本文来源于公众号:悠游2019
作者:成永刚,博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事,中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家,四川省交通运输专业人才教育专家。
层间错动与断层都是在地质构造作用下形成的构造结构面,它们之间既有联系,又有区别。
1、层间错动带
层间错动带主要指硬岩或较硬岩在区域地质构造的作用下,依附于层状或似层状结构面,在层间剪切作用下发生岩体变形错位时所形成的厚度不一,间距不等,性质相对软弱地质体的现象。尤其是在地质构造强烈地区,岩体的层间错动更具有普遍现象,是一种沿结构面发生错动的次生结构面。
楚大高速毛栗坡隧道施工现场
1)由硬岩或较硬岩形成的岩层,在地质构造作用发生错位时,往往造成层间一定厚度内的岩体在剪应力作用下发生破碎或碎裂,形成层间破碎带;
2)由软硬相间的岩体形成的岩层,在地质构造作用发生错位时,往往造成其间相对软弱的岩层发生塑性滑动,形成层间滑动带。
3)层间破碎带和层间滑动带的厚度与岩层的构成、岩体性质、区域地质构造强烈等因素密切相关,往往会导致破碎带或滑动带内部岩体的结构发生变化和颗粒顺着剪应力方向发生定向排列。因此,层间错动带的形成将在不同程度上影响了坡体的完整性和稳定性。
我国大陆地质构造活跃,多经历印支期、燕山期和喜马拉雅期等不同程度 的大规模地质构造活动,导致岩体因构造运动在层面或似层面发生相对剪切错位概率大幅升高。如地质活动强烈的青藏高原及其环向影响带,岩体的层间错动就非常常见,这在笔者参与建设的川藏高速公路建设期间,就多次遇到层间错动导致的隧道、边坡病害。
2、断层
断层主要指岩层地质构造作用下发生断裂并出现明显相对位移地质构造现象。断层的规模往往相差很大,小的只有几厘米,大的上百千米,不同程度地对岩层的连续性和完整性形成影响,导致断层及其影响带的岩体破碎,风化作用加强。这也是大的区域性断裂形成沟谷、串珠状湖泊的主要原因。断层往往造成同一时代、同一成因的地层、岩脉或矿脉等地质体由于断层作用,在平面上或断面上发生错位、中断、重复。
断层按其形成的力学性质可分为压性、张性和扭性断层三大类,其主要特征如下:
1)压性断层:岩层受到压应力作用形成,故断层面多呈舒缓波状,断裂带宽度及其影响区域较大,常有断层角砾岩、糜棱岩等不同压应力作用下的破碎岩体发育,多为逆断层构造。
2)张性断层:岩层受到张应力作用形成,故断层面多呈锯齿状而粗糙,断裂的宽度及其影响区域较小。
3)扭性断层:岩层受到剪应力作用下形成,故断层面相对平直光滑,多为平移断层。
3、层间错动带与断层的主要区别
1)层间错动带顾名思义主要依附于层面或似层面发育,如沉积岩层理面、变质岩的劈理、片理、片麻理或岩浆岩的原生流面,在地质构造作用形成褶皱时由相邻岩层的性质、受力等的差异,往往就会导致出现层间错动。
断层顾名思义主要是切断不同成因、性质的岩层,往往不会严格地依附原生的层面或似层面发育,而多会切穿而导致岩层出现中断、重复等。
2)层间错动带主要是在岩层的层面或似层面发生相对位移发生剪应力形成,往往会导致破碎带或滑动带内部岩体的结构发生变化和颗粒顺着剪应力方向发生定向排列。
断层依据地质构造作用出现压性、张性和剪性的不同类别应力作用,但往往破碎带内部岩体结构发生变化和颗粒定向排列多发生在压性或剪性断层中。
3)层间错动带的厚度往往较小,而断层形成的破碎带跨度差异较大。如正断层的破碎带就很小,而平移断层则破碎带厚度则相对较大,而逆断层的破碎带厚度往往就比较大,甚至存在较大的影响范围。
4)层间错动带的长度往往相对较小,跨度较小。而断层的长度跨度相对较大。
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