北大版土木工程地質(zhì)第五章ppt課件

1、 5.1 風(fēng)化作用及殘積土風(fēng)化作用及殘積土 l定義：地表或接近地表的巖石在大氣、水和生物活動(dòng)等因素影響下，發(fā)定義：地表或接近地表的巖石在大氣、水和生物活動(dòng)等因素影響下，發(fā)生的物理的和化學(xué)的變化，致使巖體崩解、剝落、破碎，變成松散的碎生的物理的和化學(xué)的變化，致使巖體崩解、剝落、破碎，變成松散的碎屑性物質(zhì)，這種作用成為風(fēng)化作用。屑性物質(zhì)，這種作用成為風(fēng)化作用。l對(duì)工程的影響：風(fēng)化后的巖石改變了原有的物理力學(xué)性能，其強(qiáng)度大大對(duì)工程的影響：風(fēng)化后的巖石改變了原有的物理力學(xué)性能，其強(qiáng)度大大降低，變形增加，直接影響作為建筑物地基的工程特性。風(fēng)化作用使巖降低，變形增加，直接影響作為建筑物地基的工程特性。風(fēng)化

2、作用使巖石產(chǎn)生裂隙，破壞巖石的整體性，影響地基邊坡的穩(wěn)定性。這種作用還石產(chǎn)生裂隙，破壞巖石的整體性，影響地基邊坡的穩(wěn)定性。這種作用還破壞地勢(shì)高低的基本形態(tài)。破壞地勢(shì)高低的基本形態(tài)。l根據(jù)風(fēng)化作用的性質(zhì)及其影響因素，巖石的風(fēng)化可分為：根據(jù)風(fēng)化作用的性質(zhì)及其影響因素，巖石的風(fēng)化可分為：l1.物理風(fēng)化物理風(fēng)化l2.化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化l3.生化風(fēng)化生化風(fēng)化l什么是物理風(fēng)化？什么是物理風(fēng)化？l物理風(fēng)化作用是指巖石破碎成各種大小的碎屑而成分不發(fā)生物理風(fēng)化作用是指巖石破碎成各種大小的碎屑而成分不發(fā)生變化的機(jī)械破壞作用。變化的機(jī)械破壞作用。l怎樣作用的？怎樣作用的？l晝夜及季節(jié)的溫度變化是物理風(fēng)化作用的主要因素

3、。一方面，晝夜及季節(jié)的溫度變化是物理風(fēng)化作用的主要因素。一方面，巖石是不良導(dǎo)體，白天溫度升高，巖石表面受熱膨脹，但內(nèi)巖石是不良導(dǎo)體，白天溫度升高，巖石表面受熱膨脹，但內(nèi)部尚處于較冷狀態(tài)；夜間溫度下降，表面冷卻收縮，而內(nèi)部部尚處于較冷狀態(tài)；夜間溫度下降，表面冷卻收縮，而內(nèi)部余熱未散，仍處于膨脹狀態(tài)。由于內(nèi)外脹縮不一致，巖石的余熱未散，仍處于膨脹狀態(tài)。由于內(nèi)外脹縮不一致，巖石的外層與內(nèi)層之間便產(chǎn)生裂隙，逐漸相互脫離，最后變成巖屑。外層與內(nèi)層之間便產(chǎn)生裂隙，逐漸相互脫離，最后變成巖屑。另一方面，巖石大多數(shù)是由多種礦物組成的，各種礦物的膨另一方面，巖石大多數(shù)是由多種礦物組成的，各種礦物的膨脹系數(shù)不同，

4、當(dāng)溫度變化時(shí)，礦物之間因膨脹不一而失去聯(lián)脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時(shí)，礦物之間因膨脹不一而失去聯(lián)結(jié)，巖體便崩解成松散的礦物或巖屑。除此之外，水在巖石結(jié)，巖體便崩解成松散的礦物或巖屑。除此之外，水在巖石裂隙中楔人、凍脹，也促使巖石崩解。裂隙中楔人、凍脹，也促使巖石崩解。 l溫度應(yīng)力引起的脹縮作用。溫度應(yīng)力引起的脹縮作用。 位于我國(guó)西北的大青山、天山山脈，其山體表面多覆蓋有一位于我國(guó)西北的大青山、天山山脈，其山體表面多覆蓋有一定厚度的碎裂巖石塊體和巖屑物質(zhì)，這些主要是基巖在反復(fù)的脹縮循定厚度的碎裂巖石塊體和巖屑物質(zhì)，這些主要是基巖在反復(fù)的脹縮循環(huán)中發(fā)生碎裂的產(chǎn)物?？脊殴ぷ髡咴谖覈?guó)山西峙峪發(fā)現(xiàn)了距今環(huán)中

5、發(fā)生碎裂的產(chǎn)物。考古工作者在我國(guó)山西峙峪發(fā)現(xiàn)了距今23萬(wàn)萬(wàn)年前舊石器時(shí)代的一個(gè)古采石場(chǎng)，在沒(méi)有其它工具的情況下，我們的年前舊石器時(shí)代的一個(gè)古采石場(chǎng)，在沒(méi)有其它工具的情況下，我們的先祖根據(jù)觀察得到的巖石脹縮破碎現(xiàn)象，用火烤、水激的方法，使巖先祖根據(jù)觀察得到的巖石脹縮破碎現(xiàn)象，用火烤、水激的方法，使巖石碎裂，再用木棍撬下，用以制作狩獵和生活所需的石器、工具。石碎裂，再用木棍撬下，用以制作狩獵和生活所需的石器、工具。溫度作用下巖石的崩解過(guò)程溫度作用下巖石的崩解過(guò)程 暴露于地表的山體巖石風(fēng)暴露于地表的山體巖石風(fēng)化崩解化崩解 l水在巖石裂隙中楔人、凍脹，也促使巖石崩解。水在巖石裂隙中楔人、凍脹，也促使巖

6、石崩解。 裂隙中的冰以及其他結(jié)晶體產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力引起的裂隙中的冰以及其他結(jié)晶體產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力引起的劈裂作用（除冰以外，硫酸鈣結(jié)晶體也有很強(qiáng)的膨脹作用）。一旦巖劈裂作用（除冰以外，硫酸鈣結(jié)晶體也有很強(qiáng)的膨脹作用）。一旦巖石中出現(xiàn)了細(xì)微裂隙，大氣降水就會(huì)滲入其中，水分的進(jìn)入或者會(huì)在石中出現(xiàn)了細(xì)微裂隙，大氣降水就會(huì)滲入其中，水分的進(jìn)入或者會(huì)在低溫時(shí)形成冰楔體沿裂縫兩側(cè)擠壓巖石，或者與巖石中的某些物質(zhì)反低溫時(shí)形成冰楔體沿裂縫兩側(cè)擠壓巖石，或者與巖石中的某些物質(zhì)反應(yīng)形成結(jié)晶膨脹體擠壓巖石，使巖石中原有的裂縫加寬、增長(zhǎng)，并為應(yīng)形成結(jié)晶膨脹體擠壓巖石，使巖石中原有的裂縫加寬、增長(zhǎng)，并為更多水分進(jìn)入巖體內(nèi)部創(chuàng)

7、造了條件，逐步使巖石風(fēng)化崩解。更多水分進(jìn)入巖體內(nèi)部創(chuàng)造了條件，逐步使巖石風(fēng)化崩解。冰晶體對(duì)巖石的劈裂破壞示意冰晶體對(duì)巖石的劈裂破壞示意 l其它的一些物理風(fēng)化作用：其它的一些物理風(fēng)化作用：l重力作用下的巖塊碎裂和搬運(yùn)過(guò)程中的碰撞、磨圓。在自重力作用下的巖塊碎裂和搬運(yùn)過(guò)程中的碰撞、磨圓。在自身重力作用下，在巖石的碎裂塊體從高處向山坡下方滾動(dòng)身重力作用下，在巖石的碎裂塊體從高處向山坡下方滾動(dòng)的過(guò)程中，在風(fēng)力及流水搬運(yùn)巖石碎裂塊體的過(guò)程中，巖的過(guò)程中，在風(fēng)力及流水搬運(yùn)巖石碎裂塊體的過(guò)程中，巖石的碎裂塊體之間或碎裂塊體與地面之間會(huì)不斷發(fā)生碰撞，石的碎裂塊體之間或碎裂塊體與地面之間會(huì)不斷發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程

