工程地质学考研真题答案复习重点笔记

第三章　地质构造及其对工程的影响

1什么叫岩层的产状？它的表达方法是什么？

答：（1）岩层的产状

岩层产状是指岩层在空间的位置。包括岩层的走向、倾向和倾角。

①岩层的走向是指走向岩层层面与水平面交线的方位角。岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。

②岩层的倾向是指倾向垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线，此直线在水平面的投影的方位角。岩层的倾向，表示岩层在空间的倾斜方向。

③岩层的倾角是指倾角岩层层面与水平面所夹的锐角。岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。

（2）表达方法

①书写

走向为北西320°，倾向南西230°，倾角35°的岩层产状，一般写成：NW320°，SW230°，∠35°的形式，野外测量时，只记录倾向和倾角。上述岩层的产状，可记为SW230°∠35°。

②图示

在地质图上，岩层的产状用符号“”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。

2褶曲的组成要素是什么？

答：褶曲是褶皱构造中的一个弯曲。是褶皱构造的组成单位。褶曲要素是指组成一个褶曲的核部、翼、轴面、轴及枢纽等。

①核部：褶曲的中心部分。核通常是指位于褶曲中央最内部的一个岩层。

②翼：位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分。

③轴面：从褶曲顶平分两翼的面。是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面。可以是平面，也可以是曲面。轴面可以是直立的、倾斜的或平卧的。

④轴：轴面与水平面的交线。轴的方位，表示褶曲的方位。轴的长度，表示褶曲延伸的规模。

⑤枢纽：轴面与褶曲同一岩层层面的交线。褶曲的枢纽有水平的，有倾斜的，也有波状起伏的。枢纽可以反映褶曲在延伸方向产状的变化情况。

3背斜和向斜各有什么特点？

答：（1）背斜褶曲

背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲。其特点是背斜褶曲的岩层，以褶曲轴为中心向两翼倾斜。地面受到剥蚀，较老的岩层出现在褶曲的轴部，从轴部向两翼，依次出现的是较新的岩层。

（2）向斜褶曲

向斜褶曲是岩层向下凹的弯曲。其特点是在向斜褶曲中，岩层的倾向与背斜相反，两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。地面遭受剥蚀，在褶曲轴部出露的是较新的岩层，向两翼依次出露的是较老的岩层。

4褶曲有哪些分类？

答：褶曲是褶皱构造中的一个弯曲。是褶皱构造的组成单位。

（1）轴面产状分类

按褶曲的轴面产状，可将褶曲分为以下几个形态类型：

①直立褶曲（对称褶曲）：轴面直立，两翼向不同方向倾斜，两翼岩层的倾角基本相同，在横剖面上两翼对称。

②倾斜褶曲（不对称褶曲）：轴面倾斜，两翼向不同方向倾斜，但两翼岩层的倾角不等，在横剖面上两翼不对称。

③倒转褶曲：轴面倾斜程度更大，两翼岩层大致向同一方向倾斜，一翼层位正常，另一翼老岩层覆盖于新岩层之上，层位发生倒转。

④平卧褶曲：轴面水平或近于水平，两翼岩层也近于水平，一翼层位正常，另一翼发生倒转。

（2）枢纽产状分类

如按褶曲的枢纽产状，又可分为：

①水平褶曲：褶曲的枢纽水平展布，两翼岩层平行延伸。

②倾伏褶曲：褶曲的枢纽向一端倾伏，两翼岩层在转折端闭合。褶曲的转折端是指褶曲从一翼弯向另一翼的曲线部分。

（3）延伸规模分类

长宽比大于10︰1，称为线形褶曲。长宽比介于10︰1～3︰1之间的背斜，称为短背斜；向斜称为短向斜。长宽比小于3︰1的圆形背斜称为穹隆；向斜称为构造盆地。

5裂隙的类型及特点是什么？

答：（1）裂隙的类型

裂隙又称为节理。是存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。按成因可以归纳为构造裂隙和非构造裂隙两类。

