工程地質(zhì)及土力學(xué)巖層褶皺

1、2011第1章 巖石和地質(zhì)構(gòu)造1.1 地球與巖石1.2 造巖礦物1.3 巖石1.4 地質(zhì)年代表1.5 地質(zhì)構(gòu)造1.6 巖石與巖體的工程性質(zhì)1.7 第四紀(jì)沉積物的成因、類型與特征1.8 土與土層地殼運(yùn)動(dòng)，又稱構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，指由地球內(nèi)力引起地殼乃至巖石圈發(fā)生變形、變位的運(yùn)動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)垂直運(yùn)動(dòng)據(jù)運(yùn)動(dòng) 方向分地質(zhì)作用，是指由自然動(dòng)力引起地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。內(nèi)力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用地殼運(yùn)動(dòng) 巖漿運(yùn)動(dòng) 變質(zhì)作用 地震風(fēng)化 侵蝕 搬運(yùn) 沉積 固結(jié)成巖塑造山嶺與凹地削平高山，填平凹地地質(zhì)作用及其分類據(jù)能量 來(lái)源分1.5.1 水平巖層和單斜構(gòu)造及產(chǎn)狀構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在巖層或巖體中遺留下來(lái)的各種

2、構(gòu)造形跡稱為地質(zhì)構(gòu)造。 巖層是指由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的同一巖性組成的層狀巖石 。其上下界面稱為層面，上層面稱為頂面，下層面稱為底面。一、巖層的概念地層是指地質(zhì)歷史上某一時(shí)代形成的一套巖層稱為那個(gè)時(shí)代的地層，包含時(shí)間概念。 巖層頂、底面之間的垂直距離稱為巖層厚度。 巖層按其空間狀態(tài)可分為： 水平巖層：巖層面與水平面的夾角近于0（5）。水平構(gòu)造 傾斜巖層：巖層面與水平面有一定的夾角。 單斜構(gòu)造 直立巖層：巖層面與水平面近于垂直。 直立構(gòu)造四川省平昌縣龍崗區(qū)的水平巖層四川省平昌縣龍崗區(qū)的水平巖層四川省安縣高川鄉(xiāng)某觀測(cè)點(diǎn)的傾斜巖層四川省劍閣縣某觀測(cè)點(diǎn)的近直立巖層四川省青川縣楓順場(chǎng)某觀測(cè)點(diǎn)的

3、直立巖層四川省安縣雎水鎮(zhèn)某地區(qū)的近直立巖層二、 巖層產(chǎn)狀巖層的產(chǎn)狀是指巖層在空間的展布狀態(tài)。 確定巖層在空間分布狀態(tài)的要素，稱為巖層的產(chǎn)狀要素。一般有走向、傾向和傾角。走向 巖層面與水平面的交線叫走向線(圖2-1中之AOB)，走向線兩端延伸的地理方向即為該平面的走向。巖層的走向有兩個(gè)，相差180。任何一個(gè)平面都有無(wú)數(shù)條相互平行的不同高度的走向線。圖2-1 圖2-2傾角 巖層層面與水平面之間所夾的銳角，稱為巖層的傾角。它反映巖層在空間的傾斜角度(圖2-1及圖2-2中之角) 。二、 巖層產(chǎn)狀 傾向 巖層面上與走向線相垂直的線叫傾斜線 (圖2-1中之OD)，傾斜線在水平面上的投影所指的沿平面向下傾斜