8、中，巖石塊體會(huì)變得渾圓起來(lái)并進(jìn)一步破碎變小。碰撞過(guò)程中，巖石塊體會(huì)變得渾圓起來(lái)并進(jìn)一步破碎變小。l風(fēng)的剝蝕作用。季節(jié)風(fēng)的作用是干旱和半干旱地區(qū)地表巖風(fēng)的剝蝕作用。季節(jié)風(fēng)的作用是干旱和半干旱地區(qū)地表巖石風(fēng)化不可忽視的一個(gè)因素。風(fēng)力將崩裂的巖石碎塊從母石風(fēng)化不可忽視的一個(gè)因素。風(fēng)力將崩裂的巖石碎塊從母巖上剝離，同時(shí)又為風(fēng)化進(jìn)一步深入巖石深部創(chuàng)造了條件。巖上剝離，同時(shí)又為風(fēng)化進(jìn)一步深入巖石深部創(chuàng)造了條件。l巖體因卸荷而引起的膨脹崩解。隨著上覆巖石不斷被風(fēng)化巖體因卸荷而引起的膨脹崩解。隨著上覆巖石不斷被風(fēng)化剝蝕，原來(lái)處于地層深處的巖體距地表面愈來(lái)愈近，上覆剝蝕，原來(lái)處于地層深處的巖體距地表面愈來(lái)愈近，

9、上覆重力愈來(lái)愈小，在重力卸荷作用下，巖體會(huì)產(chǎn)生明顯上彈，重力愈來(lái)愈小，在重力卸荷作用下，巖體會(huì)產(chǎn)生明顯上彈，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)產(chǎn)生卸荷裂隙。嚴(yán)重時(shí)就會(huì)產(chǎn)生卸荷裂隙。1.化學(xué)風(fēng)作用是什么？化學(xué)風(fēng)作用是什么？l化學(xué)風(fēng)化作用是指巖石在水和各種水溶液的作用下所引起的破壞化學(xué)風(fēng)化作用是指巖石在水和各種水溶液的作用下所引起的破壞作用。這種作用不僅使巖石在塊體大小上發(fā)生變化，更重要的是作用。這種作用不僅使巖石在塊體大小上發(fā)生變化，更重要的是使巖石成分發(fā)生變化。使巖石成分發(fā)生變化。l化學(xué)風(fēng)化作用是風(fēng)化作用中的另外一種類(lèi)型，這類(lèi)風(fēng)化作用的結(jié)化學(xué)風(fēng)化作用是風(fēng)化作用中的另外一種類(lèi)型，這類(lèi)風(fēng)化作用的結(jié)果不僅僅改變了原有巖石的

10、連續(xù)性和完整性，而且在改變巖石物果不僅僅改變了原有巖石的連續(xù)性和完整性，而且在改變巖石物質(zhì)狀態(tài)的同時(shí)改變了巖石中原有的礦物成分。我們將一切改變了質(zhì)狀態(tài)的同時(shí)改變了巖石中原有的礦物成分。我們將一切改變了巖石中原有礦物成分的風(fēng)化作用統(tǒng)稱(chēng)為化學(xué)風(fēng)化作用。水引起的巖石中原有礦物成分的風(fēng)化作用統(tǒng)稱(chēng)為化學(xué)風(fēng)化作用。水引起的礦物溶解、再結(jié)晶、水化、水解以及大氣引起的氧化、碳酸化、礦物溶解、再結(jié)晶、水化、水解以及大氣引起的氧化、碳酸化、硫酸化等，均會(huì)使原有的巖石礦物成分發(fā)生改變，并產(chǎn)生新礦物，硫酸化等，均會(huì)使原有的巖石礦物成分發(fā)生改變，并產(chǎn)生新礦物，這類(lèi)風(fēng)化作用都屬于化學(xué)風(fēng)化作用。即化學(xué)風(fēng)化是質(zhì)變風(fēng)化、是這類(lèi)

11、風(fēng)化作用都屬于化學(xué)風(fēng)化作用。即化學(xué)風(fēng)化是質(zhì)變風(fēng)化、是改變?cè)瓉?lái)巖石的物質(zhì)成分的風(fēng)化作用。改變?cè)瓉?lái)巖石的物質(zhì)成分的風(fēng)化作用。2.化學(xué)風(fēng)化作用的類(lèi)型化學(xué)風(fēng)化作用的類(lèi)型l 同物理風(fēng)化作用一樣，化學(xué)風(fēng)化作用也可被細(xì)分為若干類(lèi)型，同物理風(fēng)化作用一樣，化學(xué)風(fēng)化作用也可被細(xì)分為若干類(lèi)型，其中常見(jiàn)的有以下類(lèi)型：水化作用、氧化作用、碳酸鹽化作用及其中常見(jiàn)的有以下類(lèi)型：水化作用、氧化作用、碳酸鹽化作用及溶解作用等。溶解作用等。l1 水的作用水的作用l 水的風(fēng)化作用可細(xì)分為水化作用、水解作用、溶解溶蝕和再水的風(fēng)化作用可細(xì)分為水化作用、水解作用、溶解溶蝕和再結(jié)晶作用。結(jié)晶作用。l（1）水化作用）水化作用l 水化作用。水

12、化作用是水和某種礦物結(jié)合，這種作用可使巖石水化作用。水化作用是水和某種礦物結(jié)合，這種作用可使巖石因體積膨脹而招致，例如：因體積膨脹而招致，例如： （石膏遇水變成二水石膏）（石膏遇水變成二水石膏） （芒硝）（芒硝）l(2)氧化作用。這種作用是氧和水的聯(lián)合作用，對(duì)氧化亞鐵、硫氧化作用。這種作用是氧和水的聯(lián)合作用，對(duì)氧化亞鐵、硫化物、碳酸鹽類(lèi)礦物表現(xiàn)比較突出。例如：化物、碳酸鹽類(lèi)礦物表現(xiàn)比較突出。例如： （黃鐵礦）（黃鐵礦） (硫酸亞鐵硫酸亞鐵) (硫酸硫酸) 黃鐵礦風(fēng)化后產(chǎn)生的硫酸對(duì)混凝土起腐蝕破壞作用。黃鐵礦風(fēng)化后產(chǎn)生的硫酸對(duì)混凝土起腐蝕破壞作用。 (3)碳酸鹽化作用碳酸鹽化作用.指巖石在二氧化

13、碳和水的作用下形成碳酸鹽化指巖石在二氧化碳和水的作用下形成碳酸鹽化合物。例如：合物。例如：4KAISi308+2C02+4H20Al4(Si4010) (OH)8+8Si02+2K2 （正長(zhǎng)石）（正長(zhǎng)石） （高嶺土）（高嶺土）C03 OHCaSOOHCaSO242422OHSONaOHSONa242242101023223)(HCOCaCOOHCaCO (4)溶解作用自然界的水能直接溶解巖石使巖石破壞，例如：溶解作用自然界的水能直接溶解巖石使巖石破壞，例如：（重碳酸鈣）（重碳酸鈣）碳酸鈣變成重碳酸鈣后，被水溶解帶走，結(jié)果石灰?guī)r便形成溶洞碳酸鈣變成重碳酸鈣后，被水溶解帶走，結(jié)果石灰?guī)r便形成溶洞。

14、五顏六色溶洞五顏六色溶洞l 3生物風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用l生物風(fēng)化作用是指巖石由生物活動(dòng)所引起的破壞作用。這種破壞作用包括生物風(fēng)化作用是指巖石由生物活動(dòng)所引起的破壞作用。這種破壞作用包括機(jī)械的作用（例如植物的根在巖石裂縫中生長(zhǎng)，像楔子一樣劈裂巖石）和機(jī)械的作用（例如植物的根在巖石裂縫中生長(zhǎng)，像楔子一樣劈裂巖石）和化學(xué)作用（例如生物新陳代謝所析出的碳酸、硝酸及有機(jī)酸等對(duì)巖石的破化學(xué)作用（例如生物新陳代謝所析出的碳酸、硝酸及有機(jī)酸等對(duì)巖石的破壞作用）兩種。壞作用）兩種。 根劈作用根劈作用 微生物對(duì)巖石的腐蝕微生物對(duì)巖石的腐蝕 l應(yīng)該指出，人類(lèi)的工程活動(dòng)對(duì)巖石的風(fēng)化也產(chǎn)生一定的影響，例如：基槽應(yīng)該指出

15、，人類(lèi)的工程活動(dòng)對(duì)巖石的風(fēng)化也產(chǎn)生一定的影響，例如：基槽或邊坡的開(kāi)挖使巖石的新鮮面暴露，爆破使巖石在一定的深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙，或邊坡的開(kāi)挖使巖石的新鮮面暴露，爆破使巖石在一定的深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙，這些都對(duì)巖石的風(fēng)化起促進(jìn)作用。工業(yè)廢水中的化學(xué)物質(zhì)也對(duì)巖石起破壞這些都對(duì)巖石的風(fēng)化起促進(jìn)作用。工業(yè)廢水中的化學(xué)物質(zhì)也對(duì)巖石起破壞作用。作用。l在自然界中，各種巖石風(fēng)化作用不是單獨(dú)進(jìn)行的，而是互相聯(lián)在自然界中，各種巖石風(fēng)化作用不是單獨(dú)進(jìn)行的，而是互相聯(lián)系并同時(shí)存在的。在不同地區(qū)有主次之分而已，系并同時(shí)存在的。在不同地區(qū)有主次之分而已，巖石的礦物成巖石的礦物成分是影響巖石風(fēng)化的決定因素。分是影響巖石風(fēng)化的決定因素

