工程地质与水文课件第3-4章

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河流是指具有明显河槽的常年性的水流,它是自 然界水循环的主要形式。由河流作用所形成的谷 地称为河谷。在山区,出于地形复杂,公路多利 用河谷布设。不论路线位置的确定或路基设计的 某些原则,都必须考虑河流冲积层的工程地质性 质和河流地质作用对路基稳定性的影响。
河水流动时,对河床进行冲刷破坏,并将所侵 蚀的物质带到适当的地方沉积下来,故河流的 地质作用可分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作 用。 (一)河流的侵蚀作用 河流以河水及其所携带的碎屑物质,在河水流 动过程中,不断冲刷破坏河谷、加深河床的作 用,称为河流的侵蚀作用。河流侵蚀作用的方 式,包括机械侵蚀和化学溶蚀两种。按照河流 侵蚀作用的方向,分垂直侵蚀、侧方侵蚀和向 源侵蚀三种。
内生地貌
构造地貌:褶皱山、断块山 火山地貌:岩溶盖、火山锥
外生地貌
水成地貌:河流、湖泊、海洋地貌 冰川地貌:冰川剥蚀、堆积地貌 风成地貌:风蚀地貌、风积地貌 岩溶地貌:溶洞、峰林、地下暗河 重力地貌:崩塌、滑坡
古火山锥
大渡河峡谷
火山岩柱状节理
单斜山
由 河 流 淘 蚀 作 用 形 成 的 各 种 锅 穴
其特点是: 山区河谷中只发育单层砾石结构的河床相沉积, 山间盆地和宽谷中有河漫滩相沉积,其分选性 较差。平原河流具河床相、河漫滩相和牛轭湖 相沉积。
5.淤积物:一般由湖沼沉积而形成的堆积物。主要包括 湖相沉积物和沼泽沉积物等。含水量极高,透水性很低, 压缩性很大,不宜作为永久建筑物的地基。
6、冰积物:由于冰川作用形成的堆积物。
三、第四纪地质概况:第四纪气候与冰川活动;板块构造
四、第四纪沉积物:1.第四纪沉积环境的一般特征;2.第四纪沉积
物的判断及其成因类型(残积物;坡积物;洪积物;冲积物;淤积物;冰
积物;风积物;混合成因的沉积物);3.第四纪沉积物的时代判别。
到第二章
到第四章
第四章 物理地质作用
学习目标与要求:
了解风化作用的概念,风化作用的基本类型及表 现形式。 熟悉岩石风化程度的分级; 掌握河流地质作用; 掌握常见的地质灾害滑坡、崩塌、泥石流、岩 溶等的基本概念,形成条件; 了解岩溶的形成条件和发育规律。
第三章 地貌及第四纪地质
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第三章 地貌及第四纪地质
1. 2.
第一节 地貌
一、地貌概念 地貌是指在各种地质营力作用下形成的地球表面各种形态 外貌的总称。地貌形态是内外地质营力相互作用的结果。 二、地貌类型 1、地貌的形态分类 : 地球的表面是高低不平的,可划分为大陆和海洋两部分。 大陆的平均海拔高度为800多米,按高程和起伏状况,大 陆表面可分为山地33%、丘陵10%、平原12%、高原26%和 盆地19%等地貌形态。 地貌的形态分类按地貌绝对高度和地形起伏的相对高度大 小来划分和命名 。
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本章重点:岩石风化程度分级;河流地质作用;滑
坡、崩塌、泥石流、岩溶的形成条件。
本章难点:河流地质作用;滑坡、崩塌、泥石流、
岩溶等的形成条件和发育规律。
第一节 风化作用 岩石在太阳热能、大气、水分和生物等各种风化营力 作用下,不断发生物理和化学变化的过程,称为岩石 风化。这种促使岩石破碎甚至分解的地质作用,称为
7、风积物:是指经过风的搬运而沉积下来的 堆积物。风积物主要以风积砂为主,其次为 黄土。
成分由砂和粉粒组成。其岩性松散,一般分选性 好,孔隙度高,活动性强。工程性能较差。
8、混合成因的沉积物:常见的有残积坡积物, 坡积洪积物和洪积冲积物等。
小结
本章阐述了地貌的形成、发展、分类、分级;第四纪地质概况
太平洋板块的扩张形成 ——洋中脊等海底地貌
洋底地貌
大陆架
海底地貌
大陆坡
海沟
深海盆wk.baidu.com 海山
地貌的形态分类
太平洋板块、印度洋板块及欧亚板块联合作用形成 ——中国台阶状地貌
中国大地构造地貌
中国大陆构造地貌阶梯剖面图
2、地貌的成因分类|: 按地貌形成的地质作用因素可划分为内力地貌 和外力地貌两大类。再根据内、外力地质作用 中的不同性质,可将两大类地貌分为若干类型。
第二节 第四纪地质
第四纪是指地球发展
历史最近的一个时期。
其下限一般定为248

万年。第四纪分为更
新世和全新世,更新
世分为早、中、晚三
个世。
一、板块构造学说
板块构造学说认为:板块-岩石圈不是完整一块,而是被一些构造 活动带(海洋中脊、海沟、转换断层等)所分割,形成若干个不连 续的板状块体,这些板状块体叫板块。板块厚50-60~150km不等。
及第四纪沉积物成因类型及其工程地质特征。其主要内容:
一、地貌概述
二、地貌类型:1.形态分类:大陆(山地、丘陵、平原、高原、
盆地)和海洋(大洋盆地、海岭、海沟、大陆架、大陆坡);2.
