第3章

地質(zhì)構(gòu)造

?知識(shí)目標(biāo)?掌握地質(zhì)構(gòu)造基本類(lèi)型（褶皺、斷層、節(jié)理）的形成機(jī)制與識(shí)別特征理解地質(zhì)構(gòu)造對(duì)工程穩(wěn)定性的影響規(guī)律及評(píng)價(jià)方法?能力目標(biāo)?能夠運(yùn)用地質(zhì)羅盤(pán)進(jìn)行構(gòu)造產(chǎn)狀測(cè)量與數(shù)據(jù)分析掌握構(gòu)造地質(zhì)圖件的判讀與三維空間想象能力?思政目標(biāo)?通過(guò)汶川地震案例，增強(qiáng)制度優(yōu)勢(shì)和民族自豪感通過(guò)地質(zhì)工作者事跡（如王思敬院士）傳承艱苦奮斗的工匠精神本章學(xué)習(xí)目標(biāo)3.1構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系3.3褶皺3.4節(jié)理3.5斷層3.6活斷層3.7地質(zhì)圖本章內(nèi)容由地球內(nèi)力作用所引起的使地殼改變形狀或相對(duì)位置的地質(zhì)作用稱(chēng)為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，又稱(chēng)為地殼運(yùn)動(dòng)。按構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的方向，可分為水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)。水平方向的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)常使巖層受到擠壓產(chǎn)生褶皺，或使巖層拉張而破裂。垂直方向的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)則使地殼發(fā)生上升或下降。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地殼巖層發(fā)生變形和變位，形成的產(chǎn)物（構(gòu)造變動(dòng)在巖層或巖體中遺留下來(lái)的各種形跡）稱(chēng)為地質(zhì)構(gòu)造。常見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)造有褶皺、斷層和節(jié)理。斷層和節(jié)理又統(tǒng)稱(chēng)斷裂構(gòu)造。3.1構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造圖3-1水平巖層

圖3-2傾斜巖層

原始沉積物多是水平或近于水平的層狀堆積物，后經(jīng)固結(jié)成巖作用形成了層狀巖層。當(dāng)它未受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，或在大范圍內(nèi)受到垂直方向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，沉積巖層基本上呈水平狀態(tài)在相當(dāng)范圍內(nèi)連續(xù)分布，這種巖層稱(chēng)為水平巖層（圖3-1）。經(jīng)過(guò)水平方向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用后，巖層由水平狀態(tài)變?yōu)閮A斜狀態(tài)，稱(chēng)傾斜巖層。傾斜巖層往往是褶皺的一翼，或斷層的一盤(pán)（圖3-2），是不均勻抬升或沉降所致。3.1構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造

圖3-3巖層產(chǎn)狀要素ab—走向；cd—傾斜線；ce—傾向線；α—傾角巖層的產(chǎn)狀是指巖層在空間中的產(chǎn)出狀態(tài)與方位的總稱(chēng)，即巖層空間展布狀態(tài)，它是研究地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)。巖層的產(chǎn)狀常用走向、傾向和傾角來(lái)確定，稱(chēng)為產(chǎn)狀要素（圖3-3）。3.2.1巖層的產(chǎn)狀3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系

巖層產(chǎn)狀測(cè)量是地質(zhì)調(diào)查中的一項(xiàng)重要工作，在野外是用地質(zhì)羅盤(pán)直接在巖層的層面上測(cè)量的（圖3-4），其測(cè)定方法如下:圖3-4巖層產(chǎn)狀的測(cè)量方法（1）選擇巖層層面（2）測(cè)定巖層走向（3）測(cè)定巖層傾向（4）測(cè)定巖層的傾角3.2.1巖層的產(chǎn)狀3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系產(chǎn)狀的表示：走向/傾向<傾角125°/NE<65°

S29°E/SW<18°

傾向<傾角35°<65°

只要給定傾向、傾角兩項(xiàng)可求知三要素特殊產(chǎn)狀：水平巖層:傾角=0°傾向—走向∞直立巖層:傾角=90°

傾向—走向α°

巖層厚度：兩層面之間垂直距離。（并非地面露頭任一兩點(diǎn)）。3.2.1巖層的產(chǎn)狀3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系

露頭是一些暴露在地表的巖石。它們通常在山谷、河谷、陡崖以及山腰和山頂這些位置經(jīng)常出現(xiàn)。未經(jīng)過(guò)人工作用而自然暴露的露頭稱(chēng)天然露頭，還有一些是經(jīng)人為作用暴露在路邊、采石場(chǎng)和開(kāi)挖基坑中稱(chēng)人工露頭。露頭線是指巖層層面(或斷層面、節(jié)理面等)與地面的交線。它的形態(tài)取決于巖層的產(chǎn)狀和地面起伏即地形狀況。水平巖層、直立巖層和傾斜巖層露頭線分布特征是不相同的（圖3-5）。圖3-5巖層露頭線及其水平投影（右圖為平面圖，圖中數(shù)字表示等高線高度）Ⅰ—水平巖層；Ⅱ—直立巖層；Ⅲ—傾斜巖層3.2.2巖層露頭線及其特征3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系傾斜巖層

—“V”形法則1.巖層傾向與地面坡向相反：露頭線與等高線同向彎曲露頭線曲率＜等高線曲率

3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系2.巖層傾向與地面坡向一致：

(1)巖層傾角＜地面坡角：露頭線與等高線同向彎曲露頭線曲率＞等高線曲率3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系(2)巖層傾角＞地面坡角：露頭線與等高線反向彎曲

3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系

1.整合接觸上、下相鄰的新、老地層產(chǎn)狀一致，且時(shí)代連續(xù)。它是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)處于持續(xù)下降的背景下發(fā)生連續(xù)沉積而形成的。這種上、下地層的接觸關(guān)系，稱(chēng)為整合接觸(如圖3-7(a))。

圖3-7(a)整合接觸

3.2.3地層接觸關(guān)系3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系2.不整合接觸上、下相鄰地層之間層序有間斷，即先后沉積的地層之間缺失了一部分地層，這種地層接觸關(guān)系稱(chēng)為不整合。根據(jù)不整合面上、下地層的產(chǎn)狀及其反映的地殼運(yùn)動(dòng)特征，不整合可分為兩種類(lèi)型：即平行不整合(也稱(chēng)假整合)和角度不整合。圖3-7(b)假整合接觸

圖3-7(c)角度不整合接觸

3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系角度不整合3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系3.侵入體的沉積接觸表現(xiàn)為侵入體被沉積巖層直接覆蓋，二者間有風(fēng)化剝蝕面存在(如圖3-7(d))。

圖3-7(d)沉積接觸

3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系4.侵入接觸是侵入體與被侵入圍巖間的接觸關(guān)系(如圖3.7(e))。侵入接觸的主要標(biāo)志是，侵入體邊緣有捕虜體，侵入體與圍巖接觸帶有接觸變質(zhì)現(xiàn)象，侵入體與其圍巖的接觸界線多呈不規(guī)則狀。圖3-7(e)侵入接觸

3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系5.斷層接觸即地層與地層之間或地層與巖體之間，其接觸面本身為斷層面(如圖3-7(f))。

