工程地质
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1、名词:工程地质学:就是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。
地质环境:为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。
工程地质条件:就是与工程建筑有关的地质条件的总称。
工程地质问题:就是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定与安全的要求时,工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。
2、工程地质条件的六大要素就是:地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。
3、就土木工程而言,主要的工程地质问题包括:地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题与区域稳定性问题。
4、工程地质学的主要任务就是:(1)评价工程地质条件,阐明地上与地下建筑工程兴建与运行的有利与不利因素,选定建筑场地与适宜的建筑形式,保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。
(2)从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发,论证与预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模与发展趋势。
(3)提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施,加固岩土体与防治地下水的方案。
(4)研究岩体、土体分类与分区及区域性特点。
(5)研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
一、地球概况1、概念:地壳运动:主要就是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。
2、地壳六大板块:亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。
3、地壳运动的特征:方向性、普遍性与长期性、运动速度不均一性。
二、矿物与岩石1、概念:矿物:就是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质,具有一定的化学成分与物理性质。
造岩矿物: 组成岩石的主要矿物。
矿物硬度:矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。
岩石:就是天然生成的,具有一定的结构与构造的矿物集合体。
岩浆岩:由岩浆冷凝、固结所成的岩石,又称火成岩。
沉积岩:就是在地表与地表下不太深的地方,由松散堆积物在常温常压的条件下,经过压固、脱水与重结晶作用而形成的岩石。
工程地质学:工程地质学是地质学的分支学科。
它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学,属应用地质学范畴。
工程地质条件(Engineering geological condition):指与工程建设有关的地质因素的综合。
它是自然地质历史发展演化过程中形成的,是客观存在。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面,它是一个综合概念。
工程地质问题(Engineering geological problem):指工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。
工程地质环境:是人类生活与活动的客观物理环境,是一个综合的概念,多成分的系统。
工程地质环境是人类从事活动的地质环境。
包括工程建设的的适宜性和敏感性两方面。
同时表现为工程建设地质环境系统的协调稳定性。
