3.結(jié)構(gòu)面

　　結(jié)構(gòu)面是切割巖體的各種地質(zhì)界面的統(tǒng)稱，是一些具有一定方向，延展較廣較薄的二維地質(zhì)界面，如層面、沉積間斷面，節(jié)理，裂隙、裂縫、斷層等，也包括厚度較薄的軟弱夾層。結(jié)構(gòu)面的特征是影響結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度及其他性能的重要因素，一般從方位、間距、延續(xù)性、粗糙度、結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺趶?qiáng)度、張開度、充填物、滲流、節(jié)理組數(shù)，塊體大小等方面來描述結(jié)構(gòu)面的特征。層面，節(jié)理、裂隙、裂縫、斷層等結(jié)構(gòu)面的空間位置定義為結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀由走向、傾向和傾角三個(gè)要素表示，如圖1.1.2所示。并且，層面的產(chǎn)狀還代表所在巖層的產(chǎn)狀，即表示所在巖層的空間位置。

　　(1)結(jié)構(gòu)面走向，即結(jié)構(gòu)面在空間延伸的方向，用結(jié)構(gòu)面與水平面交線即走向線的方位角或方向角表示。走向線兩端延伸方向均是走向，雖相差1800，但是表示的是同一走向。

　　(2)結(jié)構(gòu)面的傾向，即結(jié)構(gòu)面在空間的傾斜方向，用垂直走向順傾斜面向下引出的一條射線對(duì)水平面投影的指向。

　　(3)結(jié)構(gòu)面的傾角，即結(jié)構(gòu)面在空間傾斜角度的大小，用結(jié)構(gòu)面與水平面所夾的銳角表示。

　　另外，近似平面的坡面和壁面的空間位置，也可這樣用其走向、傾向、傾角表示。節(jié)理組數(shù)的多少?zèng)Q定了巖石的塊體大小及巖體的結(jié)構(gòu)類型，表1.1.3是根據(jù)節(jié)理組數(shù)劃分的結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度來予以分級(jí)的。

　　4.地質(zhì)構(gòu)造

　　(1)水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造。水平構(gòu)造是雖經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的沉積巖層仍基本保留形成時(shí)的原始水平產(chǎn)狀的構(gòu)造。先沉積的老巖層在下，后沉積的新巖層在上。單斜構(gòu)造是原來水平的巖層，在受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響后，產(chǎn)狀發(fā)生變動(dòng)形成巖層向同一個(gè)方向傾斜的構(gòu)造，這種產(chǎn)狀往往是褶曲的一翼、斷層的一盤，或者是局部地層不均勻上升或下降形成的。

　　(2)褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造是組成地殼的巖層，受構(gòu)造力的強(qiáng)烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造，它是巖層產(chǎn)生的塑性變形。絕大多數(shù)褶皺是在水平擠壓力作用下形成的，但也有少數(shù)是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皺構(gòu)造在層狀巖層常見，在塊狀巖體中則很難見到。

　　褶曲是褶皺構(gòu)造中的一個(gè)彎曲，兩個(gè)或兩個(gè)以上褶曲的組合構(gòu)成褶皺構(gòu)造，每一個(gè)褶曲都有核部、翼、軸面、軸及樞紐等幾個(gè)褶曲要素。褶曲的基本形態(tài)是背斜和向斜，如圖1.1.3。背斜褶曲是巖層向上拱起的彎曲，以褶曲軸為中心向兩翼傾斜。當(dāng)?shù)孛媸艿絼兾g而出露有不同地質(zhì)年代的巖層時(shí)，較老的巖層出現(xiàn)在褶曲的軸部，從軸部向兩翼，依次出現(xiàn)的是漸新的巖層。向斜褶曲，是巖層向下凹的彎曲，其巖層的傾向與背斜相反，兩翼的巖層都向褶曲的軸部傾斜。當(dāng)?shù)孛嬖馐軇兾g，在褶曲軸部出露的是較新的巖層，向兩翼依次出露的是較老的巖層。

　　在褶皺比較強(qiáng)烈的地區(qū)，一般都是線形的背斜與向斜相闊排列，以大體一致的走向平行延伸，有規(guī)律的組成不同形式的褶皺構(gòu)造。工程所遇到的具體構(gòu)造，往往是一個(gè)一個(gè)的褶曲或是大型褶曲構(gòu)造的一部分。不論是背斜褶曲還是向斜褶曲，在褶曲的翼部遇到的，基本上是單斜構(gòu)造，一般對(duì)建筑物地基沒有不良的影響，但對(duì)路基和隧道有傾斜巖層的產(chǎn)狀與路線或隧道軸線走向的關(guān)系問題，對(duì)于以下兩種情況，則需要根據(jù)具體情況做具體分析。

