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第三章地质构造及其
对工程的影响;地质构造:构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹。;3.1水平构造和单斜构造;产状:构造的产出状态与空间方位。;地质产状要素;3.2褶皱构造;背斜和向斜在平面和剖面上的表征;褶皱要素;水平褶皱,枢纽近于水平;
倾伏褶皱,枢纽是倾斜的;
褶皱两翼同一褶皱面在水平面上集合,背斜集合部位为倾伏端,向斜集合部位为仰起端。
倾竖褶皱,枢纽直立(90?);;等轴褶皱,褶皱长宽比近于1;包括穹隆构造(等轴背斜)与
构造盆地(等轴向斜);
短轴褶皱,褶皱长宽比近于3:1—10:1;
长轴褶皱,褶皱长宽大于10:1的狭长褶皱.;褶皱构造;褶皱构造的工程地质评价:
1〕充分了解局部〔褶曲〕与整体〔褶皱〕的关系;
2〕褶曲翼部对于建筑物的地基一般没有不良影响;
但对于深路堑、挖方高边坡:
有利情况:路线垂直岩层走向,或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反;
不利情况:路线走向与岩层走向平行,边坡与岩层倾向一致〔特别是在云母片岩、绿泥石片岩、化石片岩等松软岩石分布地区〕;
最不利情况:路线与岩层走向平行,岩层倾向与路基边坡一致,而边坡的坡角大于岩层的倾角〔特别是在石灰岩、砂岩与黏土质页岩互层,且有地下水作用时〕。;4〕对于隧道工程,从褶曲的翼部通过一般比较有利;
5〕在褶曲轴部,不管对于公路、隧道或桥梁工程,容易遇到工程地质问题,主要是由于岩层破碎而产生岩体稳定问题和向斜轴部地下水问题。;褶曲的野外观察:;穿越法:沿着选定的调查路线,垂直岩层走向观察;
追索法:平行岩层走向进行观测。;3.3断裂构造;3.3.1节理〔裂隙〕;节理与岩层、褶皱的关系;1.节理类型
构造节理:岩体受地应力作用随岩体变形而产生的裂隙。;剪节理特征:
1)产状稳定,沿走向与倾向延伸较远;
2)剪节理面比较平滑,时而有擦痕;
3)砂砾岩中剪节理可切穿砾石和胶结物;
4)剪节理多呈共扼“X”型,将岩石切成棋盘格式;;非构造节理:由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的裂隙。
原生节理;
风化节理;
卸荷节理;;2.裂隙的工程地质???价
1〕有利于开挖,对岩体的强度和稳定性均不利;
2〕破坏岩体的整体性,促进岩体的风化速度,增强岩体的透水性;
3〕当裂隙主要发育方向与路线走向平行,倾向与边坡一致时,路堑边坡均易发生崩塌等不稳定现象。;3.节理调查、统计和表示方法;3.3.2断层;;断层类型:〔a〕正断层;〔b〕逆断层;
〔c〕平移断层;〔d〕逆掩断层;断层组合形式;阶梯状断层;断层的工程地质评价
〔1〕岩层发生断裂变动,致使岩体裂隙增多、岩石破碎、风化严重、地下水发育,从而降低了岩石的强度和稳定性。
〔2〕在公路建设中,如确定路线布局、选择桥位和隧道位置时,尽量避开大的断层破碎带。
安排河谷路线时,要注意河谷地貌与断层构造的关系:当路线与断层走向平行时,路基靠近断层破碎带时,容易引起边坡发生大规模坍塌;
进行大桥桥位勘测时,要注意查明桥基局部有无断层存在,及其影响程度如何;
在断层发育带修建隧道是不利的。当隧道轴线与断层走向平行时,应尽量防止与断层破碎带接触。;断层的野外识别
〔1〕地貌特征;〔2〕地层特征
〔3〕断层的伴生构造现象;3.4不整合;3.5岩石与岩体的工程地质性质;3.5.1岩石的主要物理力学性质;〔2〕孔隙性:反映岩石中各种孔隙的发育程度、对岩石的强度和稳定性产生重要影响。
以孔隙度表示——数值上等于岩石中各种孔隙的总体积与岩石总体积之比,用百分数表示。
孔隙度大小主要决定于岩石的结构和构造,同时也受外力因素的影响。;〔3〕吸水性:反映岩石一定条件下的吸水能力,用吸水率表示〔通常大气压下的吸水能力〕——数值上等于岩石的吸水重量与同体积枯燥岩石重量的比,用百分数表示。
吸水率与岩石孔隙度大小、孔隙张开程度等因素有关。;〔4〕软化性:受水作用后,强度和稳定性发生变化的性质。主要取决于矿物成分、结构和构造特征。
软化系数——数值上等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度和风干状态下极限抗压强度之比。分界点为0.75。;〔5〕抗冻性:抵抗岩石孔隙中水因结冰膨胀压力作用的能力。
一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。降低率小于20%-25%,认为是抗冻的。;2.主要力学性质
〔1〕岩石的变形
在弹性变形范围内:
弹性模量:应力和应变之比;
泊松比:横向应变和纵向应变之比;;〔2〕岩石的强度:抵抗外力破坏的能力
抗压强度:在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力,数值上等于受压到达破坏时的极限应力;
抗拉强度:拉断破坏时的最大张应力;
抗剪强度:数值上等于岩石受剪
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