隴西黃土構(gòu)造節(jié)理幾何特征分析

康塵云，王少凱，賀 鳴

(長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西 西安 710054)

0 引言

隴西地區(qū)由甘肅省中部和寧夏省南部組成，東起六盤山脈，西至烏鞘嶺，北抵中衛(wèi)沙漠，南達(dá)西秦嶺，面積約6.5×104km2，是我國黃土高原的最西端[1]。該區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，自然災(zāi)害頻發(fā)，1983年的東鄉(xiāng)灑勒山滑坡體積3.1×107m3，造成220人死亡[2]；永靖縣黑方臺滑坡群線密度大于10個(gè)/km，累計(jì)造成39人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失上億元[3]；蘭州市2010年統(tǒng)計(jì)的滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害隱患點(diǎn)達(dá)519處，黃土災(zāi)害數(shù)量多、危害大、難以預(yù)防[4]。黃土中的節(jié)理縱橫交錯(cuò)，它是地下水流動的主要通道和賦存的場所，是地裂縫、滑坡、崩塌和水土流失的構(gòu)造基礎(chǔ)，是風(fēng)化和應(yīng)力侵蝕開始的地層軟弱面，對坡體的失穩(wěn)破壞起到控制作用，極大的影響了黃土地貌的演化，是黃土坡體災(zāi)害研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一[5]。

節(jié)理是巖土體中普遍存在的一種斷裂構(gòu)造，其空間展布受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場和地質(zhì)環(huán)境綜合影響。黃土中的節(jié)理包括構(gòu)造節(jié)理、垂直節(jié)理、卸荷節(jié)理等，它們切割土體，改變其連續(xù)性，是影響其滲流特性和力學(xué)特性的決定性因素之一。在工程實(shí)踐中，節(jié)理是坡體失穩(wěn)的幾何和力學(xué)邊界，也是巖土體工程質(zhì)量評價(jià)的重要因素之一[6]。因此，對節(jié)理發(fā)育特征的分析評價(jià)是研究黃土坡體失穩(wěn)破壞機(jī)制的基礎(chǔ)。

關(guān)于黃土節(jié)理的研究一般針對其成因、力學(xué)特性等方面[7]，本文側(cè)重研究其幾何特征，且區(qū)域范圍大，這在巖體節(jié)理中已有大量研究，但針對黃土節(jié)理展開的則很少。描述節(jié)理幾何特征的主要參數(shù)有：傾向、傾角、組數(shù)、條數(shù)、間距、跡長、張開度、連通率等。國內(nèi)外對此已有大量研究，BINGHAM C[8]針對節(jié)理極點(diǎn)的球形分布特征，提出了Bingham分布；KULATILAKE P H[9]提出了不連續(xù)面的產(chǎn)狀Fisher分布模型；ZHANG L等[10]提出估算節(jié)理平均跡長的圓形窗口法；PRIST等[11]根據(jù)大量野外實(shí)測資料認(rèn)為：節(jié)理間距分布形式符合負(fù)指數(shù)函數(shù)；楊春和等[12]對圓形窗口法加以改進(jìn)，計(jì)算跡線中點(diǎn)面密度和平均跡長。

本文對區(qū)域內(nèi)的地表露頭進(jìn)行研究，基于大范圍現(xiàn)場調(diào)查，對隴西地區(qū)不同區(qū)域的節(jié)理繪制玫瑰花圖、劃分優(yōu)勢組，繪制了區(qū)域優(yōu)勢節(jié)理分布圖，對各節(jié)理組進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算間距密度、平均跡長和連通率等幾何特征參數(shù)，并擬合其概率密度分布形式。研究結(jié)果有助于理解區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場對隴西地區(qū)黃土節(jié)理空間展布的影響和準(zhǔn)確把握其發(fā)育特征。

1 研究區(qū)概況和方法

1.1 研究區(qū)概況

隴西地貌為典型的黃土地貌，溝壑縱橫，溝谷密度大，斜坡普遍較陡，流水侵蝕嚴(yán)重，陷穴、盲溝、天然橋、碟形洼地等潛蝕地貌發(fā)育[13]。地層主要為新近堆積黃土、馬蘭黃土、離石黃土，少數(shù)地區(qū)可見午城黃土，其中偶夾河流相卵石層和砂層，下伏第三紀(jì)紅褐色或灰綠色泥巖[1]。

