裂隙發育的地質會發生哪些病害
① 什麼叫裂隙發育的岩體
所謂裂隙發育,就是指由於岩性、構造及氣候原因受風化改造作用大,由於風化作用,水的溶蝕以及地質構造作用產生了較多,較明顯的裂縫。出現這種發育狀況的岩石,就是裂隙發育的岩石。
② 地質病害是什麼意思
地質病害按自然原因和非自然原因可分為原發性病害和誘發性病害。發生原發性病害內的地質體由於其物質組成、岩容土結構、產出狀態「先天不足」,在自然狀態下已表現出種種病態來,如滑坡(包括古滑和新滑)、泥石流等。而誘發性病害則是由於工程建設對地形、地質體的直接或間接作用引起的,強路塹開挖艉發滑坡及采空區引起路基沉降等問題。這類病害是真正意義的工程地質病害,它的發生、發展既有地質條件自身方面的原因,也有工程對其的誘發原因。山區高等級公路常見的地質病害主要是滑坡類邊坡穩定性問題,本文僅就這一問題展開討論。
③ 請問地質資料裡面寫的強風化裂隙較發育是什麼意思
就是由於岩性,構造及氣候原因受風化改造作用大,裂隙發育可能是由於風化作用,水的溶蝕以及地質構造作用產生了較多,較明顯的裂縫
④ 裂縫地質特徵
分類是科學研究的基礎。合理有效的分類方案可使事物不同特徵之間的邏輯關系更加清晰。火山岩儲層發育多種成因和不同產狀的裂縫, 需要對其進行科學的分類。 因此, 首先依據《火山岩儲集層描述方法》(SY/T 5830-93), 利用岩心、 薄片和測井資料對准噶爾盆地火山岩裂縫開展分類研究; 在此基礎上運用統計學知識分析裂縫的發育程度、 有效性及定向性等地質特徵。
1. 裂縫地質描述及分類
裂縫表現為長寬比遠大於孔隙的片狀空間, 首先利用岩心及薄片資料從地質角度識別裂縫並分類描述裂縫的成因和產狀。
(1) 成因分類
根據成因可將裂縫可分為原生和次生兩種。 原生縫包括冷凝收縮縫、 炸裂縫、礫間縫及層間縫, 次生縫包括構造縫、 風化縫、溶蝕縫和縫合縫。在原生裂縫中, 冷凝收縮縫是火山岩噴出地表後經冷凝收縮產生的裂縫, 形狀不規則, 主要發育於各種熔岩中; 炸裂縫則由岩漿噴發時產生的上拱力、岩漿爆發引起的氣液爆炸作用而形成, 常呈不規則網狀發育於角礫岩中; 礫間縫發育於礫石顆粒之間及礫石與基質之間, 圍繞礫石邊緣分布, 與角礫間的壓實程度及礫石抗壓強度有關; 層間縫發育在岩性差別大的岩層之間或層理發育的同一岩層之中, 面積較大, 延伸較遠, 常成為油氣運移的重要通道。 在次生裂縫中, 構造縫由構造作用或構造運動產生, 開度大、 延伸遠, 表現形式復雜, 發育於各種火山岩中;風化縫是火山岩在地表水及大氣風化作用下發生機械破裂而形成, 形態極不規則, 有馬尾狀、 雁行式、 葉脈狀等, 常發育於火山岩體頂界面; 溶蝕縫是地表淡水或地下水沿裂縫向下滲流溶解時使縫寬增加而形成, 發育於各類火山岩中; 縫合縫則是指相鄰兩個岩層之間或同一岩層的兩個相鄰部分存在的鋸齒狀連接縫, 與壓溶作用有關, 發育於不同火山岩層之間。
根據大量岩心和鑄體薄片的觀測描述, 准噶爾盆地主要發育4種原生裂縫、 2種次生縫 (圖4-40)。 原生縫包括冷凝收縮縫、 炸裂縫、 礫間縫和層間縫, 次生縫包括構造縫和溶蝕縫。 統計結果表明, 火山岩構造縫普遍發育, 溶蝕縫較發育, 收縮縫主要發育於火山熔岩中, 礫間縫則普遍發育於火山角礫岩中。
