工程地质 第一章—褶皱

（3）横弯褶皱作用——发生与岩层垂直方向的弯曲褶皱
（4）柔流褶皱作用——高韧性低粘度岩体的似流动变形形成的褶皱。
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一、褶皱的定义
褶皱形成的主要作用
（1）纵弯褶皱作用——地壳水平运动的结果 纵弯褶皱作用是指岩层受到顺层挤压 力的作用而发生褶皱。力学上亦称之屈 曲 。 一般假定岩层在褶皱前处于原始的水 平状态，所以，纵弯褶皱作用被认为是地 壳水平运动的结果 。
③倒转褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相同， 其中一翼为倒转岩层。
④平卧褶曲：轴面近水平，两翼岩层产状近水 平，其中一翼为倒转岩层。
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直立褶曲
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倾斜褶曲
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倒转褶曲
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平卧褶曲
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平卧褶曲
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四类褶曲在形成关系上的联系
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二、褶曲
（五）褶曲的分类
（2）按枢纽产状分类 ①水平褶曲：枢纽近于水平，呈直 线状延伸较远。
纵弯褶皱作用
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一、褶皱的定义
褶皱形成的主要作用
（2）剪切褶皱作用——沿岩层层面滑动的褶皱作用
剪切褶皱作用又称滑动褶皱作用，它是岩层沿着层面方向发生的剪
切面差异运动而形成“褶皱”的作用。
剪切褶皱作用
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一、褶皱的定义
褶皱形成的主要作用
（3）横弯褶皱作用——发生与岩层垂直方向的弯曲褶皱
岩层受到与层面垂直的作用力而发生弯曲形成褶皱，这种褶皱作用
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二、褶曲
（一）褶曲的定义
褶皱构造中任何一个单独的弯曲称为褶曲。 褶曲是组成褶皱的基本单元。
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二、褶曲
（二）褶曲的形态
当岩层的新老关系已知时，分为两种：背斜与向斜，其中背斜以老 地层为核心，向斜以新地层为核心。 当岩层的新老关系不明时分为三种：背形、向形与侧形。其中背形 向上隆起，向形向下隆起，侧形中部向侧弯曲，见下图。
（五）褶曲的分类 .
平滑 开阔 紧闭 等斜
2.开阔褶曲：顶角为120—70° 3.中常褶曲：顶角为70—30 ° 4.等斜褶曲：顶角为30—5 °
中常
5.紧闭褶曲：顶角小于5 °
圆弧褶皱 尖棱褶皱
（4）按褶曲转折端形态的分类 1.圆弧褶曲：转折端呈圆弧状弯曲的褶曲。 2.尖棱褶曲：转折端呈尖棱状，两翼平直。 3.箱状褶曲：转折端呈箱状，两翼产状较陡。
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二、褶曲
（四）褶曲的形态要素
1.核部 褶曲中心部位的岩层。背斜的核部
地层最老，向斜的核部地层最新。对同一褶
曲而言，随着出露高度的不同，褶曲的核部 地层会发生相应的变化。
2.翼部
褶曲核部两侧部位的岩层。对同一
个褶曲而言，核部两侧的翼部地层以核部地 层为中心镜相对称。当两褶皱（背斜、向斜 ）相邻时，两核部之间的公共部分为共同的 翼部，即一褶皱的核部不得包含另一褶皱的 翼部。
箱状褶皱
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二、褶曲
（六）褶曲的组合类型 ①复背斜和复向斜
走向基本一致的、一系列连续发育的、不同级别的褶皱组合成的巨大的 褶皱。 主要特征：1）呈带状分布，所有褶皱的走向基本上延伸方向一致；2） 褶皱连续发育，布满全区，背斜、向斜同等发育；3）不同级别的褶皱 往往组合成巨大的复背斜和复向斜。
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四、褶皱构造对工程建筑物稳定性的影响
隧道工程
隧道从褶曲的翼部通过比较有利；但 如果中间有松软岩层或软弱构造面时，顺 倾向一侧的洞壁会出现明显的偏压现象， 可能导致支撑破坏，发生局部坍塌。 由于褶曲构造的轴部是岩层倾向发生 显著变化的地方；也是岩层受地应力作用 最集中的地方，在褶曲构造的轴部修建隧 道工程，容易遇到工程地质问题，产生隧 道塌顶和涌水现象。主要原因是由于岩层 破碎而产生的岩体稳定问题和向斜轴部地 下水的问题。 请在下图中选择一个合理 的隧道位置。
追 平行岩层走向进行观察。追索法便于查明褶曲延伸的方向及其构 索 造变化情况。当两翼岩层在平面上彼此平行展布时为水平褶曲； 当两翼岩层在转折端闭合或呈“S”形弯曲时，则为倾伏褶曲。 法
穿越法和追索法是野外观察和研究地质构造现象的一种基本方法 。一般以穿越法为主，追索法为辅。
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四、褶皱构造对工程建筑物的影响
褶皱构造是岩层产生的塑性变形，地壳表层广泛发育的基本构造之一。
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褶皱的特点：褶皱的形态千差万别，复杂多变。其规模差异极大，
大到上千公里的褶皱，小到手标本或显微镜下的微型褶皱。
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褶 皱 图
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一、褶皱的定义
褶皱形成的主要作用
（1）纵弯褶皱作用——地壳水平运动的结果 （2）剪切褶皱作用——沿岩层层面滑动的褶皱作用
褶皱构造对工程建筑物影响的主要内容：
（1）倾斜岩层的产状与路线或隧道轴线走向的关系。 （2）褶皱构造对于深路堑、挖方高边坡及隧道工程等的 不利影响。
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四、褶皱构造对工程建筑物的影响
深路堑和高边坡工程：
（1）有利情况：路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平 行但岩层倾向与边坡倾向相反时，单就岩层产状与路线走向 的关系而言，对路基边坡的稳定性是有利的。 （2）不利情况：路线与岩层走向平行，岩层倾向与路基边 坡一致，且边坡的坡角大于岩层的倾角。若边坡岩体属石灰 岩、砂岩与粘土质页岩互层，并有地下水作用时容易引起斜 坡岩层发生大规模的顺层滑动。
