工程地質(zhì)學(xué)PPT課件

.,1,第三章地質(zhì)構(gòu)造,第一節(jié)地質(zhì)作用,第二節(jié)地質(zhì)年代,第三節(jié)巖層產(chǎn)狀,主要內(nèi)容,第四節(jié)褶皺構(gòu)造,第六節(jié)地質(zhì)圖,第五節(jié)斷裂構(gòu)造,.,2,由自然動(dòng)力引起地殼的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的作用稱為地質(zhì)作用。,按動(dòng)力來(lái)源分為：內(nèi)力地質(zhì)作用(endogenicgeologicalprocess)外力地質(zhì)作用(exogenicgeologicalprocess),第一節(jié)地質(zhì)作用,.,3,內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球內(nèi)部的能（旋轉(zhuǎn)能、重力能、輻射熱能）引起。,.,4,地殼運(yùn)動(dòng)（tectonism）,水平和升降運(yùn)動(dòng)。,.,5,三根大理石柱的升降變化示意圖,升降運(yùn)動(dòng)(造陸)水平運(yùn)動(dòng)(造山),第一節(jié)地質(zhì)作用,.,6,世界上最有名的實(shí)例是意大利那不勒斯灣塞拉比斯古廟，建于公元前的古羅馬時(shí)代。古廟的廢墟中聳立著三根大理石柱，高12米。從底向上的3.6米石柱表面光滑無(wú)痕；再向上2.7米則被蟲蛀出許多梨狀小孔，有海水浸沒(méi)的痕跡；其上的石柱仍完好如初。這個(gè)古廟顯然是建在陸地上的，曾有一段時(shí)間因地表下沉，石柱沒(méi)入海內(nèi)6.3米（下部的3.6米因被海底泥沙或火山灰掩埋而未受蟲蛀）。18世紀(jì)時(shí)石柱重又升出海面?，F(xiàn)在又在下降（可能從19世紀(jì)開始），故石柱的基部已浸沒(méi)在水中了。世界上典型的大面積上升的例子見(jiàn)于北歐的斯堪的那維亞半島，以半島的內(nèi)部上升最快。據(jù)階地和海岸線的位置計(jì)算的上升速率是0.5米/百年。上升的原因，普遍認(rèn)為是冰川消融后的減負(fù)作用。即：這里原發(fā)育大陸冰蓋（見(jiàn)前“冰川的惡作劇”一節(jié)），實(shí)際上加了個(gè)沉重的負(fù)載。冰川融掉了，這個(gè)負(fù)載也去掉了，大地象是“蘇醒”過(guò)來(lái)似的，發(fā)生大面積上升。我國(guó)的華北平原則是現(xiàn)代下沉區(qū)。在河北昌黎縣城附近有一指路石碑，標(biāo)明離縣城2.5km，離海邊2.5km，而現(xiàn)在這個(gè)碑離海只有1km多了。因?yàn)殛懙氐某两?，原海邊的一座古廟已被淹沒(méi)。也有人用冰川消融來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象，認(rèn)為冰川融化后使海平面上升，所以低洼的地方就被海水浸沒(méi)了，并估計(jì)這里的海岸線已向陸推進(jìn)約2324km.,第二節(jié)地質(zhì)年代,.,7,地震作用(earthquake),地內(nèi)機(jī)械能突然釋放，以彈性波的形式傳播到地表引起猛烈沖擊。,汶川地震,.,8,巖漿作用（magmatism）,巖漿形成、運(yùn)動(dòng)、演化、冷凝。,.,9,變質(zhì)作用(metamorphism),在高溫、高壓并有化學(xué)物質(zhì)參與下，巖石發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化，生成新的巖石。,.,10,各種內(nèi)力地質(zhì)作用是相互關(guān)連的,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成斷裂，引起地震，并為巖漿活動(dòng)創(chuàng)造通道。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)引起變質(zhì)作用。,地殼運(yùn)動(dòng)在內(nèi)力地質(zhì)作用中起主導(dǎo)地位。,.,11,外力地質(zhì)作用：由太陽(yáng)輻射能引起，產(chǎn)生大氣環(huán)流，形成水的循環(huán)，動(dòng)植物生長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中改造地表。