圖4-40 滴西地區石炭系火山岩裂縫成因類型
(2) 產狀分類
按產狀, 裂縫可分為直劈縫、 斜交縫、 水平縫和網狀縫。 其中, 直劈縫傾角大於80°、斜交縫傾角30°~80°、水平縫則小於30°。岩心觀察結果表明, 滴西石炭系火山岩裂縫以斜交縫為主, 網狀縫和水平縫次之(圖4-41)。
圖4-41 滴西地區石炭系火山岩裂縫產狀分類
2. 裂縫測井識別及分類
FMI成像圖顯示: 天然裂縫為深色 (充填不導電物質後為淺色) 正弦型線條, 縫寬有一定變化, 形態相對不規則; 誘導縫表現為沿井壁對稱 (180°) 出現的羽狀或雁列狀深色曲線 (圖4-42)。 利用FMI成像測井在滴西石炭系火山岩中識別出各種產狀的開啟天然縫 (直劈縫、 斜交縫、 網狀縫)、 充填縫-半充填天然縫和誘導縫 (圖4-42)。
從圖4-43可以看出: 滴西石炭系火山岩以天然裂縫為主 (佔84%): 天然裂縫又以斜交縫為主 (50%), 網狀縫次之 (28%)。 裂縫開啟程度高, 開啟縫佔96.4%, 充填-半充填縫只佔3.6%。
圖4-42 FMI成像測井解釋裂縫類型
圖4-43 FMI裂縫解釋分類統計結果
3. 裂縫發育程度
以FMI裂縫識別結果為基礎, 初步定義裂縫發育段厚度占相應火山岩總厚度的百分比為裂縫發育程度評價參數, 通過統計不同岩性及不同井區的裂縫發育程度, 得到如下初步認識:
1) 火山岩裂縫發育程度受岩石力學特性影響, 與火山岩類型有關。 如圖4-44, 在滴西地區石炭系火山岩中, 以花崗斑岩、 二長玢岩裂縫發育程度最高, 裂縫發育段厚度佔94.8%和92.9%; 安山玄武岩、 玄武岩次之, 裂縫段厚度分別佔55.8%和53.5%; 相對而言凝灰質砂礫岩、 安山質角礫岩裂縫發育程度最低, 裂縫段分別佔7.8%和1.8%。
2) 在平面上, 裂縫受斷裂系統控制, 同時與構造位置有關。 在裂縫與斷裂關繫上。從圖4-45可看出: 研究區內單井以滴西18井和滴西182井裂縫最發育, 裂縫段厚度分別佔90.9%和59.8%。 其中, 滴西18井離滴水泉西斷裂最近, 滴西182井則有一條較大的次級斷裂穿過。 因此, 裂縫的發育明顯受斷裂系統控制, 以靠近滴水泉西斷裂及其次級斷裂最發育。
同樣, 從圖4-45可以看出裂縫與構造位置的關系: 研究區內除滴西18和滴西182井外, 相對高部位的滴403、 滴西171和滴西14井裂縫也較發育, 裂縫段厚度比例分別為41.1%、 31.5%和25.8%。 滴402井既處於相對構造高部位, 其西邊也發育一條次級斷裂, 其裂縫段厚度佔40.1%。 因此, 構造高部位裂縫發育程度也相對較高。
圖4-44 不同岩性的裂縫發育程度
圖4-45 裂縫發育程度平面變化特徵
4. 裂縫有效性
岩心觀察結果表明, 原生微細裂縫及早期構造縫在後期成岩階段常處於充填或半充填狀態, 而晚期構造縫和溶蝕縫則大多數處於開啟狀態, 有效開啟縫所佔比例大於充填的無效縫。
