隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料

地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)1隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024巖石分類巖石特點(diǎn)以及對地下工程的影響掌握地質(zhì)學(xué)知識(shí)的目的2隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

一、巖石分類巖漿巖

沉積巖

變質(zhì)巖3隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024巖漿巖

巖漿巖的形成是地球內(nèi)部高溫、高壓、熔融狀態(tài)下的巖漿向上侵位，逐漸冷卻凝固或直接噴溢到地表而形成的巖石。所以又稱火成巖。主要成分是：石英、正長石、斜長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石。最具代表性的比較常見的就是花崗巖、輝綠巖、玄武巖。4隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

沉積巖沉積巖的形成是地表狀態(tài)下的原有巖石經(jīng)過風(fēng)化剝蝕，再經(jīng)過水、風(fēng)等的外力的搬運(yùn)作用沉積下來。這些沉積物的厚度不斷增加，不斷下沉形成高溫、高壓并產(chǎn)生脫水作用，膠接作用形成巖石。這就是沉積巖的形成過程。地球表面75%的覆蓋均屬沉積巖。厚度在0—500米左右。5隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

沉積巖最主要的特征是具有層里、層面、化石（生物）最常見的就是：土、頁巖、泥巖。根據(jù)化學(xué)成分含有量的不同可細(xì)分為：石灰?guī)r、鐵礦石、硅、鋁、金等礦石。煤、油頁巖、石油、天然氣（碳?xì)浠衔铮?/p>

大多數(shù)地下工程均是在沉積巖中開挖形成的。6隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

變質(zhì)巖：因?yàn)楣こ讨薪佑|少、分部少（云南大理的點(diǎn)蒼山大理石），本節(jié)不作為重點(diǎn)講解。7隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

二、巖石特點(diǎn)以及對地下工程的影響8隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

巖石特點(diǎn)巖層產(chǎn)狀褶皺節(jié)理與劈理斷層9隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024巖石產(chǎn)狀

產(chǎn)狀，產(chǎn)狀是由巖石的走向、傾向和傾角三個(gè)要素組成。10隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024產(chǎn)狀的測量方法（如圖所示）11隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

那么我們在施工圖中見到產(chǎn)狀如ST20°/290°∠60°是什么意思？它就是指某巖層面的走向20°.傾向290°傾角60°.如圖所示：影響隧道安全的主要問題就是傾角的度數(shù)。接近90°說明直立，接近0°或180°.說明接近水平巖。12隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

掌握這個(gè)東西對我們的主要作用是，未到工地就可大致知道本隧道的主要特點(diǎn)、難點(diǎn)，并對該隧道的安全隱患有一個(gè)預(yù)見性。比如圖紙說明中表示K0+150處產(chǎn)狀為ST50°/260°∠80°.K0+200米處標(biāo)示為ST20°/220°∠20°.那么就意味著隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性逐步變差。拱頂可能產(chǎn)生掉塊，小范圍塌方。拱腰左側(cè)的穩(wěn)定性則由差向好的方向發(fā)展。而拱腰的右側(cè)可能會(huì)逐步由好的方向向較差的方向發(fā)展。作為監(jiān)理工程師可以根據(jù)這些資料下發(fā)相應(yīng)的預(yù)防指令。13隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024褶皺褶皺：巖層在地殼運(yùn)動(dòng)的影響下，發(fā)生了彎曲但沒有喪失原有的連續(xù)性的形變構(gòu)造，稱為巖層的褶皺褶皺的要素：核、翼、轉(zhuǎn)折端、樞紐、軸面、軸線、脊線、槽線褶皺的基本類型：背斜、向斜14隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/202415隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/202416隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

水平褶皺樞紐傾斜，兩翼巖層走向相交，巖層露頭線不封閉17隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

傾斜褶皺

樞紐水平兩翼巖層走向平行，地質(zhì)圖上常常一段封閉，向另一段開口。傾伏背斜，向封閉端傾伏；傾伏向斜，則向開口端傾伏；當(dāng)它們交替出現(xiàn)時(shí)巖層露頭線形成鋸齒曲線

18隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024節(jié)理與劈理

節(jié)理與劈理，特別是節(jié)理，是地殼巖石中分布最廣泛的、最常見的地質(zhì)構(gòu)造。（本節(jié)主要介紹節(jié)理）19隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024節(jié)理的分類：剪節(jié)理張節(jié)理壓節(jié)理與褶皺構(gòu)造相關(guān)的節(jié)理與斷層平行的節(jié)理20隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

