09造價(jià)工程師建設(shè)工程技術(shù)與計(jì)量(土建)知識(shí)點(diǎn)14

　　三、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(jiàn)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(lèi)。

　　1.裂隙

　　裂隙，也稱(chēng)為節(jié)理，是存在于巖體封號(hào)的裂縫，是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒(méi)有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造。一般用裂隙率(巖石中裂隙的面積與巖石總面積的百分比)表示，裂隙率越大，表示巖石中的裂隙越發(fā)育。根據(jù)裂隙的成因，將其分為構(gòu)造裂隙和非構(gòu)造裂隙兩類(lèi)。

　　(1)構(gòu)造裂隙。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(kāi)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。

　　(2)非構(gòu)造裂隙。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(guò)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(méi)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，在丁程上除有利于開(kāi)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)工程建設(shè)的影響。

　　2.斷層

　　斷層是巖體受力作用斷裂后，兩側(cè)巖塊沿?cái)嗔衙姘l(fā)生顯著相對(duì)位移的斷裂構(gòu)造。

　　(1)斷層要素。斷層一般由四個(gè)部分組成，如圖1.3.3所示。

　?、贁鄬用婧推扑閹А鄬用媸侵竷蓚?cè)巖塊發(fā)生相對(duì)位移的斷裂面，可以是直立的，也可以是傾斜的，一般情況下為傾斜狀態(tài)，其產(chǎn)狀可以通過(guò)斷層面的走向、傾向和傾角來(lái)表示。規(guī)模大的斷層，一般不是沿著一個(gè)簡(jiǎn)單的面發(fā)生，而往往是沿著一個(gè)錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)生，稱(chēng)之為斷層破碎帶。斷層的規(guī)模越大，破碎帶也就越寬，越復(fù)雜。

　?、跀鄬泳€。是斷層面與地面的交線，表示斷層的延伸方向，其形狀決定于斷層面的形狀和地面的起伏情況。

　?、蹟啾P(pán)。是斷層面兩側(cè)相對(duì)位移的巖體。當(dāng)斷層面傾斜時(shí)，位于斷層面上部的稱(chēng)為上盤(pán)，位于斷層面下部的稱(chēng)為下盤(pán)。若斷層面直立則無(wú)上下盤(pán)之分。

　?、軘嗑唷Ｊ菙鄬觾杀P(pán)相對(duì)錯(cuò)開(kāi)的距離。巖層原來(lái)相連的兩點(diǎn)，沿?cái)鄬用驽e(cuò)開(kāi)的距離稱(chēng)為總斷距，其水平分量稱(chēng)為水平斷距，垂直分量稱(chēng)為垂直斷距。

　　(2)斷層基本類(lèi)型。根據(jù)斷層兩盤(pán)相對(duì)位移的情況，可分為正斷層、逆斷層、平推斷層。

　?、僬龜鄬?。是上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升的斷層。它一般是受水平張應(yīng)力或垂直作用力使上盤(pán)相對(duì)向下滑動(dòng)而形成的，所以構(gòu)造變動(dòng)中多在垂直于張應(yīng)力的方向上發(fā)生，但也有沿已有的剪節(jié)理發(fā)生的。其斷距可從幾厘米到數(shù)十米，延伸范圍一般自幾十米至數(shù)公里。傾角一般較陡，多在50°～60°，甚至更陡。如由數(shù)條正斷層排列組合在一起，則形成階地式斷層、地壘和地塹等。

　?、谀鏀鄬?。是上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降的斷層。它一般是由于巖體受到水平方向強(qiáng)烈擠壓力的作用，使上盤(pán)沿?cái)嗝嫦蛏襄e(cuò)動(dòng)而成。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致，和壓應(yīng)力作用的方向垂直。斷層面從陡傾角至緩傾角都有。根據(jù)斷層面的傾角大小，可將逆斷層分為三種類(lèi)型：沖斷層，其斷層面傾角大于45°;逆掩斷層，其斷層面傾角介于25°～45°之間;輾掩斷層，其斷層面傾角小于25°。

　?、燮酵茢鄬?。是由于巖體受水平扭應(yīng)力作用，使兩盤(pán)沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)水平位移的斷層。由于多系受剪(扭)應(yīng)力形成，因此大多數(shù)與褶皺軸斜交，與“X”節(jié)理平行或沿該節(jié)理形成，其傾角一般是近于直立的。這種斷層的破碎帶一般較窄，沿?cái)鄬用娉Ｓ薪?/P>

　　的擦痕。

　　斷層的形成和分布不是孤立的現(xiàn)象，它受著區(qū)域性或地區(qū)性地應(yīng)力場(chǎng)的控制，并經(jīng)常與相關(guān)構(gòu)造伴生，很少孤立出現(xiàn)。各構(gòu)造之間總是依一定的力學(xué)性質(zhì)，以一定的排列方式有規(guī)律地組合在一起，形成不同形式的斷層帶。如階狀斷層、地塹、地壘和疊瓦式構(gòu)造等，就是分布比較廣泛的幾種斷層的組合形式。

　　(3)斷層對(duì)工程建設(shè)的影響。由于巖層發(fā)生強(qiáng)烈的斷裂變動(dòng)，致使巖體裂隙增多。巖石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重、地下水發(fā)育，從而降低了巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對(duì)工程建筑造成種種不利的影響。

　?、俟饭こ搪肪€布局，應(yīng)盡量避開(kāi)大的斷層破碎帶。特別在安排河谷路線時(shí)，要注意河谷地貌與斷層構(gòu)造的關(guān)系。當(dāng)路線與斷層走向平行，路基靠近斷層破碎帶時(shí)，開(kāi)挖路基容易引起邊坡發(fā)生大規(guī)模坍塌，直接影響施工和公路的正常使用。在進(jìn)行大橋橋位勘測(cè)時(shí)，要注意查明橋基部分有無(wú)斷層存在，及其影響程度如何，以便根據(jù)不同的情況，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。