FMI測井解釋結果也表明, 滴西地區石炭系火山岩裂縫的開啟程度高, 其中開啟縫約佔91.5%, 充填或半充填縫只佔8.5%; 同時, 測井解釋的微細裂縫比例小 (約佔0.8%), 裂縫的張開度較大。 因此, 總體而言, 滴西地區石炭系以有效縫為主, 火山岩裂縫是有效的。
5. 裂縫定向性
在裂縫識別的基礎上, 通過統計分析得到了滴西地區滴西17、 滴西14和滴西18井區的天然裂縫及誘導縫走向。 從圖4-46—圖4-47可以看出:
圖4-46 滴西地區石炭系火山岩儲層裂縫發育方向
圖4-47 滴西地區石炭系火山岩最大水平主應力方向 (誘導縫方向)
1) 滴西石炭系火山岩天然裂縫具有多方向性, 不同井區裂縫方向不同。 總體上以3個方向為主。 其中, 滴西17井區以北西—南東向為主, 滴西14井區以近南北向和北西—南東向為主, 滴西18井區則以近東西向和近南北向為主。
2) 自西向東, 最大水平主應力方向具有不斷向西偏轉的特點。 通過統計FMI誘導縫解釋結果, 可得到研究區誘導縫的方向。 其中, 滴西17井區的誘導縫方向為近南北向,滴西14井區的誘導縫方向則以北北西—南南東向為主, 滴西18井區則以北西西—南東東向為主。 自西向東, 誘導縫方向具有不斷向西偏轉的特點。 由於與誘導縫走向一致, 最大水平地應力方向也具有相同特點。
綜合上述, 通過岩心描述識別火山岩裂縫類型, 定性評價裂縫的有效性; 在岩心標定的基礎上, 應用FMI成像測井識別裂縫類型、 評價裂縫的發育程度和方向。 因此, 以滴西地區為例可將准噶爾盆地火山岩裂縫地質特徵總結如下:
1) 裂縫類型: 原生裂縫主要包括冷凝收縮縫、 炸裂縫、 礫間縫和層間縫、 次生縫包括構造縫和溶蝕縫; 火山岩構造縫普遍發育, 溶蝕縫次之, 收縮縫主要發育於火山熔岩中, 礫間縫則普遍發育於火山角礫岩中。
2) 裂縫產狀: 天然裂縫又以斜交縫為主 (50%), 網狀縫次之 (28%)。
3) 裂縫發育程度: 用裂縫段占岩石總厚度的百分比定性評價。 受岩性影響, 以花崗斑岩 (94.8%)、 二長玢岩 (92.9%) 最發育, 安山岩玄武岩 (55.8%)、 玄武岩次之(53.5%)。 受斷裂系統控制, 以靠近滴水泉西斷裂及其次級斷裂處最發育, 如滴西18井(90.9%) 和滴西182井 (59.8%) 等處。 與構造位置有關, 構造高部位相對更發育, 如滴403井 (41.1%)、 滴西171井 (31.5%) 等處。
4) 裂縫有效性: 滴西石炭系火山岩裂縫的開啟程度高 (開啟縫約佔91.5%), 微細裂縫比例小, 裂縫張開度較大, 以有效縫為主, 火山岩裂縫是有效的。
5) 裂縫方向: 天然裂縫具有多方向性。 其中, 滴西17井區以北西—南東向為主,滴西14井區以近南北向和北西—南東向為主, 滴西18井區則以近東西向和近南北向為主; 自西向東, 最大水平主應力方向具有不斷向西偏轉的特點, 其中, 滴西17井區為近南北向, 滴西14井區以北北西—南南東向為主, 滴西18井區則以北西西—南東東向為主。