4、的方位即傾向(圖2-1中之OD)。巖層的傾向只有一個(gè)方向，走向線與傾斜線垂直。 圖2-1 圖2-2二、 巖層產(chǎn)狀產(chǎn)狀要素的文字記錄常用方位角或象限角表示： 方位角法：傾向-傾角 315 40 象限角法：傾向-傾角 N45W 40文字記錄法65走向傾向N（0）S（180）E（90）（270） W巖層產(chǎn)狀的表示方法圖示法 1.5.2 褶皺構(gòu)造 巖層在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性、完整性的構(gòu)造，稱為褶皺構(gòu)造，簡(jiǎn)稱褶皺。首先，讓我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下褶皺，褶皺的形態(tài)千姿百態(tài)，復(fù)雜多樣。褶皺的規(guī)模差別極大，小至手標(biāo)本或顯微鏡下的微型褶皺,大至衛(wèi)星像片上的區(qū)域性褶皺。發(fā)育于錫礦山仙人界地區(qū)的

5、褶皺河南省盧氏縣桃花一帶發(fā)育于寬坪群中的褶皺發(fā)育于河南盧氏桃花地區(qū)元古界寬坪群中的褶皺發(fā)育于四川劍閣縣敬元鄉(xiāng)地區(qū)上泥盆統(tǒng)中的褶皺褶皺構(gòu)造中的一個(gè)彎曲，稱為褶曲，褶曲是褶皺構(gòu)造的一個(gè)基本組成單位。一、 褶曲褶曲形態(tài)巖層表現(xiàn)兩翼巖層傾向地層新老關(guān)系風(fēng)化剝蝕面露頭規(guī)律向 斜向下彎曲相向核部新，兩翼老從中心至兩翼由新至老，呈對(duì)稱重復(fù)出現(xiàn)背 斜向上凸起相反核部老，兩翼新從中心至兩翼由老至新，呈對(duì)稱重復(fù)出現(xiàn)1.褶曲的基本形態(tài)背斜和向斜在平面上和剖面上的圖示2.褶曲要素褶皺的中心部分褶皺兩側(cè)部位的地層同一巖層面上最大彎曲點(diǎn)的連線通過(guò)核部大致平分褶曲兩翼的假想幾何面褶皺要素是褶皺的基本組成部分。同一巖層面上沿

6、著背形最高點(diǎn)（頂）的連線為脊線同一巖層面上沿向形最低點(diǎn)（槽）的連線為槽線軸面與水平面或垂直面的交線。又稱軸褶皺面從一翼過(guò)渡到另一翼的彎曲部分3.褶曲分類直立褶皺1傾斜褶皺2倒轉(zhuǎn)褶皺3平臥褶皺4 按軸面產(chǎn)狀分水平褶曲傾伏褶曲3.褶曲分類 按樞紐產(chǎn)狀分類3.褶曲分類 按轉(zhuǎn)折端形態(tài)分圓弧褶皺 尖棱褶皺 箱狀褶皺 扇形褶皺 撓曲二、 褶皺資料調(diào)查野外工作前，對(duì)地區(qū)巖層的地質(zhì)年代及其新老關(guān)系作必要的了解。踏勘初步的勘查，大致了解地區(qū)巖層出露的情況、產(chǎn)狀分布的規(guī)律和褶皺的特征，以便制定下一步工作的計(jì)劃、路線和方向。2. 褶皺構(gòu)造的野外觀察穿越法垂直巖層的走向觀察。了解巖層的產(chǎn)狀、新老關(guān)系和層序，判段是背斜還是向斜，進(jìn)一步通過(guò)分析巖層的產(chǎn)狀、褶曲要素之間的關(guān)系，判段褶曲的形態(tài)。追索法沿著巖層的走向追蹤觀察。了解褶曲的構(gòu)造變化和延伸方向，在穿越法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定袖曲的類型。3.褶皺的工程評(píng)價(jià)翼部開挖邊坡，邊坡走向、傾向與巖層走向、傾向一致，邊坡坡腳大于巖層傾角 順層滑動(dòng)背斜頂部巖層受張力作用可能坍塌，向斜核部?jī)?chǔ)水豐富 隧道或道路工程線路等埋深地下工程，一般布置在褶皺翼部褶皺核部多發(fā)育裂隙，直接影響巖體完整性和強(qiáng)度 巖層坍塌、漏水及涌水問題節(jié)理斷層