工程地质学与水文地质学讲义(最新整理by阿拉蕾)

工程地质学与水文地质学讲义(最新整理by阿拉蕾)内容摘要：

大，划分对比粗略，故其 18 长期未能统一。 只能称早、中、晚 世，上、中、下统。 167。 岩层产状及其测定 一、水平岩层和倾斜岩层 水平岩层：倾角小于 5 度的岩层 倾斜岩层：沉积岩层由于水平运动的影响，改变了原始状态，形成倾角大于 5 度的岩层 二、岩层的产状 走向：岩层层面与水平面的交线称为该岩层的走向线，走向线所指的方向即走向 倾向：在岩层层面上垂直岩层走向线的射线叫做岩层的倾斜线，倾斜线在水平面上的投影，叫倾向先，倾向线所指的方向即为倾向。 倾角：岩层层面与水平面之间的二面角，即倾斜线与倾向线之间的夹角。 三、岩层产状的测定与表示方法 岩层产状的测定： 岩层产状的表示方法： 通常采用方位角法，即只记倾向与倾角。 167。 地壳运动 一、定义 ：又称构造运动，是由于地壳的内部原因（重力、地内热能等）和外部原因（行星引力）引起地壳形态的变化的运动。 二、基本类型： 19 升降运动：此起彼伏，相互补偿（局部） 水平运动：地壳以水平运动为主。 两种主要观点： 1）板块学说 地幔对流学说； 2）李四光，地质力学观点。 关键在动力来源的问题上产生分歧。 167。 岩层的接触关系（用图说明） 一、整合关系 新老地层大致平行，沉积岩岩 性与生物变化都呈渐变关系，它们是连续沉积的。 二、不整合关系 平行不整合关系：上下两套地层的产状彼此平行，但在两套地层之间缺失了一些时代的地层，表明在这段时期出现过间断沉积。 角度不整合关系：上下两套地层之间缺失了部分地层，且产状不同。 167。 构造及其主要类型 一、原生构造与次生构造 原生构造：岩层或岩体在成岩过程中形成的构造 次生构造：岩层或岩体在内动力地质作用下产生的变形，如褶皱、断层、节理、劈理等。 二、褶皱 褶皱现象 1）褶皱构造：地壳中的岩层在褶皱运动的作用下， 发生一系列向上或向下的波状弯曲，并保持其连续完整性，这样的变形结果，即为褶皱构造。 20 2）背斜：其核心部位的岩层时代相对较老，外侧岩层较新一种岩层弯曲变形。 3）向斜：其核心部位的岩层时代较新，外侧岩层较老的一种岩层弯曲变形。 褶皱要素 1）核部：泛指褶皱中心部分的岩层。 2）翼部：系指褶皱核部两侧的岩层。 3）转折端：系指从褶皱翼向另一翼过渡的部分。 4）枢纽：在褶皱的各个横剖面上，同一褶皱面的各最大弯曲点的连线。 5）轴面：一个褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面。 6）褶轴：轴面与水平面的交线。 7）脊线：背斜或背行的同一褶皱面的各横剖面上的最高点的连线。 褶皱的形态分类 1）按轴面的产状分类： 直立、倾斜、倒转及平卧褶皱。 2）按枢纽产状分类： 水平褶皱、倾伏褶皱 褶皱的野外识别 地层呈有规律的对称重复 三、断裂构造 断裂构造：岩石受力作用超过强度极限时岩石所发生的破裂，同时产生一些破裂面，使岩石丧失了连续完整性。 21 节理： 岩石（层）没有发生显著位移的破裂 1）节理的类型： 根据节理的成因，可分为原生节理、构造节理和次生节理 （ 1）原生节理：是指岩石在形成过程中所产生的节理。 （ 2）构造节理：是岩石收构造应力作用产生的。 按其力学成因，可分为剪节理和张节理。 剪节理： 当岩石所受最大剪应力达到并超过岩石的抗剪强度时，则产生剪节理。 剪节理一般是闭合的，节理面光滑，常有滑动擦痕和擦光面；剪节理的产状稳定，沿走向和倾向一般延伸较远；在砾石或粗砂岩中，剪节理能平整地切割砾石和粗砂岩。 张节理： 是岩石受拉张应力而形成的裂隙。 张节理其裂口是张开的，呈上宽下窄的契形；多发育于脆性岩石中，尤其在褶曲转折端等拉张应力集中的部位；节理面粗糙不平，产状不稳定，沿其走向或倾向都延伸不远就尖灭了；一般 无滑动擦痕和摩擦镜面；当其发育于砾石中时，长绕过砾石，其裂面明显凹凸不平。 （ 3） 次生节理： 由于岩体受卸货、风化、地下水等次生作用而产生的裂隙。 2）节理的工程地质评价 地壳中广泛发育的节理对 岩体的强度和稳定性 均有不利影响；破坏了岩体的完整性，水容易沿裂隙渗入，加速岩石的风化，降低了基岩的承载力，增大岩石渗透性等。 