--第6章1不良地质现象的工程地质问题

河流的侵蚀作用——河水在河床流动中时对谷底 和谷坡的剥蚀、破坏作用称为侵蚀作用。分为底 蚀(下蚀)作用和侧蚀作用。
河谷的组成要素：
谷底——河谷底部平坦部分,分为 河床、河漫滩和天然堤 河床——谷底最低处经常有流水的部分。 河漫滩——洪水期被淹没，枯水期出露的谷底部分。 谷坡——高出谷底两侧的斜坡 谷肩——谷坡上部的转折处。 坡麓——谷坡与谷底之间的转折处。
盐矿物主要通过此方式破坏。 碳酸化作用：水中含有CO2时使水解作用加剧。 溶解作用：可溶性岩石被水溶解。
3）生物风化(biological weathering)
•生物物理风化 ---根劈作用 •生物化学风化 ---遗体新陈代谢产 生有机酸
影响岩石风化的因素：
• 岩性 • 地质构造 • 气候 • 地形 • 地下水
河流能不能无止境的下蚀呢？
2、侵蚀基准面——河流下蚀的极限。
海平面是外流水系的共同侵蚀基准面。
局部侵蚀基准面
河流注入湖泊的湖面高度 支流注入主流的河面高度
3、河流的平衡剖面——河流在其形成的初期，多急流与瀑 布，河流纵剖面不平滑。由于下蚀作用，河床上的突起被削去， 凹坑被填平，急流和瀑布消失，河流纵剖面逐渐演变成为平滑 的曲线，称为平衡剖面。
第六章 不良地质现象 的工程地质问题
§6.1 风化作用
风化作用(weathering)：
在地表条件下，自然界的岩石受大气、 水、生物等因素影响，在原地发生机械 崩解或化学分解，形成松散堆积物的过 程。
风化作用类型：物理风化 化学风化 生物风化
1）物理风化 (physical weathering)
物理风化的结果：破坏岩体的完整性。 化学风化的结果：改变岩石的成分。
岩体的工程性质发生如下几方面变化： 1、亲水性变大，透水性增强。表现出膨 胀、崩解、泥化等性质。 2、力学强度降低，压缩性变大
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在 地表形成的一个不连 续的岩土层称为风化 壳(crust of
weathering)。
在地表或接近地表条件下， 岩石、矿物在原地发生机械 破碎而不改变其化学成分的 过程。
▪ 冰劈作用—冻结与融化 ▪ 盐类结晶胀裂作用—结
晶与潮解 ▪ 剥离作用—热胀与冷缩
剥离作用
球状风化
花岗岩球状风化
2)化学风化(chemical weathering)
水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。 氧化作用：低价化合物变为高价。 水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅酸
片流搬运的物体在坡麓堆积下来，形成坡积物。 坡积物的特点：
①成分为岩屑、矿屑、砂砾或粉质黏土，与坡上基岩密切相关。 ②碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。
洗刷作用
坡积物
洪流的地质 作用
1.洪流的冲刷作用与冲沟
洪流猛烈冲刷沟底、沟壁的岩石并使其遭受破坏，称冲刷作用 冲刷作用将坡面凹地冲刷成两壁陡峭的沟谷。 多次冲刷两侧形成许多小冲沟，共同构成了冲沟系统。 当冲沟下切到地下水面时，便形成了小溪。 在降雨集中、缺少植被、土质松散地区，
特特征风化程度
特
征
强风化 1. 结构和构造层理不甚清晰，矿物成分已显著变
化。
2. 岩体被节理、裂隙分割成碎石状（2～20cm）,
碎石用手可以折断。
3. 用镐可以挖掘，手摇钻不易钻进。
中等风化 4. 结构和构造层理清晰
5. 岩体被节理、裂隙分割成块状（20～50cm）,裂
隙中填充少量风化物，锤击声脆，且不易击碎。
2)灌注胶结和防水的材料; 3)整平地区,加强排水; 4)预留基坑高程,分段开挖,快速回填;
§6.2 河流地质作用
地面流水的种类
片流（坡流、面流）——面状无槽流水 1.暂时性流水
洪流 2.常年性流水——河流 线状有槽流水
•片流：大气降水落到地面后，形成的顺坡成面状展开的流水。
•洪流：片流集中到沟谷中形成的暂时性流水。
6. 用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进。
微风化 岩质新鲜，表面稍有风化迹象。
花岗岩全、强、中风化带
摄自三峡工程左岸永久船闸边坡
风化分带的意义：
选取工程建设基面。直接影响工程选址布局、岩 土体稳定、地基处理、施工方法和工程造价。
岩石风化的治理方法:
1. 挖除 2. 防治:1)覆盖防止风化营力入侵的材料;
如黄土区、沙漠地区，洪流的冲刷作用最显著。
2. 洪流的堆积作用与洪积扇
洪积物的特点：
①沟口附近堆积多，厚度大，颗粒粗大，越向外 堆积越少越薄，颗粒细小，具明显的分带性
②磨圆度差，分选性较差，可见斜层理和交错层理。
③堆积的地形是锥状时，称为洪积锥（冲击锥）， 呈扇形时称为洪积扇。
洪积扇
洪积扇
河流的侵蚀作用
•河流：片流、洪流向沟谷中汇聚，再加上其它水源 （如地下水、雪溶水）供给而形成的经常性流水。
地面流水的动能
由于重力作用形成流水的重力势能，并不断转化为动能：
E 1 MV 2 2
动能的大小跟流水的流量（M）、流速（V）成正比，流量流 速越大，流水的动能越大，对地面的改造能力就越大，流水的地 质作用也就越强。
地面流水的地质作用
现代地貌（高山峡谷、广阔平原）主要是由流水地质作用形 成的，地面流水是分布最广泛的地质外营力，是塑造大地面貌 的雕塑家。
地面流水地质作用分为：侵蚀作用、搬运作用、沉积作用用
1.片流的洗刷作用 片流沿整个斜坡把细小的松散颗粒冲洗至斜坡下部的过程。 强烈洗刷作用 严重水土流失 （如我国黄土高原） 保持水土的办法：中断片流 保护植被、植树造林，修梯田 2.片流的堆积作用与坡积物
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
岩石风化程度划分：
《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89的 划分方案：强、中、微风化带
《岩土工程勘察规范》GBJ50021－94 的划分方案：全、强、弱、微风化带
岩石风化分带的依据：颜色与光泽、矿 物变异、破碎程度、强度变化和可钻性。
岩石风化程度划分表（GBJ7－89）
河谷的构成与河床纵剖面形态
阶地
谷坡
河谷
阶地
河床
河漫滩
谷坡
谷肩
河漫滩
坡麓
天然堤
天然堤
谷坡
河漫滩
河床
坡麓
一、河流的底蚀作用和峡谷
——河流在垂直方向上对河底 的冲刷作用，称为底蚀作用，又 称为下蚀作用。
1、峡谷急流瀑布－在河流上游，河底 纵坡降大，水流速度快，底蚀作用最为 强烈。加上岩石性质构造条件的影响， 常形成峡谷，急流和瀑布。