工程地质学的主要任务:基本任务:查明工程地质条件;中心任务:工程地质问题的分析、评价1、我国地质环境的基本特征?中国大陆自西向东的地势可分为四大阶梯下降。
第一级阶梯是青藏高原;第二级阶梯是青藏高原的北缘与东缘到大兴安岭、太行山、巫山、雪峰山之间;第三级阶梯是更东的低山丘陵和大平原;第四级阶梯从鸭缘江口至广西壮族自治区的北仑河口,是一条婉蜒曲折的海岸带。
这四个阶梯具有不同的地质环境特征,它们对工程活动的制约也各有不同的持点。
第一阶梯,主要有两种地貌单元制约着人类的工程活动,即青藏高原的高原环境和其周边地区的深切峡谷地貌。
第二阶梯由多个大型盆地和高原组成。
由于自北而南,白西而东气候带由寒变暖,由干变湿,外动力地质作用的营力、水文地质条件和自然地质作用都随之而改变,所以这一广阔地带又可分为多个各具特点的地质环境。
第三阶梯和第四阶梯,由于东北、华北、华南现代构造活动性及地表沉积层厚又各有不同,故可将之划分为华南,华北,东北三个不同的地质环境区。
2、内动力地质作用是指由地球内能的积累与释放所产生的一系列动力作用,如构造运动、地震、岩浆活动和变质作用等,其中构造运动是一种最为普遍的内动力地质作用,对工程活动的影响最大。
一、名词解释工程地质学:工程地质学是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学问。
工程地质学通过工程地质调查、勘察和研究建筑场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩土体工程特性、水文地质和地表地质作用现象等工程地质条件,预测和论证有关工程地质问题发生的可能性并采取必要防治措施,以确保建筑物的安全、稳定和正常运行。
工程地质条件:工程地质条件是一个综合性概念,可理解为与工程建筑有关的地质条件的总称。
一般认为,它包括工程建设地区的:地形地貌;岩土工程地质性质;地质构造;水文地质条件;物理地质现象(不良地质现象或作用-崩滑流); 天然建筑材料等六个方面的因素。
工程地质问题:人类工程活动和自然地质作用会改变地质环境,影响工程地质条件的变化。
当工程地质条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求时,亦即工程地质条件与工程建筑之间存在矛盾时,称为存在工程地质问题。
地基:一切建筑物都是支撑在地层上,直接支撑建筑物重量的底层部门称为地基地基承载力:指地基所能承受由建筑物基础传来的何在的能力。
岩石:是只在一定条件下,有一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
地质构造:是地壳运动的产物,由于地壳中存在很大的应力,组成地壳上部岩层,在地应力的长期作用下会发生变形,形成构造变动的形迹,如岩层褶曲和断层等。
(组成地壳的岩层所具有的一定特征或形态的组构称地质构造。
)岩层产状:以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。
除水平岩层成水平状态产出外,任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示,称为岩层产状三要素。
褶皱构造:是组成地壳的岩层,受构造应力的强烈作用,使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。
它是岩层产生的塑形变形,是地壳表层广泛发育的基本构造之一。
褶皱构造的基本类型主要有两种:背斜和向斜。
断裂构造:构成地壳的岩体,受力作用发生变形,当变形达到一定程度后,使岩体的连续性和完整性遭到破坏,产生各种大小不一的断裂,称为断裂构造。
1、名词:工程地质学:是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。
地质环境:为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。
工程地质条件:是与工程建筑有关的地质条件的总称。
工程地质问题:是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时,工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。