⑤ 斷層及其有關的裂隙發育帶
在基岩地區進行水文地質工作,歷來都很重視對斷層的研究,因為斷層破碎帶常是儲水的空間和導水的通路。
1.斷層破碎帶
一條斷層的形成,一般總是先從產生節理開始。節理繼續發展,即出現節理密集帶。沿節理密集帶岩層發生位移,則形成斷層。這個過程經歷的時間可能很長,也可能非常短促。所以,一條大的斷層在其形成前的孕育階段里就已經出現了節理密集帶。最初的斷裂面就是由許多節理面連接起來形成的。所以它不會是一個平整的面,而是凹凸不平或呈鋸齒狀的面。當兩盤相互位移時,必定要克服不平整的障礙,將凸起的部分刮掉並碾碎。被碾碎的物質積聚在斷層破碎帶中形成各種構造岩。斷層兩盤相對位移的摩阻作用導致斷層面兩側局部應力狀況的改變,強大的摩阻力使兩盤岩石產生新的羽狀排列的張裂隙和扭裂隙,甚至出現低序次的分支斷層。在某些層狀岩層里,還常形成牽引褶曲。在牽引褶曲的頂部又會出現局部張應力,形成張性裂隙。因此,在斷層兩盤的影響帶中常形成裂隙發育帶。
由此可見,一個典型的斷層破碎帶的橫剖面,可以分為性質不同的兩個帶:①內帶———構造成岩帶;②外帶———斷層影響帶,如圖10-7所示。但實際上,由於種種原因,這兩個帶並不一定發育得很完全,有時只有其中的一個帶比較發育。
圖10-7 斷裂破碎帶橫剖面分帶示意圖
(1)構造岩帶
由斷層泥、糜棱岩、斷層角礫岩、壓碎岩及壓片岩等物質組成。其岩石性質與斷層兩盤的母岩相比較,已經發生了質的變化。
斷層泥一般厚數厘米,也有個別厚達數米的。糜棱岩厚度一般數厘米至數十厘米,超過1m的較少見。斷層泥和糜棱岩都是不透水、不含水的。
斷層角礫岩的角礫大小,一般為2~6cm,角礫間充填著更加破碎的岩屑和粉末。壓性斷層角礫岩結構密實,透水性和含水性差;張性斷層角礫岩結構較疏鬆,具有一定的透水性和含水性。壓碎岩的破碎岩塊,大小一般為5~15cm,岩塊間充填著小顆粒、岩屑和岩粉,數量一般較少。壓碎岩一般不膠結,或微膠結,所以一般是透水和含水的。壓片岩是在強烈擠壓作用下形成的,所以透水性和含水性都很弱。
構造岩帶的寬度一般為1m至十幾米乃至數十米,視斷層的規模和性質而異。在同一條斷層里構造岩帶寬度的變化也很大。一些部位構造岩帶的寬度較大,而另一些部位兩盤母岩直接接觸,完全缺失構造岩帶。構造岩可以呈比較連續的層狀,也可以為連續性不好的透鏡體狀,甚至呈不連續的雞窩狀。
構造岩帶的透水性和含水性取決於本身的孔隙性質。壓性及壓扭性斷層的構造岩多為斷層泥、糜棱岩、斷層角礫岩等。在泥質岩石(如頁岩、板岩、千枚岩、凝灰岩等)中的壓性斷層中常出現壓片岩。這些岩石孔隙極小,孔隙率很低,一般起隔水作用。張性及張扭性斷層構造岩,多為壓碎岩、碎塊岩及結構較疏鬆的斷層角礫岩,碾碎的細粒物質比壓性、扭性斷層構造岩少得多。因此,其構造岩帶的孔隙及孔隙率都比較大,透水性和含水性較強。但如果張性、張扭性斷層構造岩的孔隙被後期物質充填膠結,其透水性和含水性也會變得很小。扭性斷層構造岩的性質,一般介於壓性和張性斷層構造岩之間。
(2)斷層影響帶
