工程地質(zhì)幻燈片

工程地質(zhì)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F(xiàn)e、Mg的硅酸鹽物質(zhì)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(zhì)組成。地核由液態(tài)外核和固態(tài)內(nèi)核組成。對地球內(nèi)部的認識主要來自對地震彈性波的研究發(fā)現(xiàn)，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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)，如地殼的緩慢上升、下降等。在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，促使地殼組成物質(zhì)、構(gòu)造和地表形態(tài)不斷變化的作用統(tǒng)稱為地質(zhì)作用。按其能源可分兩種類型：內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。（一）內(nèi)力地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用是由地球的轉(zhuǎn)動能、重力能和放射性元素蛻變產(chǎn)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(zhì)作用：4.地震：

（二）外力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用是由來自外部能源引起的地質(zhì)作用，主要有太陽輻射能、天體引力及其它星球?qū)Φ厍虻妮椛涞?。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(nèi)力作用總的趨勢是形成地殼表層的基本構(gòu)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(nèi)力作用形成的地形或產(chǎn)物?？偟内厔菔窍鞲咛畹?，形成新的沉積物，并進一步塑造了地表形態(tài)。內(nèi)、外力地第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日質(zhì)作用在漫長地質(zhì)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(zhì)年代地殼發(fā)展演變的歷史叫做地質(zhì)歷史，簡稱地史。地球的年齡至少有45.5億年。查明地質(zhì)規(guī)律事件發(fā)生（或地質(zhì)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(zhì)構(gòu)造，地層的相互關(guān)系，以及閱讀地質(zhì)資料和地質(zhì)圖件時，必須具備地質(zhì)年代的知識。一、地層的地質(zhì)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(zhì)學中，把某一地質(zhì)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(zhì)年代有兩種方法：一種是絕對地質(zhì)年代，另一種是相對地質(zhì)年代。第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、地層相對地質(zhì)年代（一）、沉積巖相對地質(zhì)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(zhuǎn)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(guān)系

沉積巖接觸關(guān)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(guān)系（二）巖漿巖相對地質(zhì)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(guān)系（a）（b）圖2-5巖漿巖與沉積巖的接觸關(guān)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(guān)系：

圖2-6巖脈穿插關(guān)系三、地質(zhì)年代表地質(zhì)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(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造是地殼運動的產(chǎn)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(gòu)造變動的形跡。一、巖層產(chǎn)狀及其測定方法（一）.巖層的產(chǎn)狀巖層的產(chǎn)狀是指巖層的空間位置，它是研究地質(zhì)構(gòu)造的基礎，產(chǎn)狀用走向、傾向和傾角來表示，稱產(chǎn)狀要素。走向：傾向：傾角：

圖2-7巖層產(chǎn)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(chǎn)狀的野外測定及表示法圖2-8巖層產(chǎn)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(gòu)造和單斜構(gòu)造未經(jīng)構(gòu)造變動的沉積巖層，其形成時的原始產(chǎn)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(gòu)造。原來水平的巖層，在受到地殼運動的影響后，產(chǎn)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(gòu)造，（圖2-9）所示。圖2-9單斜構(gòu)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(gòu)造組成地殼的巖層，受構(gòu)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(gòu)造，稱為褶皺構(gòu)造。（一）褶曲褶皺構(gòu)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(nèi)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(jīng)剝蝕還是向斜褶曲，如果按褶曲的軸面產(chǎn)狀，可將褶曲分為（1）直立褶曲；（2）傾斜褶曲；（3）倒轉(zhuǎn)褶曲；（4）平臥褶曲。

圖2-12褶曲按軸面產(chǎn)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(chǎn)狀分類示意圖a）水平褶曲；b）傾伏褶曲（三）褶皺構(gòu)造褶皺是褶曲的組合形態(tài)，兩個或兩個以上褶曲構(gòu)造的組合，稱為褶皺構(gòu)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(zhì)剖面J—侏羅紀煤系；K—白堊紀礫巖及砂巖（四）褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價及野外觀察1.褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價（1）褶曲核部巖層由于受水平擠壓作用，產(chǎn)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(guān)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(gòu)造的主要要素。圖2-15褶曲構(gòu)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(gòu)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(chǎn)生的大小不一的斷裂，稱為斷裂構(gòu)造。根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對位移的情況，斷裂構(gòu)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(cè)的巖石未發(fā)生明顯相對位移的小型斷裂構(gòu)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(gòu)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(gòu)造節(jié)理：風化節(jié)理

（3）按節(jié)理與巖層產(chǎn)狀的關(guān)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(gòu)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(zhì)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(chǎn)生不良地質(zhì)現(xiàn)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(gòu)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(gòu)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(chǎn)生相當影響裂隙發(fā)育裂隙3組以上，不規(guī)則，構(gòu)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(chǎn)生很大影響裂隙很發(fā)育裂隙3組以上，雜亂，以風化或構(gòu)造型為主，多數(shù)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(chǎn)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(cè)巖塊發(fā)生明顯位移，這種斷裂構(gòu)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(xiàn)，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(gòu)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(chǎn)生巖層重復，巖層缺失、巖脈錯斷等，還會產(chǎn)生各種伴生構(gòu)造現(xiàn)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(zhuǎn)折等，也很可能是斷層存在的影響。（2）斷層的伴生構(gòu)造現(xiàn)象：

圖2-26斷層現(xiàn)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

第