隧道工程地质学基础知识讲义资料

地质学的基础知识1隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024岩石分类岩石特点以及对地下工程的影响掌握地质学知识的目的2隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

一、岩石分类岩浆岩

沉积岩

变质岩3隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024岩浆岩

岩浆岩的形成是地球内部高温、高压、熔融状态下的岩浆向上侵位，逐渐冷却凝固或直接喷溢到地表而形成的岩石。所以又称火成岩。主要成分是：石英、正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石。最具代表性的比较常见的就是花岗岩、辉绿岩、玄武岩。4隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

沉积岩沉积岩的形成是地表状态下的原有岩石经过风化剥蚀，再经过水、风等的外力的搬运作用沉积下来。这些沉积物的厚度不断增加，不断下沉形成高温、高压并产生脱水作用，胶接作用形成岩石。这就是沉积岩的形成过程。地球表面75%的覆盖均属沉积岩。厚度在0—500米左右。5隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

沉积岩最主要的特征是具有层里、层面、化石（生物）最常见的就是：土、页岩、泥岩。根据化学成分含有量的不同可细分为：石灰岩、铁矿石、硅、铝、金等矿石。煤、油页岩、石油、天然气（碳氢化合物）

大多数地下工程均是在沉积岩中开挖形成的。6隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

变质岩：因为工程中接触少、分部少（云南大理的点苍山大理石），本节不作为重点讲解。7隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

二、岩石特点以及对地下工程的影响8隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

岩石特点岩层产状褶皱节理与劈理断层9隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024岩石产状

产状，产状是由岩石的走向、倾向和倾角三个要素组成。10隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024产状的测量方法（如图所示）11隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

那么我们在施工图中见到产状如ST20°/290°∠60°是什么意思？它就是指某岩层面的走向20°.倾向290°倾角60°.如图所示：影响隧道安全的主要问题就是倾角的度数。接近90°说明直立，接近0°或180°.说明接近水平岩。12隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

掌握这个东西对我们的主要作用是，未到工地就可大致知道本隧道的主要特点、难点，并对该隧道的安全隐患有一个预见性。比如图纸说明中表示K0+150处产状为ST50°/260°∠80°.K0+200米处标示为ST20°/220°∠20°.那么就意味着隧道拱顶的稳定性逐步变差。拱顶可能产生掉块，小范围塌方。拱腰左侧的稳定性则由差向好的方向发展。而拱腰的右侧可能会逐步由好的方向向较差的方向发展。作为监理工程师可以根据这些资料下发相应的预防指令。13隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024褶皱褶皱：岩层在地壳运动的影响下，发生了弯曲但没有丧失原有的连续性的形变构造，称为岩层的褶皱褶皱的要素：核、翼、转折端、枢纽、轴面、轴线、脊线、槽线褶皱的基本类型：背斜、向斜14隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/202415隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/202416隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

水平褶皱枢纽倾斜，两翼岩层走向相交，岩层露头线不封闭17隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

倾斜褶皱

枢纽水平两翼岩层走向平行，地质图上常常一段封闭，向另一段开口。倾伏背斜，向封闭端倾伏；倾伏向斜，则向开口端倾伏；当它们交替出现时岩层露头线形成锯齿曲线

18隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024节理与劈理

节理与劈理，特别是节理，是地壳岩石中分布最广泛的、最常见的地质构造。（本节主要介绍节理）19隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024节理的分类：剪节理张节理压节理与褶皱构造相关的节理与断层平行的节理20隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

剪节理沿走向和倾向延伸较远，穿切不同的岩性时倾角有变化；节理面光滑，平直。有小错距的节理有时可见水平擦痕；穿切砾石或胶接结物。常形成共扼的“X”型节理系，节理多闭合，有时一组特别发育；多条平行节理往往等距分布；具有明显的尖灭侧现特征，常呈雁形状排列；尾端的变化有三种：折尾、分叉和菱形结环21隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

张节理产状不稳定。延伸短；节理面粗糙不平，无擦痕；绕砾石而过；有时追踪“X”型剪节理产生，呈锯齿状；节理开口，具缝隙，多条平行节理呈稀密不均分布；一组节理常是侧列产生；尾端有变化：树枝状、杏仁状和多级分叉等22隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

压节理压节理是地质力学的命名，它实际上属于剖面上的“X”剪节理，因节理走向垂直与压应力方向而称为压节理。平面上具有波状形态，经常密集成带，分支再合，尖灭再现，有时见上冲擦痕23隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/202424隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/202425隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/202426隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024

与褶皱构造相关的节理

岩层受水平挤压，在没发生褶皱之前形成的一对垂直于岩层层面的“X”型节理，和追踪“X”型节理形成的锯齿状垂直于层面的张节理

27隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024与断层平行的节理

与断层是同一时期、同一构造力作用下形成的伴生形迹，它实际属于前述剖面上的“X”型节理的一组，如果十分密集则转为劈理。与断层产状一致，越靠近断层越密集28隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024断层

断层要素：断层面、断层线、断盘Fs—断层面；

Fl—断层线；

Fw—下盘；

Hw—上盘；

Sl—擦痕；

Br—断层角砾岩；

Ga—羽状节理29隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024正断层产状较陡，多数在45°以上而以60°最为常见，由于产状较陡峻，很容易形成在重力作用下的上盘下滑岩石破碎不太强烈，角砾岩多带棱角，糜棱岩不发育，没有显示强烈挤压特点的复杂小褶皱。组合形式有地堑、地垒、阶梯状断层、环形和放射状断层、斜列型断层、断块型断层地质背景：主要发育于构造变动轻微地区、褶皱带的覆盖层或活化褶皱带。而在构造变动强烈的地区，正断层则作为其他构造的伴生派生构造出现，占次要地位。30隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/202431隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024逆断层产状有高角度和低角度之分。β﹥45°为高角度逆断层；β=25°-45°，以30°为最常见者，为逆掩断层；β﹤25°为辗掩断层，又称推覆断层逆断层附近常显示强烈挤压破碎，形成破碎岩、压扁岩、碎糜岩断层泥等构造岩。还经常出现片理化、劈理化剪切带或各种复杂小褶皱。两侧岩石也常常强烈褶皱变形。

组合形式有叠瓦式、对冲式、背冲式、顺层式、对冲式断层地质背景：主要发育与构造变动强烈的地区32隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024平移断层一般产状陡峭到直立，由于产状直立，有时还具有一定程度的、在重力作用下的顺倾向的滑动，致使一些较大平移断层常被误认为正断层平移断层常具有密集节理带和薄层等厚的糜棱岩化带。地质背景有两类：其一与褶皱等构造相伴生，一般

规模不大。其二是区域性平移断层，规模较大。组合形式：平面上的尖灭侧现和雁行排列，有左列式和右列式两种。33隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024根据断层走向与所切割岩层走向之间关系分类走向断层：断层走向与岩层走向一致。倾向断层：断层走向与岩层直交。斜相断层：断层走向与岩层斜交。顺向断层：断层走向与岩层面基本一致。34隧道工程地质学基础知识讲义资料5/9/2024赤平投影

极射赤平投