巖層與構(gòu)造理論及其工程影響

1、小組分工小組分工姓名姓名學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)分工分工特列克01140240資料收集、PPT修改肖國(guó)勝01140242PPT制作與修改楊銀江01140244PPT制作和修改、演講展示張亞博01140245問(wèn)題總結(jié)、演講稿攥寫周澤朝01140247資料收集、PPT修改Contents01巖石理論巖石理論-02巖層理論巖層理論-03地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造-04總結(jié)總結(jié)-目錄Part 1：巖石：巖石理論理論及其工程及其工程特性特性巖石巖石分類及分類及基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論巖石：巖石是由天然產(chǎn)出的礦物或類似礦物的物質(zhì)（如有機(jī)質(zhì)、玻璃質(zhì)，非晶質(zhì)等）組成的固體集合體。根據(jù)成因，自然界的巖石可劃分為巖漿巖，沉積巖，變質(zhì)巖三大類。1.

2、1巖漿巖成因及工程性質(zhì)1.2沉積巖成因及工程性質(zhì)1.3變質(zhì)巖成因及工程性質(zhì)1.11.1巖漿巖成因及工程性質(zhì)巖漿巖成因及工程性質(zhì)巖漿內(nèi)部壓力很大，不斷向地殼壓力低的地方移動(dòng)，以致沖破地殼深部的巖層，沿裂縫上升。上升到一定高度、溫度、壓力都要減低。當(dāng)巖漿的內(nèi)部壓力小于上部巖層壓力時(shí)，迫使巖漿停留下，冷凝成巖漿巖。巖漿巖工程特性 噴出巖主要為流紋構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造。強(qiáng)度低、易風(fēng)化礦物內(nèi)部富集。內(nèi)部孔隙發(fā)育成為破壞突破口，提高孔隙度，促進(jìn)風(fēng)化。水的進(jìn)入提供通道，水侵巖石后粒間粘結(jié)力降低。 侵入巖侵入巖礦物結(jié)晶好，顆粒之間聯(lián)接牢固，多呈塊狀構(gòu)造。侵入巖抗水性強(qiáng)、力學(xué)強(qiáng)度及彈性模量高，具有較好的工程性質(zhì)。但

3、侵入巖礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同，其工程性質(zhì)有較大的差別。 主要特點(diǎn)：冷凝過(guò)程構(gòu)造的不均勻性和裂隙發(fā)育降低巖石強(qiáng)度1.21.2沉積巖成因及工程性質(zhì)沉積巖成因及工程性質(zhì)沉積巖的形成露出地表的巖石-風(fēng)化破壞-流水風(fēng)力搬運(yùn)沉積-長(zhǎng)期壓密、膠結(jié)、重結(jié)晶等-沉積巖。沉積巖的構(gòu)造-層理構(gòu)造由于季節(jié)性氣候的變化，沉積環(huán)境的改變，使先后沉積的物質(zhì)在顆粒大小、形狀、顏色和成分上發(fā)生相應(yīng)變化，從而顯示出來(lái)的成層現(xiàn)象。層理可分為：水平層理、斜層理、交錯(cuò)層理 沉積巖地貌沉積巖工程特性分析垂直于層理方向薄層泥灰?guī)r和或頁(yè)巖等軟弱夾層，或巖性軟硬相間，往往導(dǎo)致層間滑動(dòng)及層間扭曲，并伴有滲水，對(duì)巖體穩(wěn)定不利，順層滑坡多與此有關(guān)。

4、平行于層理方向巖性巖相變化非常復(fù)雜，巖層厚度常因相變尖來(lái)而形成透鏡體、扁豆體，構(gòu)成船形滑移體。1.31.3變質(zhì)巖成因及工程性質(zhì)變質(zhì)巖成因及工程性質(zhì)變質(zhì)巖：由原來(lái)的巖石（巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖）在地殼中受到高溫、高壓及化學(xué)成分加入的影響，在固體狀態(tài)下發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化后形成的新的巖石。變質(zhì)巖變質(zhì)巖工程特性工程特性在片理構(gòu)造中，片巖、千枚巖及板巖片理構(gòu)造發(fā)育，工程性質(zhì)各向異性。千枚巖、滑石片巖、綠泥石片巖、石墨片巖等巖石強(qiáng)度低，抗水性很差，特別是沿片理或節(jié)理面，抗剪、抗拉強(qiáng)度低，遇水易滑動(dòng)，沿片理、節(jié)理面容易剝落。片麻巖片理構(gòu)造發(fā)育，當(dāng)石英、正長(zhǎng)石含量較多時(shí)，工程性質(zhì)比上述巖石要好。對(duì)于塊