16、。l結(jié)果表明，結(jié)果表明，最穩(wěn)定的最穩(wěn)定的如石英、白云母；如石英、白云母；穩(wěn)定的穩(wěn)定的如正長(zhǎng)石、方解如正長(zhǎng)石、方解石、白云石；石、白云石；稍穩(wěn)定的稍穩(wěn)定的如角閃石、輝石如角閃石、輝石，不穩(wěn)定的，不穩(wěn)定的如斜長(zhǎng)石、黑云母、黃鐵礦。如斜長(zhǎng)石、黑云母、黃鐵礦。因此，一般深色巖石的風(fēng)化快于淺色巖石；含有較多不穩(wěn)定礦物的巖石較因此，一般深色巖石的風(fēng)化快于淺色巖石；含有較多不穩(wěn)定礦物的巖石較易易風(fēng)化。另外，多種礦物的巖石，其風(fēng)化一般快于單礦物的巖石。風(fēng)化。另外，多種礦物的巖石，其風(fēng)化一般快于單礦物的巖石。最穩(wěn)定的最穩(wěn)定的 石英、白云母石英、白云母等等穩(wěn)定的穩(wěn)定的 角閃石、輝石等角閃石、輝石等不穩(wěn)定的不穩(wěn)定的

17、 斜長(zhǎng)石、黑云母、黃鐵礦等斜長(zhǎng)石、黑云母、黃鐵礦等 5.1.2巖石風(fēng)化程度的劃分和防止風(fēng)化的措施巖石風(fēng)化程度的劃分和防止風(fēng)化的措施巖石風(fēng)化后的強(qiáng)度顯著降低，風(fēng)化愈強(qiáng)烈強(qiáng)度降低幅度愈大為了在工程設(shè)巖石風(fēng)化后的強(qiáng)度顯著降低，風(fēng)化愈強(qiáng)烈強(qiáng)度降低幅度愈大為了在工程設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施和確定巖石地基承載力，根據(jù)我國(guó)計(jì)中采取相應(yīng)的措施和確定巖石地基承載力，根據(jù)我國(guó)巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）年版）(GB50021-2001)規(guī)定，巖石風(fēng)化程度可分為未風(fēng)化、微風(fēng)規(guī)定，巖石風(fēng)化程度可分為未風(fēng)化、微風(fēng)化、中等風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化化、中等風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化5種，見(jiàn)表種，見(jiàn)表4-1（課本（課本

18、94頁(yè)）。頁(yè)）。風(fēng)化程度風(fēng)化程度野野外外特特征征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)波波速速比比風(fēng)化系數(shù)風(fēng)化系數(shù)未未風(fēng)風(fēng)化化巖質(zhì)新鮮，偶見(jiàn)風(fēng)化痕跡巖質(zhì)新鮮，偶見(jiàn)風(fēng)化痕跡0.91.00.91.0微微風(fēng)風(fēng)化化結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色，有結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色，有少量風(fēng)化裂隙少量風(fēng)化裂隙0.80.90.80.9中中等等風(fēng)風(fēng)化化結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖動(dòng)，巖芯鉆方可鉆進(jìn)巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖動(dòng)，巖芯鉆方可鉆進(jìn)0.6.080.40.8強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化化結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著

19、變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用鎬可以挖動(dòng)，干鉆不易鉆進(jìn)巖體破碎，用鎬可以挖動(dòng)，干鉆不易鉆進(jìn)0.40.60.4全全風(fēng)風(fēng)化化結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，用鎬可結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，用鎬可挖，干鉆可鉆進(jìn)挖，干鉆可鉆進(jìn)0.20.4殘殘積積土土組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易挖掘，組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易挖掘，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性0.2 工程中防止巖石風(fēng)化的措施有以下幾種。工程中防止巖石風(fēng)化的措施有以下幾種。l(1)覆蓋防止風(fēng)化營(yíng)力入侵的材料覆蓋防止風(fēng)化營(yíng)力入侵的材料l為防止水

20、和空氣侵入巖石，可用瀝青、三合土、粘土以及噴射水泥漿或石砌為防止水和空氣侵入巖石，可用瀝青、三合土、粘土以及噴射水泥漿或石砌護(hù)墻來(lái)覆蓋巖石表面。施工時(shí)先將巖石表面已風(fēng)化的部分清除，然后在新鮮護(hù)墻來(lái)覆蓋巖石表面。施工時(shí)先將巖石表面已風(fēng)化的部分清除，然后在新鮮巖面上進(jìn)行覆蓋。為防止溫度變化對(duì)巖石的影響，可在其上鋪一層粘土或砂，巖面上進(jìn)行覆蓋。為防止溫度變化對(duì)巖石的影響，可在其上鋪一層粘土或砂，其厚度應(yīng)超過(guò)年溫度影響深度的其厚度應(yīng)超過(guò)年溫度影響深度的5lOcm，此方法主要起隔絕作用。，此方法主要起隔絕作用。 (2)灌注膠結(jié)和防水材料灌注膠結(jié)和防水材料 將水泥、水玻璃、瀝青或粘土漿通過(guò)高壓將其灌入巖石

21、的裂隙內(nèi)及噴射于將水泥、水玻璃、瀝青或粘土漿通過(guò)高壓將其灌入巖石的裂隙內(nèi)及噴射于表面，不僅能起到隔絕作用，而且能提高巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。表面，不僅能起到隔絕作用，而且能提高巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 (3)加強(qiáng)排水加強(qiáng)排水 水是巖石風(fēng)化的主要因素之一，將巖石與水隔絕能減少巖石的風(fēng)化速度。水是巖石風(fēng)化的主要因素之一，將巖石與水隔絕能減少巖石的風(fēng)化速度。在實(shí)際工程中，為防止基巖的風(fēng)化，特別是容易風(fēng)化的巖石如泥巖、頁(yè)巖在實(shí)際工程中，為防止基巖的風(fēng)化，特別是容易風(fēng)化的巖石如泥巖、頁(yè)巖及片巖等，特意不將基坑或路塹底部挖至所設(shè)計(jì)的深度，直到封閉基坑的及片巖等，特意不將基坑或路塹底部挖至所設(shè)計(jì)的深度，直到封閉基坑

22、的施工前才挖至設(shè)計(jì)深度施工前才挖至設(shè)計(jì)深度。l什么是殘積土？什么是殘積土？ l巖石風(fēng)化后產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)，一部分被風(fēng)和巖石風(fēng)化后產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)，一部分被風(fēng)和大氣降水帶走；另一部分殘留在原地，這種大氣降水帶走；另一部分殘留在原地，這種殘留在原地的巖石風(fēng)化碎屑物稱(chēng)為殘積土。殘留在原地的巖石風(fēng)化碎屑物稱(chēng)為殘積土。l分布：分布：l殘積土主要分布在巖石暴露于地表而受到強(qiáng)殘積土主要分布在巖石暴露于地表而受到強(qiáng)烈風(fēng)化作用的山區(qū)、丘陵、及剝蝕平原。烈風(fēng)化作用的山區(qū)、丘陵、及剝蝕平原。l特征：特征：l殘積土從地表向深處顆粒由細(xì)變粗，一般不殘積土從地表向深處顆粒由細(xì)變粗，一般不具層理，碎塊呈棱角狀，土質(zhì)不均，具較大

23、具層理，碎塊呈棱角狀，土質(zhì)不均，具較大孔隙，厚度在山坡頂部較薄，低洼處較厚?？紫?，厚度在山坡頂部較薄，低洼處較厚。殘積土與它下面的母巖之間無(wú)而是逐漸過(guò)渡殘積土與它下面的母巖之間無(wú)而是逐漸過(guò)渡的，其成分與母巖成分及所受風(fēng)化作用的類(lèi)的，其成分與母巖成分及所受風(fēng)化作用的類(lèi)型有密切的關(guān)系。例如：酸性巖漿巖地區(qū)的型有密切的關(guān)系。例如：酸性巖漿巖地區(qū)的殘積土中，除含有由長(zhǎng)石等礦物分解的粘土殘積土中，除含有由長(zhǎng)石等礦物分解的粘土礦物外，常以富含石英顆粒的砂土為其特征；礦物外，常以富含石英顆粒的砂土為其特征；石灰?guī)r風(fēng)化形成的殘積土則多為含石灰?guī)r碎石灰?guī)r風(fēng)化形成的殘積土則多為含石灰?guī)r碎石的紅色或黃褐色的鈣質(zhì)粘性

