斷裂構造

斷裂構造是岩層受地應力作用後，當力超過岩石本身強度使其連續性和完整性遭受破壞而發生破裂的地質構造。是地殼上分布最普通的地質構造形跡之一。分為節理、劈理、斷層等三種基本類型。這種構造使岩石破碎，地基岩體的強度及穩定性降低，其破碎帶常為地下水的良好通道，隧道及地下工程通過時，容易發生坍塌，甚至冒頂。因此，這種構造的存在，是一種不良的地質條件，給工程建築物特別是地下工程帶來重大危害，須予足夠重視。

基本介紹

• 中文名：斷裂構造
• 外文名：fracturing structure
• 學科：工程地質學
• 類別：節理、劈理、斷層
• 形成條件：連續性或完整性受到破壞
• 影響：地基岩體的強度及穩定性降低

簡介

岩石受地應力作用，當作用力超過岩石本身的抗壓強度時就會在岩石的薄弱地帶發生破裂。斷裂構造是岩石破裂的總稱，它包括斷層、節理、裂隙等構造，有時成組出現斷裂帶。斷裂構造是控制礦產分布的主要構造之一，常常是成礦溶液上升、運移的通道和儲礦、儲水(地下水)、儲油(石油)的場所。斷裂構造按其走向與區域構造總走向的關係可分為縱斷裂(兩者走向 一致)、橫斷裂(兩者走向正交)、斜斷裂(兩者走向斜交)；按其產生斷裂的作用力的性質可分為壓性斷裂、張性斷裂和扭性(或剪性)斷裂。斷裂帶規模大的，一般長几百千米到幾千千米、寬幾千米至幾十千米、切割深可達幾十千米到成百千米時，稱深斷裂或深大斷裂。研究斷裂構造對找礦勘探、水文地質與工程地質以及了解區域構造特點均有實際意義。

基本類型

裂隙（節理）：斷裂兩側的岩石僅因開裂而分離，並未發生明顯相對位移的斷裂構造；其成因有原生（成岩）裂隙、次生裂隙、構造裂隙（節理）。

構造裂隙（節理）：張裂隙，岩石受張應力形成，多見於脆性岩石中，其特點是具有張開的裂口，裂隙面粗糙不平，沿走向的傾向方向延伸不遠；剪應力，岩石受剪應力形成，岩石中常成對出現呈X型交叉，其特點是細密而閉合，裂隙面平直光滑，延伸較遠，有時可見擦痕。

斷層：岩石受力發生破裂，斷裂面兩側岩石發生明顯相對位移的斷裂構。

斷層面和斷層破碎帶：寬度一般為數厘米至數十米。

斷層線：斷層面與地面的交線。

上盤和下盤：位於斷層面以上的稱上盤，反之稱下盤。

斷距：斷層兩盤相對位移的距離，總斷距，水平和鉛直斷距。

正斷層：上盤相對下降，下盤相對上升的斷層。

逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降的斷層。

平推斷層：斷層兩盤沿斷層面走向在水平方向上發生相對位移。

根據力學性質分：

壓性斷層：多呈逆斷層，斷裂頻寬大，斷層面為舒緩波狀，常有斷層角礫岩。

張性斷層：常為正斷層，斷層面粗糙，多呈鋸齒狀。

扭性斷層：斷層面平直光滑，常有大量擦痕。

斷層的識別：

1、沿岩層走向追索，若發現岩層突然中斷，而和另一岩層相接觸，則說明有橫穿岩層走向的斷層或與岩層走向斜交的斷層存在。

2、沿垂直於岩層走向的方向進行觀察，若岩層存在不對稱的重複式缺失，則說明有平行於岩層走向的斷層存在。

3、由於構造應力的作用，沿斷層面或斷層破碎帶及其兩側，常常出現一些伴生的構造變動現象，如斷層兩盤相對錯動時，在斷層面上留下的擦痕，有時在斷層面上存在有垂直於擦痕方向的小台階稱為階步；斷層角礫岩、斷層泥、縻棱岩等構造岩的分布；斷層兩盤相對錯動時，沿斷層面產生的巨大的摩擦力，鄰近斷層兩側地層發生塑性的拖曳和拉伸面形成的弧形彎曲現象稱斷層牽引褶皺。