2、工程地质条件的六大要素是:地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。
3、就土木工程而言,主要的工程地质问题包括:地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题和区域稳定性问题。
4、工程地质学的主要任务是:(1)评价工程地质条件,阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素,选定建筑场地和适宜的建筑形式,保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。
(2)从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发,论证和预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模和发展趋势。
(3)提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施,加固岩土体和防治地下水的方案。
(4)研究岩体、土体分类和分区及区域性特点。
(5)研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
一、地球概况1、概念:地壳运动:主要是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。
2、地壳六大板块:亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。
3、地壳运动的特征:方向性、普遍性和长期性、运动速度不均一性。
二、矿物与岩石1、概念:矿物:是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质,具有一定的化学成分和物理性质。
造岩矿物: 组成岩石的主要矿物。
矿物硬度:矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。
岩石:是天然生成的,具有一定的结构和构造的矿物集合体。
岩浆岩:由岩浆冷凝、固结所成的岩石,又称火成岩。
沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方,由松散堆积物在常温常压的条件下,经过压固、脱水和重结晶作用而形成的岩石。
1、工程地质问题:工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。
场地工程地质条件不同、建筑物内容不同,所出现的工程地质问题也各不相同.如房屋工程:地基承载力、沉降、基坑边坡变形等;矿山开采:边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定等;水利水电工程:渗透变形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性等;地下工程:围岩稳定性、地应力、突水等。
2、工程地质条件:与工程建筑物有关的地质条件的综合。
包括:岩土类型及其工程性质;地质构造;地形地貌;水文地质;工程动力地质作用;天然建筑材料六大类.3、工程地质学:是一门研究与工程建设有关的地质问题,为工程建设服务的地质学科。
它是地质学的分支学科,属于应用地质学的范畴。
狭义:工程地质学基础、工程地质勘察学、区域工程地质学。
广义:狭义、土质学、土力学、岩石力学。
3、研究对象:与工程有关的地质环境4、活断层基本特征:①活断层是深大断裂复活运动的产物②活断层具有继承性和反复性③活断层的活动方式有粘滑型断层和蠕滑型断层两种④活断层的类型有正断层、逆断层和走滑行断层。
5、活断层的地质、地貌和水文地质标志:⑴地质上,只要是见到第四系中、晚期的沉积物被错断,均视断层为活断层。
⑵地貌上,①不同地貌单元突然相接,或两边沉积物厚度显著差别例如,隆起山区与断陷盆地突然相接。