5、狀構(gòu)造而言，石英巖和大理巖，結(jié)晶連接、礦物成分穩(wěn)定或比較穩(wěn)定的單礦物巖石。強(qiáng)度高，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，有良好的工程性質(zhì)。Part2：巖層：巖層基礎(chǔ)及其工程基礎(chǔ)及其工程特性特性2.12.1巖層巖層分類分類 巖層是指由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的同一巖性組成的層狀巖石。 巖層類型巖層特點(diǎn)舉例強(qiáng)穩(wěn)定巖層1.堅(jiān)硬、完整、整體性強(qiáng)，不易風(fēng)化，Rb60 MPa2.層狀巖層，層間膠結(jié)好，無(wú)軟弱夾巖玄武巖、石英巖、石英質(zhì)砂巖、奧陶紀(jì)石灰?guī)r、茅口石灰?guī)r等穩(wěn)定巖層1.比較堅(jiān)硬、Rb4060 MPa2.層狀巖層，膠結(jié)較好3.堅(jiān)硬塊狀巖層，裂隙面閉合無(wú)泥質(zhì)充填物，Rb60 MPa礫巖、膠結(jié)好的砂巖、石灰?guī)r等中等穩(wěn)定巖層

6、1.中硬巖層，Rb2040 MPa 2.層狀巖層以堅(jiān)硬為主，夾有少數(shù)軟巖層3.較堅(jiān)硬的塊狀巖層，Rb4060 MPa砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、石灰?guī)r等弱穩(wěn)定巖層1.較軟巖層，Rb20 MPa 2.中硬層狀巖層3.中硬塊狀巖層，Rb2040 MPa 泥巖、膠結(jié)不好的砂巖、煤等 不穩(wěn)定巖層1.高風(fēng)化、潮解的松軟巖層2.各類破碎巖層泥巖、軟質(zhì)灰?guī)r、破碎砂巖等2.22.2巖層產(chǎn)狀及其分類巖層產(chǎn)狀及其分類 巖層產(chǎn)狀：即巖層在空間產(chǎn)出的狀態(tài)和方位的總稱，巖層產(chǎn)狀有水平、傾斜、直立三種。巖層產(chǎn)狀三要素巖層產(chǎn)狀三要素一切傾斜巖層的產(chǎn)狀均以其走向、傾向和傾角表示，稱為巖層產(chǎn)狀三要素。2.32.3巖層產(chǎn)狀對(duì)工程的影

7、響巖層產(chǎn)狀對(duì)工程的影響 在褶皺的翼部主要是單斜構(gòu)造中傾斜巖層引起的順層滑坡問(wèn)題。傾斜巖層作為建筑物地基時(shí)，一般無(wú)特殊不良的影響，但對(duì)于深路塹、高切坡及隧道工程等則有影響。Part3：地質(zhì)構(gòu)造及其工程：地質(zhì)構(gòu)造及其工程特性特性地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造（簡(jiǎn)稱構(gòu)造）是地殼或巖石圈各個(gè)組成部分的形態(tài)及其相互結(jié)合方式和面貌特征的總稱。 地質(zhì)構(gòu)造可分為水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺和斷裂。3.13.1褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造是組織成地殼的巖層，受構(gòu)造力的強(qiáng)烈作用，使巖層形成一系列彎曲且未喪失連續(xù)性的構(gòu)造。褶皺的基本單位是褶曲，褶曲有兩種基本形態(tài)，一種是向斜，一種是背斜。背斜背斜背斜：指巖層發(fā)生折曲時(shí)，其形狀向上

8、凸起者工程特性：因受到張力而被侵蝕成破碎的谷地，可建采石場(chǎng)向上拱起的巖層形成頂托作用，使開(kāi)掘隧道的安全性提高，背斜巖層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且不易儲(chǔ)水，也便于施工。向斜向斜地層中巖層向下彎曲的褶曲構(gòu)造，其核部由新地層組成。地層時(shí)代由核部向兩翼由新到老排列，與背斜相對(duì)。工程特性： 因?yàn)橄蛐睅r層向下彎曲，受力集于中心。所以，同一平面上各點(diǎn)受力不均勻，不宜修建鐵路、隧道等工程。褶皺構(gòu)成褶皺構(gòu)成要素要素褶皺由核、翼部、轉(zhuǎn)折端、樞紐、軸面(樞紐面)、軸跡、脊線與槽線、褶軸等基本要素構(gòu)成褶皺構(gòu)造的分類褶皺構(gòu)造的分類 褶皺構(gòu)造的方式多種多樣，一般按產(chǎn)狀、形態(tài)和組合形態(tài)分類。產(chǎn)狀：直立水平褶皺、直立傾伏褶皺、傾堅(jiān)褶皺、