24、土（如云貴高石的紅色或黃褐色的鈣質(zhì)粘性土（如云貴高原分布的紅粘土）。原分布的紅粘土）。云貴高原里的紅黏土云貴高原里的紅黏土殘積土與工程建設(shè)殘積土與工程建設(shè)殘積土由于山區(qū)原始地形變化較大和巖石風(fēng)化程度殘積土由于山區(qū)原始地形變化較大和巖石風(fēng)化程度不一，厚度變化很大（貴州省某單位職工住宅地勘資料顯示，在不一，厚度變化很大（貴州省某單位職工住宅地勘資料顯示，在一個(gè)單元內(nèi)，有的地方巖石已露頭，而有的地方巖石深達(dá)一個(gè)單元內(nèi)，有的地方巖石已露頭，而有的地方巖石深達(dá)llm)，因而在其平面及空間上，分布很不均勻。因而在其平面及空間上，分布很不均勻。因此在殘積土上進(jìn)行工因此在殘積土上進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，要特別注意地基

25、土的不均勻性。程建設(shè)時(shí)，要特別注意地基土的不均勻性。當(dāng)殘積土由巖塊、碎當(dāng)殘積土由巖塊、碎屑等組成時(shí)，施工開(kāi)挖應(yīng)考慮邊坡的穩(wěn)定性。如果殘積土的厚度屑等組成時(shí)，施工開(kāi)挖應(yīng)考慮邊坡的穩(wěn)定性。如果殘積土的厚度不大，最好是將其清除，將基礎(chǔ)直接放置在基巖（連續(xù)于地殼內(nèi)不大，最好是將其清除，將基礎(chǔ)直接放置在基巖（連續(xù)于地殼內(nèi)部的很厚的基本巖層稱(chēng)為基巖）上，因巖石的承載力高，在許多部的很厚的基本巖層稱(chēng)為基巖）上，因巖石的承載力高，在許多情況下將基礎(chǔ)放在基巖上反而更安仝經(jīng)濟(jì)，尤其是高層建筑。在情況下將基礎(chǔ)放在基巖上反而更安仝經(jīng)濟(jì)，尤其是高層建筑。在我國(guó)南部亞熱帶地區(qū)由石灰?guī)r經(jīng)強(qiáng)烈風(fēng)化而成的殘積紅粘土，其我國(guó)南部

26、亞熱帶地區(qū)由石灰?guī)r經(jīng)強(qiáng)烈風(fēng)化而成的殘積紅粘土，其承載力較高，壓縮性較低，是一種良好的地基。但應(yīng)注意由于土承載力較高，壓縮性較低，是一種良好的地基。但應(yīng)注意由于土層厚度不均勻而引起地基的不均勻沉降。層厚度不均勻而引起地基的不均勻沉降。5.2.1地表流水的地質(zhì)作用及坡積土、洪積土、沖地表流水的地質(zhì)作用及坡積土、洪積土、沖積土積土地表水地表水：分布在江河、湖泊、海洋內(nèi)的液態(tài)水，或在陸地上的冰雪稱(chēng)為地表水。：分布在江河、湖泊、海洋內(nèi)的液態(tài)水，或在陸地上的冰雪稱(chēng)為地表水。在陸地上有兩種地表水：一種是時(shí)有時(shí)無(wú)的，稱(chēng)為在陸地上有兩種地表水：一種是時(shí)有時(shí)無(wú)的，稱(chēng)為暫時(shí)流水暫時(shí)流水，如雨水、融雪水，如雨水、融雪

27、水及山洪急流；另一種是終年不息的稱(chēng)為及山洪急流；另一種是終年不息的稱(chēng)為長(zhǎng)期流水長(zhǎng)期流水，如江水、河水。，如江水、河水。地下水地下水:存在于地面以下土和巖石的孔隙、裂隙或溶洞中的水，稱(chēng)地下水。存在于地面以下土和巖石的孔隙、裂隙或溶洞中的水，稱(chēng)地下水。研究流水地質(zhì)作用及其相應(yīng)的堆積物具有重大意義，因?yàn)槲覈?guó)大部分城鎮(zhèn)和各研究流水地質(zhì)作用及其相應(yīng)的堆積物具有重大意義，因?yàn)槲覈?guó)大部分城鎮(zhèn)和各種工程建筑大多興建在流水堆積物上。種工程建筑大多興建在流水堆積物上。 5.2.1地表暫時(shí)流水的地質(zhì)作用及坡積土、洪積土地表暫時(shí)流水的地質(zhì)作用及坡積土、洪積土1雨水、溶雪水的地質(zhì)作用及坡積土雨水、溶雪水的地質(zhì)作用及坡積

28、土 雨水和溶雪水的地質(zhì)作用以沖刷作用為主，它們沿著斜坡面流動(dòng)，將地表的雨水和溶雪水的地質(zhì)作用以沖刷作用為主，它們沿著斜坡面流動(dòng)，將地表的碎屑物質(zhì)順斜坡向下搬運(yùn)或移動(dòng)。通常沖刷作用是在整個(gè)斜坡面上進(jìn)行的，就碎屑物質(zhì)順斜坡向下搬運(yùn)或移動(dòng)。通常沖刷作用是在整個(gè)斜坡面上進(jìn)行的，就像是把地面剝?nèi)ヒ粚右粯?，其結(jié)果是使地形逐漸變得平緩，并造成水土流失。像是把地面剝?nèi)ヒ粚右粯樱浣Y(jié)果是使地形逐漸變得平緩，并造成水土流失。沖刷作用在地表無(wú)植物覆蓋的情況下最強(qiáng)烈；在有茂密植物覆蓋的地面上，則沖刷作用在地表無(wú)植物覆蓋的情況下最強(qiáng)烈；在有茂密植物覆蓋的地面上，則不顯著。不顯著。高處的風(fēng)化碎屑物由于雨水或溶雪水的搬運(yùn)，

29、或者由于本身的重力作用，運(yùn)移高處的風(fēng)化碎屑物由于雨水或溶雪水的搬運(yùn)，或者由于本身的重力作用，運(yùn)移到坡下或山麓堆積而成的土，稱(chēng)為到坡下或山麓堆積而成的土，稱(chēng)為坡積土坡積土，如圖，如圖l坡積土坡積土l坡積土隨斜坡自上而下逐漸變緩，呈現(xiàn)由粗而細(xì)的分選作用。但由于每次雨、坡積土隨斜坡自上而下逐漸變緩，呈現(xiàn)由粗而細(xì)的分選作用。但由于每次雨、雪水搬運(yùn)能力不大，故無(wú)明顯區(qū)別，大小顆?；祀s，層理不明顯。雪水搬運(yùn)能力不大，故無(wú)明顯區(qū)別，大小顆?；祀s，層理不明顯。l坡積土與殘積土的區(qū)別：坡積土的礦物成分與下臥基巖沒(méi)有直接過(guò)度關(guān)系，坡積土與殘積土的區(qū)別：坡積土的礦物成分與下臥基巖沒(méi)有直接過(guò)度關(guān)系，這是與這是與殘積土

30、的明顯區(qū)別之處殘積土的明顯區(qū)別之處。l在坡積土上進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。在坡積土上進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。 1)下臥基巖表面的坡度及其形態(tài)下臥基巖表面的坡度及其形態(tài) 坡積土底部?jī)A斜度取決于基巖的傾斜度，而表面的傾斜度則與生成的時(shí)間有關(guān)，時(shí)間越坡積土底部?jī)A斜度取決于基巖的傾斜度，而表面的傾斜度則與生成的時(shí)間有關(guān)，時(shí)間越長(zhǎng)，搬運(yùn)、沉積在山坡下部的坡積土越厚，表面傾斜度就越小。故坡積土的厚度變化較長(zhǎng)，搬運(yùn)、沉積在山坡下部的坡積土越厚，表面傾斜度就越小。故坡積土的厚度變化較大，由幾厘米到一二十米，在斜坡較陡的地段厚度較薄，在坡腳地段堆積較厚。一般當(dāng)大，由幾厘米到一二十米，在斜坡