一次错动量大的活断层,沿线分布断层三角面、断层崖、陡坎、垭口、“V型谷”等②地貌单元的分解和异常例如,河流阶地、山脊、水系、夷平面、坡洪积扇等地貌单元由于活断层作用,使其产生错断、分解。
活断层作用使正常发育的地貌系统出现异常形态或特殊地貌景观。
如断层带一侧,河流的同步肘状拐弯、宽窄变异,断层下降盘一侧线状排列的洪积群、泥石流、滑坡、串珠状洼地等。
⑶水文地质上,由于断层带构造物质松散,容易形成强导水带,因而活断层带一线分布泉水、温泉,出现植被发育现象。
也由于活断层为深大断裂,深循环水将导致水的化学异常。
对古代建筑物破坏、错断、掩埋等情况调查,可以帮助判断活断层当时的错距等情况。
一.名词解释1.软土地基:指强度低,压缩量较高的软弱土层,主要由淤泥.淤泥质土.松散的沙土.充填土.杂填土或其他高压缩性土层所构成.2.砂土液化:饱水砂土在地震.动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象.沙土液化条件:震级超过5级;埋在地下15到20m以内;地下水位在5米以内;d50在0.02到1mm 之内;粘粒含量不超过百分之十;不均匀系数不超过10.3.混合溶蚀效应:不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀能力有所增强的效应.4.卓越周期:地震波在地层中传播时,经过各种不同性质的界面时,由于多次反射.折射,将出现不同周期的地震波,而土体对于不同的地震波有选择放大的作用,某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出.明显,这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期.5.矿山工程地质学:为查明影响矿山工程建设和生产的地质条件而进行的地质调查.勘察.测试.综合性评价及研究工作.任务是:①详细查明矿山工程地质条件,为矿山基建.生产中的各类岩(矿)石工程的选位和施工设计提供资料.②紧密结合矿山生产,解决与矿床开采有关的岩(矿)体稳定性问题.主要内容是:岩土工程地质特征调查;岩体结构特征调查研究;影响岩土稳定性的水文地质条件调查;矿区构造应力场分析;流砂.崩塌.岩堆移动.岩溶的工程地质调查;工业场地.路基及尾矿坝址的工程地质调查和调查研究成果的确定.目的是为确保矿山安全.持续生产,实现合理利用矿产资源,提高矿山企业经济效益. 二.填空及判断1.风化带划分:全风化带.强风化带.弱风化带.微风化带.新鲜岩石;2.工程地质学研究方法:地质(自然历史)分析法.数学力学分析法.工程地质类比法与模型模拟实验法.3.岩溶发育的条件:①岩石的的可溶性②岩石的透水性③水的溶蚀性④水的流动性4.斜坡变形的形式:主要是卸荷回弹和蠕变,按运动方式划分为崩落.倾倒.滑动’测向扩离和流动5.临界水力梯度:岩土体在渗流作用下,呈悬浮状态,发生渗透变形时的渗流水力梯度.6.地震烈度;地震对地面和建筑物的影响或破坏程度,地震烈度是根据地震时人的感觉.器物动态.建筑物毁坏及自然想象的表现等宏观现象判定的.地面震动强烈程度,受地震释放的能量大小.震源深度.震中距.震域介质条件的影响.震源深度和震中距越小,地震烈度越大.7.沙土渗透系数:水力坡度等于1时的渗透速度,它是表征岩土透水性能大小的指标.渗透系数不仅与岩土的空隙性有关,还与水的粘滞性有关.(砂土的渗透系数越大,产生管涌的临界水力梯度越小.)8.滑坡的形态要素主要有:滑动面(带).滑床.滑坡后壁.滑坡周界.滑坡前缘(舌).滑坡台(滑坡台阶).滑坡洼地(湖).滑坡裂缝.滑坡轴(主滑线).9.等效多孔介质法:确定岩体的渗透性三.论述1.工程地质学的主要任务.答:①选择最好的建筑场地;②评价地质条件;③预测问题,作出结论及建议;④拟定改善和防护措施.基本任务:查明工程地质条件;中心任务:问题分析与处理.评价.2.关于矿山岩溶水害治理和特征.答:⑴预防岩溶水突袭的措施:在施工过程中打超前钻探孔,若有突水可能,则采取预先排水措施再掘进;灌浆填堵以隔绝水源,灌浆材料可用水泥.混凝土和沥青等;地面打钻孔进行垂直排水以疏干隧洞区地下水⑵处理溶洞的措施:溶洞规模不大且出现在洞顶或边墙部位时,一般可采用清除充填物后回填堵塞的方案;若出现在边墙下或洞底,则可采用加固或跨越的方案;若溶洞规模较大,甚至有暗河存在时,可在隧道内架桥跨越.