圖3-7(f)斷層接觸

3.2巖層的產(chǎn)狀及地層接觸關(guān)系組成地殼的巖層，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，所形成的一系列波狀彎曲稱(chēng)為褶皺構(gòu)造（圖3-8）。褶皺中背斜1、3、5與向斜2、4、6共存(a)水平巖層受力擠壓；(b)巖層的彎曲一個(gè)接著一個(gè)圖3-8褶皺構(gòu)造3.3.1褶皺的概念3.3褶皺根據(jù)褶皺形態(tài)和組成褶皺的地層，可以將褶皺分為兩種基本類(lèi)型，即背斜和向斜（圖3-9）。圖3.9背斜和向斜3.3.2褶皺的基本類(lèi)型3.3褶皺背斜向斜褶皺（美國(guó)加利福尼亞）3.3褶皺3.3.3褶皺要素3.3褶皺1.根據(jù)軸面產(chǎn)狀和兩翼巖層特點(diǎn)分類(lèi)①直立褶皺:軸面近于直立，兩翼傾向相反，傾角大小近于相等（圖3-11a）②斜歪褶皺:軸面傾斜，兩翼巖層傾斜方向相反，傾角大小不等（圖3-11b）③倒轉(zhuǎn)褶皺:軸面傾斜，兩翼巖層向同一方向傾斜，傾角大小不等（圖3-11c）④平臥褶皺:軸面近于水平，一翼巖層為正常層序，另一翼巖層為倒轉(zhuǎn)層序（圖3-11d）⑤翻卷褶皺:軸面為一曲面（圖3-11e）圖3-11根據(jù)軸面和兩翼產(chǎn)狀對(duì)褶曲進(jìn)行的分類(lèi)3.3.4褶皺的形態(tài)類(lèi)型3.3褶皺2.根據(jù)橫剖面形態(tài)分類(lèi)(a)扇形褶皺；(b)箱形褶皺；(c)單斜圖3-12根據(jù)橫剖面形態(tài)分類(lèi)①扇形褶皺:在橫剖面上呈扇形展開(kāi)，兩翼巖層產(chǎn)狀有可能同時(shí)倒轉(zhuǎn)(圖3-12a)②箱形褶皺:在橫剖面上呈箱形，頂、底部巖層平緩而兩翼巖層產(chǎn)狀近于直立(圖3-12b)③單斜:巖層向—個(gè)方向由傾斜漸變?yōu)槠骄?圖3-12c)3.3.4褶皺的形態(tài)類(lèi)型3.3褶皺3.根據(jù)樞紐的產(chǎn)狀分類(lèi)(a)、(aˊ)水平褶皺；(b)(bˊ)傾伏褶皺；（a)(b)地面未受剝蝕的情況；（aˊ）(bˊ)地面受剝蝕,變平坦后的表現(xiàn)圖3-13根據(jù)樞紐的產(chǎn)狀分類(lèi)①水平褶皺:樞紐近于水平,兩翼巖層走向平行一致(圖3-13a、a’)②傾伏褶皺:樞紐傾伏，兩翼巖層走向呈弧形相交,對(duì)背斜而言,弧形的尖端指向樞紐傾伏方;而向斜則不同,弧形的開(kāi)口方向指向樞紐的傾伏方向(圖3-13b、b’)3.3褶皺4.根據(jù)褶皺的平面形態(tài)分類(lèi)(a)線狀褶皺；(b)左側(cè)為穹隆與構(gòu)造盆地，右側(cè)為短軸褶皺;a、b、c、d、e、f、g、h－自老至新的地層順序的代號(hào)圖3.14根據(jù)褶皺的平面形態(tài)分類(lèi)①線狀褶皺:褶皺的長(zhǎng)寬比大于10:1（圖3-14a）。②短軸褶皺:褶皺的長(zhǎng)寬比為3:l至10:1（圖3-14b）。③穹隆與構(gòu)造盆地:長(zhǎng)寬比小于3:1的背斜為穹隆,向斜為構(gòu)造盆地(圖3-14b)3.3褶皺5.復(fù)背斜與復(fù)向斜

復(fù)背斜與復(fù)向斜是褶皺的組合形式。不同大小級(jí)別的褶皺往往組合成巨大的復(fù)背斜和復(fù)向斜規(guī)模大的背斜、向斜的兩翼被次一級(jí)的褶皺復(fù)雜化（圖3-15）。圖3-15復(fù)背斜和復(fù)向斜在橫剖面上的形態(tài)復(fù)背斜復(fù)向斜3.3褶皺

順或逆著傾向方向，地層重復(fù)出現(xiàn)，傾角變化有規(guī)律。背斜：新—

老—

新向斜：老—

新—

老時(shí)代對(duì)稱(chēng)出現(xiàn)的巖層3.3.5褶皺的野外識(shí)別3.3褶皺地形倒置（并非絕對(duì)）原因：褶皺形成后在長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕等外動(dòng)力作用下，背斜軸部由于張裂隙發(fā)育、易剝蝕，并逐漸低凹成谷；而向斜軸部巖石受擠壓力，相對(duì)不易風(fēng)化剝蝕，而成山。地形倒置（向斜成山背斜成谷）3.3褶皺研究褶皺形成時(shí)代，一般常通過(guò)分析區(qū)域性角度不整合來(lái)確定。如果不整合面以下的地層均褶皺，而其上的地層未褶皺，則褶皺運(yùn)動(dòng)發(fā)生于不整合面下伏的最新地層沉積之后和上覆最老地層沉積之前。如果不整合面上、下地層均褶皺，但褶皺方式、形態(tài)又都互不相同，則至少發(fā)生過(guò)兩次褶皺運(yùn)動(dòng)。從圖3.18中看出：該地區(qū)有角度不整合面于三套不同形態(tài)的褶皺地層之間，說(shuō)明該地區(qū)發(fā)生過(guò)三次褶皺運(yùn)動(dòng)，第一次為元古代（Pt）地層形成之后，震旦紀(jì)（Z）地層沉積之前；第二次為奧陶紀(jì)（O）地層沉積之后，侏羅紀(jì)（J）地層沉積之前；第三次為侏羅紀(jì)之后。3.3.6褶皺的形成時(shí)代3.3褶皺圖3-18兩個(gè)不整合面上、下的三套地層都已褶皺，說(shuō)明發(fā)生了三次或三次以上的褶皺運(yùn)動(dòng)3.3.6褶皺的形成時(shí)代3.3褶皺1.褶皺核部的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)褶皺的核部是巖層強(qiáng)烈變形的部位，一般在背斜的頂部和向斜的底部發(fā)育有拉張裂隙，這些裂隙把巖層切割成塊狀。在變形強(qiáng)烈時(shí)，沿褶皺核部常有斷層發(fā)生，造成巖石破碎或形成構(gòu)造角礫巖帶。此外，地下水多聚積在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流動(dòng)的通道。由于巖層構(gòu)造變形和地下水的影響，所以公路、隧道工程或橋梁工程在褶皺核部容易遇到工程地質(zhì)問(wèn)題。2.褶皺翼部邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)當(dāng)建設(shè)工程位于較大規(guī)模褶皺翼部時(shí)，則表現(xiàn)為與傾斜巖層產(chǎn)狀、巖性等有關(guān)的邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題。根據(jù)巖層傾向與邊坡坡向的關(guān)系，可將邊坡分為順向邊坡和逆向邊坡。

