工程地质及土力学岩层褶皱

1、2011第1章 岩石和地质构造1.1 地球与岩石1.2 造岩矿物1.3 岩石1.4 地质年代表1.5 地质构造1.6 岩石与岩体的工程性质1.7 第四纪沉积物的成因、类型与特征1.8 土与土层地壳运动，又称构造运动，指由地球内力引起地壳乃至岩石圈发生变形、变位的运动。水平运动垂直运动据运动 方向分地质作用，是指由自然动力引起地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。内力地质作用外力地质作用地壳运动 岩浆运动 变质作用 地震风化 侵蚀 搬运 沉积 固结成岩塑造山岭与凹地削平高山，填平凹地地质作用及其分类据能量 来源分1.5.1 水平岩层和单斜构造及产状构造运动在岩层或岩体中遗留下来的各种

2、构造形迹称为地质构造。 岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩石 。其上下界面称为层面，上层面称为顶面，下层面称为底面。一、岩层的概念地层是指地质历史上某一时代形成的一套岩层称为那个时代的地层，包含时间概念。 岩层顶、底面之间的垂直距离称为岩层厚度。 岩层按其空间状态可分为： 水平岩层：岩层面与水平面的夹角近于0（5）。水平构造 倾斜岩层：岩层面与水平面有一定的夹角。 单斜构造 直立岩层：岩层面与水平面近于垂直。 直立构造四川省平昌县龙岗区的水平岩层四川省平昌县龙岗区的水平岩层四川省安县高川乡某观测点的倾斜岩层四川省剑阁县某观测点的近直立岩层四川省青川县枫顺场某观测点的

3、直立岩层四川省安县雎水镇某地区的近直立岩层二、 岩层产状岩层的产状是指岩层在空间的展布状态。 确定岩层在空间分布状态的要素，称为岩层的产状要素。一般有走向、倾向和倾角。走向 岩层面与水平面的交线叫走向线(图2-1中之AOB)，走向线两端延伸的地理方向即为该平面的走向。岩层的走向有两个，相差180。任何一个平面都有无数条相互平行的不同高度的走向线。图2-1 图2-2倾角 岩层层面与水平面之间所夹的锐角，称为岩层的倾角。它反映岩层在空间的倾斜角度(图2-1及图2-2中之角) 。二、 岩层产状 倾向 岩层面上与走向线相垂直的线叫倾斜线 (图2-1中之OD)，倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜

4、的方位即倾向(图2-1中之OD)。岩层的倾向只有一个方向，走向线与倾斜线垂直。 图2-1 图2-2二、 岩层产状产状要素的文字记录常用方位角或象限角表示： 方位角法：倾向-倾角 315 40 象限角法：倾向-倾角 N45W 40文字记录法65走向倾向N（0）S（180）E（90）（270） W岩层产状的表示方法图示法 1.5.2 褶皱构造 岩层在构造应力作用下发生一系列波状弯曲而未丧失其连续性、完整性的构造，称为褶皱构造，简称褶皱。首先，让我们先来认识一下褶皱，褶皱的形态千姿百态，复杂多样。褶皱的规模差别极大，小至手标本或显微镜下的微型褶皱,大至卫星像片上的区域性褶皱。发育于锡矿山仙人界地区的

5、褶皱河南省卢氏县桃花一带发育于宽坪群中的褶皱发育于河南卢氏桃花地区元古界宽坪群中的褶皱发育于四川剑阁县敬元乡地区上泥盆统中的褶皱褶皱构造中的一个弯曲，称为褶曲，褶曲是褶皱构造的一个基本组成单位。一、 褶曲褶曲形态岩层表现两翼岩层倾向地层新老关系风化剥蚀面露头规律向 斜向下弯曲相向核部新，两翼老从中心至两翼由新至老，呈对称重复出现背 斜向上凸起相反核部老，两翼新从中心至两翼由老至新，呈对称重复出现1.褶曲的基本形态背斜和向斜在平面上和剖面上的图示2.褶曲要素褶皱的中心部分褶皱两侧部位的地层同一岩层面上最大弯曲点的连线通过核部大致平分褶曲两翼的假想几何面褶皱要素是褶皱的基本组成部分。同一岩层面上沿

6、着背形最高点（顶）的连线为脊线同一岩层面上沿向形最低点（槽）的连线为槽线轴面与水平面或垂直面的交线。又称轴褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分3.褶曲分类直立褶皱1倾斜褶皱2倒转褶皱3平卧褶皱4 按轴面产状分水平褶曲倾伏褶曲3.褶曲分类 按枢纽产状分类3.褶曲分类 按转折端形态分圆弧褶皱 尖棱褶皱 箱状褶皱 扇形褶皱 挠曲二、 褶皱资料调查野外工作前，对地区岩层的地质年代及其新老关系作必要的了解。踏勘初步的勘查，大致了解地区岩层出露的情况、产状分布的规律和褶皱的特征，以便制定下一步工作的计划、路线和方向。2. 褶皱构造的野外观察穿越法垂直岩层的走向观察。了解岩层的产状、新老关系和层序，判段是背斜还是向斜，进一步通过分析岩层的产状、褶曲要素之间的关系，判段褶曲的形态。追索法沿着岩层的走向追踪观察。了解褶曲的构造变化和延伸方向，在穿越法的基础上进一步确定袖曲的类型。3.褶皱的工程评价翼部开挖边坡，边坡走向、倾向与岩层走向、倾向一致，边坡坡脚大于岩层倾角 顺层滑动背斜顶部岩层受张力作用可能坍塌，向斜核部储水丰富 隧道或道路工程线路等埋深地下工程，一般布置在褶皱翼部褶皱核部多发育裂隙，直接影响岩体完整性和强度 岩层坍塌、漏水及涌水问题节理断层