31、較陡的地段厚度較薄，在坡腳地段堆積較厚。一般當(dāng)斜坡的坡度越大時(shí)，坡腳堆積土的范圍越大。一般基巖表面的坡度越大，坡積土的穩(wěn)定斜坡的坡度越大時(shí)，坡腳堆積土的范圍越大。一般基巖表面的坡度越大，坡積土的穩(wěn)定性就越差。有時(shí)在地表很平緩的地區(qū)出現(xiàn)了坡積土滑動(dòng)的情況，這主要是由于下臥基巖性就越差。有時(shí)在地表很平緩的地區(qū)出現(xiàn)了坡積土滑動(dòng)的情況，這主要是由于下臥基巖表面的坡度較大的緣故。所以不能單憑地表的坡度來(lái)判斷坡積土的穩(wěn)定性。在山區(qū)?？杀砻娴钠露容^大的緣故。所以不能單憑地表的坡度來(lái)判斷坡積土的穩(wěn)定性。在山區(qū)常可遇到坡積土覆蓋在老的溝槽上，這種情況在溝槽的橫方向上，坡積土由于受到空間的限遇到坡積土覆蓋在老的溝

32、槽上，這種情況在溝槽的橫方向上，坡積土由于受到空間的限制而不易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而它的穩(wěn)定性主要取決于沿溝槽方向的基巖表面的坡度。下臥基制而不易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而它的穩(wěn)定性主要取決于沿溝槽方向的基巖表面的坡度。下臥基巖表面形態(tài)對(duì)巖表面形態(tài)對(duì)坡積土的穩(wěn)定性也有影響，如果基巖的表面凹凸不平或成階梯狀，則對(duì)坡積土的穩(wěn)定有坡積土的穩(wěn)定性也有影響，如果基巖的表面凹凸不平或成階梯狀，則對(duì)坡積土的穩(wěn)定有利。利。 2)坡積土本身的性質(zhì)坡積土本身的性質(zhì) 如坡積土含較多的粘土顆粒，雨季時(shí)它的含水量將大大增加，這不僅會(huì)使坡積如坡積土含較多的粘土顆粒，雨季時(shí)它的含水量將大大增加，這不僅會(huì)使坡積土的自重增大，而且還會(huì)使坡積土變得

33、稀濕，因而其穩(wěn)定性就大大降低。土的自重增大，而且還會(huì)使坡積土變得稀濕，因而其穩(wěn)定性就大大降低。 3)下臥基巖的性質(zhì)下臥基巖的性質(zhì) 如坡積土下的基巖是不透水或弱透水的巖石，滲人士中的水就會(huì)在坡積土中聚如坡積土下的基巖是不透水或弱透水的巖石，滲人士中的水就會(huì)在坡積土中聚集成地下水并沿基巖坡面向下運(yùn)動(dòng)，這對(duì)坡積土的穩(wěn)定性是不利的。如果下臥集成地下水并沿基巖坡面向下運(yùn)動(dòng)，這對(duì)坡積土的穩(wěn)定性是不利的。如果下臥基巖是遇水容易軟化的巖石（如泥巖、頁(yè)巖等），將更容易引起坡積土的滑動(dòng)。基巖是遇水容易軟化的巖石（如泥巖、頁(yè)巖等），將更容易引起坡積土的滑動(dòng)。4)坡積土的破壞情況坡積土的破壞情況如果坡積土的坡腳受水沖

34、刷或遭不合理的開(kāi)挖（如挖坡腳、挖方路基等），以如果坡積土的坡腳受水沖刷或遭不合理的開(kāi)挖（如挖坡腳、挖方路基等），以及在堆積土上不合理堆載等，都可使坡積土滑動(dòng)。及在堆積土上不合理堆載等，都可使坡積土滑動(dòng)。5)不均勻沉降問(wèn)題不均勻沉降問(wèn)題坡積土組成物質(zhì)粗細(xì)混雜，土質(zhì)不均勻，尤其是新近堆積的坡積土，土質(zhì)疏松，坡積土組成物質(zhì)粗細(xì)混雜，土質(zhì)不均勻，尤其是新近堆積的坡積土，土質(zhì)疏松，壓縮性較高，且坡積土的厚度多是不均勻的，因此在這種坡積土上修建建筑物壓縮性較高，且坡積土的厚度多是不均勻的，因此在這種坡積土上修建建筑物時(shí)應(yīng)注意不均勻沉降的問(wèn)題。如遇薄的坡積土?xí)r可以采用挖除的辦法。當(dāng)坡積時(shí)應(yīng)注意不均勻沉降的問(wèn)

35、題。如遇薄的坡積土?xí)r可以采用挖除的辦法。當(dāng)坡積土層較厚時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免開(kāi)挖，因?yàn)楹懿唤?jīng)濟(jì)。這種情況下可以考慮采用樁土層較厚時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免開(kāi)挖，因?yàn)楹懿唤?jīng)濟(jì)。這種情況下可以考慮采用樁基。根據(jù)一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)的情況下，坡積土可不進(jìn)行處理而作基。根據(jù)一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)的情況下，坡積土可不進(jìn)行處理而作為一般建筑物的地基。為一般建筑物的地基。2.山洪急流的地質(zhì)作用及洪積土山洪急流的地質(zhì)作用及洪積土 山洪急流是暴雨或驟然大量的融雪水形成的。山洪急流的流速和搬運(yùn)力都很是暴雨或驟然大量的融雪水形成的。山洪急流的流速和搬運(yùn)力都很大，它能沖刷巖石，形成大，它能沖刷巖石，形成沖溝，并能把大量

36、的碎屑物質(zhì)搬運(yùn)到溝口或山麓平原堆，并能把大量的碎屑物質(zhì)搬運(yùn)到溝口或山麓平原堆積成洪積土。積成洪積土。(1)沖溝沖溝形成的主要條件有形成的主要條件有:較陡的斜坡較陡的斜坡 斜坡由疏松的物質(zhì)構(gòu)成（如黃土、粘土等）斜坡由疏松的物質(zhì)構(gòu)成（如黃土、粘土等） 降水量多，尤其是多暴雨和驟然大量融雪水的地區(qū)容易形降水量多，尤其是多暴雨和驟然大量融雪水的地區(qū)容易形成沖溝。此外，斜坡上無(wú)植被覆蓋，人為地不合理的開(kāi)發(fā)，以及廢水排泄不當(dāng)?shù)瘸蓻_溝。此外，斜坡上無(wú)植被覆蓋，人為地不合理的開(kāi)發(fā)，以及廢水排泄不當(dāng)?shù)纫材艽龠M(jìn)沖溝的發(fā)生和發(fā)展。在我國(guó)黃土地區(qū)如甘肅、山西及陜西等地沖溝極為也能促進(jìn)沖溝的發(fā)生和發(fā)展。在我國(guó)黃土地區(qū)如

37、甘肅、山西及陜西等地沖溝極為發(fā)育。發(fā)育。l沖溝的發(fā)展階段沖溝的發(fā)展階段l(1)初始階段：在斜坡上出現(xiàn)不深的溝槽，流水開(kāi)始沿溝槽沖刷。初始階段：在斜坡上出現(xiàn)不深的溝槽，流水開(kāi)始沿溝槽沖刷。l(2)下切階段：沖溝強(qiáng)烈加深底部，并向上游伸展。溝壁幾乎直立，溝的縱剖下切階段：沖溝強(qiáng)烈加深底部，并向上游伸展。溝壁幾乎直立，溝的縱剖面為凸形。這階段沖溝發(fā)展最強(qiáng)烈，破壞性很大。面為凸形。這階段沖溝發(fā)展最強(qiáng)烈，破壞性很大。l(3)平衡階段：溝的縱剖面已較平緩，溝底破壞基本停止，溝壁的坡度變緩，平衡階段：溝的縱剖面已較平緩，溝底破壞基本停止，溝壁的坡度變緩，但溝的寬度仍在增加。但溝的寬度仍在增加。l(4)衰老階

38、段：溝底坡度平緩，溝谷寬闊，溝中的堆積物變厚，斜坡上有植物衰老階段：溝底坡度平緩，溝谷寬闊，溝中的堆積物變厚，斜坡上有植物覆蓋。覆蓋。 沖溝對(duì)建筑工程往往帶來(lái)許多困難和危害：如修建鐵路時(shí)常因沖溝的阻攔而只能進(jìn)行填方?jīng)_溝對(duì)建筑工程往往帶來(lái)許多困難和危害：如修建鐵路時(shí)常因沖溝的阻攔而只能進(jìn)行填方或架設(shè)跨越的橋梁；沖溝不斷增長(zhǎng)可能切斷已有線路，使交通中斷；在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)也會(huì)帶來(lái)困或架設(shè)跨越的橋梁；沖溝不斷增長(zhǎng)可能切斷已有線路，使交通中斷；在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)也會(huì)帶來(lái)困難。因此認(rèn)識(shí)和研究沖溝對(duì)總圖布置具有很大的意義。實(shí)踐證明，在山溝河爺修建水庫(kù)、谷坊，沖難。因此認(rèn)識(shí)和研究沖溝對(duì)總圖布置具有很大的意義。實(shí)