不同坡向關(guān)系，

邊坡的穩(wěn)定性不盡相同。3.3.7褶皺的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)3.3褶皺（1）順向邊坡

巖層的傾向與邊坡坡向一致。根據(jù)巖層傾角與坡角大小關(guān)系，可分為兩種情況。1）當(dāng)巖層傾角小于坡角時(shí)，邊坡的穩(wěn)定性主要取決于巖層傾角大小、巖層性質(zhì)和有無(wú)軟弱結(jié)構(gòu)面等因素（圖3-19a）。這種情況下邊坡巖層的穩(wěn)定性一般較差。

圖3-19巖層產(chǎn)狀與邊坡穩(wěn)定性關(guān)系3.3褶皺2）當(dāng)巖層傾角等于或大于坡角時(shí)，自然情況下的巖層是穩(wěn)定的

（圖3-19c、d）。圖3-19巖層產(chǎn)狀與邊坡穩(wěn)定性關(guān)系3.3褶皺（2）逆向邊坡

巖層傾向與邊坡坡向相反，這種情況下巖層的穩(wěn)定性一般較好

（圖3-19f）。圖3-19巖層產(chǎn)狀與邊坡穩(wěn)定性關(guān)系3.3褶皺3.褶皺對(duì)道路工程影響的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)對(duì)于深路塹和高邊坡來(lái)說(shuō)，存在如下幾種情況：1)有利情況：路線垂直巖層走向，或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時(shí)，只就巖層產(chǎn)狀與路線走向的關(guān)系而言，對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的。2)不利情況：路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致，特別在云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、千枚巖等松軟巖石分布地區(qū)，坡面容易發(fā)生風(fēng)化剝蝕，產(chǎn)生嚴(yán)重碎落坍塌，對(duì)路基邊坡及路基排水系統(tǒng)會(huì)造成經(jīng)常性的危害。3)最不利情況:路線與巖層走向平行,巖層傾向與路基邊坡一致，而邊坡的坡角大于巖層的傾角，特別在石灰?guī)r、砂巖與粘土質(zhì)頁(yè)巖互層，且有地下水作用時(shí),如路塹開(kāi)挖過(guò)深，邊坡過(guò)陡，或者由于開(kāi)挖使軟弱構(gòu)造面暴露,都容易引起斜坡巖層發(fā)生大規(guī)模的順層滑動(dòng),破壞路基穩(wěn)定。3.3褶皺巖石受力后發(fā)生變形，當(dāng)作用力超過(guò)巖石的強(qiáng)度時(shí)，巖石的連續(xù)完整性遭到破壞而發(fā)生破裂，形成斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造包括節(jié)理和斷層，巖石破裂后，沿破裂面無(wú)明顯位移者稱(chēng)為節(jié)理，而有明顯位移滑動(dòng)者稱(chēng)為斷層。相對(duì)而言，斷層的規(guī)模一般比較大。節(jié)理就是巖石中的裂隙(縫)。它較斷層更為普遍。節(jié)理規(guī)模大小不一，細(xì)微的節(jié)理肉眼不能識(shí)別，一般常見(jiàn)的為幾十厘米至幾米，長(zhǎng)的可延伸達(dá)幾百米，甚至上千米。節(jié)理張開(kāi)程度不一，有的是閉合的。節(jié)理面可以是平坦光滑的，也可以是十分粗糙的。3.4節(jié)理1.按節(jié)理的成因分類(lèi)按照節(jié)理成因，將節(jié)理分為構(gòu)造節(jié)理與非構(gòu)造節(jié)理兩大類(lèi)。（1）構(gòu)造節(jié)理；

（2）非構(gòu)造節(jié)理。2.按照力學(xué)性質(zhì)分類(lèi)根據(jù)節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，可以將節(jié)理分為剪節(jié)理、張節(jié)理和劈理三類(lèi)。（1）剪節(jié)理；（2）張節(jié)理；（3）劈理。3.4.1節(jié)理的類(lèi)型3.4節(jié)理

3.按照節(jié)理面的張開(kāi)程度分類(lèi)根據(jù)節(jié)理面的張開(kāi)程度，將節(jié)理分為寬張節(jié)理、張開(kāi)節(jié)理、微張節(jié)理和閉合節(jié)理。

(1)寬張節(jié)理：節(jié)理縫寬度大于5mm。

(2)張開(kāi)節(jié)理：節(jié)理縫寬度為3~5mm。

(3)微張節(jié)理：節(jié)理縫寬度為1~3mm。

(4)閉合節(jié)理：節(jié)理縫寬度小于1mm。

4.按照幾何形態(tài)分類(lèi)根據(jù)節(jié)理與所在巖層產(chǎn)狀之間的關(guān)系，一般分為走向節(jié)理、斜向節(jié)理和順層節(jié)理（圖3-22）。3.4節(jié)理圖3-22節(jié)理的形態(tài)分類(lèi)①、②走向節(jié)理或縱節(jié)理；③傾向節(jié)理或橫節(jié)理；④、⑤斜向節(jié)理或斜節(jié)理；⑥順層節(jié)理①走向節(jié)理:節(jié)理走向與所在巖層走向大致平行。②傾向節(jié)理:節(jié)理走向與所在巖層走向大致垂直。③斜向節(jié)理:節(jié)理走向與所在巖層走向斜交。④順層節(jié)理:節(jié)理面大致平行于巖層面。3.4節(jié)理

1.觀測(cè)點(diǎn)的選擇野外節(jié)理觀測(cè)點(diǎn)密度或數(shù)量的布置，視研究任務(wù)和地質(zhì)圖的比例尺而定。一般不要求均勻布點(diǎn)，布點(diǎn)做到疏密適度。

2.觀察內(nèi)容

(1)地質(zhì)背景的觀測(cè);(2)節(jié)理的分類(lèi)和組系劃分;(3)節(jié)理的組數(shù)、密度和產(chǎn)狀;(4)節(jié)理面的觀察;(5)節(jié)理的延伸;(6)節(jié)理組合型式;(7)節(jié)理發(fā)育程度;(8)節(jié)理的充填物質(zhì)及厚度、含水情況。3.4.2節(jié)理的觀測(cè)與統(tǒng)計(jì)3.4節(jié)理3.節(jié)理的測(cè)量和記錄節(jié)理產(chǎn)狀的測(cè)定方法與測(cè)定巖層產(chǎn)狀要素一樣。如果節(jié)理面未揭露而不易測(cè)量時(shí)，可將一硬卡片插入節(jié)理內(nèi)，直接測(cè)量卡片的產(chǎn)狀。如果節(jié)理產(chǎn)狀不太穩(wěn)定而數(shù)據(jù)精度要求很高時(shí)，應(yīng)逐條進(jìn)行測(cè)量。如果節(jié)理按方位和產(chǎn)狀分組明顯，也可分組測(cè)量，按照方位測(cè)量有代表性的幾條節(jié)理，然后再統(tǒng)計(jì)這組節(jié)理的數(shù)目。測(cè)量和觀察的結(jié)果一般填入一定表格或記在專(zhuān)用記錄本中。4.節(jié)理測(cè)量資料的整理節(jié)理的整理和統(tǒng)計(jì)一般采用圖表形式，主要有節(jié)理玫瑰花圖、極點(diǎn)圖和等密圖等。