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三、褶皱构造的野外辨认特征
褶皱构造的野外观察
褶皱构造的野外观察方法： 小型褶曲构造：观察出露地面的基岩露头；
大型褶曲构造：穿越法、追索法；
注意：褶皱构造的背向斜与地形的山谷不一样，背斜遭受 长期剥蚀，不但可以逐渐地被夷为平地，而且由于背斜轴 部的岩层遭受构造作用的强烈破坏，在外力作用下，甚至 可以发展成为谷地，故不能够完全以地形的起伏作为识别 褶曲构造的主要标志。
②倾伏褶曲：枢纽向一端倾伏，另
一端昂起，两翼岩层界线不平行， 在倾伏端交汇成封闭曲线。
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直立水平褶曲
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直立倾伏褶曲
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二、褶曲
（五）褶曲的分类 当倾伏褶曲的长宽比小于3：1时，背斜称为穹窿构造；向
斜称为构造盆地。
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美国怀俄明州的穹隆山
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伊拉克和伊朗交界附近的背斜山
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二、褶曲
（3）按褶曲顶角大小的分类 1.平缓褶曲：顶角大于120°
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3
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隧道工程与褶皱的关系
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二、褶曲
（六）褶曲的组合类型 ②隔挡式与隔槽式
由一系列互相平行的背斜和向斜相间排列而成。 一类是背斜形态完整、窄而紧闭，而其间隔的向斜比较平缓开阔的褶皱， 称为隔挡式褶皱。 另一类与上述相反，向斜紧闭且形态完整，而其间隔的背斜则平缓开阔、 或呈箱状的褶皱，称为隔槽式褶皱。
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称作横弯褶皱作用。横弯褶皱作用也可以是基底的断块升降引起盖 层弯曲。
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一、褶皱的定义
褶皱形成的主要作用
（4）柔流褶皱作用——高韧性低粘度岩体的似流动变形形成的褶皱。 柔流褶皱作用是一种固态流变条件下的褶皱作用。
冰川中冰层褶皱则是一种地表条件下的柔流褶皱
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一、褶皱的定义
影响褶皱形成的主要因素
第二章 地层与地质构造
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岩层产状对工程建筑物稳定性的影响
岩层的产状分为：水平岩层、倾斜岩层和直立岩层
1、岩层产状对边坡（滑坡）稳定性的影响 2、岩层产状对隧道稳定性的影响
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1、岩层产状对边坡（滑坡）稳定性的影响
稳定
稳定
易滑
稳定
稳定
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易崩滑
砂板岩顺层滑坡
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近水平层状砂泥岩互层崩塌群
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重庆万县平缓层状结构滑坡解体示意图
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二、褶曲
（四）褶曲的形态要素
3.转折端 褶曲从一翼到另一翼的弯曲
部位。转折端在横切褶曲的剖面上可以
是一点、一段曲线或一段直线。 4.枢纽 褶曲在同一岩层面上最大弯
曲点的连线。枢纽在空间上可以是直线 、曲线、水平线、倾斜线等。
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二、褶曲
（四）褶曲的形态要素
5.轴面 指通过核部大致平分褶曲两翼的假
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一、褶皱的定义
影响褶皱形成的主要因素
4.基底构造因素 基底构造特别是基底断裂构造，对盖层的褶皱形态和组合型式 具有较大的影响，如一些雁行褶皱、穹隆构造、不对称褶皱等常是 受基底构造控制。
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二、褶曲
（一）褶曲的定义 （二）褶曲的形态 （三）褶曲的基本类型 （四）褶曲的形态要素 （五）褶曲的分类 （六）褶曲的组合类型
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2、岩层产状对隧道稳定性的影响
(a)隧道穿过均质水平岩层 (b)隧道穿过软硬相间的水平岩层
(c)隧道与岩层走向垂直 (d)隧道与岩层走向平行
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第四节 褶皱
一、褶皱的定义
二、褶曲
三、褶皱构造的野外辨认特征
四、褶皱构造对工程建筑物的影响
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一、褶皱的定义
褶皱：指组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩 层形成一系列未丧失其连续性的波状弯曲构造。
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一、褶皱的定义
影响褶皱形成的主要因素
3.岩层埋藏深度和应变速率因素 1）埋藏深度 在地表附近的常温常压下，岩石普遍表现为脆性，以断裂变形为主， 难以形成褶皱。在地下较浅处，温度、围压增大，岩石的韧性增高，岩层 易于弯曲，以纵弯褶皱作用为主。在深部，岩石的韧性更高，逐渐变为纵 弯褶皱作用和剪切褶皱作用，以至柔流褶皱作用为主。 2）应变速率 如果作用力大，应变速率很大，即使在地下一定深处，岩层也会呈弹 性弯曲或断裂；反之，即使在地表条件下，也会发生蠕变而形成褶皱。
想平面。轴面在空间上可以垂直、倾斜、水
平，也可以是平面、曲面。 6.轴线（轴迹） 轴面与水平面或垂直面的
交线。它是一假想线，代表褶曲在水平面或