《工程地质》第四章 沉积岩祥解

第四章 地质作用
一、地质作用概论 二、地震作用
下一页
一、地质作用概述
地质作用：是指由自然力所引的地壳物质组
成、内部结构和地表形态变化与发展的作 用。根据地质作用的能量来源不同分为： 内动力地质作用和外动力地质作用。
内动力地质作用： • 地壳运动 • 地震作用 • 岩浆作用 • 变质作用
外动力地质作用： • 风化作用 • 地表流水地质作用 • 地下水地质作用 • 湖水和沼泽地质作用 • 海水地质作用 • 风的地质作用 • 负荷地质作用 • 冰川地质作用
• 1，风化作用
• 由于温度的变化，大气、水溶液及 生物的作用，使岩石或矿物在原地 发生物理、化学变化的过程叫做风 化作用。
• 风化作用的类型： • 1）物理风化作用 • 矿物和岩石的热胀冷缩； • 地表岩石空隙中水的冻结与融解； • 地表岩石空隙中盐的结晶与潮解。
• 陡坡上的物理风化作用产物在重力的作用 下常坠落至坡下形成崩积物。
• 2、地表流水地质作用
• 片流：降水引起的暂时性水流，沿斜坡呈
无数股细小水流，对地面进行洗刷。形成 的产物称为坡积物。
• 洪流：无数股片流在低洼的沟中汇集而成
的一种暂时性水流。形成的沟槽称为冲沟， 形成的产物称为洪积物。
• 河流：许许多多片流、洪流汇集到低洼沟
谷中，并有地下水补给的一支水流充足的 经常性水流。
• 7)岩石风化的治理
• 岩石风化的治理方法可采用挖除和防治两 种措施。
• (一）挖除方法。
• (二）防治方法。
• 1. 覆盖防止风化营力入侵的材料，如沥青、 水泥、粘土盖层等； 灌注胶结和防水的材料，如水泥、沥青、 水玻璃、粘土等浆液，使其起到封闭和胶 结岩石裂隙的作用；
• 2.整平地区，加强排水。这是以防为主的方 法，水是风化作用最活跃因素之一，隔绝 了水就能减弱岩石的风化速度.
双向环流：当平直河段中河面有宽窄变化时，
峡谷段造成壅水，宽谷段造成消水现象，水面不 平出现横比降，从而形成双向环流。
• 暂时性水流地质作用
• 雨蚀作用：大气降水对地表冲击力，使地表土体
颗粒产生破碎和移动的过程，称为雨蚀作用。
• 片流地质作用：洗刷作用：与气候、地形、地面
岩性和植被有关。其产物称为坡积物。其特征是 碎屑棱角明显,分选性不好,层理不明显,物质成分 与斜坡基岩相同。
占据的谷底，也称为河槽。河漫滩是经常被洪水 淹没的谷底部分。 • 谷坡是河谷两侧因河流侵蚀而形成的岸坡。古老 的谷坡上常发育有洪水不能淹没的阶地，阶地是 被抬升的古老的河谷谷底。谷坡与谷底的交界称 为坡麓，谷坡与山坡交界的转折处称为谷缘，也 称为谷肩。
• 层流和紊流：水质点相对位置不变的一种水流称
为层流。相反称为紊流。
• 环流:水流中水质点作螺旋运动,在过水断面上的投 影为环状,故称为环流。分为单向环流和双向环流。
单向环流：自然界的河流的转弯处，在水流产
生的惯性力的作用下，水质点从凸岸流向凹岸， 从而使凹岸处水质点（水位）壅高，水体下沉， 形成环流。
• 洪流地质作用：冲刷作用形成冲沟,产物称为洪积
物。其特征是分选性、磨圆度均较差，层理也不 好。冲沟口部颗粒最粗，通常是巨大的砾石，外 部粒径变小，数量也减少，边缘主要为砂壤土和 粘性土。
中国水系图
• 河谷的组成 • 由河流作用所形成的谷地称为河谷。河谷的形态
要素包括谷坡和谷底两大部分。 • 谷底中包括河床及河漫滩。河床是指平水期河水
• 2）化学风化作用 • 是指氧、水溶液对岩石和矿物的破坏作用。 • 氧化作用；如黄铁矿经氧化后形成褐铁矿。
• 水溶液的作用；包括溶解作用、水化作用、 水解作用和碳酸化作用。
• 水解作用是指矿物与水的成分起化学作用形成新 的化合物。如正长石经水解后形成高岭土、石英 和氢氧化钾。 大气中和水中经常含有二氧化碳（CO2），它与 围岩矿物相互作用形成碳酸化合物，称其为碳酸 盐化作用。它是岩石风化的重要因素之一，主要 是在硅酸盐或铝硅酸盐中以CO2代替SiO2的化学 作用，如正长石的风化经常是碳酸盐化作用，其 反应式为：
• 4）风化壳
• 残留原地的风化产物叫残积物，残积物和 土壤在大陆地壳表层构成一层不连续的薄 壳，称为风化壳。
• 5)岩石风化程度
• 岩石风化的结果，使原来母岩性质改变，形成不 同风化程度的风化岩。按岩石风化深浅和特征， 可将岩石风化程度划分为五级:
• 1.未风化——岩石组织结构未变; • 2.微风化——岩石组织结构基本未变，沿节理面
有铁锰质渲染，矿物质基本未变，无疏松物质; • 3.弱风化（也称中等风化）——岩石组织结构部
分破坏，裂隙面风化较重，矿物质稍微变质，沿 节理面出现矿物风化，坚硬块体有松散物质; • 4.强风化——岩石组织结构大部分破坏，矿物成 分已显著变化，长石、云母已风化成次 生矿物， 颜色变化，疏松物质与坚硬块体混杂; • 5.全风化——岩石组织结构已全部破坏，矿物成 分除石英外大部分已风化成土状，基本不含坚硬 块体。
• 6)风化带 • 岩石的风化一般是由表及里的，地表部分受风化作用的影
响最显著，由地表往下风化作用的影响逐渐减弱以至消失。 因此在风化剖面的不同深度上，岩石的物理力学性质有明 显的差异。从岩石风化程度的深浅，在风化剖面上自下而
上可分成四个风化带：微风化带、弱风化带、强风化带和 全风化带。
• 岩石风化带的界线，在工程建筑中是一项重要的工程地质 资料。许多工程，特别是岩石工程都需要运用风化带的概 念来划分地表岩体不同风化带的分界线，作为岩基持力层、 基坑开挖、挖方边坡坡度以及采取相应的加固措施的依据 之一。但是要确切地划分风化界线尚无有效方法，通常只 根据当地的地质条件并结合实践经验予以确定。况且，由 于各地的岩性、地质构造、地形和水文地质条件不同，岩 石风化带的分布情况变化很大。并且往往地下存在有风化 囊，因而增加了风化带界线划分的难度。所以，划分岩石 风化带需要结合实际情况进行综合分析。
• K2O·Al2O3·6SO2十CO2十H2O－ Байду номын сангаасAI2O3·2SiO2·H2O十K2CO3十4SiO2
• 3）生物风化作用
• 是指生物及其生命活动过程中对岩石和矿 物的破坏作用。
• 生物机械风化作用； • 生物化学风化作用。
• 3）影响因素
• 气象因素；地形条件；岩石中的矿物成分 和化学成分；岩石的结构和构造。