　　1)對(duì)于深路塹和高邊坡來說，僅就巖層產(chǎn)狀與路線走向的關(guān)系而言，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)，對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的。不利的情況是路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致。如在云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、千枚巖等松散巖石分布地區(qū)，坡面易發(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。最不利的情況是路線與巖層走向平行，巖層傾向與路基邊坡一致，而邊坡的傾角大于(陡于)巖層的傾角。如在石灰?guī)r、砂巖與黏土質(zhì)頁巖互層，且有地下水作用時(shí)，在路塹開挖過深、邊坡過陡或者由于軟弱構(gòu)造面暴露，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。

　　2)對(duì)于隧道工程來說，褶曲構(gòu)造的軸都是巖層傾向發(fā)生顯著變化的地方，是巖層應(yīng)力最集中的地方，容易遇到工程地質(zhì)問題，主要是由于巖層破碎而產(chǎn)生的巖體穩(wěn)定問題和向斜軸部地下水的問題。因而，隧道一般從褶曲的翼部通過是比較有利的。

　　(3)斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造是構(gòu)成地殼的巖體，受力作用發(fā)生變形，當(dāng)變形達(dá)到一定程度后，使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不一的斷裂，它是地殼上層常見的地質(zhì)構(gòu)造，其分布很廣，特別在一些斷裂構(gòu)造發(fā)育的地帶，常成群分布，形成斷裂帶。根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對(duì)位移的情況，將其分為裂隙和斷層兩類。

　　1)裂隙。裂隙也稱為節(jié)理，是存在于巖體中的裂縫，是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造。在數(shù)值上一般用裂隙率表示，即巖石中裂隙的面積與巖石總面積的百分比，裂隙率越大，表示巖石中的裂隙越發(fā)育。反之，則表示裂隙不發(fā)育。在表1.1.4中介紹了公路工程對(duì)裂隙發(fā)育程度劃分的等級(jí)及對(duì)工程的影響。

　　根據(jù)裂隙的成因，一般分為構(gòu)造裂隙和非構(gòu)造裂隙兩類。

　　構(gòu)造裂隙是巖體受地應(yīng)力作用隨巖體變形而產(chǎn)生的裂隙。由于構(gòu)造裂隙在成因上與相關(guān)構(gòu)造(如褶曲、斷層等)和應(yīng)力作用的方向及性質(zhì)有密切聯(lián)系，所以它在空間分布上具有一定的規(guī)律性。按裂隙的力學(xué)性質(zhì)，可將構(gòu)造裂隙分為張性裂隙和扭(剪)性裂隙。張性裂隙主要發(fā)育在背斜和向斜的軸部，裂隙張開較寬，斷裂面粗糙，一般很少有擦痕，裂隙間距較大且分布不勻，沿走向和傾向都延伸不遠(yuǎn);扭(剪)性裂隙，一般多是平直閉合的裂隙，分布較密、走向穩(wěn)定，延伸較深、較遠(yuǎn)，裂隙面光滑，常有擦痕，一般出現(xiàn)在褶曲的翼部和斷層附近。扭性裂隙常沿剪切面成群平行分布，形成扭裂帶，將巖體切割成板狀。有時(shí)兩組裂隙在不同的方向上同時(shí)出現(xiàn)，交叉成“X”形，將巖體切割成菱形塊體。

　　非構(gòu)造裂隙是由成巖作用、外動(dòng)力、重力等非構(gòu)造因素形成的裂隙。如巖石在形成過程中產(chǎn)生的原生裂隙，風(fēng)化裂隙以及沿溝壁岸坡發(fā)育的卸荷裂隙等。其中具有普遍意義的是風(fēng)化裂隙，其主要發(fā)育在巖體靠近地面的部分，一般很少達(dá)到地面下10—15m的深度。裂隙分布零亂，沒有規(guī)律性，使巖石多成碎塊，沿裂隙面巖石的結(jié)構(gòu)和礦物成分也有明顯變化。巖體中的裂隙，在工程上除有利于開挖外，對(duì)巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利的影響。其破壞了巖體的整體性，促進(jìn)了巖體的風(fēng)化速度，增強(qiáng)了巖體的透水性，進(jìn)而使巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。當(dāng)裂隙主要發(fā)育方向與路線走向平行，傾向與邊坡一致時(shí)，不論巖體的產(chǎn)狀如何，路塹邊坡都容易發(fā)生崩塌等不穩(wěn)定現(xiàn)象。在路基施工中，如果巖體存在裂隙，還會(huì)影響爆破作業(yè)的效果。因而，當(dāng)裂隙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)裂隙進(jìn)行深入的調(diào)查研究，詳細(xì)論證裂隙對(duì)建筑的影響，采取相應(yīng)措施，以保證建筑物的穩(wěn)定和正常使用。

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