22 3）节理的调查、统计和表示方法 调查：先在工点选择一具有代表性的基岩露，对一定面积的内的裂隙，进行测量，包括产状、长度、宽度、条数、成因几充填情况等。 统计： （ 1） 裂隙走向玫瑰花图 自圆心沿半径引射 线，射线的方位代表每组裂隙平均走向的方位，射线的长度代表每组裂隙的条数。 然后用折线把射线的端点连接起来，即可。 （ 2） 裂隙倾向玫瑰花图（同上） 断层 岩层发生断裂后，沿断裂面发生显著位移的断裂构造。 1）断层要素： 断裂面：断层发生滑动的破裂面。 断盘：断层面将岩层分为两个块体，每个块体即称为断盘。 断层带：断层两壁之间的地带。 断层线： 断距：上下盘同一点，沿断层面相对位移，称为总断距；水平方向的距离称为水平断距，垂直方向的称为垂直断距。 2）断层的分类： 根据两盘的相对位移： （ 1） 正断层：上盘相对下降，下 盘相对上升的断层。 （ 2） 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层。 逆冲断层：位移量很大的低角度逆断层。 （ 3） 平移断层：两盘顺走向相对移动。 （在垂直方向上没有位移） 23 3）断层组合： （ 1）地堑：由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层组成。 （ 2）地垒：由两条走向基本一致倾向相反的正断层组成。 （ 3）阶梯状断层：由一系列走向和倾向都基本一直的正断层组成。 167。 地质图及其阅读 地质图：用规定的图例符号和颜色来反映一个地区的地质现象和地质条件的图件。 一、地质图的种类 普通地质图：是表示某地区地形、地层岩性 和地质构造的基本图件。 地貌及第四纪地质图：是根据一个地区的第四系地层的成因类型、岩性及其形成时代，地貌的类型、形态特征而编制的综合图件。 工程地质图：是根据工程地质条件编制而成的，它是在相应比例尺的地形图上表示各种工程地质勘察成果的图件。 水文地质图：是表示一个地区水文地质条件和地下水形成、分布规律的地质图件。 地质剖面图和综合柱状图：是指在平面地质图的基础上，为了更清楚地反映一个地区地表以下一定深度范围内的各种地质现象而编制的垂直方向的地质图件。 以上各类地质图都应有：图名、图例、比例尺 、方向和责任表等。 其中图例严格要求自上而下或自左而右，地层从新到老进行排列；先地层、岩浆岩，后地质构造等。 24 二、不同产状岩层或地质界面在地质图上的表现 水平岩层在图上的表现 一条形状与等高线一致或重复的曲线。 直立岩层在图上的表现 一条切割等高线的直线。 倾斜岩层在图上的表现 一条与等高线相交的曲线。 三、地质构造在地质图上的表现 褶皱在地质图上的表现 1）水平褶曲：枢纽产状水平的背斜和向斜，在地形平坦的条件下，它们两翼地层在地质图上都呈平行条带状出露，核部只有一条单独出现的地层。 2）倾伏褶曲：在地形平坦的条件下，它们两翼地层都在地质图上都呈对称出露，但不是平行线，而是似抛物线形。 断层在地质图上的 断层线在地形地质图上通常是一条直线或曲率小的曲线。 四、地形地质图的阅读和分析 （略） 25 167。 5 地下水的概述 167。 自然界中水的循环（图） 一、水文循环： 大循环：海陆循环，海洋表面蒸发的水气，随气流带到大陆上空，形成降水落回地面，再经径流返回海洋。 小循环：陆陆、海海循环。 二、地质循环：在地壳中的水循环。 167。 地下水的物理性质与化学成分 一、地下水的物 理性质： 温度、颜色、透明度、嗅味、味道、导电性和放射性等。 二、地下水的化学成分： 1）主要离子成分：见书 61 页 2）主要气体成分： O H2S、 N CO2 3）地下水的胶体成分与有机质 167。 岩石中的空隙特征与地下水的存在形式 一、岩石中的空隙 岩石空隙是地下水的储存场所和运移通道。 可把空隙分为三类：松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩中的溶隙。 孔隙： 松散岩石是由大小不等的颗粒组成，颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称之为孔隙。 孔隙度 = 孔隙的体积 /松散岩石的体积 100% 26 影响因素：。