工程地质学第四章 断裂构造 2

1、第二节 褶皱轴面轴面枢纽枢纽翼部翼部核部核部老老新新新新老老山山按褶皱枢纽的产状可分为：按褶皱枢纽的产状可分为：水平褶曲、倾伏褶曲水平褶曲、倾伏褶曲(a)(a)水平褶曲 (b)(b)倾伏褶曲新新老老构造节理：指由构造运动产生的构造应力形成的节理。构造节理：指由构造运动产生的构造应力形成的节理。具有明显的方向性和规律性，常常成组出现。具有明显的方向性和规律性，常常成组出现。非构造节理：由成岩作用、外动力、重力等非构造因素非构造节理：由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的节理。形成的节理。张节理张节理和和剪节理剪节理n张节理张节理由张应力作用下形成的节理，其方向由张应力作用下形成的节理，其方向

2、垂直于主张应力而平行与主压应力。垂直于主张应力而平行与主压应力。特征：特征：张节理多开口，一般被矿脉充填；张节理多开口，一般被矿脉充填；产状不稳定，延伸不远，常侧列产出；产状不稳定，延伸不远，常侧列产出；节理面粗糙不平，无擦痕；节理面粗糙不平，无擦痕；发育稀疏、分布不均匀；发育稀疏、分布不均匀；常绕过砾石。常绕过砾石。 第三系砂岩中张节理的侧列现象 剪节理剪节理 天平山 8号观测点节理统计资料岩层受力发生断裂，破裂面两侧岩块发生明显岩层受力发生断裂，破裂面两侧岩块发生明显的位移的断裂构造，断层分布广泛，规模有大有小。的位移的断裂构造，断层分布广泛，规模有大有小。白垩纪 页岩美美国国圣圣安安德德

3、烈烈斯斯断断层层圣安德烈斯断层长1050千米，伸入地面以下约16千米。断层大部分是隐蔽的，但在有些地方则留下了明显的断裂痕迹。庐山三叠泉庐山瀑布庐山瀑布地堑地堑地堑裂谷地堑裂谷东非大裂谷东非大裂谷（ 6500km ）中段）中段死海死海莱茵莱茵河谷河谷孚日山(法)黑林山(德)地垒地垒庐山立体图天山天山 天山是一个典型的褶皱断块山。所以天山山脉断层很天山是一个典型的褶皱断块山。所以天山山脉断层很多，许多山岭都由断层作用上升造成，如博格达山就是一多，许多山岭都由断层作用上升造成，如博格达山就是一个典型的地垒，其平均海拔个典型的地垒，其平均海拔4,000米以上。在山脉中间夹着米以上。在山脉中间夹着一连

4、串的断块陷落盆地，著名的如西段伊犁谷地和东段吐一连串的断块陷落盆地，著名的如西段伊犁谷地和东段吐鲁番盆地。吐鲁番盆地的湖面比海平面还低鲁番盆地。吐鲁番盆地的湖面比海平面还低154 米。米。贺兰山贺兰山叠瓦状构造叠瓦状构造 一套产状相近并向一个方向上升的若干条逆冲断层组成一套产状相近并向一个方向上升的若干条逆冲断层组成，一般表现为叠瓦式。叠瓦式逆冲断层系中各条断层的倾向，一般表现为叠瓦式。叠瓦式逆冲断层系中各条断层的倾向一致，形态和规模基本相同。一致，形态和规模基本相同。 A-碎裂岩硅质白云岩 B-断层角砾岩、断层泥、糜棱岩 Z震旦系白云岩 CP石炭二叠系地层(4). 擦痕、镜面和阶步擦痕、镜面

5、和阶步擦痕擦痕断面上平行而断面上平行而密集的沟纹；密集的沟纹；镜面镜面断面上局部平断面上局部平滑而光亮的面；滑而光亮的面；阶步阶步擦痕及镜面末端擦痕及镜面末端常出现的常出现的“陡陡坎坎”。断层两侧岩层相对位移时，受摩擦阻力影响出现弯曲。牵引褶皱可指示对盘位移方向。断层崖断层崖 串珠状的湖泊或洼地，泉水的带状分布，常表明有串珠状的湖泊或洼地，泉水的带状分布，常表明有大断带存在。大断带存在。正常延伸的山脊突然错断，正常流径的河流突然产生急转正常延伸的山脊突然错断，正常流径的河流突然产生急转弯。断层两盘相对平移弯。断层两盘相对平移45断层符号识别断层符号识别在地质图上，断层一般用在地质图上，断层一般