,.,12,外力地質(zhì)作用的營(yíng)力：,河流的侵蝕；,地下水的潛蝕；,風(fēng)的吹蝕；,冰川的刨蝕等。,湖泊海洋的沖蝕;,.,13,一般按風(fēng)化剝蝕搬運(yùn)沉積硬結(jié)成巖的程序進(jìn)行,風(fēng)化(weathering)：在地表環(huán)境下由于大氣、水、生物等作用，巖石在原地分解和破壞。,剝蝕(denudation)：各種地質(zhì)營(yíng)力，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)地表巖石產(chǎn)生破壞，并把破碎分解了的產(chǎn)物剝離原地。,.,14,搬運(yùn)(transportation)拖曳搬運(yùn)懸浮搬運(yùn)溶解搬運(yùn),硬結(jié)成巖(diagenesis)壓實(shí)膠結(jié)重結(jié)晶,沉積(sedimentation)機(jī)械沉積化學(xué)沉積生物化學(xué)沉積,.,15,外力地質(zhì)作用主要影響因素是：氣候和地形。,我國(guó)溫度帶的劃分圖,.,16,我國(guó)干濕地區(qū)劃分圖,.,17,潮濕氣候區(qū)：河流、湖泊、地下水發(fā)育，風(fēng)化徹底。如東南沿海。干旱氣候區(qū)：暴雨，風(fēng)力強(qiáng)，咸水湖。如西北高原。冰凍氣候區(qū)：氣溫低，蒸發(fā)量小，生物稀少，冰川盤踞。如兩極和高山地區(qū)。,.,18,中國(guó)地勢(shì)分布示意圖,.,19,大陸以剝蝕為主，海洋以沉積為主。山區(qū)以剝蝕為主，平原以沉積為主。,.,20,內(nèi)力和外力地質(zhì)作用的關(guān)系：內(nèi)力地質(zhì)作用決定地表的基本形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造地表形態(tài)的塑造者外力地質(zhì)作用破壞和重塑地表形態(tài)地表形態(tài)的雕刻者地殼上升時(shí)，遭受剝蝕。地殼下降時(shí)，接受沉積。,.,21,絕對(duì)年齡：通過(guò)放射性元素蛻變周期測(cè)定。適用于巖漿巖、變質(zhì)巖地區(qū)。鉀-氬、鈾-鉛和碳-14。,第二節(jié)地質(zhì)年代,式中：t巖石實(shí)際地質(zhì)年齡；衰減系數(shù)，每年每克母體同位素能產(chǎn)生的字體同位素的克數(shù)；D巖石中放射性元素蛻變而成的子體同位素含量；N巖石中放射性元素蛻變后剩余的母體同位素含量。,.,22,第二節(jié)地質(zhì)年代,相對(duì)年代：適用于沉積巖地區(qū)。地層層序律古生物層序律巖性對(duì)比法地質(zhì)體接觸關(guān)系,.,23,地層接觸關(guān)系,層狀地層接觸關(guān)系整合接觸(conformity)：時(shí)間上連續(xù)，產(chǎn)狀上一致。反映地殼連續(xù)均勻下降。,.,24,平行不整合(disconformity)：時(shí)間上不連續(xù)，產(chǎn)狀一致。反映地殼間斷上升。,.,25,角度不整合(discordant)：時(shí)間上不連續(xù)，產(chǎn)狀不一致。反映地殼劇烈運(yùn)動(dòng)。,.,26,2.巖漿巖與圍巖接觸關(guān)系,侵入接觸沉積接觸侵入與沉積接觸,.,27,地質(zhì)年代單位：宙、代、紀(jì)、世、期(從大到小)地層單位：宇、界、系、統(tǒng)、階(從大到小),地質(zhì)年代單位和地層單位,.,28,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,.,29,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,.,30,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,顯生宙,.,31,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,顯生宙,顯生宙,.,32,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,.,33,水平巖層(horizontalstratum),第三節(jié)巖層傾向,水平構(gòu)造的地貌景觀（階梯狀陡崖）,.,34,傾斜巖層(tiltedstratum),單斜構(gòu)造的力學(xué)成因,圖4-3地層層序(a)正常層序；(b)倒轉(zhuǎn)層序,.,35,產(chǎn)狀三要素(elementsofattitude),走向(strike)：巖層面和任一假想水平面交線的延伸方向。