第三章　地质结构及其对工程的影响

第三节　断裂构造

主要内容:

断裂概念

裂隙(定义、类型、工程评价、调查统计方法)

断层(定义、断层要素、类型、野外识别等)

一、断裂构造：

构成地壳的岩体，受力作用发生变形，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。

根据断裂后两侧岩块相对位移的情况，断裂构造又分为裂隙和断层。

二、裂隙

又称为节理，是没有显著位移的小型断裂构造。

(一)裂隙的类型

按成因：构造裂隙，非构造裂隙

·构造裂隙：

是岩体受地应力作用，随岩体变形而产生的裂隙。

特点：成因上与相关构造有密切联系；空间分布上有一定的规律性。

分类：张性裂隙：张开较宽，断裂面粗糙，间距较大，分布不匀，延伸不远。

常出现在背斜和向斜的轴部。

扭(剪)性裂隙：平直闭合，分布较密，延伸较远、深，裂隙面光滑，有擦痕。

常出现在褶曲的翼部和断层附近。

·非构造裂隙

由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的裂隙。

分类：风化裂隙，原生裂隙，卸荷裂隙。

特点：分布凌乱、没有规律性。

(二)裂隙的工程地质评价

1.有利于开挖

2.破坏了岩体的整体性

3.促进了风化速度

4.增强了岩体的透水性

5.降低了强度和稳定性

(三)裂隙调查、统计和表示方法

调查方法：

调查裂隙时，应先在工点选择一具有代表性的基岩露头，对一定面积内的裂隙，按表3-1所列内容进行测量，同时要注意研究裂隙的成因和填充情况。测量裂隙产状的方法和测量岩层产状的方法相同。

裂隙野外测量记录表

统计方法：

统计裂隙，有各种不同的图式。裂隙玫瑰图就是其中比较常用的一种。裂隙玫瑰图可以用裂隙走向编制，也可以用裂隙倾向编制。其编制方法如下：

1.裂隙走向玫瑰图

(1)在一任意半径的半圆上，画上刻度网。

(2)把所测得的裂隙按走向以每5°或每10°分组， 统计每一组内的裂隙数并算出其平均走向。

(3)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。

(4)然后用折线把射线的端点连接起来，即得裂隙走向玫瑰图。

2.裂隙倾向玫瑰图

(1)先将测得的裂隙，按倾向以每5°或每10°分组，

(2)统计每一组内裂隙的条数，并算出其平均 倾向。

(3)用绘制走向玫瑰图的方法，在注有方位的圆周上，根据平均倾向和裂隙的条数，定出各组相应的点子。

(4)用折线将这些点子连接起来，即得裂隙倾向玫瑰图。

评价方法：

发育程度的表示：

裂隙率：岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比。

裂隙频率：在长度上，每米通过的裂隙数量。

具体发育程度，不同的系统具有不同的评价方法，书中所列为公路系统的评价方法。

三、断层

岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生了显著的位移，称为断层。

(一)断层要素

断层面

破碎带

断层线

上盘和下盘

断距

(二)断层的基本类型

根据两盘相对位移的情况:

正断层，逆断层，平移断层

1.正断层

上盘下降,上盘上升，拉张力及重力作用

特点:规模小，断层线平直，断层面较陡

2.逆断层

上盘上升,下盘下降,水平挤压力形成

特点: 断层线的方向常与岩层走向或褶皱，轴的走向一致;断层面倾角陡缓都有; 规模较大.

3.平推断层(平移断层)

两盘发生相对水平位移，水平扭应力

(三)断层的组合

组合形式：阶状断层

地堑 (凹陷地带)

地垒 (块状山地)

迭瓦式构造

(四)工程地质评价

1.强烈的断裂变动，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，对工程建筑造成了各种不利的影响。

2.在公路工程建设中，如确定路线布局、选择桥位和隧道位置时，要尽量避开大的断层破碎带。

3.在研究路线布局，特别在安排河谷路线时，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，路基靠近断层破碎带时，由于开挖路基，容易引起边坡发生大规模坍塌，直接影响施工和公路的正常使用。

4.在进行大桥桥位勘测时，要注意查明桥基部分有无断层存在，及其影响程度如何)以便根据不同情况，在设计基础工程时采取相应的处理措施。

5.在断层发育地带修建隧道，是最不利的一种情况。由于岩层的整体性遭到破坏，加之地面水或地下水的侵入，其强度和稳定性都是很差的，容易产生洞顶坍落，影响施工安全。

6.当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层破碎带接触。隧道横穿断层时，虽然只有个别段落受断层影响，但因地质及水文地质条件不良，必须预先考虑措施，保证施工安全。特别当断层破碎带规模很大，或者穿越断层带时，会使施工十分困难，在确定隧道平面位置时，要尽量设法避开。

(五)断层的野外识别 识别依据：

1.改变原有地层的分布规律，

2.断层面及其相关部分形成各种伴生构造，

3.并形成与断层构造有关的地貌现象。

识别方法：

地貌特征：

断层崖

断层三角面地形；

沟谷或峡谷地形。

山脊错断、错开，

河谷跌水瀑布，

河谷方向发生突然转折等。

地层特征：

岩层发生重复或缺失，

岩层沿走向突然发生中断，

与不同性质的岩层突然接触等。

断层的伴生构造现象：

岩层牵引弯曲

断层角砾、糜棱岩、断层泥

断层擦痕

地下水的出露特点