39、踐證明，在山溝河爺修建水庫(kù)、谷坊，沖壩淤地，攔蓄山洪和泥砂，這些措施有力地防止了沖溝的發(fā)展及水土流失。壩淤地，攔蓄山洪和泥砂，這些措施有力地防止了沖溝的發(fā)展及水土流失。l(2)洪積土洪積土 當(dāng)山洪急流攜帶大量石塊泥砂在山口以外的平緩地帶沉積下來(lái)便形成當(dāng)山洪急流攜帶大量石塊泥砂在山口以外的平緩地帶沉積下來(lái)便形成洪洪積土。積土。 當(dāng)山洪挾帶的大量石塊泥砂流出溝谷口后，因?yàn)榈貏?shì)開(kāi)闊，水流分散，當(dāng)山洪挾帶的大量石塊泥砂流出溝谷口后，因?yàn)榈貏?shì)開(kāi)闊，水流分散，搬運(yùn)力驟減，所搬運(yùn)的塊石、碎石及粗砂就首先在溝谷口大量堆積起來(lái)；而較搬運(yùn)力驟減，所搬運(yùn)的塊石、碎石及粗砂就首先在溝谷口大量堆積起來(lái)；而較細(xì)的物質(zhì)繼續(xù)

40、被流水搬運(yùn)至離溝谷口較遠(yuǎn)的地方，離谷口的距離越遠(yuǎn)，沉積的細(xì)的物質(zhì)繼續(xù)被流水搬運(yùn)至離溝谷口較遠(yuǎn)的地方，離谷口的距離越遠(yuǎn)，沉積的物質(zhì)越細(xì)。經(jīng)過(guò)多次洪水后，在山符口就堆積起錐形的洪積物，稱(chēng)為物質(zhì)越細(xì)。經(jīng)過(guò)多次洪水后，在山符口就堆積起錐形的洪積物，稱(chēng)為洪積扇。洪積扇。如圖如圖 l洪積土的特征洪積土的特征l（1）物質(zhì)大小混雜，分選性差，顆粒多帶有棱角。洪積扇頂部以粗大塊石）物質(zhì)大小混雜，分選性差，顆粒多帶有棱角。洪積扇頂部以粗大塊石為多；中部地帶顆粒變細(xì)，多為砂礫粘土交錯(cuò)；扇的邊緣則以粉砂和粘性土為多；中部地帶顆粒變細(xì)，多為砂礫粘土交錯(cuò)；扇的邊緣則以粉砂和粘性土為主。為主。l（2）洪積物質(zhì)隨近山到遠(yuǎn)山呈

41、現(xiàn)由粗到細(xì)的分選作用，但碎屑物履的磨圓）洪積物質(zhì)隨近山到遠(yuǎn)山呈現(xiàn)由粗到細(xì)的分選作用，但碎屑物履的磨圓度由于搬運(yùn)距離短而仍不佳。山洪大小交替的分選作用，常呈不規(guī)則的交錯(cuò)度由于搬運(yùn)距離短而仍不佳。山洪大小交替的分選作用，常呈不規(guī)則的交錯(cuò)層狀構(gòu)造，交錯(cuò)層狀構(gòu)造往往形成夾層、尖滅及透鏡體等產(chǎn)狀，如圖：層狀構(gòu)造，交錯(cuò)層狀構(gòu)造往往形成夾層、尖滅及透鏡體等產(chǎn)狀，如圖：l 用工程觀點(diǎn)評(píng)價(jià)洪積土，可把全區(qū)分為用工程觀點(diǎn)評(píng)價(jià)洪積土，可把全區(qū)分為3個(gè)工程地質(zhì)分帶，如個(gè)工程地質(zhì)分帶，如圖圖l(1)靠近山區(qū)地帶（靠近山區(qū)地帶（I帶）。土層為較粗的碎屑土，地勢(shì)高，地下水位低，地基帶）。土層為較粗的碎屑土，地勢(shì)高，地下水位

42、低，地基承載力較高，土質(zhì)較均勻，故是良好的天然地基。承載力較高，土質(zhì)較均勻，故是良好的天然地基。 (2)離山區(qū)遠(yuǎn)的（前沿）地帶（離山區(qū)遠(yuǎn)的（前沿）地帶（帶）。土層雖為粉土、粘土顆粒組成，但由帶）。土層雖為粉土、粘土顆粒組成，但由于形成過(guò)程中受到周期性干燥，土粒被析出的可溶性鹽類(lèi)所膠結(jié)而較堅(jiān)硬，承載于形成過(guò)程中受到周期性干燥，土粒被析出的可溶性鹽類(lèi)所膠結(jié)而較堅(jiān)硬，承載力較高，也是較好的力較高，也是較好的 (3)中間過(guò)渡地帶。由于受前沿地帶細(xì)顆粒土的影響，在此地常有地下水溢出，中間過(guò)渡地帶。由于受前沿地帶細(xì)顆粒土的影響，在此地常有地下水溢出，有時(shí)還形成沼澤地帶，故土質(zhì)稀軟而承載力較低，有時(shí)還形成沼

43、澤地帶，故土質(zhì)稀軟而承載力較低， 對(duì)工程建設(shè)不利。對(duì)工程建設(shè)不利。 5.2.2河流的地質(zhì)作用及沖積土河流的地質(zhì)作用及沖積土 河流是改變陸地地形的最主要的地質(zhì)作用之一河流是改變陸地地形的最主要的地質(zhì)作用之一。河流不斷地對(duì)。河流不斷地對(duì)巖石進(jìn)行破壞，并把破壞后的物質(zhì)搬運(yùn)到海洋或陸地的低洼地區(qū)堆巖石進(jìn)行破壞，并把破壞后的物質(zhì)搬運(yùn)到海洋或陸地的低洼地區(qū)堆積起來(lái)。積起來(lái)。河流的地質(zhì)作用主要決定于河水的流速和流量。河流的地質(zhì)作用主要決定于河水的流速和流量。由于流速、由于流速、流量的變化，河流表現(xiàn)出流量的變化，河流表現(xiàn)出侵蝕侵蝕、搬運(yùn)搬運(yùn)和和沉積沉積3種性質(zhì)不同但又相互種性質(zhì)不同但又相互關(guān)聯(lián)的地質(zhì)作用。關(guān)聯(lián)

44、的地質(zhì)作用。l 1河流的侵蝕作用河流的侵蝕作用l侵蝕作用侵蝕作用:指河水沖刷河床，使巖石發(fā)生破壞的作用。指河水沖刷河床，使巖石發(fā)生破壞的作用。l破壞的方式有破壞的方式有：水流沖擊巖石，使巖石破碎（：水流沖擊巖石，使巖石破碎（沖蝕沖蝕）；河水所夾）；河水所夾帶的泥、砂、礫石等在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中摩擦破壞河床（帶的泥、砂、礫石等在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中摩擦破壞河床（磨蝕磨蝕）；河）；河水在流動(dòng)的過(guò)程中溶解巖石（水在流動(dòng)的過(guò)程中溶解巖石（溶蝕溶蝕）。）。l 河流的侵蝕作用依照侵蝕作用的方向又可分為河流的侵蝕作用依照侵蝕作用的方向又可分為垂直侵蝕垂直侵蝕和和側(cè)方側(cè)方侵蝕侵蝕兩種。兩種。l（1）垂直侵蝕）垂直侵蝕l在坡

45、度較陡、流速較大的情況下，河流向下切割能使河床底部逐漸加深，這在坡度較陡、流速較大的情況下，河流向下切割能使河床底部逐漸加深，這種侵蝕在河流上游地區(qū)表現(xiàn)得很顯著。種侵蝕在河流上游地區(qū)表現(xiàn)得很顯著。l在向下切割的同時(shí)，河流并向河源方向發(fā)展，縮小和破壞分水嶺。這種作用在向下切割的同時(shí)，河流并向河源方向發(fā)展，縮小和破壞分水嶺。這種作用稱(chēng)為稱(chēng)為向源侵蝕向源侵蝕。l垂直侵蝕不能無(wú)止境地發(fā)展下去，它有一定的垂直侵蝕不能無(wú)止境地發(fā)展下去，它有一定的侵蝕界限侵蝕界限，垂直侵蝕的界限面，垂直侵蝕的界限面稱(chēng)為稱(chēng)為侵蝕基準(zhǔn)面侵蝕基準(zhǔn)面，如圖，如圖5.6所示。它是河流所流入的水體的水面。能維持搬運(yùn)所示。它是河流所流入

