工程地质 断裂构造优秀PPT.ppt
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1、工程地质 断裂构造你现在浏览的是第一页,共57页3.3.地质构造与土木工程的关系。地质构造与土木工程的关系。2.2.断层的要素及主要类型的特征;断层的要素及主要类型的特征;难难 点点断层的形成年代断层的形成年代教学目标教学目标1.1.了解地震的相关知识;了解地震的相关知识;你现在浏览的是第二页,共57页地地震震你现在浏览的是第三页,共57页你现在浏览的是第四页,共57页一、地震概述一、地震概述震源震源地下深处发生地震的地点。地下深处发生地震的地点。震源深度震源深度震源到地面上的垂直震源到地面上的垂直距离。距离。第四章第四章 第五节第五节 地震地震1 1、地震概念、地震概念 地震是地震是岩石圈物
2、质在地球内力作用下发生弹性应变,当应变能超岩石圈物质在地球内力作用下发生弹性应变,当应变能超过岩石强度时,岩石就会发生破裂或沿原有破裂面急速滑动,应变能过岩石强度时,岩石就会发生破裂或沿原有破裂面急速滑动,应变能以弹性波形式突然释放,使岩石圈剧烈震动的地质现象。以弹性波形式突然释放,使岩石圈剧烈震动的地质现象。你现在浏览的是第五页,共57页震中震中震源垂直投影在地面上的地点。震源垂直投影在地面上的地点。震中距震中距地面上受地震影响的地面上受地震影响的任何一点到震中的距离。任何一点到震中的距离。震中区震中区是地震破坏程度最大是地震破坏程度最大的区域。的区域。震域震域地震在地面上波及的地震在地面上
3、波及的地区。地区。第四章第四章 第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第六页,共57页二、地震的震级与烈度二、地震的震级与烈度(一)地震的震级(一)地震的震级(M)地震能否使某一个地区建筑物受到破坏取决于地震能量的大小地震能否使某一个地区建筑物受到破坏取决于地震能量的大小和该建筑物区域距震中的远近。用震级和烈度两个指标来反映地震和该建筑物区域距震中的远近。用震级和烈度两个指标来反映地震能量大小和震动强烈程度。能量大小和震动强烈程度。地震震级是以地震过程中释放出来的能量总和来衡量的。地震震级是以地震过程中释放出来的能量总和来衡量的。第四章第四章 第五节第五节 地震地震1.1.里氏震级里氏震级 李希
4、特给出(李希特给出(C.F.RichterC.F.Richter)19351935年的震级的原始定义:年的震级的原始定义:震级是指距震中震级是指距震中100km100km的标准地震仪所记录的以微米表示的最的标准地震仪所记录的以微米表示的最大振幅(大振幅(A A)的对数值,其表达式:)的对数值,其表达式:M ML L=Log=LogA A你现在浏览的是第七页,共57页3.3.震级与能量震级与能量2.2.面波震级面波震级 目前,震级多以面波震级为标准,用目前,震级多以面波震级为标准,用M MS S表示。表示。级地震的能级地震的能量相当于量相当于2102106 6J J,每增大一级,能量约增大,每增
5、大一级,能量约增大3030倍。一个倍。一个7 7级地级地震释放的能量相当于震释放的能量相当于3030个个20000t20000t级的原子弹。级的原子弹。由于地震是地壳能量的释放,震级越高,释放能量越大,由于地震是地壳能量的释放,震级越高,释放能量越大,积累的时间也越长。积累的时间也越长。美国旧金山及其周围地区,平均一个世纪才可能发生一美国旧金山及其周围地区,平均一个世纪才可能发生一次强烈的地震。次强烈的地震。第四章第四章 第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第八页,共57页 对对浅源浅源地震震中烈度(地震震中烈度(I)与震级的关系可用经验公式表示:)与震级的关系可用经验公式表示:M=0.58I
6、+1.5 一次地震,震级只能有一个;而烈度可以有若干个。震中烈度最一次地震,震级只能有一个;而烈度可以有若干个。震中烈度最大,向外呈椭圆形缩减,长轴方向一般平行于构造。大,向外呈椭圆形缩减,长轴方向一般平行于构造。(二)地震的烈度(二)地震的烈度()1 1、地震烈度及其影响因素、地震烈度及其影响因素地震的烈度是指地面以及各类建筑物的破坏程度。地震的烈度是指地面以及各类建筑物的破坏程度。地震的烈度的大小与震级、震源深度、震中距、地震波的地震的烈度的大小与震级、震源深度、震中距、地震波的传播介质及地质构造条件有关。(传播介质及地质构造条件有关。(1)震级高,烈度大)震级高,烈度大;(;(2)震源深