研究區(qū)屬于祁連—秦嶺褶皺影響帶，受海原—六盤山構(gòu)造帶控制，為新生代構(gòu)造盆地，經(jīng)歷地殼縮短和走滑剪切變形[14]，故多發(fā)育走滑擠壓型斷裂和逆斷裂[15-16]，各斷裂帶活動性質(zhì)見表1。

表1 隴西地區(qū)主要斷裂運(yùn)動性質(zhì)

隴西地區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場主要受印度板塊和歐亞板塊碰撞的影響，青藏高原板塊NE向的運(yùn)動使得區(qū)域最大壓應(yīng)力亦表現(xiàn)為NE向，因?yàn)槭艿街車鷦傂缘陌⒗频貕K和鄂爾多斯地塊阻擋形成強(qiáng)大的反作用力，其東北緣的最大主壓應(yīng)力從北向東，直至東南部呈放射狀偏轉(zhuǎn)。地震應(yīng)力場、現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場、新構(gòu)造應(yīng)力場趨于一致，晚第三紀(jì)以來，地殼構(gòu)造應(yīng)力場相對穩(wěn)定[17]，區(qū)域構(gòu)造見圖1。

圖1 隴西地區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖Fig.1 Tectonic map of Longxi

1.2 調(diào)查方法

土體中的節(jié)理易受到風(fēng)化、卸荷作用等因素的影響，為準(zhǔn)確研究構(gòu)造節(jié)理，首先要對其進(jìn)行辨別，排除非構(gòu)造節(jié)理。以圖2為例，該露頭位于臨夏回族自治州東鄉(xiāng)縣高山鄉(xiāng)簸箕灣(圖3紅色標(biāo)記處)，風(fēng)化程度低，在其中識別出3組構(gòu)造節(jié)理，以紅、橙、黃進(jìn)行區(qū)分，它們均具有方向性強(qiáng)、傾角較陡、成組分布、張開度小、延伸平直等構(gòu)造節(jié)理的典型形態(tài)特征[5]，其中橙色組和黃色組相互交切限制，應(yīng)為同期形成的扭裂面，具有共軛關(guān)系，并影響邊坡臨空面的穩(wěn)定性；紅色組節(jié)理則應(yīng)是在不同的構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的。

圖2 調(diào)查方法示意圖Fig.2 Survey method

采用綜合節(jié)理測量法對隴西地區(qū)良好露頭進(jìn)行詳細(xì)測量和統(tǒng)計(jì)[6]，即：選定表面新鮮、尺寸合理的露頭，用GPS定位，設(shè)置測網(wǎng)，測網(wǎng)高度一般為2 m，即人體可量測最大高度，考慮到黃土中節(jié)理密度較低，測網(wǎng)長度不設(shè)限定，視露頭長度而定，測量測網(wǎng)內(nèi)部的節(jié)理和與測網(wǎng)相交的外部節(jié)理，根據(jù)產(chǎn)狀對節(jié)理進(jìn)行分組，測量以下要素：

(1)節(jié)理數(shù)據(jù)：產(chǎn)狀(傾向和傾角)、跡長和間距、每組個(gè)數(shù)、張開度和填充物。

(2)測網(wǎng)數(shù)據(jù)：長度和高度、方向。

本次調(diào)查的范圍包含隴西地區(qū)的絕大部分區(qū)域，調(diào)查露頭259個(gè)、1 057組構(gòu)造節(jié)理，根據(jù)與斷裂帶的距離合理分配調(diào)查密度(圖3)。

2 節(jié)理幾何特征研究

地表黃土中節(jié)理通常具有較強(qiáng)的隨機(jī)性，但其根本成因是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場作用[6]，所以一定區(qū)域內(nèi)節(jié)理的幾何展布會表現(xiàn)出很強(qiáng)規(guī)律性，而進(jìn)行大范圍的數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率分析是探尋其規(guī)律的有效手段，節(jié)理的幾何特征參數(shù)的分析也是得到節(jié)理系統(tǒng)模型的關(guān)鍵，上述認(rèn)識是對節(jié)理進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率分析的理論基礎(chǔ)。