3.3節(jié)理(1)節(jié)理走向玫瑰花圖。節(jié)理走向玫瑰花圖主要反映節(jié)理的走向方位，并在半圓內(nèi)作圖。圖3-23節(jié)理走向玫瑰花圖3.4節(jié)理(2)節(jié)理傾向玫瑰花圖。

圖3-24節(jié)理傾向玫瑰花圖3.4節(jié)理巖體中的節(jié)理，在工程上除有利于開(kāi)挖外，對(duì)巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利的影響。巖體中存在節(jié)理，將巖層切割成塊體，破壞了巖體的整體性，促進(jìn)巖體風(fēng)化速度，增強(qiáng)巖體的透水性，因而使巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。節(jié)理間距越小，巖石破碎程度越高，巖體承載力將明顯降低。當(dāng)節(jié)理主要發(fā)育方向與線形工程路線走向平行，傾向與邊坡一致時(shí)，不論巖體的產(chǎn)狀如何，都容易發(fā)生崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。在路基施工中，如果巖體存在節(jié)理，還會(huì)影響爆破作業(yè)的效果。所以，當(dāng)節(jié)理有可能成為影響工程設(shè)計(jì)的重要因素時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)節(jié)理進(jìn)行深入的調(diào)查研究，詳細(xì)論證節(jié)理對(duì)巖體工程建筑條件的影響，采取相應(yīng)措施，以保證建筑物的穩(wěn)定和正常使用。3.4.3節(jié)理對(duì)工程的影響3.4節(jié)理

斷層是指巖層或巖體在構(gòu)造應(yīng)力作用下破裂后，斷裂面兩側(cè)巖體有明顯相對(duì)位移的斷裂構(gòu)造。

3.5.1斷層要素

斷層的各個(gè)組成部分稱(chēng)為斷層要素。斷層要素包括斷層面、斷層線、斷層盤(pán)及斷距等，如圖3.25所示。ABDE－斷層面；1、2－斷層盤(pán)，A-A’滑距圖3.25斷層要素3.5斷層(1)斷層面：被錯(cuò)開(kāi)的兩部分巖石沿之滑動(dòng)的破裂面稱(chēng)斷層面。(2)斷層線：斷層面與地面的交線稱(chēng)斷層線。(3)斷盤(pán)：斷層面兩側(cè)相對(duì)移動(dòng)的巖塊稱(chēng)作斷盤(pán)。上盤(pán)—位于斷層面上側(cè)的斷盤(pán);下盤(pán)—位于斷層面下側(cè)的斷盤(pán);上升盤(pán)—相對(duì)向上滑動(dòng)的斷盤(pán);下降盤(pán)—相對(duì)向下滑動(dòng)的斷盤(pán)。下盤(pán)上盤(pán)斷層線上升盤(pán)下降盤(pán)下降盤(pán)上升盤(pán)斷層面3.5斷層(4)斷距：被錯(cuò)斷巖層在斷層兩盤(pán)上的對(duì)應(yīng)層之間的相對(duì)位移稱(chēng)為斷距。其中，斷層兩盤(pán)上對(duì)應(yīng)層之間的垂直距離稱(chēng)地層斷距；對(duì)應(yīng)層之間的鉛直距離稱(chēng)鉛直地層斷距；對(duì)應(yīng)層之間的水平距離稱(chēng)水平地層斷距。3.5斷層3.5.2斷層的類(lèi)型1.斷層的基本類(lèi)型根據(jù)斷層兩盤(pán)相對(duì)位移的情況，將斷層分為正斷層、逆斷層、平移斷層及順層斷層四種基本類(lèi)型。（1）正斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升的斷層。其斷層面傾角較陡，一般大于45°或在60°以上。正斷層一般是在水平方向引張力作用或重力作用下，使上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛳洛e(cuò)動(dòng)而形成的。3.5斷層

（2）逆斷層：上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降的斷層稱(chēng)為逆斷層。逆斷層一般是在地殼受到近水平方向的擠壓力作用下，使上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛏襄e(cuò)動(dòng)而形成的。由于形成的力學(xué)條件與褶皺近似，所以多與褶皺伴生。傾角大于45°的稱(chēng)為高角度逆斷層，常與正斷層發(fā)育在一起，被歸屬為高角度斷層一類(lèi)。傾角小于45°的低角度逆斷層，稱(chēng)逆沖斷層或逆掩斷層。規(guī)模巨大，同時(shí)上盤(pán)沿波狀起伏的低角度斷層面作遠(yuǎn)距離推移(數(shù)公里至數(shù)十公里)的逆掩斷層，稱(chēng)為推覆構(gòu)造。推覆構(gòu)造多出現(xiàn)在地殼強(qiáng)烈活動(dòng)的地區(qū)。3.5斷層

（3）平移斷層：在地殼水平剪切作用或不均勻的側(cè)向擠壓作用下，使斷層兩盤(pán)沿?cái)鄬幼呦蚍较虬l(fā)生相對(duì)水平位移的斷層稱(chēng)為平移斷層。平移斷層傾角通常很大，斷層面常陡立，可見(jiàn)水平的擦痕，斷層線比較平直。根據(jù)斷層兩盤(pán)相對(duì)位移方向，平移斷層可分為右行(或右旋)和左行(或左旋)。當(dāng)垂直斷層走向觀察斷層時(shí)，對(duì)盤(pán)向右手方滑動(dòng)(順時(shí)針?lè)较?的為右行平移斷層；對(duì)盤(pán)向左手方滑動(dòng)(逆時(shí)針?lè)较蚧瑒?dòng))的為左行平移斷層。大型平移斷層稱(chēng)走向滑動(dòng)斷層或簡(jiǎn)稱(chēng)走滑斷層。3.5斷層

（4）順層斷層：是順著層面、不整合面等先存面滑動(dòng)的斷層。在構(gòu)造作用中，這些先存面常被構(gòu)造作用力引起的變形所利用，如縱彎褶皺作用中，總是發(fā)生不同程度的層間滑動(dòng)。當(dāng)層間滑動(dòng)達(dá)到一定規(guī)模并具明顯的斷層特征時(shí)則形成順層斷層。

2.斷層的組合類(lèi)型斷層的形成和分布受到區(qū)域性或地區(qū)性的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的控制，因此在一個(gè)地區(qū)斷層往往是成群出現(xiàn)，并且以一定的排列方式有規(guī)律地組合在一起，形成不同形式的組合類(lèi)型。常見(jiàn)的斷層組合類(lèi)型有下列幾種：(1)階梯狀斷層：階梯狀斷層由若干條產(chǎn)狀大致相同的正斷層平行排列組合而成，在剖面上各個(gè)斷層的上盤(pán)呈階梯狀相繼向同一方向依次下滑（圖3.27a）。階梯狀斷層在區(qū)域性抬斜過(guò)程中常發(fā)生一定旋轉(zhuǎn)形成階梯狀抬斜斷塊（圖3.27b）。