（2）特点

①构造裂隙：是岩体受地应力作用随岩体变形而产生的裂隙。按裂隙的力学性质，构造裂隙可分为下面两种：

a．张性裂隙

在褶曲构造中，张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部。裂隙张开较宽，断裂面粗糙一般很少有擦痕，裂隙间距较大且分布不匀，沿走向和倾向都延伸不远。

b．扭（剪）性裂隙

一般多是平直闭合的裂隙，分布较密、走向稳定，延伸较深、较远，裂隙面光滑，常有擦痕。扭性裂隙常沿剪切面成群平行分布，形成扭裂带，将岩体切割成板状。有时两组裂隙在不同的方向同时出现，交叉成“X”形，将岩体切割成菱形块体。扭性裂隙常出现在褶曲的翼部和断层附近。

②非构造裂隙：是由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的裂隙。

6裂隙的走向、倾向玫瑰图是如何绘制的？

答：（1）裂隙走向玫瑰图

①在一任意半径的半圆上，画上刻度网。

②把所测得的裂隙按走向以每5°或每l0°分组，统计每一组内的裂隙数并算出其平均走向。

③自圆心沿半径引射线，射线的方位代表每组裂隙平均走向的方位，射线的长度代表每组裂隙的条数。

④然后用折线把射线的端点连接起来，即得裂隙走向玫瑰图。

（2）裂隙倾向玫瑰图

①先将测得的裂隙，按倾向以每5°或每10°分组，统计每一组内裂隙的条数，并算出其平均倾向。

②用绘制走向玫瑰图的方法，在注有方位的圆周上，根据平均倾向和裂隙的条数，定出各组相应的点子。

③用折线将这些点子连接起来，即得裂隙倾向玫瑰图。

7什么叫断层？其类型有哪些？

答：（1）断层

断层是指岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。断层由以下几个部分组成：

①断层面和破碎带

断层面是指两侧岩块发生相对位移的断裂面。断层面可以是直立的，但大多数是倾斜的。断层破碎带是指规模大的断层，沿着一个错动带发生。宽度从数厘米到数十米不等。断层的规模越大，破碎带也就越宽，越复杂。断层面上常留有擦痕，在断层带中常形成糜棱岩，断层角砾和断层泥等。

②断层线

断层线是指断层面与地面的交线。断层线表示断层的延伸方向，形状决定于断层面的形状和地面的起伏情况。

③上盘和下盘

断盘是指断层面两侧发生相对位移的岩块。当断层面倾斜时，位于断层面上部的称为上盘；位于断层面下部的称为下盘。

④断距

断层两盘沿断层面相对移动开的距离。

（2）类型

根据断层两盘相对位移的情况，可以分为下面三种。

①正断层

上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用，使上盘沿断层面向下错动而成。一般规模不大，断层线比较平直，断层面倾角较陡，常大于45°。

②逆断层

上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致，和压应力作用的方向垂直。断层面从陡倾角至缓倾角都有，包括冲断层（大于45°）、逆掩断层（25°～45°）、辗掩断层（小于25°）。

③平推断层

由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。平推断层的倾角很大，断层面近于直立，断层线比较平直。

8在野外断层识别中，有哪些标志性地貌特征？

答：断层的野外识别

（1）地貌特征

断层的断距较大，上升盘的前缘可能形成陡峭的断层崖；断层破碎带岩石破碎，易于侵蚀下切，可能形成沟谷或峡谷地形。山脊错断、错开，河谷跌水瀑布，河谷方向发生突然转折等，很可能都是断裂错动在地貌上的反映。

（2）地层特征

岩层发生重复或缺失，岩脉被错断，岩层沿走向突然发生中断，与不同性质的岩层突然接触等地层方面的特征。

（3）断层的伴生构造现象

断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的形迹。常见的有岩层牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕等。

