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一、节理
(一)基本概念
1、节理:岩石受力作用形成的破裂面或裂纹,称为节理,它是破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种构造。
节理的产状也可用走向、倾向和倾角进行描述。
2、节理组和节理系:在同一时期,同一成因条件下形成的,彼此相互平行或近于平行的一群节理叫节理组;在同一构造应力作用下,形成有规律组合的节理组,叫节理系。
(二)节理分类
1、按节理的成因分类
节理按成因可分为原生节理、构造节理和表生节理。
(1)原生节理:指岩石形成过程形成的节理,如玄武岩的柱状节理
(2)构造节理:是岩石受地壳构造应力作用产生的,这类节理具有明显的方向性和规律性,发育深度较大,对地下水的活动和工程建设的影响也较大。构造节理与褶皱、断层及区域性地质构造有着非常密切的联系,它们常常相互伴生,是工程地质调查工作中的重点对象(相对于节理、表生节理)。
(3)表生节理:又称风化节理、非构造节理,是岩石受外动力地质作用(风、水、生物等)产生的,如由风化作用产生的风化裂隙等,这类节理限在空间分布上常局限于地表浅部岩石中,对地下水的活动及工程建设有较大的影响。
2、按力学性质进行分类
(1)张节理:在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的节理,叫张节理。张节理大多发育在脆性岩石中,尤其在褶皱转折端等张拉应力集中的部位最发育,它主要有以下特征:
裂口是张开的,剖面呈上宽下窄的楔形,常被后期物质或岩脉填充;
节理面粗糙不平,一般无滑动擦痕和磨擦镜面;
产状不稳定,沿其走向和倾向都延伸不远即行尖灭;
在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾石、结核或粗砂粒,其张裂面明显凹凸不平或弯曲;
张节理追踪X型剪节理发育呈锯齿状。
(2)剪节理:岩石受剪应力作用发生剪切破裂而形成的节理,叫剪节理,它一般在与最大主应力呈45°夹角的平面上产生,且共轭出现,呈X状交叉,构成X型剪节理。它具有以下特征:
剪节理的裂口是闭合的,节理面平直而光滑,常见有滑动擦痕和磨光镜面;
剪节理的产状稳定,沿其走向和倾向可延伸很远;
在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉,而不改变其方向;
剪节理的发育密度较大,节理间距小而且具有等间距性,在软弱薄层岩石中常常密集成带出现。
张节理 剪节理
3、按节理与岩层走向关系分类
(1)走向节理:节理延伸方向大致与岩层走向平行。
(2)倾向节理:节理延伸方向大致与岩层走向垂直。
(3)斜交节理:节理延伸方向与岩层走向斜交。
4、根据节理与褶皱轴的关系,可将节理分为:
(1) 纵节理-节理走向与褶皱轴向平行
(2) 横节理-节理走向与褶皱轴向直交
(3) 斜节理-节理走向与褶皱轴向斜交
与岩层走向关系 与褶皱轴向关系
5、按张开程度进行分类
宽张节理:节理缝宽度 >5mm;
张开节理: 3~5mm;
微张节理: 1~3mm;
闭合节理: <1mm。
一、节理 (三)节理的野外调查 1、调查的内容 (1)地质背景:包括地层、岩性、褶皱和断层的发育; (2)节理的产状:走向、倾向和倾角; (3)节理的张开和填充情况:包括张开的程度、充填的物质等; (4)节理壁的粗糙程度:粗糙的、平坦的、光滑的; (5)节理的充水情况; 填写节理观测登记表:
2、研究内容 确定节理的成因、对节理进行分期、统计节理的间距、数量、密度,确定节理的发育程度和主导方向等。 节理的分期可根据节理的交切关系进行,比如后期形成的节理常将先期形成的节理错开,或者受到先期形成的节理的限制。 3、资料整理:节理玫瑰花图、等密图和电算处理等。
(四)节理的工程评价 1、节理的成因:构造节理分布范围广、埋藏深度大,并向断层过渡,对工程稳定性影响较大。 2、节理的受力特征:张节理比剪节理的工程性能差。 3、节理产状:倾向和边坡一致的节理稳定性差。 4、节理密度和宽度:一般用节理发达程度来表示,节理越发达,对工程影响越大。 5、节理面间的充填物:充填有软弱介质的节理,工程地质条件差。 6、节理的充水程度:饱水的节理,其稳定性差。
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