4、在地貌上，斷層常形成斷層崖、三角面山，山脈的中斷或錯開，以及山地突然與平原相接觸等現象。

5、沿斷層帶常形成溝谷、窪地或出現線狀分布的湖泊、泉水。

6、某些喜濕性植物呈帶狀分布。

斷裂構造對建築工程場地的影響

斷裂構造對建築工程場地影響評價不同於抗震設防。斷裂構造對建築工程場地影響是指地震時老斷裂重新錯動直通地表，在地面產生位錯，對建在位錯帶上的工程建築，其破壞是不易用工程措施加以避免的，因此規範將位錯帶劃為危險地段應予避開。多年來，有關諸多行業對位錯產生條件進行了大量調查研究，取得了較為一致意見，對指導工程實踐具有重要意義；抗震設防是依據地震烈度進行抗震設計，其主要方面是選擇適宜的上部結構形式及基礎類型，並依據抗震規範上有關規定對建築物進行抗震強度和穩定性進行驗算。

建築工程基礎設計應考慮斷裂構造地基不均勻。斷裂構造多因擠壓破碎或蝕度，以及諸多斷裂構造膠結差且富水性強等因素，則其工程性質差，岩土工程設計參數遠低於圍岩正常岩體，地基不均勻，基礎設計應注意斷裂構造的工程特性。場地記憶體在發震斷裂構造時，應對斷裂構造的工程影響進行評價，並應符合下列要求：①對符合下列規定之一的情況，可忽略發震斷裂錯動對地面建築的影響:抗震設防烈度應小於Ⅷ 度，在地震烈度小於Ⅷ度的地區，可不考慮斷裂對工程的錯動影響。因為多次國內外地震中的破壞現象均證明在小於 Ⅷ 度的地震區，地面一般不產生斷裂錯動；非全新活動斷裂： 在活動斷裂時間下限方面，對一般的建築工程只考慮 1萬年( 全新世) 以來活動過斷裂， 在此地質時期以前的活動斷裂可不予考慮。對於核電、水電等工程則應考慮 10萬年以來( 晚更新世) 活動過的斷裂，晚更新世以前活動過的斷裂可不予考慮；抗震設防烈度為 Ⅷ 度和Ⅸ 度時， 前第四紀基岩隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大於 60m 和 90m：根據我國近年來地震位錯考察，強震時產生的地裂縫不是沿地下岩石錯動直通地表構造斷裂形成的，而是由於地面振動，表面應力形成的表層地裂。這種地裂縫僅分布在地面以下 3m 左右，下部土層，並未斷開( 挖探井中證實)，在採煤巷道中也未發現錯動，對有一定深度基礎的建築物影響不大。

斷裂構造岩

斷裂構造岩是指在構造應力作用下，岩體斷裂帶及其兩側影響帶產生變形，壓碎和重結晶等動力變質作用而形成具有一定組織結構的岩石。斷裂構造岩的分類工程地質研究中常按岩石受擠壓破碎或動力變質的程度將斷裂構造岩分為壓碎岩、斷層角礫岩、糜棱岩、斷層泥等4類。

壓碎岩

指初始發生破裂，尚無顯著位移的岩石。常分布在斷裂破碎帶與完整岩石的過渡帶，在裂隙中可充填鬆散的碎屑或不同成分的岩脈。

斷層角礫岩

原岩經壓碎、拉裂或剪下形成的稜角狀碎屑經膠結而成的一種角礫岩，又稱構造角礫岩。根據受力的不同又分為：張性角礫岩，角礫大小懸殊、稜角尖銳、分布凌亂、膠結疏鬆;壓性及剪性角礫岩，角礫較細，略有磨圓，故又叫磨礫岩，或稱構造礫岩。磨礫岩微具定向，膠結緊密。斷層角礫岩的工程地質性質取決於膠結物質及膠結程度。矽質、鈣質膠結的力學強度高，泥質膠結的力學強度低。

糜棱岩

原岩經強烈擠壓、碾磨形成粒度極細的糜棱物質膠結而成。原岩的組織結構已全部破壞，粒徑一般< 0.5～ 0.2mm，大部分礦物顆粒肉眼已難於辯認。糜棱岩有類似流紋的條帶構造。泥質膠結的糜棱岩重結晶現象不顯著，質軟疏鬆，力學強度低，並出現絹雲母、綠泥石等新生礦物。具千枚狀構造的糜棱岩稱千枚岩。

斷層泥

岩石受強烈擠壓、剪下、碾磨而形成的鬆軟狀物質，主要成分為黏土礦物。斷層泥多呈條帶狀及透鏡狀，連續或斷續分布於斷層面附近或成為斷層角礫的膠結物，多呈塑性狀態，遇水有軟化、崩解或膨脹特性，抗剪強度極低。