圖3 研究區(qū)位置及調(diào)查露頭分布圖Fig.3 Map showing the study area and survey locations

2.1 優(yōu)勢組劃分

首先對調(diào)查的露頭進(jìn)行分區(qū)，比較圖3中每個(gè)露頭點(diǎn)位和周邊斷裂帶的垂直距離，將其劃分到距離最近的斷裂帶影響范圍內(nèi)，即其控制斷裂帶，每條控制性斷裂帶影響下的諸多露頭構(gòu)成一個(gè)分區(qū)，本文將隴西地區(qū)分為八個(gè)子區(qū)域(圖4)，然后將每個(gè)分區(qū)內(nèi)的所有露頭記錄到的節(jié)理數(shù)據(jù)綜合處理，繪制分區(qū)級別的節(jié)理極點(diǎn)等密度圖(圖5)和節(jié)理走向玫瑰花圖(圖6)，以避免單個(gè)露頭中的數(shù)據(jù)偶然性產(chǎn)生的偏差。

圖4 隴西黃土優(yōu)勢節(jié)理分布圖Fig.4 Distribution of dominant joints of loess in Longxi

圖5 XT區(qū)節(jié)理極點(diǎn)等密度圖Fig.5 Joints pole iso-density map in XT zone

以西秦嶺北緣斷裂帶天水段(圖5)為例，對其影響下的露頭進(jìn)行匯總分析，由極點(diǎn)等密度圖可以看出節(jié)理的集中分布情況，由藍(lán)到紅節(jié)理組的占比逐漸升高，也即密度增大，高密度中心的產(chǎn)狀為，占比7.04%。另外一個(gè)優(yōu)勢組為，占比6.78%，傾角多為60°以上的陡傾角，從玫瑰花圖(圖6)也可以看出其優(yōu)勢組與高密度中心相對應(yīng)。對其余七個(gè)區(qū)域進(jìn)行相同的分析，得到各區(qū)的節(jié)理優(yōu)勢產(chǎn)狀(表2)和節(jié)理走向玫瑰花圖。

圖6 XT區(qū)節(jié)理走向玫瑰花圖Fig.6 Joints trend rose diagram in XT zone

將每個(gè)子分區(qū)的節(jié)理走向玫瑰花圖置于其控制性斷裂附近(圖4)，進(jìn)行優(yōu)勢組和控制性斷裂的產(chǎn)狀對比，并聯(lián)系區(qū)域主應(yīng)力方向，發(fā)現(xiàn)：研究區(qū)的節(jié)理優(yōu)勢組走向多在NWW和NNW之間，且多為兩個(gè)優(yōu)勢組交叉；每一區(qū)域的節(jié)理的優(yōu)勢組(紅色虛線框出)走向與其控制性斷裂帶走向表現(xiàn)出很好的一致性；斷裂帶交匯處則會有兩組與不同斷裂帶分別對應(yīng)的優(yōu)勢組；區(qū)域西北角發(fā)育有與斷裂近垂直的NE向優(yōu)勢組。

節(jié)理優(yōu)勢組呈現(xiàn)以上特點(diǎn)的原因是：斷裂的形成是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的作用結(jié)果，而研究區(qū)南北控制性斷裂帶(走滑)走向?yàn)镹WW，東(走滑)西(逆傾滑)控制性斷裂帶為NNW，內(nèi)部次級斷裂與控制性斷裂平行，同時(shí)區(qū)域受NE—SW向擠壓，這些斷裂帶對節(jié)理的形成起到了宏觀控制性作用，鄰近走滑斷裂帶的形成的優(yōu)勢節(jié)理組平行于斷裂帶，如XG、XZ、XT、LPS區(qū)；鄰近逆傾滑斷裂帶的形成兩組共軛優(yōu)勢節(jié)理組，兩組破裂面銳角平分線指示擠壓應(yīng)力方向，鈍角平分線指示拉伸應(yīng)力方向，如受莊浪河斷裂、馬銜山斷裂影響的ZLH、MXS區(qū)。