岩溶水的基本特点是:水量丰富而不均一,在不均一之中又有相对均一的地段;含水系统中多重含水介质并存,既具有统一水位面的含水网络,又有相对孤立的管道流;既有向排泄区的运动,又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动;水质水量动态受岩溶发育程度的控制,在强烈发育区,动态变化大,对大气降水或地表水的补给响应快;岩溶水既是赋存于溶孔.溶隙.溶洞中的水,又是改造其赋存环境的动力,不断促进含水空间的演化.岩溶发育规律:⑴岩溶形态的垂直分带性:①岩溶垂直发育带②岩溶水平和垂直交替发育带③岩溶水平发育带④深部溶孔溶隙发育带;⑵岩溶发育的不均一性;⑶岩溶发育的阶段性愈多代性;⑷岩溶发育的成层性;⑸岩溶发育的地带性.四.简答1.什么是环境问题与地质灾害?答:由地质作用引发的,不利于人的生存.发展的现象和过程,通称地质环境问题.地质灾害:可对人的生命财产构成严重危害后果的突发性的地质现象及地质过程.2.为什么说地下水径流是控制岩溶的关键因素?答:可溶岩.水.二氧化碳体系的能量输入通过地下水不断的入渗补给来实现.这一体系的物质输出即溶解碳酸钙的排出也必须依靠水的径流和排泄来完成.因此地下水的循环交替是保证岩溶发育的充要条件.3.泥质夹层有哪些特征?答:①高含水量.高孔隙比;②透水性极弱,且因层状结构而具方向性;③高压缩性,且随天然含水量的增加而增大;④抗剪强度很低,且与加载速度和排水固结条件有关.4.地基基础设计必须满足哪两个方面的要求?答:一是承载不超过地基的承载能力(防整体波坏,有安全储备);二是基础沉降使之不超过地基的形变允许值.5.不同工程地质条件对于地震灾害的影响?答:(1)岩土类型及性质:软土>硬土,土体>基岩松散沉积物厚度越大,震害越大土层结构对震害的影响:软弱土层埋藏愈浅.厚度愈大,震害愈大.(2)地质构造离发震断裂越近,震害越大,上盘尤重于下盘.(3)地形地貌突出.孤立地形震害较低洼.沟谷平坦地区震害大(4)水文地质条件地下水埋深越小,震害越大.6.断层.活断层的判别方法?答:断层:一种有明显位移的断裂构造;活断层:指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活.判断活断层:(1)地质方面:;地表最新沉积物的错断;活断层带物质结构松散;伴有地震现象的活断层,地表出现断层陡坎和地裂缝;(2)地貌方面;断崖:活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位;水系:对于走滑型断层;①一系列的水系河谷向同一方向同步移错;②主干断裂控制主干河道的走向;不良地质现象呈线形密集分布.7.滑坡的概念.要素?答:斜坡大量岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿一定的滑动面(或带)整体向下滑动的现象. 滑坡体(滑体):就是发生滑动的岩土体;滑动面:指滑坡体沿不动体下滑的分界面;滑坡床(滑床):滑坡体下面没有滑动的岩土体(其表面就是滑动面)滑坡壁:滑体移动后,因后缘拉开而暴露在外面的拉裂面.滑坡台阶:由于滑体上.下各部分滑动速度的差异,或滑动时间先后不同,在滑体表面形成的略向后倾的阶状错台.滑坡舌:滑坡体前缘呈舌状的部分滑坡鼓丘:滑坡体前缘因滑动受阻而隆起的小丘.滑坡裂缝:滑坡体的不同部分,在滑动过程中因受力性质.移动速度的不同,而产生不同力学性质的裂缝;滑坡主轴:滑坡体滑动速度最快的纵向线8.地质环境对人类工程活动的影响?答:①影响人类从事工程活动中的安全;②影响工程建筑物的稳定和正常使用;③地质条件不适应是工程造价提高.9.灰岩溶解问题答:①,硅质与泥质成分本身难溶解;②,泥质经常附着在岩石空隙表面,堵塞地下水通道的同时也限制了岩石与地下水的相互接触.补充1.识别滑坡的标志有:(1)地形地貌方面:滑坡形态特征.阶地.夷平面高程对比(2)地质构造方面:滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体结构松散.破碎(3)水文地质方面:结构破碎→透水性增高→地下水径流条件改变→滑体表面出现积水洼地或湿地,泉的出现(4)植被方面:马刀树.