7、度小,烈度大震源深度小,烈度大;(;(3)震中距近,烈度大;震中烈度最大。震中距近,烈度大;震中烈度最大。第四章第四章 第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第九页,共57页2.2.地震烈度表地震烈度表为了表示地震的影响程度,必须有一个烈度评定标准,为了表示地震的影响程度,必须有一个烈度评定标准,即地震烈度表,它把宏观现象(人的感觉,器物反映、建即地震烈度表,它把宏观现象(人的感觉,器物反映、建筑物及地表破坏程度等)和定量指标,按统一标准,把相筑物及地表破坏程度等)和定量指标,按统一标准,把相同或近似的情况划分在一起,来区别不同烈度的级别。同或近似的情况划分在一起,来区别不同烈度的级别。目前多数
8、国家采用目前多数国家采用1212度的烈度表,欧洲有些国家采用度的烈度表,欧洲有些国家采用1010度度的,日本采用的,日本采用8 8度的烈度表。度的烈度表。第四章第四章 第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第十页,共57页中国地震烈度表中国地震烈度表 (简要)(简要)度;度;无感,仅仪器能记录到;无感,仅仪器能记录到;度;度;个别敏感的人在完全静止中有感;个别敏感的人在完全静止中有感;度;度;室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动;室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动;度;度;室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响;室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响;度;度
9、;室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹 度;度;人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡;人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡;度;度;房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水;房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水;度;度;房屋多有损坏,少数破坏路基塌方,地下管道破裂;房屋多有损坏,少数破坏路基塌方,地下管道破裂;度;度;房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲;房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲;度;度;房屋倾倒,道路毁坏,山石大量
10、崩塌,水面大浪扑岸;房屋倾倒,道路毁坏,山石大量崩塌,水面大浪扑岸;度;度;房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化;房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化;度;度;一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化动植物遭毁灭。一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化动植物遭毁灭。震级与烈度统计对应关系震级与烈度统计对应关系震中烈度:震中烈度:震震 级:级:1.91.92.52.53.13.13.73.74.34.34.94.95.55.56.16.16.76.77.37.37.97.98.58.5你现在浏览的是第十一页,共57页3.3.基本烈度基本烈度 基本烈度是指某一地区在以后一定期限内基本烈度
11、是指某一地区在以后一定期限内(5050100100年)可年)可能遭遇的地震最大烈度能遭遇的地震最大烈度。是中长期地震预报在防震、抗震上的。是中长期地震预报在防震、抗震上的具体估量。具体估量。5.5.场地烈度场地烈度场地烈度是建筑物场地地质构造、地形、地貌和地层结构等场地烈度是建筑物场地地质构造、地形、地貌和地层结构等工程地质条件对建筑物震害的影响产生的烈度。工程地质条件对建筑物震害的影响产生的烈度。4.4.设计烈度设计烈度以基本烈度为基础,根据地质、地形及建筑物的重要性按以基本烈度为基础,根据地质、地形及建筑物的重要性按抗抗震设计规范作适当调整震设计规范作适当调整的烈度。的烈度。第四章第四章
12、第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第十二页,共57页三、地震的类型三、地震的类型1 1、按震源深度分、按震源深度分浅源地震(浅源地震(0-70km0-70km)中源地震(中源地震(70-300km70-300km)深源地震(深源地震(300km300km)2 2、按震级与人的关系分、按震级与人的关系分微震(微震(2 2级,人感觉不到)级,人感觉不到)有感地震(有感地震(2-52-5级)级)破坏性地震(破坏性地震(5 5级)级)3 3、按地震成因、按地震成因天然地震天然地震人为地震人为地震第四章第四章 第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第十三页,共57页四、中国的地震分布四、中国的地震分布1