表2 隴西黃土構(gòu)造節(jié)理優(yōu)勢組及平均占比

2.2 產(chǎn)狀概率分析

節(jié)理產(chǎn)狀特征可以用其要素的概率分布形式來表示，對各區(qū)域的節(jié)理產(chǎn)狀進(jìn)行頻率分布統(tǒng)計(jì)，繪制相應(yīng)的直方圖、擬合曲線和概率密度函數(shù)。其中XT區(qū)的優(yōu)勢組的產(chǎn)狀分布、擬合曲線及函數(shù)如圖7所示。

從擬合結(jié)果來看，優(yōu)勢節(jié)理組傾角和概率的分布都可以用正態(tài)函數(shù)分布形式來進(jìn)行有效擬合，其遵循的表達(dá)式如下：

(1)

通過對其余區(qū)域(圖8)的優(yōu)勢節(jié)理組進(jìn)行相同分析，得出以下結(jié)論：隴西黃土節(jié)理產(chǎn)狀的概率密度分布均服從正態(tài)分布形式，且具有較好的擬合度，R2>0.945(傾角)，R2>0.843(傾向)。

圖7 XT區(qū)優(yōu)勢組產(chǎn)狀直方圖、擬合曲線及概率密度函數(shù)Fig.7 Histogram, fitting curve and probability density function of joints occurrence of dominant group 92°∠71° in XT zone

圖8 隴西黃土節(jié)理傾角分布圖Fig.8 Joints dip distribution of loess in Longxi

節(jié)理產(chǎn)狀符合正態(tài)分布的地質(zhì)力學(xué)原因可能是：節(jié)理在一定的構(gòu)造應(yīng)力場下形成，其空間展布通常具有一致性，但是由于所處地質(zhì)條件的差異性、間斷性，幾何邊界和力學(xué)邊界的不同則會產(chǎn)生繞某一中心分布的節(jié)理。隴西地區(qū)黃土節(jié)理受長大斷裂帶控制，被區(qū)域次級斷裂帶影響，構(gòu)造應(yīng)力場復(fù)雜，因而其產(chǎn)狀符合正態(tài)分布形式。

2.3 平均間距、張開度和延續(xù)性

節(jié)理間距是指一組節(jié)理中節(jié)理間的垂直距離，顯示節(jié)理間的相對位置，它反映了巖土體中節(jié)理的發(fā)育程度，影響巖土體的完整性、強(qiáng)度和變形?，F(xiàn)場測量的節(jié)理間距為視間距，即節(jié)理在露頭上的距離，存在測量誤差，實(shí)際平均間距要在室內(nèi)數(shù)據(jù)處理中加以校正，校正后的平均間距考慮了節(jié)理的連續(xù)性等概率，是一種統(tǒng)計(jì)平均值。

節(jié)理的延續(xù)性是表征節(jié)理可見長度的一個(gè)定性描述指標(biāo)，是指在露頭中可見節(jié)理的可追索長度。因?yàn)槁额^和測網(wǎng)的限制，其本身不具有任何絕對值含義。張開度是描述節(jié)理結(jié)構(gòu)特征的另外一個(gè)重要指標(biāo)，它直接影響巖土體的變形和強(qiáng)度特性，更重要的是，它是水的運(yùn)移通道，影響巖土體的水力學(xué)特性。由于黃土節(jié)理的評價(jià)并沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)，在此借用國際巖石力學(xué)學(xué)會的關(guān)于不連續(xù)面描述評價(jià)體系。

某一調(diào)查點(diǎn)的節(jié)理平均間距可用以下方式求得：

(2)

式中：L——測網(wǎng)長度；

N——節(jié)理數(shù)量。

區(qū)域內(nèi)的節(jié)理間距則為區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的平均值：

(3)

節(jié)理的密度定義為距離的倒數(shù)：

(4)

對XG區(qū)的節(jié)理平均間距進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)其平均間距大部分位于6 m以下，但仍有相當(dāng)一部分大于6 m，這已屬于“極寬的間距”，以1 m作為組距繪制概率密度圖(圖9)，發(fā)現(xiàn)其亦服從正態(tài)分布形式。

圖9 XG區(qū)節(jié)理平均間距直方圖、擬合曲線及概率密度函數(shù)Fig.9 Histogram, fitting curve and probability density function of joints average spacing in XG zone

