工程地质断裂构造

工程地质断裂构造第一页，共七十八页，2022年，8月28日断裂构造的主要类型一、节理(裂隙)二、断层第二页，共七十八页，2022年，8月28日一、节理

北京西山的一条张剪性节理指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面没有明显相对位移的断裂构造。第三页，共七十八页，2022年，8月28日节理第四页，共七十八页，2022年，8月28日（一）节理分类

1．按与岩层产状的关系分为：1-走向节理；2-倾向节理；3-斜交节理；

4-岩层走向第五页，共七十八页，2022年，8月28日2．按力学性质分类：剪节理张节理第六页，共七十八页，2022年，8月28日剪节理——

由剪应力产生的破裂面。特征：平直闭合,分布较密;走向稳定，延伸深远;裂隙面光滑，常有擦痕;常常呈“X”型;可切穿砾石。第七页，共七十八页，2022年，8月28日剪节理——

由剪应力产生的破裂面。特征：平直闭合,分布较密;走向稳定，延伸深远;裂隙面光滑，常有擦痕;常常呈“X”型;可切穿砾石。第八页，共七十八页，2022年，8月28日张节理——

由张应力产生的破裂面。特征：裂隙张开宽，间距大；裂隙面粗糙，少有擦痕；延伸不远；常呈豆荚状、树枝状；常绕开砾石。第九页，共七十八页，2022年，8月28日

3．按节理成因分类：原生节理构造节理表生节理第十页，共七十八页，2022年，8月28日原生节理是指岩石成岩过程中形成的节理。第十一页，共七十八页，2022年，8月28日构造节理指由构造运动产生的构造应力形成的节理。第十二页，共七十八页，2022年，8月28日表生节理由卸荷、风化、爆破等作用形成的节理。第十三页，共七十八页，2022年，8月28日

4．按节理与褶皱轴的关系分类：a.纵节理；b.斜节理；c.横节理第十四页，共七十八页，2022年，8月28日（二）节理发育程度分级依据：节理的组数、密度、长度、张开度及充填情况发育程度分级基本特征节理不发育节理1～2组，规则，为构造型，间距在1m以上，多为密闭节理，岩体切割成大块状。节理较发育节理2～3组，呈X形，较规则，以构造型为主，多数间距大于0.4m，多为密闭节理，部分为张开节理，少有充填物。岩体切割成大块状。节理发育节理3组以上，不规则，呈X型或米字型，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4m，大部分为张开节理，部分有充填物。岩体切割成块石状。节理很发育节理3组以上，杂乱，以风化和构造型为主，多数间距小于0.2m，以张开节理为主，有个别宽张节理，一般均有充填物。岩体切割成碎裂状。第十五页，共七十八页，2022年，8月28日（三）节理的工程地质研究观测研究节理时，首先应注意节理的性质、矿化现象、先后次序、空间的相互关系和形成的时代，其次是原地岩石性质，产状和所处的构造部位。第十六页，共七十八页，2022年，8月28日（四）节理调查研究的内容

1.节理的成因类型、力学性质；

2.节理的组数、密度和产状；

3.节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度；

4.节理的充填物质及厚度、含水情况；

5.节理发育程度分级。第十七页，共七十八页，2022年，8月28日（五）节理对工程的影响1．是地下水的通道。加速岩石的溶解破坏，尤其在可溶盐地区易形成溶洞，发育成为地下暗河；2．加速风化作用和冻胀作用；3．降低岩石力学强度，降低工程的稳定性；4．降低爆破效率；5．降低地基承载力。第十八页，共七十八页，2022年，8月28日垂直节理风化后形成地貌第十九页，共七十八页，2022年，8月28日二、断层断层是指岩石在构造应力作用下发生断裂，沿断裂面两侧的岩块发生明显的相对位移的断裂构造。第二十页，共七十八页，2022年，8月28日岩石在构造应力作用下发生断裂，沿断裂面两侧的岩块发生明显的相对位移的断裂构造。断层第二十一页，共七十八页，2022年，8月28日二、断层（一）断层的几何要素（二）断层的分类（三）断层的野外鉴别与研究（四）断层两盘相对运动方向的判别