分布在構造岩帶的兩側,岩石受斷層影響,產生大量張裂隙、扭裂隙及分支斷層,形成碎塊岩和裂隙發育帶。但母岩的礦物成分、結構和構造沒有重大改變。靠近斷層面,裂隙最發育,往往形成碎塊岩;隨著遠離斷層面,裂隙發育程度減弱,與未受斷層影響的完整母岩之間是逐漸過渡的,沒有明顯的界線。
影響帶的寬度取決於斷層的規模、性質及兩盤岩石的力學性質等因素,一般為數米至數十米不等,而且沿斷層走向和傾向寬度變化都很大。一般構造岩帶寬度大的斷層,影響帶的寬度也較大。影響帶的寬度與構造岩帶寬度的比值,以扭性斷層為最小,張性斷層次之,壓性斷層最大。壓性斷層(特別是逆掩斷層)的上盤影響帶比下盤影響帶寬。斷層通過半堅硬及軟弱的岩層時,影響帶寬度較大;通過堅硬、緊密、含硅質多的岩層時,影響帶寬度較小。
由於斷層影響帶岩石裂隙發育,所以影響帶的透水性和含水性一般都較強,常成為良好的斷層富水帶。
不同力學性質斷層破碎帶橫剖面的分帶特徵見表10-2。
表10-2 不同力學性質斷層破碎帶橫剖面的分帶特徵
實際上,斷層破碎帶橫剖面的上述分帶現象,只是對大斷層才表現得比較清楚。一些小斷層及泥質岩石中的斷層常常只有一條或幾條簡單的斷層面,兩盤岩石緊密閉合,沒有構造岩,影響帶也不明顯。這種斷層的導水性和含水性一般不大。
2.與斷層有關的裂隙發育帶
與斷層有關的裂隙發育帶通常有以下幾種:
1)張性斷層的內帶和壓性斷層的外帶(尤其是上盤影響帶),常可成為斷層裂隙發育帶。
2)主幹斷層與分支斷層會合的部位或幾條斷層交叉的部位,裂隙最發育,常形成斷層富水帶。
3)低序次小斷層成群出現的地方,因各個斷層的影響帶互相連接和重疊,所以裂隙發育,常成為斷層富水帶。
4)大斷層兩端尖滅帶岩石裂隙發育,常成為斷層富水帶。這是因為大斷層兩端,岩石不是以斷層位移來釋放構造應力,而是以形成大量裂隙的方式釋放應力。
5)活斷層(包括新生斷層和老斷層復活)的破碎帶裂隙尚未被充填膠結,一般有較大的透水性和含水性。
⑥ 風化裂隙的發育特徵
圖10-9 安徽火山岩地區各礦區鑽孔漏水點頻率分布曲線
風化裂隙的發育與氣候、岩性、地質構造、地形及侵蝕剝蝕等因素有關。在不同因素的條件下,風化裂隙具有不同的發育特徵。
圖10-10 花崗岩風化帶剖面分帶示意圖據霍崇仁等,1988)
在乾旱與寒冷氣候條件下,物理風化作用強烈,岩石以機械破碎為主,有利於導水風化裂隙的生成。在濕熱氣候條件下,化學風化作用勝過物理風化作用,岩石以改變其化學成分、礦物成分為主,並生成次生黏土礦物及其他化學沉澱物,不利於導水風化裂隙的形成。
岩石礦物成分、組織結構和構造等對風化裂隙的發育有很大的影響。成分、結構不均勻的岩石和具有隱蔽脆弱結構面的岩石,例如粗粒花崗岩、片麻岩等,風化時容易形成風化裂隙。性質軟弱的泥質岩石,例如泥岩、凝灰岩、泥質頁岩等,風化後易形成土狀物,不易形成風化裂隙。
地質構造對風化裂隙發育的影響,以斷裂構造的影響最大。構造斷裂為風化營力的入侵提供了條件,所以岩石構造破碎的地方最容易風化,常常造成一些沿斷裂局部加深的囊狀或袋狀風化帶。
以化學風化為主時,在風化帶的剖面上,不同部位岩石的風化程度及裂隙發育特徵不同。以漳州花崗岩為例,其典型的風化帶剖面自上而下分為三帶(圖10-10)。