剪節(jié)理沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn)，穿切不同的巖性時(shí)傾角有變化；節(jié)理面光滑，平直。有小錯(cuò)距的節(jié)理有時(shí)可見水平擦痕；穿切礫石或膠接結(jié)物。常形成共扼的“X”型節(jié)理系，節(jié)理多閉合，有時(shí)一組特別發(fā)育；多條平行節(jié)理往往等距分布；具有明顯的尖滅側(cè)現(xiàn)特征，常呈雁形狀排列；尾端的變化有三種：折尾、分叉和菱形結(jié)環(huán)21隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

張節(jié)理產(chǎn)狀不穩(wěn)定。延伸短；節(jié)理面粗糙不平，無擦痕；繞礫石而過；有時(shí)追蹤“X”型剪節(jié)理產(chǎn)生，呈鋸齒狀；節(jié)理開口，具縫隙，多條平行節(jié)理呈稀密不均分布；一組節(jié)理常是側(cè)列產(chǎn)生；尾端有變化：樹枝狀、杏仁狀和多級(jí)分叉等22隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

壓節(jié)理壓節(jié)理是地質(zhì)力學(xué)的命名，它實(shí)際上屬于剖面上的“X”剪節(jié)理，因節(jié)理走向垂直與壓應(yīng)力方向而稱為壓節(jié)理。平面上具有波狀形態(tài)，經(jīng)常密集成帶，分支再合，尖滅再現(xiàn)，有時(shí)見上沖擦痕23隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/202424隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/202425隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/202426隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024

與褶皺構(gòu)造相關(guān)的節(jié)理

巖層受水平擠壓，在沒發(fā)生褶皺之前形成的一對垂直于巖層層面的“X”型節(jié)理，和追蹤“X”型節(jié)理形成的鋸齒狀垂直于層面的張節(jié)理

27隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024與斷層平行的節(jié)理

與斷層是同一時(shí)期、同一構(gòu)造力作用下形成的伴生形跡，它實(shí)際屬于前述剖面上的“X”型節(jié)理的一組，如果十分密集則轉(zhuǎn)為劈理。與斷層產(chǎn)狀一致，越靠近斷層越密集28隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024斷層

斷層要素：斷層面、斷層線、斷盤Fs—斷層面；

Fl—斷層線；

Fw—下盤；

Hw—上盤；

Sl—擦痕；

Br—斷層角礫巖；

Ga—羽狀節(jié)理29隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024正斷層產(chǎn)狀較陡，多數(shù)在45°以上而以60°最為常見，由于產(chǎn)狀較陡峻，很容易形成在重力作用下的上盤下滑巖石破碎不太強(qiáng)烈，角礫巖多帶棱角，糜棱巖不發(fā)育，沒有顯示強(qiáng)烈擠壓特點(diǎn)的復(fù)雜小褶皺。組合形式有地塹、地壘、階梯狀斷層、環(huán)形和放射狀斷層、斜列型斷層、斷塊型斷層地質(zhì)背景：主要發(fā)育于構(gòu)造變動(dòng)輕微地區(qū)、褶皺帶的覆蓋層或活化褶皺帶。而在構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，正斷層則作為其他構(gòu)造的伴生派生構(gòu)造出現(xiàn)，占次要地位。30隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/202431隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024逆斷層產(chǎn)狀有高角度和低角度之分。β﹥45°為高角度逆斷層；β=25°-45°，以30°為最常見者，為逆掩斷層；β﹤25°為輾掩斷層，又稱推覆斷層逆斷層附近常顯示強(qiáng)烈擠壓破碎，形成破碎巖、壓扁巖、碎糜巖斷層泥等構(gòu)造巖。還經(jīng)常出現(xiàn)片理化、劈理化剪切帶或各種復(fù)雜小褶皺。兩側(cè)巖石也常常強(qiáng)烈褶皺變形。

組合形式有疊瓦式、對沖式、背沖式、順層式、對沖式斷層地質(zhì)背景：主要發(fā)育與構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)32隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024平移斷層一般產(chǎn)狀陡峭到直立，由于產(chǎn)狀直立，有時(shí)還具有一定程度的、在重力作用下的順傾向的滑動(dòng)，致使一些較大平移斷層常被誤認(rèn)為正斷層平移斷層常具有密集節(jié)理帶和薄層等厚的糜棱巖化帶。地質(zhì)背景有兩類：其一與褶皺等構(gòu)造相伴生，一般

規(guī)模不大。其二是區(qū)域性平移斷層，規(guī)模較大。組合形式：平面上的尖滅側(cè)現(xiàn)和雁行排列，有左列式和右列式兩種。33隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024根據(jù)斷層走向與所切割巖層走向之間關(guān)系分類走向斷層：斷層走向與巖層走向一致。傾向斷層：斷層走向與巖層直交。斜相斷層：斷層走向與巖層斜交。順向斷層：斷層走向與巖層面基本一致。34隧道工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)講義資料5/9/2024赤平投影

極射赤平投