（五）确定断层的形成时期（六）断层的工程地质评价第二十二页，共七十八页，2022年，8月28日(一)断层的几何要素

2．断层线断层面与水平面或垂直面的交线。1.断层面2.断层线3.上盘4．下盘

1．断层面指断层中两侧岩层沿其运动的破裂面。第二十三页，共七十八页，2022年，8月28日

3．断盘断层两侧相对移动的岩层。1.断层面2.断层线3.上盘4．下盘第二十四页，共七十八页，2022年，8月28日

4．断距指岩层中同一点被断层断开后的位移量。水平断距(am)重直断距(bm)总断距(ab)第二十五页，共七十八页，2022年，8月28日(二)断层的分类逆断层平移断层正断层1．根据断层两盘相对运动的方向分为：第二十六页，共七十八页，2022年，8月28日上盘下降正断层：上盘相对下降或下盘相对上升的断层。第二十七页，共七十八页，2022年，8月28日小型低角度正断层第二十八页，共七十八页，2022年，8月28日上盘上升逆断层：上盘相对上升或下盘相对下降的断层。第二十九页，共七十八页，2022年，8月28日逆断层按照断层面的倾角又可分为：

冲断层断层面倾角＞45°；逆掩断层断层面倾角在25～45°；辗掩断层断层面倾角＜25°。第三十页，共七十八页，2022年，8月28日辗掩断层一般规模巨大，常有时代较老的地层被推覆到时代新的地层之上，形成推覆构造。四川彭县逆冲推覆构造第三十一页，共七十八页，2022年，8月28日

逆冲推覆构造发育地区遭受强烈侵蚀切割，将部分外来岩块剥蚀掉而露出下伏原地岩块。在一片外来岩块中露出一小片由断层圈闭的原地岩块，常常是较老地层中出现一小片由断层圈闭的较年轻地层，这种现象称为构造窗。第三十二页，共七十八页，2022年，8月28日

如果剥蚀强烈，外来岩块被大片剥蚀，只残留小片孤零零的外来岩体，称为飞来峰。飞来峰表现为原地岩块中残留一小片由断层圈闭的外来岩块，常常是较年轻的地层中残留一小片由断层圈闭的较老地层。飞来峰常常成为陡立的山峰。第三十三页，共七十八页，2022年，8月28日飞来峰产状陡立的上寒武统灰岩沿平缓的断层面推掩在下奥陶统贾旺组泥岩之上，在山顶残留成飞来峰。第三十四页，共七十八页，2022年，8月28日水平错动平移断层：两盘沿断层走向相对移动的断层。第三十五页，共七十八页，2022年，8月28日第三十六页，共七十八页，2022年，8月28日注意！

在实际情况中，平移断层往往是与前两类断层同时存在的，这类断层一般采用组合命名，称之为平移－逆断层、逆―平移断层、平移―正断层和正―平移断层。第三十七页，共七十八页，2022年，8月28日23472345811正断层例1：第三十八页，共七十八页，2022年，8月28日逆断层例2：冲断层234734582150°第三十九页，共七十八页，2022年，8月28日

2．按断层面产状与岩层产状的关系分为：

F1-走向断层；F2-倾向断层；F3-斜向断层第四十页，共七十八页，2022年，8月28日在背斜两翼剖面上分别显示正断层和逆断层的假象倾向断层引起的效应左图是一个被横向平移断层切断的背斜，而在两翼的剖面上分别显示正断层和逆断层的错觉。因此判断地层性质必须从立体上和实际位移上全面分析地层两盘的错动。AB上盘沿岩层倾向滑动，垂直地层走向的剖面上表现为逆断层——平移断层引起的效应第四十一页，共七十八页，2022年，8月28日倾向断层引起的效应倾向断层的两盘沿断层面倾向滑动时，侵蚀夷平后的两盘岩层在平面上表现为水平错移，给人以平移断层的假象。AB倾向正断层引起的平移断层的假象——

正（逆）断层引起的效应第四十二页，共七十八页，2022年，8月28日上述情况说明，倾向－平移断层与倾向－正(逆)断层引起的平面露头上的效应相似。野外观察断层时，不能仅仅根据水平面或剖面上岩层的错移判断断层性质。因此判断地层性质必须从立体上和实际位移上全面分析地层两盘的错动。当然实际中还有许多复杂的情况，这需要我们在以后的工作中不断地总结。第四十三页，共七十八页，2022年，8月28日