PRIEST S D等[18]相關(guān)研究表明：巖體的節(jié)理間距分布有均勻分布、成群分布、隨機(jī)分布、負(fù)指數(shù)分布等幾種形式，取決于巖性和所處應(yīng)力環(huán)境，例如均勻柱狀玄武巖受到均一的節(jié)理化作用，節(jié)理間距均勻排列，呈正態(tài)分布；裂隙化程度很高的砂巖、粉砂巖節(jié)理間距則成群分布；黃土屬于較均勻的介質(zhì)，當(dāng)受一定構(gòu)造應(yīng)力作用時(shí)，推斷存在一個(gè)最優(yōu)平均間距，對應(yīng)的概率密度最大，當(dāng)偏離最優(yōu)平均間距時(shí)，節(jié)理的概率密度則變小，即服從正態(tài)分布。

關(guān)于平均間距、延續(xù)性和張開度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3 隴西黃土節(jié)理幾何特征評價(jià)

節(jié)理間距方面，隴西黃土節(jié)理只有不到三分之一屬于“寬間距”，其余則均屬于“很寬的間距”。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，構(gòu)造節(jié)理的平均間距最小為920 mm，出現(xiàn)在DX區(qū)，最大為4 180 mm，以LPS區(qū)居多；節(jié)理間距顯示出從西南向東北增加的總體趨勢，密度則反之。

延續(xù)性方面，ZLH區(qū)的構(gòu)造節(jié)理延伸最大，平均為3.95 m，屬于“中等延續(xù)性”，此外其他地區(qū)的節(jié)理均為“低延續(xù)性”，平均延伸長度從1.4～2.86 m不等，說明黃土中的節(jié)理延續(xù)性沒有顯著的地域差異，且長度分布較集中。

張開度方面，構(gòu)造節(jié)理均為“開裂”狀態(tài)中的“中等寬度”，XT區(qū)和LPS區(qū)平均張開度較大，分別為7.0 mm和5.2 mm；其余區(qū)域則為“中等寬度”。在兩個(gè)斷裂帶交匯的區(qū)域，可能由于構(gòu)造應(yīng)力場的疊加而導(dǎo)致了節(jié)理張開度的增大。

2.4 連通率分布

連通率是節(jié)理的另外一項(xiàng)重要的基本屬性，其值在0～1之間變化，反映節(jié)理的貫通程度，對巖土體的變形、強(qiáng)度、破壞、滲透性都有較大影響。它的計(jì)算方法有數(shù)種，在此根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)選取考慮構(gòu)造節(jié)理面的破壞形式、具有顯著力學(xué)含義的計(jì)算公式(式5)。黃土中的構(gòu)造節(jié)理斷續(xù)錯(cuò)列排布，通常是潛在的滑面，滑移面由節(jié)理段和節(jié)理之間的“巖橋”構(gòu)成。連通率的定義為：

(5)

式中：kl——連通率；

Lcp——單組結(jié)構(gòu)面的平均跡長。

Lk為以節(jié)理的垂直平均間距按巖土體破壞準(zhǔn)則修正后的值，以此表示節(jié)理之間的巖土體抗剪強(qiáng)度，按下式計(jì)算：

(6)

式中：φ——巖土體內(nèi)摩擦角；

a——節(jié)理垂直間距。

a按下式求得：

(7)

式中：L——測網(wǎng)長度；

N——該組節(jié)理的總數(shù)；

α——節(jié)理傾角；

β——節(jié)理走向和測網(wǎng)方向的夾角。

對XG區(qū)的節(jié)理連通率進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)，當(dāng)連通率升高時(shí)，概率密度會隨之降低，進(jìn)一步擬合發(fā)現(xiàn)，連通率x符合負(fù)指數(shù)分布形式(圖10)：

y=λe-λx

(8)

上式有個(gè)重要的分布特征，連通率的總體偏差和標(biāo)準(zhǔn)差正好相等。

圖10 XG區(qū)節(jié)理連通率直方圖、擬合曲線及概率密度函數(shù)Fig.10 Histogram, fitting curve and probability density function of joints connectivity in XG zone

結(jié)果表明黃土中構(gòu)造節(jié)理的貫通程度較低，發(fā)生“貫通式”破壞的幾率較低。當(dāng)連通率較低時(shí)，節(jié)理之間微裂紋組成的宏觀破裂帶(翼型裂紋)寬度較大，而當(dāng)連通率較高時(shí)，微破裂總數(shù)會減少，但其中張拉型微破裂占比提高[19]。