9、斜歪水平褶皺、平臥褶皺、斜歪傾伏褶皺、斜臥褶皺。形態(tài)：開(kāi)闊褶皺、穹隆構(gòu)造、構(gòu)造盆地、短軸褶皺、線狀褶皺等?？臻g組合分類：平行褶皺群、雁行褶皺群、帚狀褶皺群、弧形褶皺群等3.23.2斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造 斷裂構(gòu)造又稱斷裂。斷裂或斷裂構(gòu)造是指巖石因受地殼內(nèi)的動(dòng)力，沿著一定方向產(chǎn)生機(jī)械破裂，失去其連續(xù)性和整體性的一種現(xiàn)象。 斷裂構(gòu)造是巖石破裂的總稱，包括劈理、節(jié)理、斷層、深大斷裂和超殼斷裂等。3.2.13.2.1節(jié)理節(jié)理節(jié)理，指巖石在自然條件下形成的裂紋或裂縫，巖石中的裂隙，是斷裂構(gòu)造的一類，巖石裂開(kāi)而裂面兩側(cè)無(wú)明顯位移者(與有明顯位移的斷層相對(duì))。節(jié)理分類節(jié)理分類通常，以節(jié)理與巖層的產(chǎn)狀要素的關(guān)系而劃

10、分為四種節(jié)理:走向節(jié)理:節(jié)理的走向與巖層的走向一致或大體一致。傾向節(jié)理:節(jié)理的走向大致與巖層的走向垂直，即與巖層的傾向一致。斜向節(jié)理:節(jié)理的走向與巖層的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交。順層節(jié)理:節(jié)理面大致平行于巖層層面。節(jié)理的工程影響節(jié)理的工程影響 地殼中廣泛發(fā)育的節(jié)理，對(duì)巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利的影響：破壞了巖體的完整性，水易滲入，加速風(fēng)化，降低了承載力，增大巖石滲透性等。 地下開(kāi)挖中，巖體的節(jié)理裂隙影響爆破效果，并使地下工程的圍巖失穩(wěn)。3.2.23.2.2斷層斷層 斷層是巖石順破裂面發(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造 地殼運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力和張力，超過(guò)巖層本身的強(qiáng)度，對(duì)巖石產(chǎn)生破壞作用，導(dǎo)致巖層

11、斷裂錯(cuò)位。斷層的不同形式斷層的不同形式斷層由斷層面和斷盤構(gòu)成通常按斷層的位移性質(zhì)分為:1）正斷層：正斷層主要受到地殼水平張力和重力的作用形成的。2）逆斷層：逆斷層主要由地殼的水平應(yīng)力的擠壓形成的，又統(tǒng)稱為傾向滑動(dòng)斷層。3）平移斷層：主要由水平剪切作用造成的，又稱走向滑動(dòng)斷層(簡(jiǎn)稱走滑斷層)斷層的工程影響斷層的工程影響 裂隙增多，風(fēng)化嚴(yán)重,地下水發(fā)育由于巖體發(fā)生強(qiáng)烈的斷裂變動(dòng)，致使巖體裂隙增多、巖石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重、地下水發(fā)育，從而降低了巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對(duì)工程建筑造成了種種不利影響。因此，在公路工程建設(shè)中，如確定路線布局、選擇橋位和隧道位置時(shí)，要盡量避開(kāi)大的斷層破碎帶。 強(qiáng)度和穩(wěn)定性差在斷層發(fā)育地帶修建隧道，是最不利的一種情況。由于巖體的整體性遭到破壞，加上地面水或地下水的侵入，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都很差，容易產(chǎn)生洞頂坍落，影響施工安全。Part4：總結(jié)總結(jié)總結(jié)總結(jié)地殼中存在很大的應(yīng)力，組成地殼上部巖石，在地應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下就會(huì)發(fā)生變