醉汉林(5)滑动面的鉴别勘探:钻探变形监测:钻孔倾斜仪.2.简述新构造运动对岩溶发育的影响.地壳运动的性质.幅度.速度和波及范围,控制着水循环交替条件及其变化趋势,从而控制着岩溶发育的类型.规模.速度.空间分布及岩溶作用的变化趋势.新构造运动的基本形式有三种: (1)上升期:侵蚀基准面相对下降,地下水位逐渐下降,侧向岩溶不发育,规模小而少见,分带现象明显,以垂直形态的岩溶为主.(2)平稳期:侵蚀基准面相对稳定,溶蚀作用充分进行,分带现象明显,侧向岩溶规模大,岩溶地貌较明显典型.(3)下降期:常形成覆盖型岩溶,地下水循环条件变差,岩溶作用受到抑制或停止.从更长的地质历史时期来看:(1)间歇性上升:上升→稳定→再上升→再稳定形成水平溶洞成层分布,高程与阶地相对应.(2)振荡升降:岩溶作用由弱到强,由强到弱反复进行以垂直形态的岩溶为主,水平溶洞规模不大,而且成层性不明显. (3)间歇性下降:下降稳定再下降再稳定岩溶多被埋于地下,规模不大,但具成层性,洞穴中有松散物充填.从层状洞穴的分布情况及充填物的性质,可查明岩溶发育特点及形成的相对年代.3.按照二氧化硅的含量,可将岩浆岩划分为哪几类?答:超基性岩(<45%),基性岩(45%~52%),中性岩(52%~65%),酸性岩(>65%)4.工程地质条件:与工程建筑物有关的地质条件的综合,包括:岩土类型及其工程性质.地质构造.地形地貌.水文地质.工程动力地质作用.天然建筑材料六个方面.5.活断层的活动方式有地震断层(粘滑型)和蠕变断层(蠕滑型).斜坡变形的形式较多,主要有\拉裂(回弹)\蠕滑\弯曲倾倒正确请输入答案三种.6.泥石流的防治答:1.预防措施水土保持,是根治泥石流的有效办法,主要措施为封山育林.植树种草.修筑梯田;修筑地表排水系统.2.治理措施①排导采用排导沟.急流槽.导流堤等措施使泥石流顺利排走,以防止掩埋道路和其他工程建筑.堵塞桥涵;②滞流与拦截③修建防护工程。
三峡库区地质环境概况(一)地层岩性及工程地质岩类库区地层除缺失泥盆系下统、石炭系上统、白垩系的一部分和第三系以外,自前震旦系至第四系均有出露(表3-1)。
其分布由东至西自老而新展布。
三斗坪至庙河段出露前震旦系结晶岩;庙河至香溪为震旦系至三叠系至侏罗系地层;牛口至观武镇三叠系中、下统大面积出露;观武镇以西至库尾近400 Km的库区,侏罗系地层广布,仅在背斜核部出露三叠系及少量二叠系地层。
第四系堆积物零星分布于河流阶地、剥夷面及斜坡地带。
分布比较集中、体积较大的第四系堆积体大都是崩塌、滑坡体。
区内地层,按其岩相建造和岩体结构特征,可分为四种工程地质岩类:块状结晶岩类:包括前震旦系块状岩浆岩及混合化的中、深变质岩。
仅分布在庙河—三斗坪段。
层状碎屑岩类:主要为三叠系中、上统及侏罗系红层,为区内主要易滑岩类,主要分布于香溪至秭归,奉节至库尾。
层状碳酸岩类:震旦系上统、寒武系、奥陶系下统、石炭系、二叠系和三叠系下统。
较集中分布于庙河至奉节的干支流及乌江段。
松散松软岩(土)类:为第四系松散松软堆积,多为斜坡地带的残坡积、崩滑堆积和城镇区人工堆积。
为区内易滑岩(土)类。
(二)地质构造三峡库区全部位于杨子准地台区,北与秦岭地槽相邻。
以巫山与奉节间的齐岳山基底断裂为界(大体自奉节—石柱呈南西向展布),其西为四川台坳(川滇块陷),其东为上杨子台褶带(鄂西块隆)。
近库首地段(三斗坪—巴东)位于上杨子台褶带,巴东至奉节处于上杨子台褶带与四川台坳的过度地带。
本区主要经历了三次较强的构造运动,即震旦纪前的晋宁运动,侏罗纪末的燕山运动和老第三纪末的喜山运动。
晋宁运动使前震旦纪地层强烈褶皱、变质,并伴随多期岩浆岩活动,形成了古老的结晶基底。
燕山运动,主要表现为盖层的褶皱和断裂,对基底的破坏较轻。
杨子台褶带自古生界至中三叠系海相沉积盖层发育良好,燕山运动全面褶皱。
四川台坳在古生代时期是杨子准地台相对隆起的地带,缺失泥盆系和石炭系地层。
喜山运动除盖层有轻度变形、少数断裂有微弱的继承性活动外,全区转入以整体抬升为特征的新构造运动时期。
褶皱三峡库区横跨川鄂褶皱带中段和川东弧形褶皱带东段,北为大巴山弧形褶皱带,东南与长阳东西向构造带相邻,西南有川黔南北向构造带插入,东与准阳山字型构造相接。