(1)全風化帶
岩石嚴重破碎,呈碎塊狀;化學風化作用很深,岩石的礦物成分大部分已經改變,被次生黏土礦物代替,充填堵塞裂隙;空隙率低,透水性不大,含水不多。
(2)半風化帶
岩石的礦物成分改變不多,以機械破裂為主,呈砌石狀;裂隙比較發育,泥質充填物少;透水性及含水性比較強。
(3)微風化帶
岩石破壞程度低,裂隙稀少、閉合;岩石礦物成分基本未變;透水性和含水性弱。
在一個保存完整的風化帶里,通常以半風化帶的透水性和含水性較好。全風化帶泥質太多,微風化帶裂隙不發育,它們的透水性和含水性都較低。
表10-3是福建漳州某地CK6鑽孔花崗岩風化帶涌水量資料,這些資料證實了這個規律。
表10-3 漳州某地CK6鑽孔花崗岩風化帶涌水量資料
⑦ 裂隙的發育特徵
7.2.2.1 岩性對裂隙發育的影響
彈脆性岩石受力超過彈性極限後,主要以脆性破裂的形式釋放應力;黏塑性岩石受力後,主要以塑性變形的方式釋放應力。彈脆性岩石的裂隙較長、較寬,裂隙的切穿性較大,泥質充填物一般較少。黏塑性岩石的裂隙較窄、較短、分布較密,常常被泥質產物充填。岩石從彈脆性向黏塑性過渡的排列順序大致為(劉光亞,1979):石英砂岩、硅質礫岩、石灰岩與白雲岩、長石砂岩、酸性岩漿岩、中性岩漿岩、基性與超基性岩漿岩、砂質頁岩、泥灰岩、雲母片岩、綠泥石片岩。這個排列順序不是絕對不變的。岩石的力學性質與環境圍壓大小、溫度高低及應力作用時間的長短等因素有關。
在層狀岩石中,如果相鄰各層岩石的力學性質差別較大,例如砂岩與頁岩互層、礫岩與凝灰岩互層等,則在構造變動中,黏塑性較強的岩石主要表現為塑性變形,彈脆性岩石主要表現為脆性破裂(圖7.1)。構造裂隙主要在彈脆性較強的岩層中發育,形成裂隙含水層。黏塑性岩層則構成相對隔水岩層。
圖7.1 層狀地層岩性與裂隙發育關系
在基岩山區找水實踐中,人們積累了這樣一條經驗,即「軟中找硬,硬中找軟。」就是在裂隙不發育的黏塑性岩層分布區尋找裂隙發育的彈脆性岩層;在裂隙發育而容易漏水的彈脆性岩石地區尋找裂隙不發育的黏塑性隔水岩層。因為容易漏水的地區,隔水層是保持地下水儲存的關鍵條件。
7.2.2.2 構造對裂隙發育的影響
(1)褶皺軸部
在背斜的軸部,縱張裂隙發育。在彎曲擠壓帶,常因層間錯動而產生層面張裂隙。向斜軸部是否發育有縱張裂隙,要看具體受力條件而定。如果向斜軸部岩層埋藏很深,岩層所在環境的圍壓太大就不能產生脆性拉斷,只能以塑性流變或扭裂方式產生構造變形。如果向斜軸部岩層埋藏不深,所受圍壓不大,則向斜軸部可以產生縱張裂隙。
在平卧褶皺或倒轉褶皺的軸部,往往岩層彎曲率較大,縱張裂隙和層面張裂隙都比較發育(圖7.2)。
一般來說,在岩層產狀出現比較劇烈變化的地方,只要不是黏塑性岩石,在這個地方局部就可以形成裂隙發育帶。
圖7.2 廣東省廉江龍灣南薄層砂岩平卧褶皺軸部裂隙發育剖面圖(藍淇鋒、胡長霄素描)
圖7.3 斷層破碎帶橫剖面分帶示意圖(據劉光亞,1979)
(2)斷層影響帶
