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论工程地质结构地质学的含义

2012-11-30 14:47 来历:地质学论文 人参加在线咨询

作者:王晚中 李为民 龙文韬 单位:潞安矿业集团公司 我国矿业大学 湖南省煤田地质局

结构地质学在工程地质中的使用在工程地质中,把地质体内的各种结构变形,如褶皱、断层、节理、劈理,还有其他各种面状和线状结构,称之为结构面,其基本特征、相互联系及现代活动性决议了该区域内的区域安稳性、岩(土)体安稳性及地下水渗流条件等,所以,地质结构操控着工程地质环境和工程地质条件。因而,结构地质学在地基安稳性、斜坡安稳性、地下洞室安稳性、区域安稳性等工程地质问题和滑坡、矿井突水、水库渗漏、地裂缝等地质灾祸问题中都有着极其重要的使用。下面侧重从区域地壳安稳性、大型工程场所选址、斜坡安稳性点评、地下洞室安稳性等方面,论述结构地质学在工程地质中的详细使用。

在区域地壳安稳性点评中的使用近年来,依据现代结构地质学研讨中的大陆动力学理论和岩石开裂力学理论,一些学者提出了区域安稳性动力学理论。区域安稳性动力学理论在区域安稳性点评进程中,能够使大陆地壳动力学进程、结构和地震活动性与岩土体的工程地质条件得到有机一致,较终完成大到区域地壳、小到场所地基的安稳性合理点评。区域深层地壳的安稳性决议于地壳深部的变异层带的性质特征,按结构和流变性特征,大陆岩石圈分为四套动力学子体系[1]。榜首套动力学子体系是在上地幔顶部流变层。上地幔顶部的软流圈和低速高导层之间夹着较硬的层位,在全球结构应力的效果下,软层经过活动效果使硬层发作变形,在这个进程中能发作热效应和力学效应,然后引发地壳各圈层间的拆离、剪切、增温、加厚或减薄,然后导致岩浆效果和结构效果的发作。第二套动力学子体系是在壳幔过渡流变层。地壳和地幔沿该壳幔过渡流变带简单发作较大标准的水平位移,然后构成大规划的造山带揉捏磕碰和逆冲叠覆及裂陷区的地壳减薄扩展。第三套动力学子体系在地壳脆弱层。大陆地壳按流变性、能干性、持力性等能够分为脆弱层和持力层两大类,其间脆弱层自上而下还能够分为堆积盖层与浅蜕变层间的拆离面、上地壳浅蜕变岩层与深蜕变基底间的拆离面、上地壳10km处的低速高导层、中地壳25~30km处的低速高导层等。这些脆弱层面构成了地壳内大标准的水平滑脱层,常常作为造山带的逆冲推覆、扩展垮塌、拆沉效果、蜕变核杂岩的拆离出露鸿沟,在拉张区中,也常常作为扩展成盆地搬迁和滑动鸿沟。第四套动力学子体系在地壳持力层。地壳持力层在横向上多被开裂所切开,其与脆弱层交界处构成脆耐性过渡带,该过渡带地震易发;而孕震条件及机理决议于持力层与脆弱层之间构成的动力学效果耦合联系和活动协调性。