成因分类:内力地貌(构造地貌:褶皱构造山、断层断块山;火山
地貌:熔岩盖、火山锥);外力地貌(水成地貌;冰川地貌;风
成地貌;岩溶地貌;重力地貌;黄土地貌;冻土地貌)。
1、垂直侵蚀:又称下蚀作用。这种作用的结果是使河 谷变深、谷坡变陡。结果使跨河建筑物(桥墩)的地 基遭受破坏,应将这些建筑物基础砌置深度大于下蚀 作用的深度,并对基础采取保护措施。 2、侧方侵蚀作用 又称旁蚀或侧蚀 。结果是加宽河床、 谷底,使河谷形态复杂化,形成河曲、凸岸、古河床 和牛轭湖。
3 下切的侵蚀作用而引起的河流源头向河间分水岭不断 扩展伸长的现象。向源侵蚀的结果是使河流加长,扩 大河流的流域面积、改造河间分水岭的地形和发生河 流袭夺。
eluvial soils
mother rock
2、坡积物Slope deposits :山坡高处的风化碎 屑物质,经过雨水或雪水的搬运和堆积在斜坡或 坡脚,称为坡积物。
物质主要来源于当地山坡上部,组成颗粒由坡积物坡顶向 坡脚逐渐变细,坡积物表面的坡度越来越平缓。坡积物因 厚薄不均,土质不均,孔隙大,压缩性高。
(f)第四纪沉积的分布、厚度及组成物质与地貌关系密切。 如河流沉积的分布与特征和阶地有关,风沙沉积与沙漠 有关等。
(g)第四纪沉积中的生物化石以哺乳动物为特征,而人类 化石及其文化遗存则更为第四纪沉积所特有。
第四纪沉积物的成因类型 : 1、残积物Eluvial soils :指原岩表面经过风 化作用而残留在原地的碎屑物。 残积物主要分布在岩石出露地表,经受强烈风化作用的 山区、丘陵地带与剥蚀平原。残积物组成物质为棱角状 的碎石、角砾、砂粒和粘性土。残积物裂隙多、无层次、 不均匀。
板块构造理论建立 板块构造学说是60年代兴起的一种构造运动理论。它是在 大陆漂移学说、海底扩张学说的基础上发展起来的
大陆漂移学说
海底扩张学说 板块构造学说
第三章 第四纪板块活动与环境
板块的边界类型
•离散型板块边界 •会聚型板块边界 •平错型板块边界
不同形式碰撞带的造山带地貌
第四纪沉积环境的一般特征
3、生物风化作用: ➢机械破坏作用:根系作用、穴居生物挖掘洞穴。 ➢化学破坏作用:是通过生物的新陈代谢和生物死亡 后的遗体腐烂分解来进行的。
二、岩石风化带的划分 根据岩石风化后的颜色、结构、矿物成分及 物理力学性质等方面的变化,将风化岩石划 分为全风化、强风化、弱风化和微风化四个 带。
第二节 河流的地质作用与地貌
(a)第四纪沉积基本上是一个连续的层圈。地球表面都有 第四纪沉积物分布。
(b)第四纪沉积主要由尚未胶结成岩的松散沉积物构成。
(c)组成第四纪沉积的沉积物,陆相沉积物类型复杂多样, 而海相沉积物类型比较简单。 (d)第四纪沉积的厚度,陆相厚度而海相较薄。
(e)第四纪沉积,松散性,处于不稳定状态。相对海相沉 积物,尤其是深海沉积物要比陆相沉积物稳定。
流域地貌 :指在集水范围内,由地面径流的侵蚀、 搬运和堆积作用塑造形成的各类地貌形态的总称。
(一)河流各发育阶段中的地貌特征
Cut erosion V字型河谷 (上游)
Side erosion and
sedimentation U字型河谷 (中游)
Sedimentation 成形型河谷地上河
(下游)
河谷地貌:
河谷是在流域地质构造的基础上,经河流的长期 侵蚀、搬运和堆积作用逐渐形成和发展起来的一 种地貌。由于路线沿河谷布设.可使路线具有线 型舒顺、纵坡平缓、工程量小等优点,所以河谷 通常是山区公路争取利用的一种有利的地貌类型。
河 谷 要 素 图
(1)谷底:谷底是河谷地貌的最低部分,地势较平坦,其 宽度为两侧谷坡坡麓之间的距离。谷底上分布有河床及 河漫滩。河床是在平水期间为河水 所占据的部分,河漫摊是在洪水期间才为河水淹没的河 床以外的平坦地带。 (2)谷坡: 谷坡高出谷底的河谷两侧的坡地。