圖3.27階狀斷層（a）和抬斜斷塊（b）

3.5斷層(2)地塹：由兩條走向大致平行、性質(zhì)相同而傾向相反斷層組合成一個(gè)中間斷塊下降，兩邊斷塊相對(duì)上升的構(gòu)造，稱(chēng)為地塹(圖3.28)。

(3)地壘：由兩條走向大致平行而性質(zhì)相同的斷層組合成斷塊相對(duì)下降的構(gòu)造(圖3.28)，稱(chēng)為地壘。

圖3.28地塹和地壘

3.5斷層(4)疊瓦狀構(gòu)造：由一系列產(chǎn)狀大致相同呈平行排列的逆斷層的組合而成。各斷層的上盤(pán)巖塊依次上沖，在剖面上呈屋頂瓦片樣依次疊覆的現(xiàn)象(圖3.29)，稱(chēng)為疊瓦狀構(gòu)造。

圖3.29疊瓦式構(gòu)造3.5斷層3.斷層的其它分類(lèi)

（1）按斷層產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系分類(lèi)走向斷層：斷層走向與巖層走向基本一致；傾向斷層：斷層走向與巖層走向基本直交；斜向斷層；斷層走向與巖層走向斜交；順層斷層：斷層面與巖層層理等原生地質(zhì)界面基本一致。（2）按斷層走向與褶皺軸向之間的關(guān)系分類(lèi)縱斷層：斷層走向與褶皺軸向平行；橫斷層：斷層走向與褶皺軸向垂直；斜斷層；斷層走向與褶皺軸向斜交。（3）按斷層力學(xué)性質(zhì)分類(lèi)斷層產(chǎn)生的根本原因是巖體內(nèi)部受到了相應(yīng)壓應(yīng)力、張應(yīng)力或扭應(yīng)力(剪應(yīng)力)。因此，斷層按力學(xué)性質(zhì)可分為以下三種類(lèi)型。3.5斷層

壓性斷層：斷層在壓應(yīng)力作用下形成的，也稱(chēng)壓性結(jié)構(gòu)面。其走向垂直于壓應(yīng)力方向，在斷層面兩側(cè)，主要是上盤(pán)巖體受擠壓相對(duì)上升，如逆斷層等。此類(lèi)斷層的結(jié)構(gòu)面大多比較舒緩波狀，斷裂帶寬大，常有角礫巖。張性斷層：斷層在張應(yīng)力的作用下形成的，也稱(chēng)張性結(jié)構(gòu)面。其走向與張應(yīng)力的方向垂直，斷層面上巖體相對(duì)下降，如正斷層等。斷層結(jié)構(gòu)面一般比較粗糙，且多呈鋸齒狀。扭性斷層：斷層在扭（剪）應(yīng)力的作用下形成的，也稱(chēng)扭性結(jié)構(gòu)面。多成對(duì)出現(xiàn)，呈X型交叉分布，且往往是一組發(fā)育，另一組不發(fā)育，如平移斷層等。此類(lèi)斷層結(jié)構(gòu)面多伴有擦痕。3.5斷層3.5.3斷層存在的標(biāo)志1.構(gòu)造線和地質(zhì)體的不連續(xù)

圖3.30斷層造成的不連續(xù)標(biāo)志

3.5斷層2.地層的重復(fù)與缺失（a）巖層重復(fù)（b）巖層缺失（c）巖脈錯(cuò)斷圖3.31斷層造成的巖層重復(fù)與缺失3.5斷層3.斷層的伴生構(gòu)造

（a）擦痕

（b）階步

3.5斷層圖3.33斷層帶中的牽引褶皺及其指示的兩盤(pán)滑動(dòng)方向3.5斷層4.地貌及水文標(biāo)志

圖3.34河南偃師五佛山斷層形成的斷層三角面（據(jù)馬杏垣等，1981）3.5斷層3.5.4斷層的形成時(shí)代圖3.35斷層形成年代示意剖面圖3.5斷層3.5.5斷層的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

作為不連續(xù)面的斷層是影響巖體穩(wěn)定性的重要因素。一方面，斷層的存在破壞了巖體的完整性，特別是斷層破碎帶巖石強(qiáng)度低、壓縮性高，建于其上的建筑物由于地基的較大沉陷而易開(kāi)裂或傾斜。另一方面，斷層對(duì)地下水、風(fēng)化作用等外力地質(zhì)作用往往起控制作用，可加速風(fēng)化作用，增強(qiáng)地下水的活動(dòng)性，促使巖溶發(fā)育，在施工過(guò)程中可能發(fā)生涌水事故?？傊?，斷層對(duì)工程建設(shè)十分不利，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響斷層發(fā)育地區(qū)修建隧道最為不利。當(dāng)隧道軸線與斷層走向平行時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)斷層破碎帶；而當(dāng)隧道軸線與斷層走向垂直時(shí)，為避免和減少危害，應(yīng)預(yù)先考慮支護(hù)和加固措施。由于開(kāi)挖隧道代價(jià)較高，為縮短其長(zhǎng)度，往往將隧道選擇在山體比較狹窄的鞍部通過(guò)。從地質(zhì)角度考慮，這種部位往往是斷層破碎帶或軟弱巖層發(fā)育部位，巖體穩(wěn)定性差，屬地質(zhì)條件不利地段。此外，沿河各地段進(jìn)行公路選線時(shí)也要特別注意斷層構(gòu)造的關(guān)系。當(dāng)線路與斷層走向平行或交角較小時(shí)，路基開(kāi)挖易引起邊坡發(fā)生坍塌，影響公路施工和使用。選擇橋址時(shí)要注意查明橋基部位有無(wú)斷層存在。一般當(dāng)臨山側(cè)邊坡發(fā)育有傾向基坑的斷層時(shí)，易發(fā)生嚴(yán)重坍塌，甚至危及鄰近工程基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.5斷層3.6.1活斷層的概念

活斷層也稱(chēng)活動(dòng)斷裂，指現(xiàn)今仍在活動(dòng)或者近期有過(guò)活動(dòng)、不久的將來(lái)還可能活動(dòng)的斷層。其中后一種也叫潛在活斷層?；顢鄬涌墒箮r層產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)位移或發(fā)生地震，對(duì)工程建筑造成很大的甚至無(wú)法抗拒的危害。為了更好地評(píng)價(jià)活斷層對(duì)工程建筑的影響，一般將工程使用期或壽期內(nèi)(一般為50～100年)可能影響和危害其安全的活斷層叫工程活斷層?；顢鄬影磧杀P(pán)錯(cuò)動(dòng)方向分為走向滑動(dòng)型斷層（平移斷層）和傾向滑動(dòng)型斷層（逆斷層及正斷層）?；顢鄬影雌浠顒?dòng)性質(zhì)分為蠕變型活斷層和突發(fā)型活斷層。3.6活斷層圖3.36唐山地震某地地面斷層錯(cuò)位1976年唐山地震時(shí)，形成一條長(zhǎng)8km的地表錯(cuò)斷，NE30°的方向穿過(guò)市區(qū)，最大水平斷距達(dá)1．63m，垂直斷距達(dá)0.7m，錯(cuò)開(kāi)了樓房、道路等一切建筑，如圖3.36所示。3.6活斷層3.6.2活斷層的特征