13、.1.中国地震的活动特点中国地震的活动特点地震活动地震活动分布广分布广地震活动地震活动频度高频度高地震震源地震震源深度浅深度浅2.2.地震的空间分布地震的空间分布台湾地震带台湾地震带西南地震带西南地震带天山地震带天山地震带西北地震带西北地震带华北地震带华北地震带东南地震带东南地震带3.3.地震的时间分布地震的时间分布地震活动期地震活动期地震宁静期地震宁静期第四章第四章 第五节第五节 地震地震你现在浏览的是第十四页,共57页第四章第四章 第六节第六节 断层断层第六节第六节 断层断层断层不仅对岩体的断层不仅对岩体的稳定性稳定性和和渗透性渗透性、地震活动地震活动和和区域稳定区域稳定有重大的影响,而且
14、是有重大的影响,而且是地下水运动地下水运动的良好的良好通通道道和和汇聚的场所汇聚的场所。在规模较大的断层附近或断层发育。在规模较大的断层附近或断层发育地区,常赋存有丰富的地下水资源。地区,常赋存有丰富的地下水资源。指岩体在构造应力的作用下发生断裂,且断裂面两指岩体在构造应力的作用下发生断裂,且断裂面两侧岩体有明显相对位移的构造现象,它是节理的扩大和侧岩体有明显相对位移的构造现象,它是节理的扩大和发展。发展。你现在浏览的是第十五页,共57页第四章第四章 第六节第六节 断层断层一、断层要素一、断层要素断层面断层面:两侧岩块发生相对位:两侧岩块发生相对位移的断裂面。移的断裂面。断层线断层线断层线断层
15、线:断层面与地面的交线。:断层面与地面的交线。:断层面与地面的交线。:断层面与地面的交线。断盘断盘:断层面两侧的岩块。:断层面两侧的岩块。:断层面两侧的岩块。:断层面两侧的岩块。断距断距:断层两盘沿断层面移动开的距离。:断层两盘沿断层面移动开的距离。:断层两盘沿断层面移动开的距离。:断层两盘沿断层面移动开的距离。断层面断层面断层线断层线你现在浏览的是第十六页,共57页第四章第四章 第六节第六节 断层断层断层面产状断层面产状断层面产状断层面产状你现在浏览的是第十七页,共57页标志层第四章第四章 第六节第六节 断层断层你现在浏览的是第十八页,共57页电影电影20122012中正在裂开的断层中正在裂
16、开的断层你现在浏览的是第十九页,共57页二、断层的基本分类二、断层的基本分类第四章第四章 第六节第六节 断层断层断层的三种基本形式断层的三种基本形式你现在浏览的是第二十页,共57页正断层正断层上盘下降上盘下降第四章第四章 第六节第六节 断层断层1.1.1.1.正断层正断层正断层正断层:正断层一般是由于岩:正断层一般是由于岩:正断层一般是由于岩:正断层一般是由于岩体受到水平张力及重力作用,使体受到水平张力及重力作用,使体受到水平张力及重力作用,使体受到水平张力及重力作用,使上盘沿断层面向下错动而成。上盘沿断层面向下错动而成。上盘沿断层面向下错动而成。上盘沿断层面向下错动而成。其其其其断层线较平直
17、,断层面倾角较陡,断层线较平直,断层面倾角较陡,断层线较平直,断层面倾角较陡,断层线较平直,断层面倾角较陡,一般大于一般大于一般大于一般大于45454545。断层断层特征特征:a.a.由于受由于受水平张力水平张力作用,断作用,断层面较层面较粗糙粗糙,擦痕一般不太发,擦痕一般不太发育,产状育,产状较陡较陡;b.b.其破碎带中常形成其破碎带中常形成棱角明棱角明显显的断层的断层角砾岩角砾岩。你现在浏览的是第二十一页,共57页上盘上升上盘上升逆断层逆断层第四章第四章 第六节第六节 断层断层2.2.2.2.逆断层逆断层逆断层逆断层:逆断层是由于岩体受到:逆断层是由于岩体受到:逆断层是由于岩体受到:逆断层
18、是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上水平方向强烈挤压力的作用,使上水平方向强烈挤压力的作用,使上水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断层面向上错动而成。断层线盘沿断层面向上错动而成。断层线盘沿断层面向上错动而成。断层线盘沿断层面向上错动而成。断层线的方向常与岩层走向或褶皱轴的方的方向常与岩层走向或褶皱轴的方的方向常与岩层走向或褶皱轴的方的方向常与岩层走向或褶皱轴的方向近于一致,和压应力作用的方向向近于一致,和压应力作用的方向向近于一致,和压应力作用的方向向近于一致,和压应力作用的方向垂直。逆断层的倾角变化很大。垂直。逆断层的倾角变化很大。垂直。逆断层的倾角变化很大。垂直。逆断层的倾角变化