在大型工程场所选址中的使用大型工程场所一般都坐落造山带、盆地结构、盆岭结构这三类结构区带上,它们是因为近地表上地壳的揉捏推覆、扩张扩展和剪切走滑的结构变形效果所构成的[2]。造山带一般都作为严重动力工程场所选址区域,资源开发、灾祸防治和环境保护等工程的进行决议于造山带的结构、演化和动力学特征。依据造山带的构成机制,其能够分为逆冲推覆型、扩展型和走滑型三大类。其间,逆冲推覆结构中构成的前锋带、冲起块体和飞来峰等结构,它们的变形较激烈,构成的开裂较密布,节理较发育,岩体较破碎;扩展结构的滑覆体前缘和滑来峰的安稳性较差。在进行工程选址时,应尽量避开这些结构不安稳区域。盆地是人类首要聚居区,故其选址更为的重要,在一些大型水利工程或许地震灾后重建的居民选址工作中,比方三峡移民工程、汶川大地震中灾后重建工程、以及舟曲严重泥石流灾后的重建工程等等,需求特别注意盆地中的不安稳区域、隐伏的活动性开裂等。按成因可将盆地分为压陷盆地、走滑盆地、扩展盆地。其间压陷盆地较为安稳,除了附近造山带一侧活动性较强;受地壳剪切走滑的影响,走滑盆地活动性较强,一般较不安稳;扩展盆地因为盆地中心地壳减薄、浅层决裂较发育,而盆地边际则受鸿沟活断层的影响大,所以扩展盆地的中心和边际安稳性较差。还有,盆地的上下不一致常常导致其转化处发作地震;盆地内部的隐伏开裂常常导致地表发作地裂缝,直接要挟工程修建的安全安稳,比方大同地裂缝的构成,是因为新生代以来,同盆地受来自青藏高原和太平洋方向的侧向揉捏,而导致右旋剪切拉张以及地幔上隆,区内地壳减薄,基底地壳开裂开展到上地幔,再伴随着断陷效果而发作地震和地裂缝。盆岭结构是大陆浅层结构中的重要类型,其由正断层构成地堑、地垒、掀斜和犁式断层等组成,其间拱起区为安稳区,沉降区为非安稳区。

在斜坡安稳性点评中的使用我国是个多山区的国家,每年都会因为斜坡地质灾祸的发作而构成人员的伤亡和产业的丢失,因而,做好灾前的斜坡安稳性点评非常的必要。滑坡、坍塌、泥石流等是斜坡地质灾祸中较常见的三种,它们发作的首要因素都是来自天然方面的地势地貌、地质结构、地层岩性、岩土体结构特性、新结构活动及地下水条件等。其间,地质结构操控着我国山体的整体格式,新结构活动的强弱反映该区域地壳的安稳性,而地貌与结构一起操控着滑坡、坍塌、泥石流灾祸的发育程度。所以,滑坡、坍塌、泥石流的构成与开裂结构之间有着亲近的联系,开裂的性质、破碎带宽度、节理裂隙的发育程度及其组合特征等都是影响斜坡地质灾祸的重要因素。在工程地质学中,一般依据岩体的结构面发育类型及程度将其分红Ⅰ~Ⅴ5个等级,不同等级的结构面的性质与组合方法不同,以此来判别岩土体的安稳性与变形损坏方法,然后进行斜坡的安稳性点评。工程地质学中的结构面便是结构地质中的结构结构面,指岩体中具有必定方向、力学强度相对较低、两向延伸的地质界面(或地质带),例如岩层层面、节理、脆弱夹层以及各种成因的开裂、裂隙等,反映了在长时间表里动力效果下的地质结构现象。滑坡的构成与开展受地质结构的影响表现为两个方面:榜首,滑坡往往沿开裂破碎带成群成带的散布构成;第二,滑动面的空间展布及滑坡的规划遭到岩层面、断层面、节理面、片理面及不整合面等各种脆弱结构面操控。因而,在斜坡安稳性点评中,必须先依据结构面确认滑动面的整体形状和空间展布,然后确认其规划,以此来采纳相应的预防措施。地质结构对坍塌的操控效果也表现在两个方面:榜首是开裂结构对坍塌的操控效果。详细表现在,当峻峭的斜坡走向与区域性开裂平行或大致平行时,沿该斜坡发作的坍塌一般较多;而大型坍塌往往发作在几组开裂交汇的峡谷区;在断层密布散布区,岩层较破碎,斜度较陡的时分,斜坡常发作坍塌或落石。第二,褶皱结构对坍塌的操控效果。褶皱核部岩层变形激烈,很多笔直层面的张节理在核部构成,并且在屡次结构效果和风化效果的不断影响下,破碎岩体往往发作必定的位移,然后构成潜在坍塌岩体,当褶皱轴向与坡面方向笔直时,斜坡一般多发作落石和小型的坍塌;当褶皱轴向与坡面平行时,在高陡边坡上就简单发作规划较大的坍塌。因为结构效果构成的高差大、高斜度及大面积的流域沟谷等地势地貌,新结构运动下构成的岩体变形与结构结构面,为泥石流的发作发明了必要条件。因而,能够从结构视点剖析泥石流的发作条件,提早做好预防措施,能够到达根绝灾祸发作或许削减灾祸丢失的意图。

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