1．活斷層的繼承性活斷層絕大多數(shù)都是繼承老斷裂活動(dòng)的歷史而繼續(xù)發(fā)展的，而且現(xiàn)今發(fā)生地面斷裂破壞的地段過(guò)去曾多次反復(fù)地發(fā)生過(guò)同樣的斷裂活動(dòng)，這就是活斷層的繼承性。尤其是區(qū)域性的深大斷裂更為多見(jiàn)。新活動(dòng)的部位通常只是沿老斷裂的某個(gè)段落發(fā)生，或是某些段落活動(dòng)強(qiáng)烈，另一些段落則不強(qiáng)烈?；顒?dòng)方式和方向相同也是繼承性的一個(gè)顯著特點(diǎn)。形成時(shí)代越新的斷層，其繼承性也越強(qiáng)，如晚更新世以來(lái)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起斷裂活動(dòng)持續(xù)至今。3.6活斷層2.活斷層的活動(dòng)方式活斷層的活動(dòng)方式可以分為蠕滑和粘滑兩種形式。蠕滑是一種連續(xù)的滑動(dòng)過(guò)程，因其只發(fā)生較小的應(yīng)力降，因而不可能有大地震相伴隨。這種方式活動(dòng)的斷層僅伴有小震或無(wú)地震活動(dòng)。粘滑活動(dòng)則是斷層發(fā)生快速錯(cuò)動(dòng)，在突發(fā)快速錯(cuò)動(dòng)前斷層呈閉鎖狀態(tài)，往往沒(méi)有明顯的位移發(fā)生，在同一條斷裂帶的不同區(qū)段可以有不同的活動(dòng)方式。粘滑運(yùn)動(dòng)的斷層有時(shí)也會(huì)伴有小的蠕動(dòng)，而大部分地段以蠕動(dòng)為主的斷層，在其端部也會(huì)出現(xiàn)粘滑，產(chǎn)生大地震。同一條活斷層，在不同區(qū)段有時(shí)可見(jiàn)不同的活動(dòng)方式，如突發(fā)型活斷層有時(shí)會(huì)伴有小的蠕動(dòng)，而有些活斷層大部分地段以蠕動(dòng)為主，在其端部會(huì)出現(xiàn)粘滑。3.6活斷層3．活斷層的規(guī)模與活動(dòng)速率斷層的規(guī)模包括其長(zhǎng)度和切割深度，它能反映其能量和破壞力。據(jù)鄧起東等(1987)統(tǒng)計(jì)：我國(guó)M（震級(jí))≥8級(jí)大震，有關(guān)斷裂長(zhǎng)度約超過(guò)500km，有些超過(guò)1000km；M＝7～7.9級(jí)地震，有關(guān)斷裂長(zhǎng)度達(dá)100km以上；M＝6～6.9級(jí)地震，有關(guān)斷裂長(zhǎng)度>10km。通過(guò)地震觀測(cè)得到的震源深度代表斷層錯(cuò)動(dòng)的位置，所以它小于斷層切割深度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)地震震源深度比沉積蓋層厚度大(多數(shù)地區(qū)沉積蓋層厚度為3～5km)。M≥6級(jí)地震震源深度都在地殼下部或震源深度都在10km以上，最深達(dá)570km。活斷層的活動(dòng)速率是斷層活動(dòng)性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。活斷層的活動(dòng)方式不同，其錯(cuò)動(dòng)速率有顯著差異。蠕變型活斷層錯(cuò)動(dòng)速率大多相當(dāng)緩慢，通常在年均不足1mm至幾十mm之間，而突發(fā)型活斷層錯(cuò)動(dòng)速度相當(dāng)快，可達(dá)0.5~1m／s。同一條活斷層上的錯(cuò)動(dòng)速率有顯著差異，其斷層錯(cuò)動(dòng)速率也不均勻，如地震斷層臨震前速率可成倍劇增，而震后又趨緩，這一斷層變形速率變化特征對(duì)地震預(yù)測(cè)有很大意義?；顢鄬拥腻e(cuò)動(dòng)速率一般是通過(guò)精密地形測(cè)量(包括精密水準(zhǔn)和三角測(cè)量)和研究第四紀(jì)沉積物年代及其錯(cuò)位量而獲得的。根據(jù)斷層滑動(dòng)速率，可將活斷層分為活動(dòng)強(qiáng)度不同的級(jí)別。3.6活斷層4．活斷層重復(fù)活動(dòng)的周期性地震斷層兩次突然錯(cuò)動(dòng)之間的時(shí)間間隔，稱(chēng)為活斷層的錯(cuò)動(dòng)周期。由于活斷層發(fā)生大地震的重復(fù)周期往往長(zhǎng)達(dá)百年甚至數(shù)千年，已超出了地震記錄的時(shí)間。因此要準(zhǔn)確獲得一些活斷層上強(qiáng)震的重復(fù)時(shí)間間隔，必須加強(qiáng)史前古地震的研究。主要方法：一是利用地震時(shí)保存在近代沉積物中的地質(zhì)證據(jù)以及地貌記錄，來(lái)判定斷層話動(dòng)的次數(shù)和每次活動(dòng)的時(shí)代；二是根據(jù)我國(guó)歷史上發(fā)生的地震記錄資料獲取一些活斷層活動(dòng)周期。我國(guó)科學(xué)家利用古地震研究獲得一些活動(dòng)大斷裂的強(qiáng)震重復(fù)周期，如新疆喀什河斷裂為2000～2500年，云南紅河斷裂北段為150±50年，寧夏海原南西華山北麓斷裂約1600年。3.6活斷層3.6.3活斷層的識(shí)別

1.地質(zhì)標(biāo)志地質(zhì)標(biāo)志是鑒別活斷層的最可靠依據(jù)。主要標(biāo)志有：（1）第四系(或近代)地層錯(cuò)動(dòng)、斷裂、褶皺、變形。（2）第四系堆積物中常見(jiàn)到小褶皺和小斷層或被第四系以前的巖層所沖斷。（3）沿?cái)鄬涌梢?jiàn)河谷、階地等地貌單元同時(shí)發(fā)生水平或垂直位移錯(cuò)斷。（4）活斷層內(nèi)由松散的破碎物質(zhì)所組成，且斷層泥與破碎帶多未膠結(jié)。（5）沿?cái)嗔褞С霈F(xiàn)地震斷層陡坎和地裂縫，斷層面或斷層崖壁見(jiàn)有擦痕。（6）第四紀(jì)火山錐或熔巖呈線狀分布。3.6活斷層2.地貌標(biāo)志一般而言，活斷層的構(gòu)造地貌比較清晰，許多方面的標(biāo)志可作為鑒別依據(jù)。主要標(biāo)志有：（1）地形變化差異大，如在兩種截然不同的地貌單元（如山嶺和平原之間）直線相接的部位，一側(cè)為斷陷區(qū)，另一側(cè)為隆起區(qū)，二者的接觸帶往往是一條較大斷裂。（2）山前的第四系堆積物厚度大，山前洪積扇特別高或特別低，呈線性排列，與山體不相稱(chēng)。（3）在山前形成陡坎山腳，常有狹長(zhǎng)洼地和沼澤；或者顯著出現(xiàn)連續(xù)的斷層崖或斷層三角面。（4）斷裂帶有植物突然干枯死亡或生長(zhǎng)特別罕見(jiàn)植物。（5）建(構(gòu))筑物、公路等工程地基發(fā)生傾斜和錯(cuò)開(kāi)現(xiàn)象。（6）沿活動(dòng)斷裂帶上滑坡、坍塌和泥石流等工程動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象常呈線形密集分布。（7）山脊、河流階地等突然發(fā)生明顯錯(cuò)斷或拐彎。3.6活斷層3.地震活動(dòng)標(biāo)志（1）在斷層帶附近有現(xiàn)代地震、地面位移和地形變以及微震發(fā)生。（2）沿?cái)鄬訋в袣v史地震和現(xiàn)代地震震中分布，且震中呈有規(guī)律的線狀分布。

