土木工程地質 節選

nbsp;   序
    教育可理解為教書與育人。所謂教書，不外乎是教給學生科學知識、技術方法和
運作技能等，教學生以安身之本。所謂育人，則要教給學生做人道理，提升學生的人
文素質和科學精神，教學生以立命之本。我們教育工作者應該從中華民族振興的歷
史使命出發，來從事教書與育人工作。作為教育本源之一的教材，必然要承載教書和
育人的雙重責任，體現二者的高度結合。
    中國經濟建設高速持續發展，國家對各類建筑人才需求日增，對高校土建類高素
質人才培養提出了新的要求，從而對土建類教材建設也提出了新的要求。這套教材
正是為了適應當今時代對高層次建設人才培養的需求而編寫的。
    一部好的教材應該把人文素質和科學精神的培養放在重要位置。教材中不僅要
從內容上體現人文素質教育和科學精神教育，而且還要從科學嚴謹性、法規權威性、
工程技術創新性來啟發和促進學生科學世界觀的形成。簡而言之，這套教材有以下
特點。
    一方面，從指導思想來講，這套教材注意到“六個面向”，即面向社會需求、面向建
筑實踐、面向人才市場、面向教學改革、面向學生現狀、面向新興技術。
    二方面，教材編寫體系有所創新。結合具有土建類學科特色的教學理論、教學方
法和教學模式，這套教材進行了許多新的教學方式的探索，如引入案例式教學、研討
式教學等。
    三方面，這套教材適應現在教學改革發展的要求，提倡所謂“寬口徑、少學時”的
人才培養模式。在教學體系、教材編寫內容和數量等方面也做了相應改變，而且教學
起點也可隨著學生水平做相應調整。同時，在這套教材編寫中，特別重視人才的能力
培養和基本技能培養，適應土建專業特別強調實踐性的要求。
    我們希望這套教材能有助于培養適應社會發展需要的、素質全面的新型工程建
設人才。我們也相信這套教材能達到這個目標，從形式到內容都成為精品，為教師和
學生，以及專業人士所喜愛。
 前言
    本書是普通高等學校土木工程專業(本科)“工程地質”課程教材，是根據土木工
程專業高級專門人才的培養目標而編寫的。本書重點結合路橋工程、工業與民用建
筑工程和港口工程專業方向的需要，并同時考慮到目前大土木工程專業發展的需要，
按理論結合實際的原則進行編寫，同時力求反映國內外本學科的*新發展水平。
    本書由緒論及十章內容組成，全書系統闡述了工程地質學的仟務、基礎知識及基
本理論，包括巖石、第四紀沉積物和土、地質構造、風化及地表流水等地質作用、地貌、
地下水以及巖體穩定分析；簡要分析了滑坡、泥石流、崩塌等幾種主要不良地質作用
的過程及其工程防治；系統介紹了工程勘察的目的、任務、方法以及在道路與橋梁工
程、工業與民用建筑工程以及港口工程勘察中所涉及的主要巖土工程地質問題；扼要
介紹了環境工程地質及其評價原則。每章結束附有思考題，旨在培養學生掌握工程
地質學的基本理論知識，提高學生分析問題、解決問題及創新的能力。
    本書由吉林大學、北京工業大學、天津城建學院、大連水產學院、吉林建筑工程學
院建筑裝飾學院和長春工程學院的教師共同編寫，由吉林大學戴文亭擔任主編。具
體分工如下：緒論、第1、3、7、10章由戴文亭編寫；第2、8章由天津城建學院柴壽喜編
寫；第9章由北京工業大學姚愛軍編寫；第5章由大連水產學院于林平編寫；第4章
和第7章第1節由長春工程學院李長雨編寫；第6章第1節和第7章第2節由長春
工程學院王彪編寫；第6章第2節由吉林建筑工程學院建筑裝飾學院白寶玉編寫。
全書由戴文亭統稿。
    對于書中所引用文獻和研究成果的眾多作者表示誠摯的謝意。
    由于編者水平有限，本書難免有不妥和錯誤之處，敬請讀者批評指正。
  編  者
2007年7月

3．2巖層產狀及其測定
3．2．1  水平巖層和傾斜巖層
    沉積巖在形成過程中，除沉積盆地邊緣或盆地底部突起部分外，大部分沉積巖層
的原始形態呈水平或近于水平。在沒有遭受強烈的水平運動，而只受地殼升降運動
的情況下，它仍然保持其水平狀態，這種巖層稱水平巖層。但絕對水平的巖層幾乎是
不存在的。一方面是由于巖層形成時，不可能是絕對水平的；另一方面，即使只受升
降運動影響，巖層也會出現局部差異而改變其水平狀態。習慣上，把傾角小于5。的
巖層稱為水平巖層。
    沉積巖層由于地殼運動(主要是水平運動)的影響，改變了原始狀態，形成傾斜巖
層。如果巖層向一個方向傾斜。傾角又近于相等則稱單斜巖層。單斜巖層往往是褶
