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Tue Jun 12 15:58:48 CST 2018

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  2.断层

  断层是岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂丽发生显著相对位移的断裂构造。

  (1)断层要素。断层一般由四个部分组成,如图1.3.3所示。

  ①断层面和破碎带。断层面是指两侧岩块发生相对位移的断裂面,可以是直立的,也可以是倾斜的,一般情况下为倾斜状态,其产状可以通过断层面的走向、倾向和倾角来表示。规模大的断层,一般不是沿着一个简单的面发生,而往往是沿着一个错动带发生,称之为断层破碎带。断层的规模越大,破碎带也就越宽,越复杂。

  ②断层线。是断层面与地面的交线,表示断层的延伸方向,其形状决定于断层面的形状和地面的起伏情况。

  ③断盘。是断层面两侧相对位移的岩体。当断层面倾斜时,位于断层面上部的称为上盘,位于断层面下部的称为下盘。若断层面直立则无上下盘之分。

  ④断距。是断层两盘相对错开的距离。岩层原来相连的两点,沿断层面错开的距离称为总断距,其水平分量称为水平断距,垂直分量称为垂直断距。

断层要素  

注:AB一断层线;C一断层面;α一惭层倾角;E一上盘;F一下盘;DB一总断距

  (2)断层基本类型。根据断层两盘相对位移的情况,可分为正断层、逆断层、平推断层。

  ①正断层。是上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断层。它一般是受水平张应力或垂直作用力使上盘相对向下滑动而形成的,所以构造变动中多在垂直于张应力的方向上发生,但也有沿已有的剪节理发生的。其断距可从几厘米到数十米,延伸范围一般自几十米至数公里。倾角一般较陡,多在50°~60°,甚至更陡。如由数条正断层排列组合在一起,则形成阶地式断层、地垒和地堑等。

  ②逆断层。是上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。它一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致,和压应力作用的方向垂直。断层面从陡倾角至缓倾角都有。根据断层面的倾角大小,可将逆断层分为三种类型:冲断层,其断层面倾角大于45°;逆掩断层,其断层面倾角介于25°~45°之间;辗掩断层,其断层面倾角小于25°。

  ③平推断层。是由于岩体受水平扭应力作用,使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。由于多系受剪(扭)应力形成,因此大多数与褶皱轴斜交,与“X”节理平行或沿该节理形成,其倾角一般是近于直立的。这种断层的破碎带一般较窄,沿断层面常有近水平的擦痕。

  断层的形成和分布不是孤立的现象,它受着区域性或地区性地应力场的控制,并经常与相关构造伴生,很少孤立出现。各构造之间总是依一定的力学性质,以一定的排列方式有规律地组合在一起,形成不同形式的断层带。如阶状断层、地堑、地垒和叠瓦式构造等,就是分布比较广泛的几种断层的组合形式。

  (3)断层对工程建设的影响。由于岩层发生强烈的断裂变动,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,对工程建筑造成种种不利的影响。

  ①公路工程路线布局,应尽量避开大的断层破碎带。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,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。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,以便根据不同的情况,在设计基础工程时采取相应的处理措施。

  ②在断层发育地带修建隧道,由于岩层的整体性遭到破坏,加之地面水或地下水的侵入,其强度和稳定性都很差,容易产生洞顶塌落,影响施工安全。因此,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,虽然只是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。特别当岩层破碎带规模很大,或者穿越断层带时,会使施工十分困难,在确定隧道平面布置时间,应尽量设法避开。

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  2.断层

  断层是岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂丽发生显著相对位移的断裂构造。

  (1)断层要素。断层一般由四个部分组成,如图1.3.3所示。

  ①断层面和破碎带。断层面是指两侧岩块发生相对位移的断裂面,可以是直立的,也可以是倾斜的,一般情况下为倾斜状态,其产状可以通过断层面的走向、倾向和倾角来表示。规模大的断层,一般不是沿着一个简单的面发生,而往往是沿着一个错动带发生,称之为断层破碎带。断层的规模越大,破碎带也就越宽,越复杂。

  ②断层线。是断层面与地面的交线,表示断层的延伸方向,其形状决定于断层面的形状和地面的起伏情况。

  ③断盘。是断层面两侧相对位移的岩体。当断层面倾斜时,位于断层面上部的称为上盘,位于断层面下部的称为下盘。若断层面直立则无上下盘之分。

  ④断距。是断层两盘相对错开的距离。岩层原来相连的两点,沿断层面错开的距离称为总断距,其水平分量称为水平断距,垂直分量称为垂直断距。

断层要素  

注:AB一断层线;C一断层面;α一惭层倾角;E一上盘;F一下盘;DB一总断距

  (2)断层基本类型。根据断层两盘相对位移的情况,可分为正断层、逆断层、平推断层。

  ①正断层。是上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断层。它一般是受水平张应力或垂直作用力使上盘相对向下滑动而形成的,所以构造变动中多在垂直于张应力的方向上发生,但也有沿已有的剪节理发生的。其断距可从几厘米到数十米,延伸范围一般自几十米至数公里。倾角一般较陡,多在50°~60°,甚至更陡。如由数条正断层排列组合在一起,则形成阶地式断层、地垒和地堑等。

  ②逆断层。是上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。它一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致,和压应力作用的方向垂直。断层面从陡倾角至缓倾角都有。根据断层面的倾角大小,可将逆断层分为三种类型:冲断层,其断层面倾角大于45°;逆掩断层,其断层面倾角介于25°~45°之间;辗掩断层,其断层面倾角小于25°。

  ③平推断层。是由于岩体受水平扭应力作用,使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。由于多系受剪(扭)应力形成,因此大多数与褶皱轴斜交,与“X”节理平行或沿该节理形成,其倾角一般是近于直立的。这种断层的破碎带一般较窄,沿断层面常有近水平的擦痕。

  断层的形成和分布不是孤立的现象,它受着区域性或地区性地应力场的控制,并经常与相关构造伴生,很少孤立出现。各构造之间总是依一定的力学性质,以一定的排列方式有规律地组合在一起,形成不同形式的断层带。如阶状断层、地堑、地垒和叠瓦式构造等,就是分布比较广泛的几种断层的组合形式。

  (3)断层对工程建设的影响。由于岩层发生强烈的断裂变动,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,对工程建筑造成种种不利的影响。

  ①公路工程路线布局,应尽量避开大的断层破碎带。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,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。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,以便根据不同的情况,在设计基础工程时采取相应的处理措施。

  ②在断层发育地带修建隧道,由于岩层的整体性遭到破坏,加之地面水或地下水的侵入,其强度和稳定性都很差,容易产生洞顶塌落,影响施工安全。因此,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,虽然只是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。特别当岩层破碎带规模很大,或者穿越断层带时,会使施工十分困难,在确定隧道平面布置时间,应尽量设法避开。

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