大学课程《工程地质与土力学》教学PPT课件:项目二 地质构造.pptx
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项目二地质构造任务一地质作用任务二地质年代任务三岩层产状任务四褶皱构造任务五断裂构造任务一地质作用外力地质作用主要是由地球以外的能源引起。
外力地质作用的表现形式有风化作用、剥蚀作用、搬运作用和沉积作用等。
内力地质作用是由地球内部的能源引起,根据其动力来源和作用方式可分为构造运动、岩浆活动、变质作用和地震等。
构造运动在内力地质作用中常起主导作用,它可分为水平运动和垂直运动。
褶皱构造与断裂构造形成示意图(a)岩层的原始状态;(b)岩层弯曲产生褶皱构造;(c)褶皱进一步发展成断裂构造任务二地质年代绝对地质年代主要是根据保存在岩层中的放射性元素蜕变的速度特征产物来确定。
相对地质年代的确定1地层层序法地层是指在一定地质时期内所形成的层状岩石的总称。
未经构造运动改变的岩层大都是水平岩层,且按照下老上新的规律排列上图(a);若后期构造运动使某些岩层发生变动(倾斜、直立或倒转),可利用沉积物中的某些构造特征(如斜层理、泥裂、波痕等)来恢复岩层顶、底面后,再进一步判断岩层之间的相对新老关系上图(b)。
2古生物化石法自然界中的生物是从无到有,由简单到复杂,由低级到高级不断发展、变化着的,而且这种演化是不可逆转的,不同地质时期形成的地层中会保存不同的古生物化石,这样就可以根据岩层中化石的复杂与繁简程度来推断地层的相对新老关系。
3地层接触关系法不同时期形成的岩层,其分界面特征即互相接触关系,可以反映各种构造运动和古地理环境等在空间和时间上的演变过程,因此,它是确定和划分地层年代的重要依据。
岩层接触关系有以下几种类型(下图)。
地层层序法(岩层层序正常时)(a)岩层水平;(b)岩层倾斜(注:
、依次由老到新。
)
(1)整合接触。
指上下两套岩层产状一致,互相平行,连续沉积形成。
反映岩层形成期间地壳比较稳定,没有强烈的构造运动,地层自下而上依次由老到新。
(2)平行不整合。
它又称假整合,是指上、下两套地层的产状彼此平行一致,但其间缺失某些地质年代的岩层。
上下两套岩层之间的接触面往往起伏不平,常分布一层砾岩(俗称底砾岩),据此可以判断上下两套岩层的新老关系。
(3)角度不整合。
是指上、下两套地层产状不同,彼此呈角度接触,其间缺失某些时代的地层,接触面多起伏不平,也常有底砾岩和风化壳。
不整合面的存在标志着地壳曾发生过强烈的地壳运动。
与平行不整合相同,据此也可以判断地层之间的新老关系。
任务三任务三岩层产状岩层产状岩层产状三要素1走向:
岩层面与水平面的交线称为走向线。
2倾向岩层面上与走向线垂直并沿倾斜面向下所引的直线称为倾斜线,倾斜线在水平面上投影。
3倾角倾角是岩层面与水平面所夹的最大锐角(或二面角)。
岩层产状要素图AOB走向线;OD倾向线;OD倾斜线在水平面上的投影,箭头方向为倾向;倾角向表示岩层的倾斜方向。
岩层产状要素需用地质罗盘测量1测走向将罗盘的长边与岩层面贴触,并使罗盘放水平(水准气泡居中),此时罗盘长边(或边)与岩层的交线即为走向线,磁针(无论南针或北针)所指的度数即为所求的走向。
2测倾向把罗盘的极指向岩层层面的倾斜方向,同时使罗盘的短边(或与东西方向平行的边)与层面贴触,罗盘放水平,气泡居中,此时北针所指的度数即为所求的倾向。
3测倾角将罗盘侧立,以其长边(即边)紧贴层面,并与走向线垂直,然后转动罗盘背面的旋钮,使下刻度盘的活动水准气泡居中,倾角指针所指的度数即为倾角大小。
4岩层产状要素的表示方法在野外记录或报告中,图2.4中岩层的走向、倾向、倾角可写成40、38。
在地质图上,岩层的产状用符号“35”表示,长线表示走向,短线表示倾向,数字表示倾角。
长短线必须按实际方位画在图上。