6、用粗红线粗红线醒目地醒目地标示出来，断层性质用相应符号表示。标示出来，断层性质用相应符号表示。正断层平移断层逆断层70四、研究断层在工程上的意义四、研究断层在工程上的意义1断层可增大岩石的透水性和含水性；断层的交叉断层可增大岩石的透水性和含水性；断层的交叉处常是地下水出露的地段；处常是地下水出露的地段；2断层可以降低岩石的坚固性和稳定性，造成隧道断层可以降低岩石的坚固性和稳定性，造成隧道工程、矿井工程或坝基等塌陷的危险。工程、矿井工程或坝基等塌陷的危险。 3. 桥梁基础应避开断层修建。隧道与铁路也应尽量桥梁基础应避开断层修建。隧道与铁路也应尽量避开，否则尽量垂直穿越。避开，否则尽量垂直穿越。

7、第五节 活断层一、活断层概念一、活断层概念l1、定义：目前正在活动、定义：目前正在活动、近期近期曾有过活动的断层。曾有过活动的断层。l2、时间上限：各国规定不一。我国规定为：、时间上限：各国规定不一。我国规定为：l一般工程一般工程-全新世以来（距今全新世以来（距今1万年）；万年）；l水利工程、核能工程水利工程、核能工程-晚更新世以来（距今晚更新世以来（距今1015万万年）。年）。断层的地表错动及其附近伴生的地面变形往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。活断层多伴有地震，而强烈地震会使活断层附近较大范围内的建筑物受到损害。 世界著名的活断层：世界著名的活断层： 圣安德烈斯圣安德烈斯（美国

8、） 安纳托利亚安纳托利亚（土耳其） 博格多博格多（蒙古） 郯庐郯庐（中国） 均长达数百至数千公里，且均发生过均长达数百至数千公里，且均发生过8级以上强震。级以上强震。二、活断层研究意义二、活断层研究意义围岩强度差异围岩强度差异？ 1、活断层的活动方式、活断层的活动方式 间歇突发间歇突发断层两盘突然错动（突发大震），运动断层两盘突然错动（突发大震），运动有周期性。围岩强度高，锁固能力强，积累弹性应变能有周期性。围岩强度高，锁固能力强，积累弹性应变能量级大。对应量级大。对应粘滑型断层粘滑型断层； 连续缓慢连续缓慢断层两盘缓慢持续滑动，围岩强度较低，断层两盘缓慢持续滑动，围岩强度较低，不能积累高的弹

9、性应变能。对应不能积累高的弹性应变能。对应蠕滑型断层蠕滑型断层。 一条活断层的不同段上，可能表现出不同的活动方一条活断层的不同段上，可能表现出不同的活动方式。式。 三、活断层的特性三、活断层的特性 2、断层常用参数的研究、断层常用参数的研究 (1)长度：长度：以地表断裂带长度表征。以地表断裂带长度表征。 大于大于7.5级浅源地震常伴有地表断裂，小于级浅源地震常伴有地表断裂，小于5.5级则少见。级则少见。 震级愈大、震源深度愈浅、地表断裂带愈长。震级愈大、震源深度愈浅、地表断裂带愈长。 (2)断距：断距：以断层最大位移量表征。以断层最大位移量表征。 震级越大、震源越浅、位移量越大。震级越大、震源

10、越浅、位移量越大。 (3)错动速率：错动速率：某一时段两盘相对位移速度的平均值。一某一时段两盘相对位移速度的平均值。一般大于般大于1mm/y即为较强活断层。即为较强活断层。 (4)错动周期：错动周期：两次断层突然错动的时间间隔。两次断层突然错动的时间间隔。 取决于地壳应变速率和锁固段强度。地壳平均位移量小，取决于地壳应变速率和锁固段强度。地壳平均位移量小，则周期长；锁固段岩体强度弱，周期短。则周期长；锁固段岩体强度弱，周期短。 四、活断层的判别标志（自习）四、活断层的判别标志（自习） 1、地质标志、地质标志 2、地貌标志、地貌标志 3、地壳形变测量、地球物理和化学标志、地壳形变测量、地球物理和

11、化学标志 1、总原则：避开、总原则：避开-尤其重大工程和永久性建筑必须尤其重大工程和永久性建筑必须避开。避开。 2、无法避开时、无法避开时 线形工程：跨越活断层应尽量使其高角度相交，避线形工程：跨越活断层应尽量使其高角度相交，避开主断层；开主断层； 水利工程：选相对稳定地段水利工程：选相对稳定地段安全岛；将重要建筑安全岛；将重要建筑物置于下盘，距主断数公里以上。物置于下盘，距主断数公里以上。 3、结构措施：、结构措施：如水利工程，如水利工程，活断层上不宜用混凝活断层上不宜用混凝土重力坝、拱坝（刚性结构）；宜用土石坝（散体）。土重力坝、拱坝（刚性结构）；宜用土石坝（散体）。四、活断层地区建筑原则四、活断层地区建筑原则1、什么是相对年代，它是判别方法有哪些？2、地质年代单位和地层单位有何不同？地质年代表中包括几个纪，从老到新简述之。3