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一、節理
(一)基本概念
1、節理:巖石受力作用形成的破裂面或裂紋,稱為節理,它是破裂面兩側的巖石沒有發生明顯位移的一種構造。
節理的產狀也可用走向、傾向和傾角進行描述。
2、節理組和節理系:在同一時期,同一成因條件下形成的,彼此相互平行或近于平行的一群節理叫節理組;在同一構造應力作用下,形成有規律組合的節理組,叫節理系。
(二)節理分類
1、按節理的成因分類
節理按成因可分為原生節理、構造節理和表生節理。
(1)原生節理:指巖石形成過程形成的節理,如玄武巖的柱狀節理
(2)構造節理:是巖石受地殼構造應力作用產生的,這類節理具有明顯的方向性和規律性,發育深度較大,對地下水的活動和工程建設的影響也較大。構造節理與褶皺、斷層及區域性地質構造有著非常密切的聯系,它們常常相互伴生,是工程地質調查工作中的重點對象(相對于節理、表生節理)。
(3)表生節理:又稱風化節理、非構造節理,是巖石受外動力地質作用(風、水、生物等)產生的,如由風化作用產生的風化裂隙等,這類節理限在空間分布上常局限于地表淺部巖石中,對地下水的活動及工程建設有較大的影響。
2、按力學性質進行分類
(1)張節理:在垂直于主張應力方向上發生張裂而形成的節理,叫張節理。張節理大多發育在脆性巖石中,尤其在褶皺轉折端等張拉應力集中的部位最發育,它主要有以下特征:
裂口是張開的,剖面呈上寬下窄的楔形,常被后期物質或巖脈填充;
節理面粗糙不平,一般無滑動擦痕和磨擦鏡面;
產狀不穩定,沿其走向和傾向都延伸不遠即行尖滅;
在礫巖或砂巖中發育的張節理常常繞過礫石、結核或粗砂粒,其張裂面明顯凹凸不平或彎曲;
張節理追蹤X型剪節理發育呈鋸齒狀。
(2)剪節理:巖石受剪應力作用發生剪切破裂而形成的節理,叫剪節理,它一般在與最大主應力呈45°夾角的平面上產生,且共軛出現,呈X狀交叉,構成X型剪節理。它具有以下特征:
剪節理的裂口是閉合的,節理面平直而光滑,常見有滑動擦痕和磨光鏡面;
剪節理的產狀穩定,沿其走向和傾向可延伸很遠;
在礫巖或砂巖中發育的剪節理常切礫石、砂粒、結核和巖脈,而不改變其方向;
剪節理的發育密度較大,節理間距小而且具有等間距性,在軟弱薄層巖石中常常密集成帶出現。
張節理 剪節理
3、按節理與巖層走向關系分類
(1)走向節理:節理延伸方向大致與巖層走向平行。
(2)傾向節理:節理延伸方向大致與巖層走向垂直。
(3)斜交節理:節理延伸方向與巖層走向斜交。
4、根據節理與褶皺軸的關系,可將節理分為:
(1) 縱節理-節理走向與褶皺軸向平行
(2) 橫節理-節理走向與褶皺軸向直交
(3) 斜節理-節理走向與褶皺軸向斜交
與巖層走向關系 與褶皺軸向關系
5、按張開程度進行分類
寬張節理:節理縫寬度 >5mm;
張開節理: 3~5mm;
微張節理: 1~3mm;
閉合節理: <1mm。
一、節理 (三)節理的野外調查 1、調查的內容 (1)地質背景:包括地層、巖性、褶皺和斷層的發育; (2)節理的產狀:走向、傾向和傾角; (3)節理的張開和填充情況:包括張開的程度、充填的物質等; (4)節理壁的粗糙程度:粗糙的、平坦的、光滑的; (5)節理的充水情況; 填寫節理觀測登記表:
2、研究內容 確定節理的成因、對節理進行分期、統計節理的間距、數量、密度,確定節理的發育程度和主導方向等。 節理的分期可根據節理的交切關系進行,比如后期形成的節理常將先期形成的節理錯開,或者受到先期形成的節理的限制。 3、資料整理:節理玫瑰花圖、等密圖和電算處理等。
(四)節理的工程評價 1、節理的成因:構造節理分布范圍廣、埋藏深度大,并向斷層過渡,對工程穩定性影響較大。 2、節理的受力特征:張節理比剪節理的工程性能差。 3、節理產狀:傾向和邊坡一致的節理穩定性差。 4、節理密度和寬度:一般用節理發達程度來表示,節理越發達,對工程影響越大。 5、節理面間的充填物:充填有軟弱介質的節理,工程地質條件差。 6、節理的充水程度:飽水的節理,其穩定性差。
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