　?、谠跀鄬影l(fā)育地帶修建隧道，由于巖層的整體性遭到破壞，加之地面水或地下水的侵入，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都很差，容易產(chǎn)生洞頂塌落，影響施工安全。因此，當(dāng)隧道軸線與斷層走向平行時(shí)，應(yīng)盡量避免與斷層破碎帶接觸。隧道橫穿斷層時(shí)，雖然只是個(gè)別段落受斷層影響，但因地質(zhì)及水文地質(zhì)條件不良，必須預(yù)先考慮措施，保證施工安全。特別當(dāng)巖層破碎帶規(guī)模很大，或者穿越斷層帶時(shí)，會(huì)使施工十分困難，在確定隧道平面布置時(shí)間，應(yīng)盡量設(shè)法避開(kāi)。

　　四、地震的震級(jí)和烈度

　　地震是一種地質(zhì)現(xiàn)象，主要是由于地球的內(nèi)力作用而產(chǎn)生的一種地殼振動(dòng)現(xiàn)象;其中絕大多數(shù)伴隨巖層斷裂錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生?；鹕奖l(fā)、洞穴陷落、山崩等也可引起地震，但其所占比例很小，且強(qiáng)度低、影響范圍小。此外，也有由人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致斷層錯(cuò)動(dòng)而產(chǎn)生的誘發(fā)地震，如水庫(kù)誘發(fā)地震等。日前，世界上有兩個(gè)地震活動(dòng)頻繁的地震帶，即阿爾卑斯一喜馬。拉雅地震帶和環(huán)太平洋地震帶。前者約占地震總數(shù)的15%，后者約占80%，這兩個(gè)地震帶都延伸到我國(guó)境內(nèi)，所以我國(guó)是個(gè)多地震的國(guó)家，尤其西南、西北、華北、東南沿海及中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)，強(qiáng)烈地震經(jīng)常發(fā)生。

　　1.地震震源

　　震源是深部巖石破裂產(chǎn)生地殼震動(dòng)的發(fā)源地。震源在地面上的垂直投影稱(chēng)為震中。地震所引起的震動(dòng)以彈性波的形式向各個(gè)方向傳播，其強(qiáng)度隨距離的增加而減小。地震波首先傳達(dá)到震中，震中區(qū)受破壞最大，距震中越遠(yuǎn)破壞程度越小。地面上受震動(dòng)破壞程度相同點(diǎn)的外包線稱(chēng)為等震線。地震波通過(guò)地球內(nèi)部介質(zhì)傳播的稱(chēng)為體波。體波分為縱波和橫波，縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與震波傳播方向一致，周期短、振幅小、傳播速度快;橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與震波傳播方向垂直，周期長(zhǎng)、振幅大、傳播速度較慢。體波經(jīng)過(guò)反射、折射而沿地面附近傳播的波稱(chēng)為面波，面波的傳播速度最慢。

　　2.地震震級(jí)

　　地震是依據(jù)所釋放出來(lái)的能量多少來(lái)劃分震級(jí)的。釋放出來(lái)的能量越多，震級(jí)就越大。中國(guó)科學(xué)院將地震震級(jí)分為五級(jí)：微震、輕震、強(qiáng)震、烈震和大災(zāi)震。目前國(guó)際通用

　　的李希特-古登堡震級(jí)是以距震中100km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的最大振幅的um的對(duì)數(shù)表示。如記錄的最大振幅是10mm，即10000um，取其對(duì)數(shù)等于4，則為4級(jí)地震。

　　3.地震烈度

　　地震烈度，是指某一地區(qū)的地面和建筑物遭受一次地震破壞的程度。其不僅與震級(jí)有關(guān)，還和震源深度，距震中距離以及地震波通過(guò)介質(zhì)條件(巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深)等多種因素有關(guān)。我國(guó)已制定山地震烈度表，可供工程建設(shè)參考。

　　地震烈度又可分為基本烈度、建筑場(chǎng)地烈度和設(shè)汁烈度?；玖叶却硪粋€(gè)地區(qū)的最大地震烈度。建筑場(chǎng)地烈度也稱(chēng)小區(qū)域烈度，是建筑場(chǎng)地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起的相對(duì)基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度;設(shè)計(jì)烈度是抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度，是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對(duì)基本烈度的調(diào)整。設(shè)計(jì)烈度一般可采用國(guó)家批準(zhǔn)的基本烈度，但遇不良地質(zhì)條件或有特殊重要意義的建筑物，經(jīng)主管部門(mén)批準(zhǔn)，可對(duì)基本烈度加以調(diào)整作為設(shè)計(jì)烈度。在工程建筑設(shè)計(jì)中，明確建筑區(qū)域的地震烈度是很重要的，一個(gè)工程從建筑場(chǎng)地的選擇到工程建筑的抗震措施等都與地震烈度有密切的關(guān)系。

　　4.震級(jí)與烈度的關(guān)系

　　震級(jí)與地震烈度既有區(qū)別，又相互聯(lián)系(如表1.3.1所列)。一般情況下，震級(jí)越高、震源越淺，距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一個(gè)震級(jí)，但震中周?chē)貐^(qū)的破壞程度，隨距震中距離的加大而逐漸減小，形成多個(gè)不同的地震烈度區(qū)，它們由大到小依次分布。但因地質(zhì)條件的差異，也可能出現(xiàn)偏大或偏小的烈度異常區(qū)。

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