46、的水體的水面。能維持搬運(yùn)的物質(zhì)而無(wú)力再向下切割。地球上大多數(shù)河流流人海，它們的侵蝕基準(zhǔn)面是的物質(zhì)而無(wú)力再向下切割。地球上大多數(shù)河流流人海，它們的侵蝕基準(zhǔn)面是海平面。河流僅河口部分能達(dá)到侵蝕基準(zhǔn)面，其余部分只能侵蝕成高出海平海平面。河流僅河口部分能達(dá)到侵蝕基準(zhǔn)面，其余部分只能侵蝕成高出海平面的平滑和緩的曲線，因?yàn)楹哟策_(dá)到一定的坡度后，水流的能力僅能維持面的平滑和緩的曲線，因?yàn)楹哟策_(dá)到一定的坡度后，水流的能力僅能維持 搬運(yùn)的物質(zhì)而無(wú)力再向下切割。搬運(yùn)的物質(zhì)而無(wú)力再向下切割。l側(cè)方侵蝕側(cè)方侵蝕l在流水速度較小或河道彎曲時(shí)，流水沖刷兩岸，則形成側(cè)方侵蝕。這種侵蝕在流水速度較小或河道彎曲時(shí)，流水沖刷兩岸

47、，則形成側(cè)方侵蝕。這種侵蝕能使河床逐漸加寬。河水在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中橫向環(huán)流作用，是促使河流產(chǎn)生側(cè)蝕能使河床逐漸加寬。河水在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中橫向環(huán)流作用，是促使河流產(chǎn)生側(cè)蝕的經(jīng)常性因素。的經(jīng)常性因素。l此外，如河水受支流或支溝排泄的洪積物及其他重力堆積物的障礙頂托，致此外，如河水受支流或支溝排泄的洪積物及其他重力堆積物的障礙頂托，致使主流流向發(fā)生改變，引起對(duì)岸產(chǎn)生局部沖刷，這也是一種在特殊條件下產(chǎn)使主流流向發(fā)生改變，引起對(duì)岸產(chǎn)生局部沖刷，這也是一種在特殊條件下產(chǎn)生的河流側(cè)蝕現(xiàn)象。在天然河道上能形成橫向環(huán)流的地方很多，但在河灣部生的河流側(cè)蝕現(xiàn)象。在天然河道上能形成橫向環(huán)流的地方很多，但在河灣部分最為顯著分最為

48、顯著圖圖5.7(a)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的河水進(jìn)入河灣后，由于受離心力的作用，表。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的河水進(jìn)入河灣后，由于受離心力的作用，表層流束以很大的流速?zèng)_向凹岸，產(chǎn)生強(qiáng)烈沖刷，使凹岸岸壁不斷坍塌后退，層流束以很大的流速?zèng)_向凹岸，產(chǎn)生強(qiáng)烈沖刷，使凹岸岸壁不斷坍塌后退，并將沖刷下來(lái)的碎屑物質(zhì)由底層流束帶向凸岸堆積下來(lái)并將沖刷下來(lái)的碎屑物質(zhì)由底層流束帶向凸岸堆積下來(lái)圖圖5.7(b)。由于橫向。由于橫向環(huán)流的作用，使凹岸不斷受到強(qiáng)烈沖刷，凸岸不斷發(fā)生堆積，結(jié)果使河灣的環(huán)流的作用，使凹岸不斷受到強(qiáng)烈沖刷，凸岸不斷發(fā)生堆積，結(jié)果使河灣的曲率增大，并受縱向流的影響，使河灣逐漸向下游移動(dòng)，因而導(dǎo)致河床發(fā)生曲率增大，并受縱向流的

49、影響，使河灣逐漸向下游移動(dòng)，因而導(dǎo)致河床發(fā)生平面擺動(dòng)。這樣天長(zhǎng)日久，整個(gè)河床就被河水的側(cè)蝕作用逐漸地拓寬。通常平面擺動(dòng)。這樣天長(zhǎng)日久，整個(gè)河床就被河水的側(cè)蝕作用逐漸地拓寬。通常側(cè)方侵蝕是和垂直侵蝕同時(shí)進(jìn)行的，但在垂直侵蝕十分強(qiáng)烈的情況下，側(cè)方側(cè)方侵蝕是和垂直侵蝕同時(shí)進(jìn)行的，但在垂直侵蝕十分強(qiáng)烈的情況下，側(cè)方侵蝕不十分明顯。隨著垂直侵蝕的減弱，擴(kuò)展河床的側(cè)方侵蝕就很明顯，甚侵蝕不十分明顯。隨著垂直侵蝕的減弱，擴(kuò)展河床的側(cè)方侵蝕就很明顯，甚至在垂直侵蝕完全停止的時(shí)候側(cè)方侵蝕還仍然在繼續(xù)。至在垂直侵蝕完全停止的時(shí)候側(cè)方侵蝕還仍然在繼續(xù)。l 河水侵蝕常造成下述結(jié)果河水侵蝕常造成下述結(jié)果l 1)形成河谷

50、形成河谷 河流的流水切入地殼的槽形凹地叫做河谷。河流的流水切入地殼的槽形凹地叫做河谷。l河谷在多數(shù)情況下都是河谷在多數(shù)情況下都是由于流水的侵蝕作用形成的由于流水的侵蝕作用形成的。大多數(shù)的河谷都有河漫。大多數(shù)的河谷都有河漫灘及河岸階地等地貌單元（圖灘及河岸階地等地貌單元（圖5.8）。河谷的形態(tài)由于侵蝕作用的強(qiáng)弱變化及）。河谷的形態(tài)由于侵蝕作用的強(qiáng)弱變化及兩岸巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造的不同，在上游、中游和下游地區(qū)是不一樣的。兩岸巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造的不同，在上游、中游和下游地區(qū)是不一樣的。在上游地區(qū)在上游地區(qū)，由于坡度陡，流速大，垂直侵蝕作用強(qiáng)，河谷多成深狹的，由于坡度陡，流速大，垂直侵蝕作用強(qiáng)，河谷

51、多成深狹的“v，字形，即所謂的峽谷。在字形，即所謂的峽谷。在“V”字形斷面的情況下，水位容易高漲，因而有字形斷面的情況下，水位容易高漲，因而有破壞性的急流。在這種地區(qū)宜于修建水電站，利用水能來(lái)發(fā)電。破壞性的急流。在這種地區(qū)宜于修建水電站，利用水能來(lái)發(fā)電。在中游地區(qū)在中游地區(qū)，一般兩岸受側(cè)方侵蝕作用的沖刷較強(qiáng)，因而河谷斜坡的形狀比較開(kāi)展，谷底一般兩岸受側(cè)方侵蝕作用的沖刷較強(qiáng)，因而河谷斜坡的形狀比較開(kāi)展，谷底比較寬闊，成比較寬闊，成“U”字形河谷。卵石、礫石多分布在此寬谷地區(qū)字形河谷。卵石、礫石多分布在此寬谷地區(qū),該區(qū)適宜于該區(qū)適宜于修建水庫(kù)。修建水庫(kù)。l 在下游地區(qū)，沖刷作用弱而沉積作用強(qiáng)在下游

52、地區(qū)，沖刷作用弱而沉積作用強(qiáng),河谷開(kāi)展河谷開(kāi)展,形成寬廣的平谷。形成寬廣的平谷。泥砂類(lèi)的沉積物多，成廣大平原，洪水容易泛，應(yīng)注意防洪。泥砂類(lèi)的沉積物多，成廣大平原，洪水容易泛，應(yīng)注意防洪。 l 河谷的形狀除寬狹之外，尚有對(duì)稱(chēng)河谷和不對(duì)稱(chēng)河谷，以及階梯狀的河谷的形狀除寬狹之外，尚有對(duì)稱(chēng)河谷和不對(duì)稱(chēng)河谷，以及階梯狀的河谷。若按照成因、地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，還有其他種種名稱(chēng)河谷。若按照成因、地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，還有其他種種名稱(chēng)。蟾蜍河谷蟾蜍河谷,加拿大加拿大塔西河塔西河谷谷圣地河谷圣地河谷l2)河流的蛇曲和改道河流的蛇曲和改道l 當(dāng)河流的垂直侵蝕減弱時(shí)，側(cè)方侵蝕就明顯表現(xiàn)出來(lái)。天然河道本身就有當(dāng)河流的