3、洪积物Pluvial deposits :指由洪流搬运、沉 积而形成的堆积物称为洪积物。
在谷口附近多为粗颗粒碎屑物,远离谷口颗粒逐 渐变细。这是因为地势越来越开阔,山洪的流速 逐渐减缓之故。其地貌特征:靠谷口处窄而陡, 离谷后逐渐变为宽而缓,形如扇状,称为洪积扇。
4、冲积物Alluvial soil :指由河流搬运、沉积 而形成的堆积物。
河谷地貌
冰川地貌
冰斗、角峰和刃脊的发展
第二节 第四纪地质
一、第四纪的提出 第四纪(Quaternary)一词,由德努瓦耶
(Desnoyers)于1829年首创,他是作为对当时通用 的地质时代划分——第一纪、第二纪、第三纪 的基础上附加提出来的。德努瓦耶研究巴黎盆 地地层时,将覆于第三纪地层之上的一套松散 堆积物称为第四系,将形成这套堆积物的时代 名为第四纪。 。
小和数量随流速改变,以悬运为主;在可溶性物质 的河流里,河水搬运以溶运为主。
(三)河流的沉积作用: 河水在搬运过程中,由于流速和流量的减小,搬运能 力也随之降低,而使河水在搬运中的一部分碎屑物质 从水中沉积下来的过程,称为河流的沉积作用。由此 形成的堆积物,称为河流的冲积物。河流的冲积物 (层)特征:磨圆度良好、分选性好、层理清晰。河 流的沉积作用,造成河道的淤塞,浅滩,水库的淤积。
风化作用。 一、风化作用的类型: 剥离
1、物理风化
冰劈 晶胀
2、化学风化作用 ➢溶解作用:溶蚀地貌的形成; ➢水化作用:硬石膏与水作用变成为石膏; ➢水解作用:正长石风化为高岭石,后者变成铝土矿。 ➢碳酸化作用:硅酸盐矿物经碳酸化作用后去、其中 的碱金属变成碳酸盐随水流失。如花岗岩中正长石的 风化。 ➢氧化作用:黄铁矿经氧化后形成为褐铁矿。
(2)阶地的类型
一般根据阶地的成因、结构和形态待征,可将其划分为 侵蚀阶地、堆积阶地利基座阶地三大类型。
不同类型的河流阶地
上叠堆积阶地
侵蚀阶地
基座阶地 内叠堆积阶地
第三节 岩溶 岩溶又名喀斯特(Karst)。岩溶作用是指地下水或地表 水对可溶性岩石所进行的以化学溶解作用为主、机械 作用为辅的溶蚀作用。由岩溶作用形成的地形及堆积 物,称为岩溶地貌及岩溶堆积物或洞穴堆积物。 一、喀斯特形成的基本条件: ➢有可溶性岩石; ➢可溶性岩石具有透水性; ➢存在具有一定溶解能力的水; ➢水在可溶性岩石中是不断流动的。 这四个基本条件中,可溶性岩石是形成喀斯特的内因, 有溶蚀能力的水是喀斯特发育的外因。
(3)阶地:沿着谷坡走向呈条带状分布或断断续续分布的 阶梯状平台称为阶地。阶地有多级时,从河漫滩向上依 次称为一级阶地、二级阶地、三级阶地等。每级阶地都 有阶地面、阶地前缘、阶地后缘、阶地斜坡和阶地坡麓 等要素。在通常情况下,阶地面会利于布设线路,但有 时为了少占农田或冈受地形等限制,也常在阶地坡麓或 阶地斜坡上设线。
(1)阶地的成因
河流阶地是在地壳的构造运动与河流的侵 蚀、堆积
作用的综合作用下形成的。过去不同时期的河床及河漫 谁,由于地壳上升运动,河流下切使河床拓宽,被拾升 高出现今洪水位之上.呈阶梯状分布于河谷谷坡之上的 地貌形态,称为河流阶地。阶地上保留着大量的第四纪 冲积物,主要由泥沙、砾石等碎屑物组成,颗粒饺粗, 磨圆度好,并具有良好的分选性,是房屋、道路等建筑 的良好地基。
河流侧蚀作用 牛轭湖的形成
(二)河流的搬运作用:河流将其携带的大量碎屑物质 和化学溶解物质,不停地向下游方向输送的过程。 搬运物质主要来源于两个方面:
一是流域内由片流洗刷和洪流冲刷侵蚀作用产生的 物质;二是由河流对自身河床的侵蚀作用产生的物 质。
河水搬运方式:在上游流速大,土石颗粒沿河床滚 动、滑动,以拖运(推运)为主; 中下游,泥沙大
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