库区褶皱的特点是自西向东一系列北北东向弧形褶皱受巴山弧阻隔,向北西向外凸,由北东向转向北东东向,最后以近东西向与秭归向斜相交并嵌入秭归向斜之中。
褶皱形态以奉节为界,奉节以东背斜紧闭并伴有倒转现象,向斜为复式褶皱,次级褶曲发育,多沿主槽两侧呈平行斜列式展布。
奉节以西向斜宽缓,背斜紧闭,成“隔挡式”构造。
区内褶皱按其走向可分为4组:(1)轴向近南北向褶皱轴向近南北的黄陵背斜和秭归向斜,位于巴东以东,走向与长江近正交;(2)轴向北东东向褶皱轴向北东东的百福坪背斜、楠木园背斜、官渡—碚石向斜、横石溪背斜、巫山向斜和齐岳山背斜等,展布于奉节与巴东之间,长江与之斜交至近于平行。
(3)轴向北西向外凸的弧形褶皱奉节至涪陵的广大区域,为一系列向北西突出的弧形褶皱,包括方斗山背斜、丰都—忠县向斜、故陵向斜、大池—干井背斜、万县向斜、硐村背斜、铁峰山背斜、垫江—梁平向斜和渠马河向斜,长江基本上与构造线平行。
(4)轴向北北东向褶皱涪陵以西,则为一系列北北东向的褶皱,主要有明月峡背斜、麻柳场向斜、广福寺向斜、铜锣背斜、南温泉背斜,江北向斜、龙王洞背斜、悦来场向斜和观音峡背斜等,长江大部分与之近正交。
断裂区内断裂不甚发育。
库首段有九湾溪断裂、仙女山断裂、新华断裂。
巴东—奉节段有齐岳山断裂、恩施断裂、郁江断裂、黔江断裂。
奉节以西断裂不发育。
区内规模较大的仙女山和新华断裂距库区较远,横穿干流水库的主要断裂仅有九湾溪、牛口、横石溪、杨家棚、黄草山等,另外建始断裂北延出现的坪阳坝断裂、碚石断裂与龙船河、冷水溪等支流库段相交。
这些断裂规模都不大,均未造成大范围的岩体破坏。
(三)新构造运动与地震库区新构造运动属于三峡鄂西南隆升区之三峡鄂西南隆升亚区。
表现为挽近期以来大面积的间歇性整体隆起和局部地段的差异性断裂活动。
隆起中心为奉节—巫山一带,最大上升幅度达2000米。
其特点是隆起的不均匀性、掀斜性和间歇性,造就了长江两岸的五级剥夷面和六级阶地。
第四纪以来,地壳上升速度加剧,河流强烈下切,造就了三峡段高陡岸坡和诸多崩滑体。
新构造运动的另一条重要表现是差异性的断裂活动,挽近期仍在活动的断裂为仙女山断裂、九湾溪断裂等,均属于易活动断裂。
地震区内地震水平不高,强度小、频度低。
地壳稳定性相对较好,属弱震环境。
据国家地震局1990年中国地震烈度区划图(1:400万,50年超越概率10%),库区大多为VI度和小于VI度。
地震是断裂活动的重要表现。
库首段最大地震为秭归龙会观5.1级地震(1979.5.2),震中距长江仅8KM。
库尾段重庆地震达5.3级(1989.11.20),震中距长江15KM。
根据库区地震史和地震地质条件研究,在库区不能排除历史上同等地震的重演和更大地震的发生。
为安全稳妥起见,在崩滑体和库岸稳定性评价时奉节以上按VI度,奉节以下按VII度考虑。
根据三峡工程研究成果,庙河—白帝城库段有发生断层破裂型水库诱发地震的可能。
预测可能诱发地震的地段有两处:一是九溪湾断裂穿越长江的路口子和西陵峡与秭归盆地接壤处的香溪河一带;另一处是秭归牛口至巫山碚石库段。
可能诱发地震的最大震级估计不超过6级。
此外,还有诱发岩溶型小震的可能。
其它库段除支流乌江和嘉陵江回水范围的碳酸盐岩分布区有可能产生岩溶型小震外,一般不具备发生水库诱发地震的条件。
(四)地形地貌库区处于我国地势第二级阶梯的东缘,全国地貌区划为板内隆升蚀余中低山地。
库区地貌明显受地层岩性、地质构造和新构造运动的控制,以奉节为界,分为东西两大地貌单元。
三峡侵蚀溶蚀低中山峡谷段奉节以东,区内地貌以大巴山、巫山山脉为骨架,形成以震旦系至三叠系碳酸盐岩组成的川鄂褶皱山地,属于以侵蚀为主兼有溶蚀作用的中山峡谷间夹低山宽谷地貌景观。
山脉总体为近东西向,局部为南北向。
长江多斜切或横切,因而河谷多为斜向或横向谷。
山顶高程多在1000-2000米,相对高差1000米左右。
河谷狭窄,岸坡陡峭,江面宽一般200-300米。
山脉走向亦受构造控制,大巴山脉呈北西—北西西向耸立于库区之北,主峰大神农架高程3050米,为长江和汉江的分水岭。
巫山山脉呈北东—北东东向绵延于鄂、川(现重庆市)边境,绿葱坡至云台荒一带,高程1800-2000米,为长江与清江的分水岭。