斷層的形成首先從節理開始,節理繼續發展變為節理密集帶,沿節理密集帶發生岩層位移則形成斷層。所以,最初的斷裂面是由許多節理拼接成的、凸凹不平的齒狀曲面。當斷層兩盤作相對位移時,凸起的部分被碾碎,成為斷層帶中的構造岩。斷層兩盤產生新的羽狀排列的張裂隙和扭裂隙,甚至出現低序次的分支斷層。在某些層狀岩層中,還常形成牽引褶皺。在牽引褶皺的頂部又會出現局部張應力,形成張性裂隙。於是,在斷層兩盤的影響帶形成裂隙發育密集帶(圖7.3)。
壓性及壓扭性斷層構造岩多為斷層泥、糜棱岩、斷層角礫岩等。在泥質岩石(如頁岩、板岩、千枚岩、凝灰岩等)中的壓性斷層中常出現壓片岩。這些岩石孔隙極小,孔隙率很低,一般起隔水作用。張性及張扭性斷層構造岩,多為壓碎岩、碎塊岩及結構較疏鬆的斷層角礫岩。因此,張性及張扭性構造岩帶的孔隙及孔隙率都比較大,透水性和富水性較強。扭性斷層構造岩的性質,一般介於壓性和張性兩種斷層構造岩的性質之間。
斷層影響帶分布在構造岩帶的兩側,岩石受斷層影響而破壞,產生大量張裂隙、扭裂隙以及分支斷層,形成碎塊岩和裂隙發育帶。隨著遠離斷層面,裂隙發育程度逐漸減弱。由於斷層影響帶的充填膠結程度低,一般都有較好的透水性和富水性,常成為良好的斷層含水帶。
圖7.4 雲南省寶頂煤田Ⅴ井田各勘探線裂隙發育隨深度變化曲線(據雲南地質局第六、八、十地質隊,轉引自田開銘等,1989)
7.2.2.3埋深對裂隙發育的影響
埋深對裂隙發育的影響主要表現在兩個方面,一是裂隙數量隨埋深逐漸減少;二是裂隙隨埋深趨於閉合。
(1)裂隙密度隨深度的變化
在岩體的淺表層,各種外動力地質作用強烈,裂隙發育密集。隨著埋藏深度的增加,表生作用逐漸減弱,裂隙數量也發生相應的減少。圖7.4和圖7.5是雲南寶頂煤田Ⅴ井田和Ⅱ井田不同深度的裂隙發育強度圖。勘探數據顯示,隨著埋藏深度的增加,裂隙的總條數和密度都在減少。但這種變化趨勢並非一成不變,在斷裂帶等局部條件的控制下,可以出現反常現象,如圖7.4所示。
(2)隙寬隨深度的變化
1968年,Snow統計了裂隙幾何參數隨深度的變化規律。圖7.6為Snow對8種不同岩石的隙寬與深度關系所作的統計圖。裂隙測量數據表明,隨埋藏深度增加,裂隙的隙寬具有明顯的減小趨勢。
圖7.5 雲南省寶頂煤田Ⅱ井田不同岩石在不同深度的裂隙發育強度(據雲南地質局第六、八、十地質隊,轉引自田開鉻等,1989)
圖7.6 埋深對隙寬的影響(據Snow,1968,有改動)
裂隙隙寬隨埋深增加而減小的規律是圍岩壓力作用的結果。隨著埋藏深度的增加,地層壓力越來越大。埋藏在地下深處的裂隙,在地層壓力的作用下趨於閉合,由開裂隙逐漸變為閉裂隙或隱裂隙。對於岩石堅硬、粗糙度大的裂隙,在圍岩壓力的作用下,裂隙面的接觸率逐漸增加,裂隙空間呈葫蘆串形(田開銘等,1989)由於隙寬是影響裂隙介質滲透性的重要水力參數,故隙寬隨埋深的衰減對裂隙岩石滲透性隨埋深變化規律無疑會產生極其深刻的影響。
⑧ 常見的工程地質問題有哪些
風化、破碎岩層。風化一般在地基表層,可以挖除。破碎岩層有的較淺,可以挖除。有的埋藏較深,如斷層破碎帶,可以用水泥漿灌漿加固或防滲;風化、破碎處於邊坡影響穩定的,可根據情況採用噴混凝土或掛網噴混凝土罩面,必要時配合注漿和錨桿加固。
斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結差,影響承載力或抗滲要求的斷層,淺埋的盡可能清除回填,深埋的注水泥漿處理;淺埋的泥化夾層可能影響承載能力,盡可能清除回填,深埋的一般不影響承載能力。斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎或邊坡的滑動控制面。
鬆散、軟弱土層。對不滿足承載力要求的鬆散土層,如砂和砂礫石地層等,可挖除,也可採用固結灌漿、預制樁或灌注樁、地下連續牆或沉井等加固;對不滿足抗滲要求的,可灌水泥漿或水泥黏土漿,或地下連續牆防滲;對於影響邊坡穩定的,可噴射混凝土或用土釘支護。
滑坡體。斜坡內可能沿滑動面下滑的岩體稱為滑坡體。滑坡發生往往與水有很大關系,滲水降低滑坡體尤其是滑動控制面的摩擦系數和黏聚力,要注重在滑坡體上方修築截水設施,在滑坡體下方築好排水設施。防止滑坡,經過論證可以在滑坡體的上部刷方減重,未經論證不要輕易擾動滑坡體。
地下水發育地層。當地下水發育影響到邊坡或圍岩穩定時,要及時採用洞、井、溝等措施導水、排水,降低地下水位。
對結構面不利交匯切割和岩體軟弱破碎的地下工程圍岩,地下工程開挖後,要及時採用支撐、支護和襯砌。支撐多採用柱體、鋼管排架、鋼筋或型鋼拱架,拱架的間距根據圍岩破碎的程度決定。
岩溶與土洞。當建築工程不可能避開時,可挖除洞內軟弱充填物後回填石料或混凝土。不方便挖填的,可採用長梁式、桁架式基礎或大平板等方案跨越洞頂,也可對岩溶進行裂隙鑽孔注漿,對土洞進行頂板打孔充砂、砂礫,或做樁基處理。
⑨ 岩溶地區特有的地質災害有哪些它們的主要危害是什麼
岩溶地區特有的地質災害為岩溶塌陷
岩溶塌陷是地面塌陷的一種,指在岩溶地區,下部可溶岩層中的溶洞或上覆土層中的土洞,因自身洞體擴大或在自然與人為因素影響下,頂板失穩產生塌落或沉陷的統稱。其地面表現形式是局部范圍內的地表岩土體的開裂、不均勻下沉和突然陷落。
岩溶塌陷的危害主要有:
影響交通:岩溶塌陷對交通網路的正常運行會造成嚴重的影響,對公路、鐵路的安全構成較大的威脅。
毀壞農田:發生於農田中的岩溶塌陷,會使作物被毀,糧食減產,給人民群眾造成較大的危害;並且地面耕植土落入地下塌坑,造成了耕作面積的減少,未進行填埋或者由於塌坑規模太大而不便進行填埋的地方則無法繼續進行農作物耕種。
破壞建築:發生於建築及人口密集區的岩溶塌陷,會造成房屋牆壁裂縫、屋內地面裂縫下沉,嚴重的直接導致建築物倒塌。
溝通地表地下水系,污染地下水:由於近年來工業的發展,大部分河流等地表水體水質較差,岩溶塌陷發生後,揭穿了灰岩含水層頂板,溝通了地表水系與地下水系,使得地表水通過塌坑大量湧入岩溶含水層,加之岩溶裂隙、溶洞的連通性好,污水會在岩溶含水層中迅速擴散,污染岩溶地下水。
大規模的塌陷可引起地震效應。
希望對你有幫助。
⑩ 什麼是地質學中的"發育"概念
發育就是較多的意思。具是較少的意思。比如:具裂隙(裂隙比較少),裂隙發育(裂隙比較多)。