论工程地质构造地质学的意义.docx

论工程地质构造地质学的意义作者：王晚中李为民龙文韬单位：潞安矿业集团公司中国矿业大学湖南省煤田地质局构造地质学在工程地质中的应用在工程地质中把地质体内的各种构造变形如褶皱、断层、节理、劈理还有其他各种面状和线状构造称之为结构面其基本特征、相互关系及现代活动性决定了该区域内的区域稳定性、岩（土）体稳定性及地下水渗流条件等所以地质构造控制着工程地质环境和工程地质条件。因此构造地质学在地基稳定性、斜坡稳定性、地下洞室稳定性、区域稳定性等工程地质问题和滑坡、矿井突水、水库渗漏、地裂缝等地质灾害问题中都有着极其重要的应用。下面着重从区域地壳稳定性、大型工程场地选址、斜坡稳定性评价、地下洞室稳定性等方面阐述构造地质学在工程地质中的具体应用。在区域地壳稳定性评价中的应用近年来根据现代构造地质学研究中的大陆动力学理论和岩石断裂力学理论一些学者提出了区域稳定性动力学理论。区域稳定性动力学理论在区域稳定性评价过程中能够使大陆地壳动力学过程、构造和地震活动性与岩土体的工程地质条件得到有机统一最终实现大到区域地壳、小到场地地基的稳定性合理评价。区域深层地壳的稳定性决定于地壳深部的变异层带的性质特征按结构和流变性特征大陆岩石圈分为四套动力学子系统［1］。第一套动力学子系统是在上地幔顶部流变层。上地幔顶部的软流圈和低速高导层之间夹着较硬的层位在全球构造应力的作用下软层通过流动作用使硬层发生变形在这个过程中能产生热效应和力学效应从而引发地壳各圈层间的拆离、剪切、增温、加厚或减薄从而导致岩浆作用和构造作用的发生。第二套动力学子系统是在壳幔过渡流变层。地壳和地幔沿该壳幔过渡流变带容易发生较大尺度的水平位移从而造成大规模的造山带挤压碰撞和逆冲叠覆及裂陷区的地壳减薄伸展。第三套动力学子系统在地壳软弱层。大陆地壳按流变性、能干性、持力性等可以分为软弱层和持力层两大类其中软弱层自上而下还可以分为沉积盖层与浅变质层间的拆离面、上地壳浅变质岩层与深变质基底间的拆离面、上地壳10km处的低速高导层、中地壳25~30km处的低速高导层等。这些软弱层面构成了地壳内大尺度的水平滑脱层常常作为造山带的逆冲推覆、伸展垮塌、拆沉作用、变质核杂岩的拆离出露边界在拉张区中也常常作为伸展成盆地迁移和滑动边界。第四套动力学子系统在地壳持力层。地壳持力层在横向上多被断裂所切割其与软弱层交界处形成脆韧性过渡带该过渡带地震易发；而孕震条件及机理决定于持力层与软弱层之间形成的动力学作用耦合关系和活动协调性。在大型工程场地选址中的应用大型工程场地一般都位于造山带、盆地构造、盆岭构造这三类构造区带上它们是由于近地表上地壳的挤压推覆、扩张伸展和剪切走滑的构造变形作用所形成的［2］。造山带一般都作为重大能源工程场地选址区域资源开发、灾害防治和环境保护等工程的进行决定于造山带的结构、演化和动力学特征。根据造山带的形成机制其可以分为逆冲推覆型、伸展型和走滑型三大类。其中逆冲推覆构造中形成的前锋带、冲起块体和飞来峰等构造它们的变形最强烈形成的断裂最密集节理最发育岩体最破碎；伸展构造的滑覆体前缘和滑来峰的稳定性较差。在进行工程选址时应尽量避开这些构造不稳定地区。盆地是人类主要聚居区故其选址更为的重要在一些大型水利工程或者地震灾后重建的居民选址工作中比如三峡移民工程、汶川大地震中灾后重建工程、以及舟曲重大泥石流灾后的重建工程等等需要特别注意盆地中的不稳定区域、隐伏的活动性断裂等。按成因可将盆地分为压陷盆地、走滑盆地、伸展盆地。其中压陷盆地较为稳定除了邻近造山带一侧活动性较强；受地壳剪切走滑的影响走滑盆地活动性较强一般较不稳定；伸展盆地由于盆地中心地壳减薄、浅层破裂较发育而盆地边缘则受边界活断层的影响大所以伸展盆地的中心和边缘稳定性最差。还有盆地的上下不一致常常导致其转换处发生地震；盆地内部的隐伏断裂常常导致地表发生地裂缝直接威胁工程建筑的安全稳定比如大同地裂缝的形成是由于新生代以来同盆地受来自青藏高原和太平洋方向的侧向挤压而导致右旋剪切拉张以及地幔上隆区内地壳减薄基底地壳断裂发展到上地幔再伴随着断陷作用而发生地震和地裂缝。盆岭构造是大陆浅层构造中的重要类型其由正断层形成地堑、地垒、掀斜和犁式断层等组成其中隆起区为稳定区沉降区为非稳定区。在斜坡稳定性评价中的应用我国是个多山区的国家每年都会因为斜坡地质灾害的发生而造成人员的伤亡和财产的损失因此做好灾前的斜坡稳定性评价十分的必要。滑坡、崩塌、泥石流等是斜坡地质灾害中最常见的三种它们发生的主要因素都是来自自然方面的地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土体结构特性、新构造活动及地下水条件等。其中地质构造控制着中国山体的总体格局新构造活动的强弱反映该地区地壳的稳定性而地貌与构造共同控制着滑坡、崩塌、泥石流