傾向(dip)：巖層的傾斜方向。與走向線垂直。只有一個(gè)。傾角(dipangle)：巖層層面與水平面的最大銳角。,.,36,產(chǎn)狀三要素(elementsofattitude),表示方法：巖層產(chǎn)狀一般用方位角表示，通常格式是：走向南西200，傾角南東110，傾角30，表示為200/SE30；因走向可用傾向加減90得到，一般只用傾向和傾角，表示為11030。,.,37,第四節(jié)褶皺構(gòu)造(fold),組成地殼的巖層，受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造，稱為褶皺構(gòu)造。,.,38,一、褶皺的力學(xué)成因,（a）水平擠壓力；（b）垂直作用力；（c）力偶作用,.,39,二、褶曲要素：,樞紐(hinge)：組成褶皺的巖層的同一層面上各個(gè)最大彎曲點(diǎn)的聯(lián)線叫樞紐。,核部(core)兩翼(limb),軸面(axialplane)是連接褶皺各層樞紐構(gòu)成的面，它是一個(gè)抽象的面。軸線(axialline)是軸面與水平面的交線。,.,40,三、褶皺構(gòu)造基本形態(tài)：,背斜(anticline)：巖層向上彎曲，核部老，兩翼新。向斜(syncline)：巖層向下彎曲，核部新，兩翼老。,.,41,四、褶皺類型,按軸面產(chǎn)狀分：,直立,傾斜,倒轉(zhuǎn),平臥,.,42,按樞紐產(chǎn)狀分：,按褶曲長(zhǎng)短軸的比例分：,圖4-10穹隆和構(gòu)造盆地(a)穹隆；(b)構(gòu)造盆地,.,44,五、褶皺構(gòu)造野外觀察方法,背斜成谷,向斜成山,穿越法：垂直于巖層走向觀察。追蹤法：平行于巖層走向觀察。,.,45,六、褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)：對(duì)隧道工程,.,46,六、褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)：對(duì)深路塹和高邊坡,山坡巖層地質(zhì)構(gòu)造的影響a-向斜山；b-背斜山；c-單斜山1-有利情況；2-不利情況,.,47,第五節(jié)斷裂構(gòu)造(fracture),華鎣山斷裂,.,48,一、斷裂構(gòu)造的力學(xué)機(jī)制,.,49,斷裂構(gòu)造的形成,.,50,二、斷裂構(gòu)造的分類,節(jié)理（裂隙）是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒(méi)有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造，也稱為裂隙。,斷層斷層是巖體破裂后，兩側(cè)巖塊產(chǎn)生顯著位移的斷裂構(gòu)造。,.,51,（一）節(jié)理(joint)：,原生節(jié)理:巖石在成巖過(guò)程中形成的節(jié)理。次生節(jié)理:包括風(fēng)化節(jié)理、卸荷節(jié)理等。構(gòu)造節(jié)理:由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而形成的節(jié)理。分為張節(jié)理和剪節(jié)理。,.,52,表4-2裂隙發(fā)育程度分級(jí)表,.,53,裂隙調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和表示方法：選擇代表性的基巖露頭,對(duì)一定面積內(nèi)的裂隙進(jìn)行測(cè)量。,.,54,裂隙走向玫瑰圖表示方法：,.,55,節(jié)理的工程地質(zhì)評(píng)價(jià):巖體中存在裂隙，破壞了巖體的整體性，促進(jìn)巖體風(fēng)化速度，增強(qiáng)巖體的透水性，因而使巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。裂隙主要發(fā)育方向與路線走向平行，傾向與邊坡一致時(shí)，易發(fā)生崩塌等不穩(wěn)定現(xiàn)象。