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3.3 断裂构造

构成地壳的岩体,受构造应力作用发生变形,当变形达到一定程度后,使岩体的连续性和完整性遭到破坏,产生各种大小不一的断裂,称为断裂构造。断裂构造是地壳中常见地质构造,包括节理断层两类。

一、节理

  节理也称为裂隙,是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。节理按成因可分为两大类:一类是由构造运动产生的节理叫构造节理,它在地壳中分布极为广泛,分布也有一定的规律。另一类是由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的裂隙称为非构造裂隙。非构造裂隙分布的规律性不明显,常常出现在小范围内。按构造节理形成的应力性质,构造节理可分为张节理和剪应力两大类。


节理类型

1.张节理

  张节理其主要特征是产状不很稳定,在平面上和剖面上的延展均不远;节理面粗糙不平,擦痕不发育,节理两壁裂开距离较大,且裂缝的宽度变化也较大,节理内常充填有呈脉状的方解石、石英,以及松散工已胶结的粘性土和岩屑等;当张节理发育于碎屑岩中时,常绕过较大的碎屑颗粒或砾石,而不是切穿砾石;张节理一般发育稀疏,节理间的距离较大,分布不均匀。张节理其主要特征是产状不很稳定,在平面上和剖面上的延展均不远;节理面粗糙不平,擦痕不发育,节理两壁裂开距离较大,且裂缝的宽度变化也较大,节理内常充填有呈脉状的方解石、石英,以及松散工已胶结的粘性土和岩屑等;当张节理发育于碎屑岩中时,常绕过较大的碎屑颗粒或砾石,而不是切穿砾石;张节理一般发育稀疏,节理间的距离较大,分布不均匀。

2.剪节理

  剪节理和特征是产状稳定,在平面和剖面上延续均较长;节理面光滑,常具擦痕、镜面等现象,节理两壁之间紧密闭合;发育于碎屑岩中的剪节理,常切割较大的碎屑颗粒或砾石;一般发育较密,且常有等间距分布的特点;常成对出现,呈两组共轭剪节理


共轭剪节理

3.节理的工程地质评价

  岩体中的裂隙,在工程上除了有利于开挖处,对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。

  岩体中存在裂隙,破坏了岩体的整体性,促进岩体风化速度,增强岩体的透水性,因而使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发育方向与路线走向平行,倾向与边坡一致时,不论岩体的产状如何,路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。在路基施工中,如果岩体存在裂隙,还会影响爆破作业的效果。所以,当裂隙有可能成为影响工程设计的重要因素时,应当对裂隙进行深入的调查研究,详细论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响,采取相应措施,以保证建筑物的稳定和正常使用。

二、断层

  断层是岩体破裂后,两侧岩块产生显著位移的断裂构造。

1.断层要素

  断层要素包括断层面、断层线、断盘和断距见下图。


断层要素

  断层面指两侧岩块发生相对位移的断裂面。断层线是断层面与地面的交线。断层面两侧发生相对位移的岩块,称为断盘。 断层两盘沿断层面相互移动开的距离称为断距。

2.断层类型

  根据两盘相对移动的特点,断层的基本类型有正断层、逆断层、平移断层和斜向滑动断层,具体见下图。


断层类型

  常见的断层组合类型有阶梯状断层、地堑和地垒,叠瓦状构造 ,见下图。


(a)阶梯状断层

(b)叠瓦状构造

(c)地堑和地垒

3.断层的野外识别标志

  在自然界,大部分断层由于后期遭受剥蚀破坏和覆盖,在地表上暴露得不清楚,因此需根据地层、构造等直接证据和地貌、水文等方面的间接证据来判断断层的存在与否及断层类型。

  (1)构造线和地质体的不连续 【展开】

  (2)地层的重复与缺失 【展开】

  (3)断层面(带)的构造特征 【展开】

  (4)地貌及其他标志 【展开】

4.断层的工程地质评价

  由于断裂构造的存在,破坏了岩体的完整性,加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育可能在以下几方面对工程建筑产生影响。

  降低地基岩体的强度稳定性。断层破碎带力学强度低、压缩性大,建于其上的建筑物由于地基的较大沉陷, 易造成断裂或倾斜。断裂面对岩质边坡、坝基及桥基稳定常有重要影响。

  跨越断裂构造带的建筑物,由于断裂带及其两侧上、下盘的岩性均可能不同,易产生不均匀沉降。

  隧道工程通过断裂破碎时易了生坍塌。

  断裂带在新的地壳运动影响下,可能发生新的移动,从而影响建筑物的稳定。

最后修改: 2019年09月10日 Tuesday 09:29