3．按断层面走向与褶曲轴走向的关系分类：褶曲被横断层错断引起的效应平行纵断层；垂直横断层；斜交斜断层。第四十四页，共七十八页，2022年，8月28日逆断层冲断层第四十五页，共七十八页，2022年，8月28日

4．按形成断层的力学性质，可分为：压应力压性断层，多为逆断层；张应力张性断层，多为正断层；剪应力扭性断层，多为平移断层。第四十六页，共七十八页，2022年，8月28日

5．断层的组合类型阶梯状断层地堑和地垒叠瓦式断层第四十七页，共七十八页，2022年，8月28日阶梯状断层第四十八页，共七十八页，2022年，8月28日地堑和地垒地垒地堑第四十九页，共七十八页，2022年，8月28日叠瓦式构造第五十页，共七十八页，2022年，8月28日台中地区叠瓦断层带第五十一页，共七十八页，2022年，8月28日(三)断层的野外鉴别与研究构造上地层上断层的伴生现象地貌、水文地质等各类标志：第五十二页，共七十八页，2022年，8月28日

1．构造上的标志（构造线不连续）第五十三页，共七十八页，2022年，8月28日岩脉被切断，产生牵引现象第五十四页，共七十八页，2022年，8月28日

2．地层上的标志地层的重复或缺失。对称式重复褶曲断层顺次式重复第五十五页，共七十八页，2022年，8月28日走向断层造成的地层重复和缺失断层性质断层倾斜与地层倾斜的关系二者倾向相反二者倾向相同断层倾角大于岩层倾角断层倾角小于岩层倾角正断层逆断层重复（A）缺失（D）缺失（B）重复（E）重复（C）缺失（F）断层两盘相对动向下降盘出现新地层下降盘出现新地层上升盘出现新地层第五十六页，共七十八页，2022年，8月28日

3．断层的伴生现象牵引弯曲、擦痕、摩擦镜面、滑动槽子等也是帮助判断断层存在的标志。冲断层断层面上的擦痕平行的脊槽主要是方解石的生长纤维。阶步与擦痕大致垂直，其陡坎倾向指示上盘上冲。第五十七页，共七十八页，2022年，8月28日张性断层角砾岩砾石由石炭－二叠系灰岩组成，棱角状、大小不一、无分选，泥砂质胶结正断层断裂带由右向左破碎度增加，依次是构造透镜体带、断层角砾岩、碎裂岩，最后是断层泥第五十八页，共七十八页，2022年，8月28日4．地貌、水文地质和植被上的标志

断层崖断层三角面第五十九页，共七十八页，2022年，8月28日东非大裂谷第六十页，共七十八页，2022年，8月28日

(2)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。第六十一页，共七十八页，2022年，8月28日

(3)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〉第六十二页，共七十八页，2022年，8月28日

(4)植物也可作为参考，有时沿断层两侧因岩性不同，而生长截然不同的植物群落，有时则在断层带上生长着特殊的植物。第六十三页，共七十八页，2022年，8月28日(四)断层两盘相对运动方向的判别

1.根据两盘地层的新老关系2.褶曲核部地层宽度的变化3.根据牵引现象4.根据标志层的错动5.断层角砾6.擦痕和阶步7.符号第六十四页，共七十八页，2022年，8月28日1.两盘地层的新老关系走向断层纵断层地层倒转断层倾角＜岩层倾角上升盘出露老岩层下降盘出露老岩层第六十五页，共七十八页，2022年，8月28日

断层横切褶曲轴背斜上升盘核部地层变宽；向斜上升盘核部地层变窄。2.褶曲核部地层厚度的变化第六十六页，共七十八页，2022年，8月28日３.根据牵引现象牵引现象的弧形突出弯曲方向指示本盘运动方向。第六十七页，共七十八页，2022年，8月28日标志层4.标志层的错动第六十八页，共七十八页，2022年，8月28日断层角砾岩5.断层角砾第六十九页，共七十八页，2022年，8月28日6.擦痕和阶步擦痕——断面上平行而密集的沟纹；镜面——断面上局部平滑而光亮的面；阶步——擦痕及镜面末端常出现的“坎”。第七十页，共七十八页