长江河谷深切,两岸山峰耸立,河谷狭窄,水流湍急,形成了著名的长江三峡。
该段地貌的另一特征是层状地貌明显,自分水岭向长江河谷,呈阶梯状逐级下降过渡,可见两期四级夷平面。
长江两岸支流发育,北岸支流为北西向,南岸支流为北东向。
川东侵蚀剥蚀低山丘陵平行“岭谷”段奉节以西属四川盆地的东部,主要为侏罗系碎屑岩为主的低山丘陵宽谷地形;山脉受构造控制,形成了一系列北东—南西向平行展布的窄条状低山(向斜丘陵),形成独特的平行岭谷景观。
总体地势自盆地边缘向中心逐渐降低,在奉节一带高程近千米,至长寿附近逐渐降为300-500米;高耸突起的带状山梁,由坚硬的石灰岩与砂岩组成,山脊高程一般为700-800米;低缓丘陵则多为砂岩、粘土岩组成,山顶高程一般为300-600米。
长江蜿蜒于向斜谷地,形成开阔平缓的宽谷,局部地段横切背斜时,常形成短小峡谷。
库区微地貌形态多种多样,主要为山地受流水地质作用和重力地质作用改造的产物,如冲沟、洪积扇、倒石堆、滑坡体等。
巫山至云阳的长江河谷中可见II-IV级阶地,重庆李永沱一带可见I-VI级阶地。
库区局部还发育岩溶地貌,如溶沟、溶槽、岩溶漏斗等。
(五)水文地质三峡库区地下水类型主要是:松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水和结晶岩类风化带裂隙孔隙水。
其中包气带悬挂水、潜水是三峡库岸分布最为普遍、对库岸稳定性的影响也最为直接的地下水。
按其地下水动力模型进一步可以划分为间歇下渗裂隙潜水、间歇下渗孔隙潜水和裂隙充水承压型。
后者是形成降雨型滑坡的重要动力。
坡体内由层间砂岩构成的层间水属于承压水动力类型。
按其循环特征可分为弱循环承压水和强循环承压水两类。
弱循环承压水主要在补给区循环,对岸坡演变影响小。
强循环承压水多发育在“自流斜地”,补给较远,水压较大,并能较快地向下传递。
此类水对上覆岩层的扬压力,是产生库岸斜坡变形破坏的重要动力。
三峡工程概况三峡大坝为混凝土重力坝,正常蓄水位175米。
工程设计坝顶高程185米,坝顶长度3035米,总装机容量1820万KW。
水库面积为1045 km2,总库容393亿m3。
(一)库区范围长江三峡水库淹没涉及湖北省宜昌、秭归、兴山、巴东和重庆市巫山、巫溪、奉节、云阳、万州、开县、忠县、丰都、石柱、涪陵、武隆、长寿、渝北、巴南、重庆市区和江津市共20个县(市、区)。
库区范围为东经105044"~111039",北纬28032"~31044",总面积5.67万km2。
其中淹没陆地面积600 km2。
(二)库岸长江三峡水库(175m正常蓄水、五年一遇洪水)干流段(三斗坪至重庆巴南区大塘坝)长574 Km。
支流库段有香溪、大宁河、乌江等50余条较大的一级支流,总岸线长度约5300 Km。
(三)移民迁建库区移民迁建人口约110.56万人。
全迁或部分搬迁的县(市)级城镇13座,乡镇级集镇116个。
库区内移民安置区面积15000km2。
(四)气象三峡库区地处亚热带季风气候区,气候温和湿润,空气湿度大,降雨充沛,平均气温高。
年平均气温河谷区16.7~18.7℃。
7月平均气温28~30℃,极端最高气温多超过41℃。
库区年均降雨量三峡河谷区992.5~1241.8mm,两岸山地达1600~2000 mm,盆地区为996.7~1204.3mm。
万州以东最大年降雨量大于1600 mm,万州以西最枯年仅800 mm。
库区降雨时空分布不均,具有时、空、强的相对集中性。
在时间分配上,5~9月为雨季,占年雨量的70%,且多暴雨,多年平均年暴雨日数为3~7天。
一日降雨量大多在200~250 mm 之间。
库区降雨充沛且多暴雨的气候,是库区崩滑地质灾害多发的主要诱发因素之一。
(五)水文库区河段流量丰沛,变化幅度大。
上游控制站宜昌站多年平均径流量约4510亿m3,多年平均流量为14300 m3/s,最大洪峰流量为71100 m3/s,最枯流量为2770 m3/s,洪枯流量比为26倍。
多年平均悬移质含沙量1.18kg/m3。
长江每年5~10月为汛期、7~8月径流量最大,汛期径流量约占全年径流量的70%~80%。
长江干流5年一遇天然洪水位在重庆市巴南区大塘坝为180.4 m,20年一遇天然洪水位在重庆市巴南区大塘坝为184.5 m。