-斜向節(jié)理或斜節(jié)理第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日2節(jié)理的工程地質評價①降低巖層強度；②增強透水性、促進巖石的風化；③對邊坡的影響；④產生不良地質現象的主要原因。巖石節(jié)理發(fā)育程度表2-3

發(fā)育程度等級基本特征附注裂隙不發(fā)育裂隙1~2組，規(guī)則，構造型，間距在1m以上，多為密閉裂隙。巖體切割成巨塊體對基礎工程無影響裂隙較發(fā)育裂隙2~3組，呈X型，較規(guī)則，構造型為主，間距大于0.4m以上，多為密閉裂隙。部分為張裂隙，少有充填物，巖體被切割成大塊體對基礎工程影響不大，對其它工程可能產生相當影響裂隙發(fā)育裂隙3組以上，不規(guī)則，構造型或風化型為主，間距小于0.4m，大部分為張開裂隙，部分有充填物，巖體被切割成小塊體對工程建筑物可能產生很大影響裂隙很發(fā)育裂隙3組以上，雜亂，以風化或構造型為主，多數間距小于0.2m，以張開裂隙為主，一般均有充填物。巖體被切割成碎石狀對工程建筑物產生嚴重影響第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）斷層巖層受力發(fā)生斷裂，破裂面兩側巖塊發(fā)生明顯位移，這種斷裂構造稱斷層。1.斷層要素斷層的各個組成部分稱為斷層要素。斷層面：斷層線：斷盤：斷距：2.斷層的基本類型

圖2-21斷層的要素ABDE—斷層面；1、2—斷層盤；1—下盤；2—上盤；AA′—滑距第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日（1）正斷層（2）逆斷層（3）平移斷層3.斷層的組合形態(tài)

斷層很少孤立出現，往往由一些正斷層和逆斷層有規(guī)律的組合成一定形式，形成不同形式的斷層帶。斷層帶也叫斷裂帶。（1）階梯狀斷層：（2）地塹與地壘：（3）疊瓦構造：

圖2-23階梯式斷層第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日4.斷層存在的標志斷層的存在，在許多情況下對工程建筑是不利的。為了采取措施，防止其對工程建筑物的不良影響，首先必須識別斷層的存在。當斷層形成后，除常常會產生巖層重復，巖層缺失、巖脈錯斷等，還會產生各種伴生構造現象。第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日（1）地貌特征：

圖2-25斷層三角面形成示意圖a-斷層崖剝蝕成沖溝；b-沖溝擴大形成三角面；c-繼續(xù)侵蝕，三角面消失此外，河谷或峽谷地形，河谷跌水瀑布，河谷方向發(fā)生突然轉折等，也很可能是斷層存在的影響。（2）斷層的伴生構造現象：

圖2-26斷層現象a）巖層重復；b）巖層缺失；c）巖脈錯斷；d）巖層牽引彎曲；e）巖層角礫；f）巖層擦痕第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日斷層

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