4.水文與水文地質(zhì)標(biāo)志（1）水系呈直線狀、格子狀展布，河流、河谷等系突然發(fā)生明顯錯(cuò)斷或拐彎，呈折線狀。（2）泉、地?zé)岙惓?、湖泊和山間盆地成線狀(或串珠狀)分布，若為溫泉，則水溫和礦化度較高，有時(shí)植被呈線狀發(fā)育。3.6活斷層5.地殼變形測(cè)量、地球物理和地球化學(xué)標(biāo)志地殼形變測(cè)量就是對(duì)比同一地區(qū)、同一路線相同點(diǎn)位在不同時(shí)期測(cè)量結(jié)果。用這種方法可以確定斷層兩盤(pán)的相對(duì)位移。地震波法等地球物理方法也是研究活斷層有效手段。特別是地震波法廣泛應(yīng)用于松散層中的隱伏斷裂研究。地球化學(xué)方法對(duì)了解地下斷層帶活動(dòng)與否具有較高的靈敏度和分辨率。常用的方法是測(cè)量土壤中汞、氧氣或氦氣。當(dāng)斷層有新的活動(dòng)表現(xiàn)時(shí)，這些氣體便從地殼內(nèi)部大量釋放，這時(shí)分析測(cè)定它們的含量，即可判別斷層帶中氣體的異常情況。3.6活斷層3.6.4活斷層評(píng)價(jià)活斷層發(fā)震造成工程震害，就其原因和特點(diǎn)來(lái)看，主要有兩方面：地震振動(dòng)破壞和地面破壞。

1.地震振動(dòng)破壞

地震振動(dòng)破壞程度取決于地震強(qiáng)度、場(chǎng)地條件和建筑物抗震性能。工程地質(zhì)研究的重點(diǎn)是場(chǎng)地條件對(duì)工程的危害性。地震振動(dòng)破壞取決于工程場(chǎng)地在未來(lái)地震造成的地表影響范圍和程度。國(guó)內(nèi)外地震災(zāi)害統(tǒng)計(jì)資料表明，場(chǎng)地地形地質(zhì)條件會(huì)引起地震震害或烈度發(fā)生變化。地震震害與震級(jí)大小、場(chǎng)地條件和建筑物抗震性能三方面因素有關(guān)。工程地質(zhì)著重研究場(chǎng)地條件對(duì)地震烈度的影響，又稱(chēng)做工程場(chǎng)地地震效應(yīng)研究。主要反映在以下方面：①地質(zhì)構(gòu)造條件：就穩(wěn)定性而言，地塊優(yōu)于褶皺帶，老褶皺帶優(yōu)于新褶皺帶，隆起區(qū)優(yōu)于凹陷區(qū)。非發(fā)震活斷層往往形成高烈度異常區(qū)，而老斷裂構(gòu)造無(wú)加重震害趨勢(shì)。3.6活斷層②地基特性：在震中距相同情況下，基巖上的建筑物比較安全。就土而言，土的成因有很大影響，抗震性能順序是：洪積物>沖積物>海、湖沉積物及人工填土。軟硬土層結(jié)構(gòu)不同，烈度影響也不相同。硬土層在上部時(shí)，厚度愈大震害愈輕；軟土層在上部時(shí)，厚度愈大則震害愈重。③卓越周期：地震波在地基巖土體中傳播，經(jīng)過(guò)不同性質(zhì)界面的多次反射將出現(xiàn)不同周期的地震波。當(dāng)?shù)卣鸩ǖ恼駝?dòng)周期與場(chǎng)地巖土體的固有周期相近時(shí)，由于共振作用而使地震波的振幅得到放大，會(huì)使地表振動(dòng)加強(qiáng)而出現(xiàn)最大峰值，此周期稱(chēng)為卓越周期。建筑物地基受地震沖擊而振動(dòng)，同時(shí)也引起建筑物振動(dòng)。當(dāng)二者振動(dòng)周期相同或相近時(shí)就會(huì)引起共振，使建筑物振幅加大而遭受破壞。例如，地基土為巨厚沖積層時(shí)，高層建筑(自振周期較長(zhǎng))在遠(yuǎn)震時(shí)易遭受破壞，其原因就是共振。

3.6活斷層④砂基液化：疏松的粉細(xì)砂土被水飽和后，在受到地震振動(dòng)作用下，砂體達(dá)到液化狀態(tài)，砂土層完全喪失抗剪強(qiáng)度和承載能力。⑤孤立突出的地形使震害加劇，低洼溝谷使震害減弱。⑥地下水埋藏愈淺，地震烈度增加愈大。3.6活斷層2.地面破壞地震往往在地面引起地裂縫及沿裂縫發(fā)生小錯(cuò)動(dòng)。地面變形破壞是超過(guò)地震振動(dòng)破壞的主要破壞類(lèi)型。地裂縫按其成因主要有兩類(lèi)：①構(gòu)造地裂縫：可以指示深部發(fā)震斷裂或蠕動(dòng)斷裂方向。構(gòu)造成因地裂縫不受地形、土體性質(zhì)和其它自然條件控制，延伸穩(wěn)定、活動(dòng)性強(qiáng)，規(guī)模大。在強(qiáng)地震區(qū)等現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)帶常常出現(xiàn)地裂縫。②非構(gòu)造地裂縫：與地基液化、抽取地下水等有關(guān)。湯淼鑫(1999)提出對(duì)于重大工程(主要指一線上程)活動(dòng)斷裂安全距離，如下表3.1所示。3.6活斷層3.6活斷層3.6.5活斷層的建筑原則建筑物場(chǎng)址選擇一般盡可能避開(kāi)活斷層，特別是活動(dòng)強(qiáng)烈、比較大的活斷層。在活斷層區(qū)的建筑物應(yīng)采取與之相適應(yīng)的建筑形式和結(jié)果措施。3.6活斷層

一個(gè)地區(qū)地質(zhì)研究的成果，除用文字表達(dá)外，還必須用各種圖件直觀地加以反映。地質(zhì)圖就是其中最基本、最全面和系統(tǒng)地反映一個(gè)地區(qū)地質(zhì)條件的一種圖件。地質(zhì)圖是把一個(gè)地區(qū)的各種地質(zhì)現(xiàn)象，如地層、地質(zhì)構(gòu)造等，按一定比例縮小，用規(guī)定的符號(hào)、顏色和各種花紋、線條表示在地形圖上的一種圖件，是工程實(shí)踐中需要搜集和研究的一項(xiàng)重要地質(zhì)資料。3.7地質(zhì)圖3.7.1地質(zhì)圖的種類(lèi)