地质罗盘仪岩层产状要素测量水平构造、倾斜构造和直立构造水平岩层水平岩层倾斜岩层倾斜岩层直立岩层直立岩层任务四褶皱构造褶皱构造的各个组成部分称为褶皱要素1核部2翼部3翼角4轴面5转折端褶皱构造褶皱要素示意图AB翼;被ABGCD包围的内部岩层一核;BGC转折端;EFHI轴面;EF轴线;EG枢纽褶皱的基本形态是背斜和向斜1背斜背斜通常岩层向上弯曲两翼岩层相背倾斜,核部岩层时代较老,两翼岩层依次变新并呈对称分布。
2向斜向斜通常岩层向下弯曲,两翼岩层相向倾斜,核部岩层时代较新,两翼岩层依次变老并呈对称分布。
背斜和向斜背斜和向斜褶皱种类(a)(b)(c)(d)(e)根据轴面产状褶皱的分类(a)直立褶皱;(b)倾斜褶皱;(c)倒转褶皱;(d)平卧褶皱;(e)翻卷褶皱褶皱构造褶皱构造立体图1石炭系;2泥盆系;3志留系;4岩层产状;5岩层界线;6地形等高线褶皱构造对工程的影响1褶皱核部褶皱核部岩层由于受水平挤压作用,节理发育、岩石破碎、易于风化、岩石强度低、渗透性强、在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育,所以在核部布置各种建筑工程时,必须注意岩层的塌落、漏水即涌水问题。
2褶皱翼部褶皱翼部布置建筑工程时,如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向,且边坡倾向与岩层倾向一致,边坡坡角大于岩层倾角,则容易造成顺层滑动现象。
如果边坡与岩层走向的夹角在40以上;盛者两者走向一致,边坡倾向与岩层倾向相反或者两者倾向相同,但岩层倾角更大,则对开挖边坡的稳定较有利。
任务五断裂构造节理相关知识没有明显位移的断裂称为节理(或裂隙)。
第一种为原生节理;第二种为次生节理;第三种为构造节理。
1构造节理的分类
(1)张节理
(2)剪节理2节理的统计X形剪节理形剪节理某坝址节理走向玫瑰图断层相关知识1断层要素
(1)断层面
(2)断层线(3)断层带(4)断盘(5)断距。
2断层的基本类型
(1)正断层
(2)逆断层:
1)冲断层。
断层面倾角大于45。
2)逆掩断层。
断层面倾角为4525。
3)辗掩断层。
断层面倾角小于25o。
(3)平移断层断层要素图ab断距;e断层破碎带;f断层影响带断层类型示意断层类型示意(a)正断层;)正断层;(b)逆断层;)逆断层;(c)平移断层)平移断层3.断层的组合形式
(1)阶梯状断层。
(2)地堑。
(3)地垒。
(4)叠瓦式构造。
4断层的野外识别
(1)地貌标志。
也是最直观的标志之一。
1)断层崖阶梯状断层、地堑及地垒阶梯状断层、地堑及地垒叠瓦式断叠瓦式断层层东非大裂谷形成的断层崖东非大裂谷形成的断层崖2)断层三角面3)错断的山脊4)串珠状湖泊洼地5)泉水的带状分布
(2)地层标志。
它是识别断层的可靠证据之一。
1)岩层沿走向突然中断,而和另一岩层相接触,则说明有断层发生2)垂直岩层走向,若发现地层出现不对称的重复或缺失,则可判定有断层发生断层三角面断层三角面断层造成岩层中断断层造成岩层中断(a)正断层;正断层;(6)逆断层;逆断层;(c)平移断层平移断层断层造成的地层重复和缺失断层造成的地层重复和缺失(3)构造标志。
1))擦痕和阶步。
2)牵引褶皱。
3)构造岩(4)断层性质的判断1)根据擦痕判断2)根据阶步判断3)根据牵引褶皱判断牵引褶皱擦痕和阶步擦痕和阶步断裂构造的存在,破坏了岩体的完整性,降低了岩体强度,增大了岩体的透水性,加速了风化作用、地下水的活动及岩溶的发育,可能对工程建筑产生影响。
(1)断层破碎带力学强度低、压缩性大,建于其上的建筑物地基易产生较大的沉陷,还会使水工建筑物产生集中渗漏。
(2)跨越断裂构造带的建筑物,由于断裂带及其两侧上、下盘的岩体均可能不同,易产生不均匀沉降,从而使建筑物造成断裂和倾斜。
(3)断裂构造带在新的地壳运动影响下,可能发生新的移动,从而进一步影响建筑物的稳定。
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