工程地質(zhì)課件

1、 由于內(nèi)、外力地質(zhì)作用的長期進(jìn)行，在地殼表面形成的各種不同成因、不同類型、不同規(guī)模的起伏形態(tài)，稱為地貌。地貌學(xué)是專門研究地殼表面各種起伏形態(tài)的形成、發(fā)展和空間分布規(guī)律的科學(xué)。 隨著地貌學(xué)的發(fā)展，對地形和地貌已分別賦予了不同的含義。地形是指地表既成形態(tài)的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空間分布等，它既不涉及這些形態(tài)的地質(zhì)構(gòu)造，也不涉及它們的成因和發(fā)展，一般只用等高線把這些形態(tài)特征表現(xiàn)出來，即地形圖。地貌則含義廣泛，它不僅包括地表形態(tài)的全部外表特征，而且更重要的是運(yùn)用動力地質(zhì)學(xué)的觀點，分析并研究這些形態(tài)的成因和發(fā)展，反映這些情況的圖稱為地貌圖。 地貌條件對各項經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義，特別是對各種

2、建筑場地的選擇有較大的影響，既影響到工程質(zhì)量，同時又影響到工程造價。例如，道路工程一項沿地表或地表以下不太深的一種線型建筑物，常常穿越各種不同的地貌單元，因此地貌條件的好壞便成為評價道路工程的一個重要因素，對提高道路、橋梁工程勘測設(shè)計質(zhì)量、降低工程成本均有著重要意義。 第一節(jié)第一節(jié) 地貌的形成和發(fā)展地貌的形成和發(fā)展 地貌的成因研究，涉及地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，地貌形成的動力和影響地貌形成和發(fā)展的因素。 一、地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)一、地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ) 地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是巖石和構(gòu)造 (一) 巖性 (二）地質(zhì)構(gòu)造 二、地貌形成的動力二、地貌形成的動力 地貌形態(tài)千姿百態(tài)，但形成地貌的動力主要有兩類，即內(nèi)力

3、地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。地貌的形成和發(fā)展是內(nèi)、外營力相互作用的結(jié)果。 （一）內(nèi)力地質(zhì)作用（一）內(nèi)力地質(zhì)作用 內(nèi)力地質(zhì)作用又稱內(nèi)營力，地球深部物質(zhì)運(yùn)動引起的地殼構(gòu)造運(yùn)動和巖漿活動。地殼運(yùn)動基本上分為垂直運(yùn)動和水平運(yùn)動。 1垂直運(yùn)動 地貌學(xué)中常把地殼間歇性上升同多旋廻地貌（如多級河谷階地、多層溶洞、多層夷平面等），把地殼間歇性下降同多層掩埋河谷聯(lián)系起來。 2 水平運(yùn)動 在地貌學(xué)中，傳統(tǒng)上很少直接評價水平運(yùn)動對地貌形成發(fā)展的影響。但以板塊學(xué)說問世以來，就不能不認(rèn)真考慮這一問題。例如，根據(jù)板塊學(xué)說提供的情況：由于板塊移動，在輻射板塊邊緣，形成長達(dá)數(shù)千公里的大洋中脊。印度板塊向北擠壓亞洲板塊的結(jié)果，形成

4、高聳的喜馬拉雅山脈，直到現(xiàn)在喜馬拉雅山脈仍以2/年的速度上升。由于阿拉伯板塊向東移動，“拉裂”了地殼，形成包括死海在內(nèi)的一系列谷地。 3巖漿活動（二）外力地質(zhì)作用（二）外力地質(zhì)作用 外力地質(zhì)作用即外營力，起源于太陽能和重力能影響所產(chǎn)生的冰川、水流、海浪和風(fēng)等的作用。（三）內(nèi)外營力相互作用在地貌形成或發(fā)展中的意義（三）內(nèi)外營力相互作用在地貌形成或發(fā)展中的意義 內(nèi)力地質(zhì)作用主要形成地表基本起伏（巨型、大型地貌），向著增強(qiáng)地勢的趨向發(fā)展；外力地質(zhì)作用趨向于削平地表基本起伏 。 三、地貌形成、發(fā)展的規(guī)律三、地貌形成、發(fā)展的規(guī)律 地貌的形成和發(fā)展雖然錯綜復(fù)雜。但卻有其一定的規(guī)律。首先，它決定于內(nèi)、外力作