19、很大。断层断层特征特征:a.a.是由是由挤压挤压作用产生作用产生的,断层面呈舒缓的,断层面呈舒缓波状波状,断层,断层擦擦痕痕较发育。较发育。b.b.断层破碎带中断层破碎带中角砾角砾岩岩常常被压扁被压扁,棱角不明显棱角不明显。c.c.断断层面倾角大小不等,层面倾角大小不等,4545为为高角度高角度逆断层,逆断层,4545为为低角度低角度逆断逆断层层,2525的称辗掩断层。的称辗掩断层。你现在浏览的是第二十二页,共57页水平错动水平错动平推断层平推断层第四章第四章 第六节第六节 断层断层3.3.3.3.平推断层平推断层平推断层平推断层:其断层面倾角很陡,:其断层面倾角很陡,:其断层面倾角很陡,:其
20、断层面倾角很陡,常近于直立,断层线平直延伸远,常近于直立,断层线平直延伸远,常近于直立,断层线平直延伸远,常近于直立,断层线平直延伸远,断层面上常有近于水平的擦痕断层面上常有近于水平的擦痕断层面上常有近于水平的擦痕断层面上常有近于水平的擦痕。断层断层特征特征:a.a.产状较陡,常产状较陡,常近于直立近于直立。b.b.断断层面一般层面一般平直光滑平直光滑,常具水平擦痕。,常具水平擦痕。c.c.破碎带中有破碎带中有剪裂破碎剪裂破碎岩石,常被碾岩石,常被碾磨成磨成粉状粉状物质,称为物质,称为断层泥断层泥。你现在浏览的是第二十三页,共57页4 4、推覆构造、推覆构造断层面断层面倾角倾角十分十分低缓低缓
21、(一般小于(一般小于3030),相对),相对推移距离推移距离很大的很大的低角度低角度逆断层。逆断层。其特征是:断层上盘推移较远,与原地基岩不是一个整体,属其特征是:断层上盘推移较远,与原地基岩不是一个整体,属外来岩体,称为推覆体。外来岩体,称为推覆体。第四章第四章 第六节第六节 断层断层你现在浏览的是第二十四页,共57页三、断层的组合形态三、断层的组合形态 断层很少孤立出现,往往由一些正断层和逆断层断层很少孤立出现,往往由一些正断层和逆断层有规律地组合成一定形式,形成不同形式的断层带。有规律地组合成一定形式,形成不同形式的断层带。如阶梯状断层、地堑、地垒和叠瓦式构造如阶梯状断层、地堑、地垒和叠
22、瓦式构造。地垒与地堑地垒与地堑迭瓦式构造迭瓦式构造第四章第四章 第六节第六节 断层断层你现在浏览的是第二十五页,共57页四、断层的野外识别四、断层的野外识别 1.1.地貌地貌上的反映上的反映 上升盘的前缘可能形成陡峭的断层崖,如果经剥蚀,就会形成上升盘的前缘可能形成陡峭的断层崖,如果经剥蚀,就会形成断层三角面地形。另外,山脊错断、断开,河谷跌水瀑布,河谷断层三角面地形。另外,山脊错断、断开,河谷跌水瀑布,河谷方向发生突然转折等,很可能均是断裂错动在地貌上的反映。方向发生突然转折等,很可能均是断裂错动在地貌上的反映。第四章第四章 第六节第六节 断层断层你现在浏览的是第二十六页,共57页第四章第四
23、章 第六节第六节 断层断层a-a-断层崖剥蚀成冲沟;断层崖剥蚀成冲沟;b-b-冲沟扩大,形成三角面;冲沟扩大,形成三角面;c-c-继续侵蚀,三角面消失继续侵蚀,三角面消失你现在浏览的是第二十七页,共57页你现在浏览的是第二十八页,共57页第四章第四章 第六节第六节 断层断层2.2.2.2.地层特征地层特征地层特征地层特征 若地层发生若地层发生若地层发生若地层发生缺失缺失缺失缺失或或或或不对称不对称不对称不对称的的的的重复重复重复重复,岩脉被,岩脉被,岩脉被,岩脉被错断错断错断错断,或者岩,或者岩,或者岩,或者岩层沿一走向突然层沿一走向突然层沿一走向突然层沿一走向突然中断中断中断中断,与,与,与
24、,与不同不同不同不同性质的性质的性质的性质的岩层突然接触岩层突然接触岩层突然接触岩层突然接触等。等。等。等。走向断层造成地层重复(走向断层造成地层重复(a a、c c、e e)与缺失()与缺失(d d、b b、f f)你现在浏览的是第二十九页,共57页第四章第四章 第六节第六节 断层断层3.3.3.3.断层的断层的断层的断层的伴生构造伴生构造伴生构造伴生构造 断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的痕迹。常见的有痕迹。常见的有痕迹。常见的有痕迹
25、。常见的有牵引弯曲牵引弯曲牵引弯曲牵引弯曲、断层角砾断层角砾断层角砾断层角砾、糜棱岩糜棱岩糜棱岩糜棱岩、断层泥和断层断层泥和断层断层泥和断层断层泥和断层檫痕檫痕檫痕檫痕。岩层的牵引弯曲现象岩层的牵引弯曲现象你现在浏览的是第三十页,共57页第四章第四章 第六节第六节 断层断层4.4.4.4.水系水系水系水系 河流河流河流河流遇断层面而遇断层面而遇断层面而遇断层面而急剧改向急剧改向急剧改向急剧改向,甚至发生河谷,甚至发生河谷,甚至发生河谷,甚至发生河谷错断错断错断错断现象。现象。现象。现象。湖泊、洼地呈湖泊、洼地呈湖泊、洼地呈湖泊、洼地呈串珠状串珠状串珠状串珠状排列,往往意味着大断裂的存在;温排列
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