53、垂直侵蝕減弱時(shí)，側(cè)方侵蝕就明顯表現(xiàn)出來(lái)。天然河道本身就有彎曲。在河道彎曲處，河水最大流速的水流就直接指向河的凹岸，使凹岸沖彎曲。在河道彎曲處，河水最大流速的水流就直接指向河的凹岸，使凹岸沖刷破壞，同時(shí)河水又將凹岸沖刷下來(lái)的物質(zhì)搬運(yùn)到凸岸處堆積起來(lái)。這樣凹刷破壞，同時(shí)河水又將凹岸沖刷下來(lái)的物質(zhì)搬運(yùn)到凸岸處堆積起來(lái)。這樣凹岸被侵蝕，不斷向后退，凸岸被堆積，不斷向前發(fā)展，河道的彎曲就逐漸增岸被侵蝕，不斷向后退，凸岸被堆積，不斷向前發(fā)展，河道的彎曲就逐漸增大，在前一個(gè)彎曲剛剛結(jié)束的地方，又能產(chǎn)生另一個(gè)彎曲，最后河流就變成大，在前一個(gè)彎曲剛剛結(jié)束的地方，又能產(chǎn)生另一個(gè)彎曲，最后河流就變成彎彎曲曲的蛇曲形

54、狀（圖彎彎曲曲的蛇曲形狀（圖5.9）。）。河流的發(fā)展有時(shí)使兩個(gè)河流的發(fā)展有時(shí)使兩個(gè)河彎比較接近，洪水時(shí)河彎比較接近，洪水時(shí)河水的強(qiáng)烈沖刷終于使河水的強(qiáng)烈沖刷終于使兩個(gè)河彎連通，河流便兩個(gè)河彎連通，河流便裁彎取直，改道而行。裁彎取直，改道而行。河流改道后，老河床由河流改道后，老河床由于沖積物的逐漸填塞以于沖積物的逐漸填塞以及植物的生長(zhǎng)，形成彎及植物的生長(zhǎng)，形成彎月形的湖泊，稱(chēng)為牛軛月形的湖泊，稱(chēng)為牛軛湖。牛軛湖干涸后便成湖。牛軛湖干涸后便成為沼澤，如圖為沼澤，如圖5.10所示。所示。彎曲而美麗的河流彎曲而美麗的河流 2河流的搬運(yùn)作用l 河流的搬運(yùn)作用是河水把沖刷下來(lái)的物質(zhì)搬運(yùn)到其他的地方河流的搬

55、運(yùn)作用是河水把沖刷下來(lái)的物質(zhì)搬運(yùn)到其他的地方，例如，把沖刷下來(lái)的物質(zhì)從上游搬運(yùn)到中游或下游，從陸地搬例如，把沖刷下來(lái)的物質(zhì)從上游搬運(yùn)到中游或下游，從陸地搬運(yùn)到海洋運(yùn)到海洋l。通常流水搬運(yùn)力和搬運(yùn)量的大小，決定于流速及流量的大小。通常流水搬運(yùn)力和搬運(yùn)量的大小，決定于流速及流量的大小。由水力學(xué)可知，流水的搬運(yùn)力與流速的六次方成正比，即流速由水力學(xué)可知，流水的搬運(yùn)力與流速的六次方成正比，即流速如果增加一倍，搬運(yùn)力就增加如果增加一倍，搬運(yùn)力就增加64倍。因此，倍。因此，流水搬運(yùn)物質(zhì)的顆流水搬運(yùn)物質(zhì)的顆粒大小和重量將隨流速的變化而急劇變化粒大小和重量將隨流速的變化而急劇變化。l因此，所搬運(yùn)物質(zhì)的顆粒一般

56、是上游顆粒較粗，越向下游顆粒因此，所搬運(yùn)物質(zhì)的顆粒一般是上游顆粒較粗，越向下游顆粒越細(xì)。這就是河流的越細(xì)。這就是河流的分選作用分選作用，即在一定河段內(nèi)流水搬運(yùn)物質(zhì)，即在一定河段內(nèi)流水搬運(yùn)物質(zhì)的大小具有一定的范圍。在搬運(yùn)的過(guò)程中，被搬運(yùn)的物質(zhì)與河的大小具有一定的范圍。在搬運(yùn)的過(guò)程中，被搬運(yùn)的物質(zhì)與河床摩擦，或相互之間碰撞，帶棱角的顆粒就變成了圓形或亞圓床摩擦，或相互之間碰撞，帶棱角的顆粒就變成了圓形或亞圓形的顆粒例如石塊變成了卵石、圓礫。形的顆粒例如石塊變成了卵石、圓礫。 3河流的沉積作用河流的沉積作用l河流在河床坡降平緩的地帶及河口附近，河水的流速變緩，水流所搬運(yùn)的物河流在河床坡降平緩的地帶及

57、河口附近，河水的流速變緩，水流所搬運(yùn)的物質(zhì)便沉積來(lái)，這種沉積過(guò)程稱(chēng)為河流的質(zhì)便沉積來(lái)，這種沉積過(guò)程稱(chēng)為河流的沉積作用沉積作用。l 所沉積的物質(zhì)稱(chēng)為所沉積的物質(zhì)稱(chēng)為沖積土沖積土或或河流沉積物河流沉積物。l河流沉積的物質(zhì)河流沉積的物質(zhì)有粗碎屑的漂石、塊石、卵石、礫石等及細(xì)碎屑的砂、粘性有粗碎屑的漂石、塊石、卵石、礫石等及細(xì)碎屑的砂、粘性土、淤等。土、淤等。l沖積土的特征沖積土的特征：物質(zhì)有明顯的分選現(xiàn)象。上游及中游沉積的物質(zhì)多為大塊石、：物質(zhì)有明顯的分選現(xiàn)象。上游及中游沉積的物質(zhì)多為大塊石、卵石、礫石及粗砂等，下游沉積的物質(zhì)多為中砂、細(xì)砂、粘性土等；顆粒的卵石、礫石及粗砂等，下游沉積的物質(zhì)多為中砂

58、、細(xì)砂、粘性土等；顆粒的磨圓度較好；多具層并有尖滅、透鏡體等產(chǎn)狀。磨圓度較好；多具層并有尖滅、透鏡體等產(chǎn)狀。l河流沖積土在地表分布河流沖積土在地表分布很廣，可分為：很廣，可分為：平原河谷平原河谷沖積物、沖積物、山區(qū)河谷山區(qū)河谷沖積物、沖積物、山前平原山前平原沖積物、三沖積物、三角洲及溺谷角洲及溺谷沉積物等類(lèi)型。沉積物等類(lèi)型。 平原河谷：通常深度不大，寬度很大，谷坡平緩，河床坡降小平原河谷：通常深度不大，寬度很大，谷坡平緩，河床坡降小 山區(qū)河谷山區(qū)河谷:特點(diǎn)是深度大，谷坡陡，河床坡降大。特點(diǎn)是深度大，谷坡陡，河床坡降大。 平原地區(qū)與山區(qū)的河流具有顯著差別，河流的沉積物也有所不同。平原地區(qū)與山區(qū)的

59、河流具有顯著差別，河流的沉積物也有所不同。l 1)平原河谷沖積物平原河谷沖積物l 平原河谷上游，河谷成平原河谷上游，河谷成“V“字形，不能形成固定的沖積層。所沉積的砂礫字形，不能形成固定的沖積層。所沉積的砂礫物質(zhì)，在共水期時(shí)多被流水帶到中、下游。在河谷下游出現(xiàn)河曲，在凹岸處物質(zhì)，在共水期時(shí)多被流水帶到中、下游。在河谷下游出現(xiàn)河曲，在凹岸處侵蝕，在凸岸處沉積砂、礫、卵石層。平原河谷沖積層包括河床沖積物、河侵蝕，在凸岸處沉積砂、礫、卵石層。平原河谷沖積層包括河床沖積物、河漫灘沖積物、牛軛湖沉積物、湖積物等。漫灘沖積物、牛軛湖沉積物、湖積物等。l河床沖積物有卵石、礫石、砂、粘性土、淤泥等。河漫灘沖積

60、物是洪水期河河床沖積物有卵石、礫石、砂、粘性土、淤泥等。河漫灘沖積物是洪水期河水溢出河床兩側(cè)時(shí)形成的泛濫沉積物，主要是沉積一些較細(xì)的物質(zhì)，如細(xì)砂、水溢出河床兩側(cè)時(shí)形成的泛濫沉積物，主要是沉積一些較細(xì)的物質(zhì)，如細(xì)砂、粘性土。其主要特征是上部的細(xì)砂和粘性土與下部的河床沉積的粗粒土組成粘性土。其主要特征是上部的細(xì)砂和粘性土與下部的河床沉積的粗粒土組成二元結(jié)構(gòu)，具斜層理與交錯(cuò)層理。牛軛湖沉積物主要是有機(jī)沉積物，如淤泥、二元結(jié)構(gòu)，具斜層理與交錯(cuò)層理。牛軛湖沉積物主要是有機(jī)沉積物，如淤泥、泥炭等。一般河床沖積物是構(gòu)成河谷谷底的最重要的沉積物，它分布在整個(gè)泥炭等。一般河床沖積物是構(gòu)成河谷谷底的最重要的沉積物