5、用之間的量的比例關(guān)系。例如，在內(nèi)、外力作用這一矛盾斗爭中，如果內(nèi)力作用使地表上升的上升量大于外力作用的剝蝕量，則地表就會升高，最后形成山嶺地貌；反之，如果內(nèi)力作用使地表的上升量，小于外力作用的剝蝕量，則地表就會降低或被削平，最后形成剝蝕平原。同樣，如果內(nèi)力作用使地表下降的下降量大于外力作用所造成的堆積量，則地表就會下降，形成低地；反之，如果內(nèi)力作用使地表下降的下降量小于外力作用所造成的堆積量，則地表就會被填平甚至增高，形成堆積平原或各種堆積地貌。 地貌的形成和發(fā)展也取決于地貌水準(zhǔn)面。 地貌水準(zhǔn)面有局部地貌水準(zhǔn)面和基本地貌水準(zhǔn)面之分。如果地貌水準(zhǔn)面不與海平面發(fā)生聯(lián)系，則它只能控制局部地區(qū)地貌的形

6、成和發(fā)展，這種地貌水準(zhǔn)面稱為局部地貌水準(zhǔn)面。如果地貌水準(zhǔn)面能夠和海平面發(fā)生聯(lián)系，那么海平面成為控制整個地區(qū)地貌形成和發(fā)展的地貌水準(zhǔn)面，所以海平面成為基本地貌水準(zhǔn)面。 第二節(jié)第二節(jié) 地貌的分級與分類地貌的分級與分類 一、地貌基本要素一、地貌基本要素 地貌基本要素包括地形面、地形線和地形點，它們是地貌形態(tài)的最簡單的幾何組合，決定了地貌的形態(tài)特點。 （一）地形面(山坡面、平原面，可以是曲面或平面) （二）地形線（可以直線、曲線或折線，如分水線） （三）地形點（山脊線相交構(gòu)成山峰點） 二、地貌的分級二、地貌的分級 （一）星體地貌 （二）巨型地貌 （三）大型地貌 （四）中型地貌 （五）小型地貌 三、地貌

7、的分類三、地貌的分類 （一）地貌的形態(tài)分類 就是按地貌的絕對高度、相對高度以及地面的平均坡度等形態(tài)特征進(jìn)行分類。 地貌的形態(tài)分類 表4-1 形態(tài)類別絕對高度（m） 相對高度（m） 平均坡度（）舉 例 山地 高山3 500 1 000 25 喜馬拉雅山 中山3 5001 0001 0005001025廬山、大別山 低山1 000500500200510川東平行嶺谷 丘陵500 200 閩東沿海丘陵 平原高原600 200 青藏、內(nèi)蒙、黃土、云貴高原高平原200 成都平原低平原0200東北、華北、長江中下游洼地低于海平面高度吐魯番盆地 （二）地貌的成因分類 地貌的成因分類 表4-2 地 貌 類 型

8、 成 因 類 型地 貌 形 態(tài) 舉 例內(nèi)生地貌 構(gòu)造地貌 由構(gòu)造運(yùn)動所形成的地貌單面山、斷塊山、構(gòu)造平原等火山地貌 由火山噴發(fā)作用所形成的地貌 火山錐、熔巖蓋等外生地貌 流水地貌 由地表流水所塑造的地貌沖溝、河谷階地、洪積扇等巖溶地貌 由地下水、地表水溶蝕作用所形成的地貌石林、溶洞等冰川地貌 冰川的地質(zhì)作用所形成的地貌 冰斗、角峰等風(fēng)沙地貌 風(fēng)的地質(zhì)作用所形成的地貌風(fēng)蝕谷、沙丘等重力地貌 不穩(wěn)定的巖土體在重力作用下形成的地貌崩塌、滑坡等此外，還有黃土地貌、凍土地貌等。 第三節(jié)第三節(jié) 山嶺地貌山嶺地貌 一、山嶺地貌的形態(tài)要素一、山嶺地貌的形態(tài)要素 山嶺地貌特點是它具有山頂、山坡、山腳等明顯的形態(tài)

9、要素。 （一）山頂 山頂是山嶺地貌的最高部分。山頂呈長條狀延伸時叫山脊。山脊標(biāo)高較低的鞍部稱為埡口。 圖4-1 山頂?shù)男螒B(tài) a）尖頂；b）圓頂；c）平頂 （二）山坡 山坡是山嶺地貌的重要組成部分。 （三）山腳 山腳是山坡與周圍平地的交接處。 圖4-2 山前緩坡過渡地帶 二、山嶺地貌的類型二、山嶺地貌的類型 （一）形態(tài)分類 （二）成因分類 1.構(gòu)造變動形成的山嶺 （1）單面山 （2）褶皺山 圖4-3 順地形與逆地形 a）順地形；b）逆地形 （3）斷塊山 （4）褶皺斷塊山 2.火山作用形成的山嶺火山作用形成的山嶺 火山作用形成的山嶺， 常見有錐狀火山和盾 圖4-4 斷塊山 狀火山 。 a-斷層面；

