土木工程地质

nbsp;   序
    教育可理解为教书与育人。所谓教书，不外乎是教给学生科学知识、技术方法和
运作技能等，教学生以安身之本。所谓育人，则要教给学生做人道理，提升学生的人
文素质和科学精神，教学生以立命之本。我们教育工作者应该从中华民族振兴的历
史使命出发，来从事教书与育人工作。作为教育本源之一的教材，必然要承载教书和
育人的双重责任，体现二者的高度结合。
    中国经济建设高速持续发展，国家对各类建筑人才需求日增，对高校土建类高素
质人才培养提出了新的要求，从而对土建类教材建设也提出了新的要求。这套教材
正是为了适应当今时代对高层次建设人才培养的需求而编写的。
    一部好的教材应该把人文素质和科学精神的培养放在重要位置。教材中不仅要
从内容上体现人文素质教育和科学精神教育，而且还要从科学严谨性、法规权威性、
工程技术创新性来启发和促进学生科学世界观的形成。简而言之，这套教材有以下
特点。
    一方面，从指导思想来讲，这套教材注意到“六个面向”，即面向社会需求、面向建
筑实践、面向人才市场、面向教学改革、面向学生现状、面向新兴技术。
    二方面，教材编写体系有所创新。结合具有土建类学科特色的教学理论、教学方
法和教学模式，这套教材进行了许多新的教学方式的探索，如引入案例式教学、研讨
式教学等。
    三方面，这套教材适应现在教学改革发展的要求，提倡所谓“宽口径、少学时”的
人才培养模式。在教学体系、教材编写内容和数量等方面也做了相应改变，而且教学
起点也可随着学生水平做相应调整。同时，在这套教材编写中，特别重视人才的能力
培养和基本技能培养，适应土建专业特别强调实践性的要求。
    我们希望这套教材能有助于培养适应社会发展需要的、素质全面的新型工程建
设人才。我们也相信这套教材能达到这个目标，从形式到内容都成为精品，为教师和
学生，以及专业人士所喜爱。
 前言
    本书是普通高等学校土木工程专业(本科)“工程地质”课程教材，是根据土木工
程专业高级专门人才的培养目标而编写的。本书重点结合路桥工程、工业与民用建
筑工程和港口工程专业方向的需要，并同时考虑到目前大土木工程专业发展的需要，
按理论结合实际的原则进行编写，同时力求反映国内外本学科的*新发展水平。
    本书由绪论及十章内容组成，全书系统阐述了工程地质学的仟务、基础知识及基
本理论，包括岩石、第四纪沉积物和土、地质构造、风化及地表流水等地质作用、地貌、
地下水以及岩体稳定分析；简要分析了滑坡、泥石流、崩塌等几种主要不良地质作用
的过程及其工程防治；系统介绍了工程勘察的目的、任务、方法以及在道路与桥梁工
程、工业与民用建筑工程以及港口工程勘察中所涉及的主要岩土工程地质问题；扼要
介绍了环境工程地质及其评价原则。每章结束附有思考题，旨在培养学生掌握工程
地质学的基本理论知识，提高学生分析问题、解决问题及创新的能力。
    本书由吉林大学、北京工业大学、天津城建学院、大连水产学院、吉林建筑工程学
院建筑装饰学院和长春工程学院的教师共同编写，由吉林大学戴文亭担任主编。具
体分工如下：绪论、第1、3、7、10章由戴文亭编写；第2、8章由天津城建学院柴寿喜编
写；第9章由北京工业大学姚爱军编写；第5章由大连水产学院于林平编写；第4章
和第7章第1节由长春工程学院李长雨编写；第6章第1节和第7章第2节由长春
工程学院王彪编写；第6章第2节由吉林建筑工程学院建筑装饰学院白宝玉编写。
全书由戴文亭统稿。
    对于书中所引用文献和研究成果的众多作者表示诚挚的谢意。
    由于编者水平有限，本书难免有不妥和错误之处，敬请读者批评指正。
  编  者
2007年7月

3．2岩层产状及其测定
3．2．1  水平岩层和倾斜岩层
    沉积岩在形成过程中，除沉积盆地边缘或盆地底部突起部分外，大部分沉积岩层
的原始形态呈水平或近于水平。在没有遭受强烈的水平运动，而只受地壳升降运动
的情况下，它仍然保持其水平状态，这种岩层称水平岩层。但绝对水平的岩层几乎是
不存在的。一方面是由于岩层形成时，不可能是绝对水平的；另一方面，即使只受升
降运动影响，岩层也会出现局部差异而改变其水平状态。习惯上，把倾角小于5。的
岩层称为水平岩层。
    沉积岩层由于地壳运动(主要是水平运动)的影响，改变了原始状态，形成倾斜岩
层。如果岩层向一个方向倾斜。倾角又近于相等则称单斜岩层。单斜岩层往往是褶