根據(jù)它服務(wù)對(duì)象的規(guī)模及性質(zhì)，地質(zhì)圖有基礎(chǔ)地質(zhì)圖、經(jīng)濟(jì)地質(zhì)圖、勘探(察)工程編錄圖等三大類(lèi)。

1.基礎(chǔ)地質(zhì)圖（1）普通地質(zhì)圖：主要表示地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造條件的地質(zhì)圖，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱(chēng)地質(zhì)圖。它是把出露在地表不同地質(zhì)時(shí)代的地層分界線和主要構(gòu)造線測(cè)繪在地形圖上編制而成，并附以地質(zhì)剖面圖和地質(zhì)柱狀圖。（2）構(gòu)造地質(zhì)圖：指用線條和符號(hào)，專(zhuān)門(mén)反映褶皺、斷層等地質(zhì)條件的圖件。（3）第四紀(jì)地質(zhì)圖：是根據(jù)第四紀(jì)沉積層的成因類(lèi)型、巖性和生成時(shí)代、地貌成因類(lèi)型和形態(tài)特征綜合編制的圖件。它主要反映第四紀(jì)松散沉積物的成因、年代、成分和分布情況。（4）基巖地質(zhì)圖：是假想把第四紀(jì)松散沉積物“剝掉”，只反映第四紀(jì)以前基巖的時(shí)代、巖性和分布的圖件。3.7地質(zhì)圖2.經(jīng)濟(jì)地質(zhì)圖（1）水文地質(zhì)圖：主要反映某一地區(qū)水文地質(zhì)資料的圖件，可分為巖層含水性圖、地下水化學(xué)成分圖、潛水等水位線圖、綜合水文地質(zhì)圖等類(lèi)型。（2）工程地質(zhì)圖：是在相應(yīng)比例尺的地形圖上綜合表現(xiàn)各種工程地質(zhì)條件的圖件，為各種工程建筑專(zhuān)用的地質(zhì)圖。如房屋建筑工程地質(zhì)圖、水庫(kù)壩址工程地質(zhì)圖、礦山工程地質(zhì)圖、鐵路工程地質(zhì)圖、公路工程地質(zhì)圖、港口工程地質(zhì)圖、機(jī)場(chǎng)工程地質(zhì)圖等。此外，還可根據(jù)具體工程項(xiàng)目細(xì)分，如公路工程地質(zhì)圖可以分為路線工程地質(zhì)圖、工點(diǎn)工程地質(zhì)圖。工點(diǎn)工程地質(zhì)圖又可分為橋梁工程地質(zhì)圖、隧道工程地質(zhì)圖、站場(chǎng)工程地質(zhì)圖等。（3）礦床地質(zhì)圖：又稱(chēng)礦區(qū)地質(zhì)圖、礦床地形地質(zhì)圖。詳細(xì)表示礦床或礦區(qū)的地形、地層、巖漿巖、構(gòu)造、礦體、礦化帶等基本地質(zhì)特征及相互關(guān)系的圖件。其用途是說(shuō)明礦床的賦存地質(zhì)條件,作為布置勘探工作、評(píng)價(jià)礦床、進(jìn)行礦山建設(shè)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的基本資料依據(jù)。同時(shí)標(biāo)有探礦工程位置及物、化探工作成果的礦床地質(zhì)圖，稱(chēng)礦床綜合地質(zhì)圖。3.勘探(察)工程編錄圖如鉆孔柱狀圖及淺井、坑道、探槽等地質(zhì)素描圖等。3.7地質(zhì)圖3.7.2地質(zhì)圖的比例尺

比例尺是地質(zhì)圖上線段長(zhǎng)度和相應(yīng)地面線段的水平投影長(zhǎng)度之比。也就是說(shuō)，地質(zhì)圖的比例尺代表地質(zhì)體在圖上縮小的程度。大多數(shù)地質(zhì)圖是在地形圖上繪制的。地質(zhì)圖上同時(shí)有地形等高線稱(chēng)地形地質(zhì)圖。一般把1：l0萬(wàn)及其以上比例尺，如1：20萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：100萬(wàn)等，稱(chēng)為小比例尺地質(zhì)圖。它表現(xiàn)的范圍大，所代表的地質(zhì)現(xiàn)象隨比例尺越小越簡(jiǎn)化。而采用1：10萬(wàn)以下的，如1:1萬(wàn)、1：5千、1：2千等比例尺的地質(zhì)圖稱(chēng)作大比例尺地質(zhì)圖。圖的比例尺越大，所表現(xiàn)的內(nèi)容越細(xì)致，越接近實(shí)際，但表現(xiàn)的地區(qū)范圍相對(duì)越小。工程地質(zhì)專(zhuān)用圖件一般都選擇大比例尺。比例尺在地質(zhì)圖上表示的方法有兩種：一是用數(shù)字表示；另一種是用線段表示。3.7地質(zhì)圖3.7.3地質(zhì)條件在地質(zhì)圖上的表示方法（1）不同產(chǎn)狀巖層界線的分布特征。巖層分界線在地質(zhì)圖上可表現(xiàn)為多種形狀，其在地質(zhì)圖上的特征在第二節(jié)已詳細(xì)介紹過(guò)。其中，層狀巖層在地質(zhì)圖上出現(xiàn)最多，且分界線規(guī)律性強(qiáng)，它的形狀由巖層產(chǎn)狀和地形之間的關(guān)系決定的。（2）地質(zhì)構(gòu)造。巖層產(chǎn)狀、褶皺、斷層在地質(zhì)圖上的表示方法見(jiàn)表3.2。地質(zhì)構(gòu)造一般根據(jù)圖表的圖例符號(hào)識(shí)別。若沒(méi)有圖例符號(hào)，褶皺構(gòu)造可根據(jù)巖層的新、老對(duì)稱(chēng)分布關(guān)系確定，斷層可根據(jù)巖層分布的重復(fù)、缺失、中斷、寬窄變化或錯(cuò)動(dòng)等現(xiàn)象識(shí)別。3.7地質(zhì)圖表3.2地質(zhì)構(gòu)造的表示方法3.7地質(zhì)圖

（3）巖層接觸關(guān)系。巖層接觸關(guān)系在平面圖中的反映特征與剖面圖基本上是相同的。整合接觸中各時(shí)代地層連續(xù)無(wú)缺，在地質(zhì)圖上的表現(xiàn)是上下相鄰巖層的產(chǎn)狀一致，巖層分界線彼此平行作帶狀分布。平行不整合接觸在地質(zhì)圖上的表現(xiàn)特征除相鄰巖層時(shí)代不連續(xù)外，其余與整合接觸相同。角度不整合在地質(zhì)圖上表現(xiàn)為上下兩套地層不連續(xù)，缺失了地層，而且上下巖層產(chǎn)狀呈角度斜交。侵入接觸表現(xiàn)為沉積巖層界線在侵入體出露處中斷，但在侵入體兩側(cè)無(wú)錯(cuò)動(dòng)，沉積接觸表現(xiàn)為侵入體界線被沉積巖層覆蓋切斷。3.7地質(zhì)圖

（1）使地殼改變形狀或相對(duì)位置的動(dòng)力地質(zhì)作用稱(chēng)