10、b-斷層三角面 3.剝蝕作用形成的山嶺 三、埡口與山坡三、埡口與山坡 在山區(qū)公路勘測中，常遇到選擇過嶺埡口和展線山坡的問題。 （一）埡口 山嶺埡口是在山地地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上經(jīng)外力剝蝕作用形成的。 1構(gòu)造型埡口 （1）斷層破碎帶型埡口：這種埡口的工程地質(zhì)條件差。由于巖體破碎嚴(yán)重，不宜采用隧道方案，采用路塹，也要控制開挖深度或考慮邊坡防護(hù)，以防止發(fā)生崩塌。 圖4-5 斷層破碎帶型埡口 圖4-6背斜張裂帶型埡口 （2）背斜張裂帶型埡口： 這種埡口雖然構(gòu)造裂隙發(fā)育、巖層破碎，但工程地質(zhì)條件較斷層破碎帶型好。兩側(cè)巖層外傾，有利于排除地下水，有利于邊坡穩(wěn)定，一般可采用較陡的邊坡坡度。 （3）向斜型埡口。這種

11、埡口兩側(cè)巖層內(nèi)傾，不利于邊坡穩(wěn)定。 （4）單斜軟弱層型埡口： 這種埡口主要由頁巖、千 枚巖等易于風(fēng)化的軟弱層 構(gòu)成，兩側(cè)邊坡多不對稱， 一坡巖層外傾可略陡一些 。 由于巖層松軟，風(fēng)化嚴(yán)重， 穩(wěn)定性差，所以不易深挖， 圖4-7單斜軟弱層型埡口 否則需放緩邊坡并采取防護(hù)措施。 2.剝蝕型埡口 這種埡口是以外力強(qiáng)烈剝蝕為主導(dǎo)因素所形成的埡口，特點是松散覆蓋層很薄，基巖多半裸露。埡口的肥瘦和形態(tài)特點主要取決于巖性、氣候以及外力切割程度等因素。由灰?guī)r等構(gòu)成的溶蝕性埡口也屬于此類，在開挖路塹或隧道時需注意溶洞等不利影響。 3.剝蝕堆積型埡口 這種埡口是在山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以剝蝕和堆積作用為主導(dǎo)因素所形

12、成的埡口。其開挖后的穩(wěn)定條件主要決定于堆積層的地質(zhì)特征和水文地質(zhì)條件。 （二）山坡 1.按山坡的外形輪廓分類 （1）直線形坡 圖4-8 三種直線型山坡示意圖 a）巖性單一；b）單斜構(gòu)造；c）破碎堆積 （2）凸形坡 （3）凹形坡 （4）階梯形坡 第四節(jié)第四節(jié) 河谷地貌河谷地貌 河谷是在流域地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，經(jīng)河流的長期侵蝕、搬運(yùn)和堆積作用逐漸形成和發(fā)展起來的一種地貌。特別是山區(qū)各類工程建筑常常沿河谷布設(shè)，因為此處地形平坦。例如道路工程沿河谷布設(shè)，可使路線具有線型舒順，縱坡平緩，工程量小等特點。工業(yè)及民用建筑沿河谷布設(shè)還有水資源豐富等優(yōu)點。 一、典型河谷地貌的形態(tài)要素一、典型河谷地貌的形態(tài)要素 (

13、一）谷底：谷底是河谷地貌的最低部分，谷底上分布有河床及河漫灘。 （二）谷坡：谷坡是高出谷底的河谷兩側(cè)的坡地，谷坡上部的轉(zhuǎn)折處稱為谷緣，下部的轉(zhuǎn)折處稱為坡腳或坡麓。 圖4-9 河谷橫斷面形態(tài)要素 1-河床；2-河漫灘；3-谷坡；4-谷底； t1-堆積階地；t2-基座階地；t3-侵蝕階地 （三）階地：沿著谷坡走向呈條帶狀分布或斷斷續(xù)續(xù)分布的階梯狀平臺稱為階地。階地有多級時，從河漫灘向上依次稱為一級階地、二級階地、三級階地等。 圖4-10 河流階地的形態(tài)要素 1-階地面；2-階坡（陡坎）；3-前緣；4-后緣；5-坡腳 h2-后緣高度；h-階地平均高度；h1-前緣高度 二、河谷的分類二、河谷的分類 （一）按發(fā)展階段分類 1. 未成形河谷 2 .河漫灘河谷 3 .成形河谷 （二）按河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系分類 1 .背斜谷；2 .向斜谷；3 .單斜谷；4 .斷層谷；5 .橫谷與斜谷。 三、河流階地三、河流階地 （一）階地的成因：河流階地是在地殼的構(gòu)造運(yùn)動與河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下形成的。 （二）階地的類型 1 .侵蝕階地 :地面上沒有 或很少有沖積