①牵引弯曲：岩层因断层两盘发生相对错动，因受牵引而形成的弯曲。多形成于页岩、片岩等柔性岩层和薄层岩层中。

②断层泥：断层发生相对位移时，其两侧岩石因受强烈的挤压力而沿断层面被研磨成的细泥。

③断层角砾：断层发生相对位移时，其两侧岩石因受强烈的挤压力而被研碎成的角砾，

一般是胶结的，其成分与断层两盘的岩性基本一致。

④断层擦痕是指断层两盘相互错动时，因强烈摩擦而在断层面上产生的一条条彼此平行密集的细刻槽。顺擦痕方向抚摸，感到光滑的方向即为对盘错动的方向。

9什么叫整合接触和不整合接触？不整合接触有哪些类型？

答：（1）整合接触

在地壳下降的凹陷区域产生沉积；当沉积区处于相对稳定阶段时，则沉积区连续不断地进行着堆积；堆积物的沉积次序是衔接的，产状是彼此平行的，在形成的年代上也是顺次连续的。

（2）不整合接触

地壳发生上升运动，沉积区隆起，则沉积作用即为剥蚀作用所代替，发生沉积间断；其后地壳又发生下降运动，则在剥蚀的基础上又接受新的沉积；岩层在形成年代上是不连续的，中间缺失沉积间断期的岩层。

②不整合面

存在于接触面之间因沉积间断而产生的剥蚀面。在不整合面上，有时可以发现砾石层或底砾岩等下部岩层遭受外力剥蚀的痕迹。

（3）不整合的类型

不整合有各种不同的类型，但基本的有平行不整合和角度不整合两种。

①平行不整合（假整合）：不整合面上下两套岩层之间的地质年代不连续，缺失沉积间断期的岩层；彼此间的产状基本上是一致的，看起来貌似整合接触。

②角度不整合（斜交不整合）：整合面上下两套岩层间的地质年代不连续；两者的产状不一致，下伏岩层与不整合面相交有一定的角度。

10岩石有哪些物理力学性质？影响其工程性质的因素有哪些？

答：（1）物理力学性质

①岩石的主要物理性质

a．重量：岩石的重量，是岩石最基本的物理性质之一。一般用比重和重度两个指标表示。

b．孔隙性：反映岩石中各种孔隙的发育程度，对岩石的强度和稳定性产生重要的影响。

岩石的孔隙性用孔隙度表示。

c．吸水性：反映岩石在一定条件下的吸水能力，一般用吸水率表示。岩石的吸水率，是指岩石在通常大气压下的吸水能力。

d．软化性：岩石的软化性是指岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性质。岩石软化性的指标是软化系数。

e．抗冻性：岩石抵抗孔隙中的水因结冰而体积膨胀产生巨大的压力作用的能力。用抗压强度的降低率来表示。

②岩石的主要力学性质

a．岩石的变形

岩石受力作用后产生变形，在弹性变形范围内，岩石的变形性能一般用弹性模量和泊桑比两个指标表示。弹性模量是应力和应变之比，岩石的弹性模量越大，变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越高。岩石的泊桑比是指横向应变与纵向应变的比，泊桑比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。

b．岩石的强度

岩石的强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。可分为抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等，

抗压强度是指岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力。抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力。抗拉强度，在数值上等于岩石单向拉伸时，拉断破坏时的最大张应力。抗压强度是岩石力学性质中的一个重要指标。

（2）影响因素

影响岩石工程性质的因素主要包括岩石的地质特征和岩石形成后所受的影响。

①岩石地质特征

a．矿物成分。岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。矿物分布均匀，高强度矿物在岩石的结构中形成牢固的骨架时，能增高岩石强度。

b．结构。岩石的结构特征是影响岩石物理力学性质的一个重要因素。包括结晶联结和胶结联结。结晶联结是由岩浆或溶液中结晶或重结晶形成的，结合力强，孔隙度小，结构致密、容重大、吸水率变化范围小，具有较高的强度和稳定性。胶结联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的形式，有基底胶结、孔隙胶结和接触胶结三种。

c．构造。构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。

②外部因素