曲的一翼、斷層的一盤，或是由局部地層不均勻升降所引起的。
3．2．2  巖層產壯
    巖層產狀是指巖層在地殼中的空問方位
和產出狀態。傾斜巖層的產狀，是用巖層層面
的走向、傾向和傾角三個要素來表示的(見圖
    1)走向
    巖層層面與水平面的交線稱該巖層的走
向線(見圖3—3中ab線)，走向線所指的方向即
走向。走向線是直線，兩頭各指一方，例如一
頭指向南，另一頭則指向北，該巖層的走向為南北向
    2)傾向
    在巖層層面上垂直巖層走向線的射線稱巖層的傾斜線(見圖3—3中cd線)。傾斜
  線在水平面上的投影，即傾向線(見圖3—3中門線)，傾向線所指的方向，即巖層的傾
  向。由于傾向線是射線，巖層的傾向只有一個方向。
    3)傾角
    巖層層面與水平面之間的二面角，即傾斜線和傾向線的夾角a(見圖3—3)，稱為
  巖層的傾角。可見，當口=O。時，為水平巖層；當口一90。時，為直立巖層；當O。<a<90。
  時，為傾斜巖層。
 3．2．3巖層產狀的測定及表．---R方法
    1)巖層產狀的測定
    巖層產狀要素在現場是用地質羅盤直接測定其走向、傾向、傾角。其測定方法如
下：
    (1)選擇巖層層面
    測量前先正確選擇巖層層面，不要將節理面誤認為巖層層而，另外注意確定巖層
的真正露頭，而不是滾石；選擇的巖層層面要平整，且層面產狀具有代表性。
    (2)測巖層走向
    將地質羅盤的長邊(即羅盤的刻度的南北方向)緊貼巖層層面，并使羅盤水平，讀
羅盤的南針或北針所指的方位角即為所測的巖層走向。
    (3)測巖層傾向
    將羅盤的短邊緊貼巖層層面，并使羅盤水平。讀羅盤北針所指的方位角即為所
測的巖層傾向。
    (4)測巖層的傾角
    將羅盤的長邊的面沿著*大傾斜方向緊貼巖層層畫，并旋轉傾角指示針使垂直
氣泡居中(或放松傾斜懸錘)，此時傾角指示針所指的下刻度盤的度數即為所測巖層
的傾角。
    2)巖層產狀的表示方法
    在地質圖上，巖層的產狀常用符號“F”表示，長線表示巖層的走向，與長線垂
直的短線表示巖層的傾向，數字表示巖層的傾角。
    在文字記錄中，巖層產狀有兩種表示方法：
    (1)方位角表示法
    巖層產狀記錄中*常用的方法。一般只記傾向和傾角。如200。／ 30。，表示某巖
層的傾向為SW200。，傾角為30。，其走向可剛傾向加減90。計算得出：290。或110。。
    (2)象限角表示法
    以南、北的方向作為標準，記為0。，一般記錄走向、傾向、傾角。如N40。E／30。
SE，即表示某巖層走向為北偏東40。，傾角為30。，傾向南東。
    目前，象限角表示法很少被應用，通常都采用方位角表示法。
3．3  褶皺構造
3．3．1  褶皺現象    ‘
    地殼中的巖層在褶皺運動作用下，發生一系列向上和向下的波狀彎曲，并保持八
連續完整性的變形，稱為褶皺構造，簡稱褶皺。褶皺規模大小相差懸殊，巨大的褶皺
 可延伸達數十至數百公里，而小的褶皺可在手標本上見到。
    褶曲是褶皺中的一個彎曲，即褶皺的基本單位，由一系列的褶曲組成褶皺。褶曲
有兩種基本形態。
    (1)背斜
    組成背斜的巖層向上彎曲，其中心部位由相對較老地層組成，兩側由較新地層組
成，兩翼巖層傾向相背，故稱背斜。背斜經風化剝蝕后，組成背斜的地層在地面的分
布規律是：從中心至兩側地層由老至新呈對稱重復出現。
    (2)向斜
    組成向斜巖層向下彎曲，其中心部位由相對較新地層組成，兩側由較老地層組
成，兩翼巖層傾向相向，故稱向斜。向斜經風化剝蝕后，組成向斜的地層在地畫的分
布規律是：從中心至兩側，地層山新至老呈對稱重復出現。
3．3．2  褶曲要素
    為f表示和描述褶曲的空間形態，習
慣上把褶曲的各個組成部分稱為褶曲要素
(見圖3—4)。
    核部：指褶曲的中心部分，有時也稱軸
部。
    翼部：指核部兩側的巖層。
    軸面：平分褶曲為兩部分的一個假想
面，稱軸面。它可以是平面，也可以是曲
面，其產狀隨褶曲的形態而變化，可以是直立的、傾斜的或平臥的。
    軸：軸面與水平面的交線，稱為褶曲的軸。軸總是一條水平線，它表示褶曲縱向
延伸方向。當軸面是平面時，軸為水平直線；軸面為曲面時，軸為一水平曲線。
    樞紐：是指軸面與巖層層面的交線。樞紐可以是直線或曲線；其產狀有水平的、
傾斜的、直立的、也有波狀起伏的。