曲的一翼、断层的一盘，或是由局部地层不均匀升降所引起的。
3．2．2  岩层产壮
    岩层产状是指岩层在地壳中的空问方位
和产出状态。倾斜岩层的产状，是用岩层层面
的走向、倾向和倾角三个要素来表示的(见图
    1)走向
    岩层层面与水平面的交线称该岩层的走
向线(见图3—3中ab线)，走向线所指的方向即
走向。走向线是直线，两头各指一方，例如一
头指向南，另一头则指向北，该岩层的走向为南北向
    2)倾向
    在岩层层面上垂直岩层走向线的射线称岩层的倾斜线(见图3—3中cd线)。倾斜
  线在水平面上的投影，即倾向线(见图3—3中门线)，倾向线所指的方向，即岩层的倾
  向。由于倾向线是射线，岩层的倾向只有一个方向。
    3)倾角
    岩层层面与水平面之间的二面角，即倾斜线和倾向线的夹角a(见图3—3)，称为
  岩层的倾角。可见，当口=O。时，为水平岩层；当口一90。时，为直立岩层；当O。<a<90。
  时，为倾斜岩层。
 3．2．3岩层产状的测定及表．---R方法
    1)岩层产状的测定
    岩层产状要素在现场是用地质罗盘直接测定其走向、倾向、倾角。其测定方法如
下：
    (1)选择岩层层面
    测量前先正确选择岩层层面，不要将节理面误认为岩层层而，另外注意确定岩层
的真正露头，而不是滚石；选择的岩层层面要平整，且层面产状具有代表性。
    (2)测岩层走向
    将地质罗盘的长边(即罗盘的刻度的南北方向)紧贴岩层层面，并使罗盘水平，读
罗盘的南针或北针所指的方位角即为所测的岩层走向。
    (3)测岩层倾向
    将罗盘的短边紧贴岩层层面，并使罗盘水平。读罗盘北针所指的方位角即为所
测的岩层倾向。
    (4)测岩层的倾角
    将罗盘的长边的面沿着*大倾斜方向紧贴岩层层画，并旋转倾角指示针使垂直
气泡居中(或放松倾斜悬锤)，此时倾角指示针所指的下刻度盘的度数即为所测岩层
的倾角。
    2)岩层产状的表示方法
    在地质图上，岩层的产状常用符号“F”表示，长线表示岩层的走向，与长线垂
直的短线表示岩层的倾向，数字表示岩层的倾角。
    在文字记录中，岩层产状有两种表示方法：
    (1)方位角表示法
    岩层产状记录中*常用的方法。一般只记倾向和倾角。如200。／ 30。，表示某岩
层的倾向为SW200。，倾角为30。，其走向可刚倾向加减90。计算得出：290。或110。。
    (2)象限角表示法
    以南、北的方向作为标准，记为0。，一般记录走向、倾向、倾角。如N40。E／30。
SE，即表示某岩层走向为北偏东40。，倾角为30。，倾向南东。
    目前，象限角表示法很少被应用，通常都采用方位角表示法。
3．3  褶皱构造
3．3．1  褶皱现象    ‘
    地壳中的岩层在褶皱运动作用下，发生一系列向上和向下的波状弯曲，并保持八
连续完整性的变形，称为褶皱构造，简称褶皱。褶皱规模大小相差悬殊，巨大的褶皱
 可延伸达数十至数百公里，而小的褶皱可在手标本上见到。
    褶曲是褶皱中的一个弯曲，即褶皱的基本单位，由一系列的褶曲组成褶皱。褶曲
有两种基本形态。
    (1)背斜
    组成背斜的岩层向上弯曲，其中心部位由相对较老地层组成，两侧由较新地层组
成，两翼岩层倾向相背，故称背斜。背斜经风化剥蚀后，组成背斜的地层在地面的分
布规律是：从中心至两侧地层由老至新呈对称重复出现。
    (2)向斜
    组成向斜岩层向下弯曲，其中心部位由相对较新地层组成，两侧由较老地层组
成，两翼岩层倾向相向，故称向斜。向斜经风化剥蚀后，组成向斜的地层在地画的分
布规律是：从中心至两侧，地层山新至老呈对称重复出现。
3．3．2  褶曲要素
    为f表示和描述褶曲的空间形态，习
惯上把褶曲的各个组成部分称为褶曲要素
(见图3—4)。
    核部：指褶曲的中心部分，有时也称轴
部。
    翼部：指核部两侧的岩层。
    轴面：平分褶曲为两部分的一个假想
面，称轴面。它可以是平面，也可以是曲
面，其产状随褶曲的形态而变化，可以是直立的、倾斜的或平卧的。
    轴：轴面与水平面的交线，称为褶曲的轴。轴总是一条水平线，它表示褶曲纵向
延伸方向。当轴面是平面时，轴为水平直线；轴面为曲面时，轴为一水平曲线。
    枢纽：是指轴面与岩层层面的交线。枢纽可以是直线或曲线；其产状有水平的、
倾斜的、直立的、也有波状起伏的。