將不同地區(qū)的連通率進(jìn)行對比可以看出(圖11)：隴西黃土的節(jié)理連通率都是比較低的，XG、LPS、DX三處0.2以下的連通率占比超過65%，0.4以下的連通率占比60.8%～92.5%，是大部分節(jié)理的分布區(qū)間，且當(dāng)樣本數(shù)量較大時(shí)，服從負(fù)指數(shù)分布形式。

圖11 隴西黃土節(jié)理連通率分布特征Fig.11 Joints connectvity distribution of loess in Longxi

3 討論

本文進(jìn)行了大尺度的區(qū)域性黃土構(gòu)造節(jié)理研究，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法定量分析隴西黃土構(gòu)造節(jié)理的幾何特征，得出其概率分布形式，探討區(qū)域構(gòu)造對節(jié)理產(chǎn)狀的控制作用。這些方法在巖體評價(jià)中應(yīng)用較廣，但鮮見于黃土節(jié)理的研究中，由于土、巖性質(zhì)差異，活用調(diào)查方法雖然得到一些新穎成果，但也遇到問題，例如黃土平均間距較巖石更大，密度低，其概率分布形式并非巖石節(jié)理普遍服從的負(fù)指數(shù)分布，并且?guī)r石評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的尺度分級也無法準(zhǔn)確描述黃土；又如黃土遇水強(qiáng)度急劇降低，而作為水入滲通道的垂直、卸荷等節(jié)理卻缺少相應(yīng)的調(diào)查方法。

黃土構(gòu)造節(jié)理的現(xiàn)有研究多側(cè)重成因分析[7]，影響土體力學(xué)特性的室內(nèi)試驗(yàn)[19]，或其對邊坡穩(wěn)定性的影響機(jī)制[5]，多從微觀機(jī)理角度出發(fā)，對于基本的幾何特征卻研究較少，本文試圖通過大范圍的統(tǒng)計(jì)分析更全面的認(rèn)識黃土構(gòu)造節(jié)理空間發(fā)育、展布的普遍規(guī)律，這也是從定性分析轉(zhuǎn)向定量評價(jià)的基礎(chǔ)，量化的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和操作性強(qiáng)、可指導(dǎo)實(shí)踐的調(diào)查手段是黃土高原日漸增多的工程建設(shè)項(xiàng)目和頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害亟需的。

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果雖然揭示了黃土構(gòu)造節(jié)理發(fā)育分布的一些規(guī)律，但卻難以將其特征聯(lián)系起來對不同區(qū)域節(jié)理的發(fā)育程度做出評價(jià)，今后的研究目標(biāo)則是建立節(jié)理發(fā)育程度關(guān)于基本幾何特征參數(shù)的函數(shù)關(guān)系，形成適用于黃土節(jié)理的評價(jià)體系，并在不同的空間尺度上進(jìn)行驗(yàn)證與完善，使其可以方便、有效的應(yīng)用于工程建設(shè)和災(zāi)害防治的工作中。

4 結(jié)論

(1)隴西地區(qū)的節(jié)理具有區(qū)域性和系統(tǒng)性，主要發(fā)育3個(gè)優(yōu)勢組：受南北走滑斷裂帶控制的NWW向和東部走滑斷裂帶控制的NNW向節(jié)理，受西部逆傾滑斷裂控制的NE向節(jié)理；傾向和傾角的分布均服從正態(tài)分布函數(shù)；傾角以60°～80°的陡傾角為主。

(2)節(jié)理的平均間距大部分為1～10 m，為“很寬的間距”，服從正態(tài)分布，從西南向東北呈增加的總體趨勢；平均延伸長度為1.4～2.86 m不等，屬于“低延續(xù)性”；平均張開度為2.8～7.0 mm，屬“開裂”狀態(tài)中的“中等寬度”。

(3)連通率服從負(fù)指數(shù)分布，且總體偏差等于標(biāo)準(zhǔn)差，0.2以下的連通率占比超過65%，0.4以下的則為60.8%～92.5%，普遍較低，節(jié)理發(fā)生貫通式破壞的幾率較小。