,.,56,（二）斷層(fault):,斷層要素:斷層面（帶）斷盤斷距,.,57,斷層基本類型,正斷層(normalfault),逆斷層(reversefault),平移斷層(parallelfault),.,58,斷層組合形式,疊瓦式斷層,.,59,按斷層與褶皺軸的關(guān)系分：,縱向斷層F1，橫向斷層F2，斜向斷層F3,.,60,斷層的識(shí)別,地層界限不連續(xù)或巖層中斷,.,61,巖層不對(duì)稱重復(fù)或缺失,.,62,斷層破碎帶及構(gòu)造巖,擦痕,牽引構(gòu)造及伴生節(jié)理,.,63,斷層工程地質(zhì)評(píng)價(jià),由于斷裂構(gòu)造的存在，破壞了巖體的完整性，加速了風(fēng)化作用、地下水的活動(dòng)及巖溶發(fā)育，從而在以下幾方面對(duì)工程建筑產(chǎn)生影響。,（1）斷層對(duì)工程建設(shè)十分不利，特別是道路工程建設(shè)中，選擇線路、橋址和隧道位置時(shí)，應(yīng)盡可能避開斷層破碎帶。（2）當(dāng)?shù)缆泛退淼琅c斷層走向平行時(shí)，選線盡可能避開斷層破碎帶，而當(dāng)必須穿越斷層時(shí)，應(yīng)垂直斷層走向穿越。,（3）斷層破碎帶降低了地基巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，建于其上的建筑易產(chǎn)生較大的沉降、開裂和傾斜。（4）跨越斷裂帶的建筑物，易產(chǎn)生不均勻沉降。,.,64,一、地質(zhì)圖(geologicalmap)的類型：,普通地質(zhì)圖地貌及第四紀(jì)地質(zhì)圖工程地質(zhì)圖水文地質(zhì)圖,地質(zhì)平面圖地質(zhì)剖面圖地層柱狀圖,第六節(jié)地質(zhì)圖,.,65,二、地質(zhì)圖規(guī)格,地質(zhì)平面圖應(yīng)有圖名、圖例、比例尺、編制單位和編制日期等。,比例尺的大小反映了圖的精度，比例尺越大，圖的精度越高，對(duì)地質(zhì)條件的反映也越詳細(xì)、越準(zhǔn)確。,.,66,水平構(gòu)造,直立構(gòu)造,三、各種地質(zhì)界面在地質(zhì)圖上的表現(xiàn):,.,67,傾斜構(gòu)造（V字形法則）,1.傾向反，同彎曲且曲率小。,.,68,2.傾向同，傾角大，反彎曲。,.,69,3.傾向同，傾角小，同彎曲但曲率大。,.,70,水平巖層和傾斜巖層地質(zhì)圖,練習(xí)：地質(zhì)圖分析,.,71,褶皺在地質(zhì)圖上的表現(xiàn)：,水平褶曲,傾伏褶曲,.,72,斷層構(gòu)造在地質(zhì)圖上的表現(xiàn)：,（b）,.,73,地層接觸關(guān)系在地質(zhì)圖上的表現(xiàn):,圖4-28不整合E與Q平行不整合；T與E角度不整合。,.,74,讀圖方法：比例尺、圖例、地貌、地層分布和巖性、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)現(xiàn)象、工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。,.,75,圖4-29寧陸河地區(qū)地質(zhì)圖,.,76,圖4-29寧陸河地區(qū)地質(zhì)圖,.,77,復(fù)習(xí)思考題1什么是相對(duì)地質(zhì)年代？什么是絕對(duì)地質(zhì)年代？地層的相對(duì)地質(zhì)年代是怎樣確定的？2地質(zhì)年代單位和時(shí)間地層單位的含義及相互關(guān)系怎樣？3熟悉地質(zhì)年代表及第四紀(jì)地質(zhì)年代的劃分。4什么是地殼運(yùn)動(dòng)及地質(zhì)構(gòu)造？?jī)烧叩年P(guān)系如何？5什么叫巖層的產(chǎn)狀？產(chǎn)狀三要素是什么？巖層產(chǎn)狀是如何測(cè)定和表示的？,.,78,6什么叫褶皺構(gòu)造？什么叫褶曲？褶曲要素及基本形態(tài)有哪些或是什么？7如何識(shí)別褶曲并判斷其類型？8如何區(qū)別張節(jié)理與剪節(jié)理？9什么叫斷層？斷層由哪幾部分組成？斷層的基本類型有哪些？在野外如何識(shí)別層？10.試說(shuō)明巖層間接觸關(guān)系的類型，各自的含義及識(shí)別方法。11.什么是活斷層？它具有哪些特征？,.,79,12試說(shuō)明研究和學(xué)習(xí)各種地質(zhì)構(gòu)造有何工程意義？13什么是地質(zhì)圖？地質(zhì)圖的基本類型有哪