工程地质与水文课件(上)

能量来源: 太阳辐射热能、重力位能、日月及天体引力 外力作用 表现形式: 风化、剥蚀、搬运、沉积和硬结成岩作用等
作用结果: 削平高山，填平凹地
课堂小结
1.工程地质学的任务及在工程建设中的作用; 2.了解工程地质课程教学要求及其特点； 3. 地球的层圈构造 (1)地球外部圈层 ；(2)地球内部圈层 ：(3)地壳： 硅铝层和硅镁层； (4)地幔 ；(5)地核 4.地质作用：1.定义；2.类型
(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。
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。
2 工程地质在学科体系中的位置
基础课程 专业基础课程
3 .工程地质学研究的具体内容
(1)阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和 不利的因素；
(2)论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的 评价，并作出确切的结论；
(3)选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地工程地质条 件对建筑物配置提出建议；
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）。
地质环境和地质条件的含义
◆ 地形地貌 ◆ 岩土工程性质 ◆ 地质构造
◆ 水文地质：地下水条件 ◆ 工程地质问题分析 ◆ 工程勘察
4 .学习意义 5 .要求
地球概论
内容简介： 第1节 地球的内部结构 第2节 板块构造理论 第3节 地质作用的基本概念
第1节 地球的内部结构
地壳 地慢
外核 内核
图1-4 地球的圈层构造及地震波传播速度
（2）工程地质学的研究对象是工程地质条件和 工程活动的地质环境。它的主要任务是研究 人类工程活动与地质环境（工程地质条件） 之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、 有效改造和完善保护地质环境。
(3)研究岩土体的工程性质及其在自然或人类活动影 响下的变化是工程岩土学的基本任务；研究工程活 动与地质环境相互制约的主要形式—即工程地质问 题。分析这些问题产生的地质条件、力学机制及其 发展演化规律，以便正确评价和有效防治其不良影 响是工程地质学另一专门分支工程地质分析的基本 任务；查明工程地质条件并研究查明工程地质条件 的方法和手段是工程地质勘查的基本任务。
(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。
工程地质课程的主要内容
1 地球的基本知识 2 岩石 3 地质构造 4地貌及第四纪地质 5 地下水 6 工程地质问题分析 7 工程勘察
绪论中的主要内容
1.工程地质的基本概念 2 .工程地质在学科体系中的位置 3 .工程地质学研究的具体内容 4 .学习意义 5 .要求
1.工程地质学的基本概念
(1)工程地质学作为其中的一个分支，是研究与工程规 划、设计、施工和运用有关的地质问题的学科；是地 质学与工程学的边缘学科，是一门应用地质学。 它广泛应用于各类工程，如公路工程、铁路工程、水 电工程、工民建工程、矿山工程、港口工程等。 工程地质学的特点是始终与工程实践紧密联系。
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
河谷地貌
wk.baidu.com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。 。
《工程地质与水文》
总目录
《工程地质与桥涵水文》总目录
绪论、地球概述 第 1 章 岩石及其工程地质性质 第 2 章 地质构造 第 3 章 地貌及第四纪地质 第 4 章 物理地质作用 第 5 章 地下水 第 6 章 岩体结构与稳定性分析 第 7 章 公路工程地质问题 第 8 章 公路工程地质勘察 第 9 章 水力学基本知识 第 10 章 河川水文基础知识 第 11 章 公路桥涵布置的一般原则及规定 第 12 章 内河桥设计流量的确定 第 13 章 大中桥孔径计算 第 14 章 建桥河段的冲刷计算
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。
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
地壳分为两层，上层为硅铝层（不连续），下层为 硅镁层。
岩石圈 软流圈
上地慢
板块构造理论
1 .太平洋板块 2 .北美板块 3 .南美板块 4 .欧亚板块 5 .非洲板块 6 .澳印板块 7 .南极州板块
板块构造理论
1 Pacific Plate
2 North American Plate
3 South American Plate 4 Eurasian Plate
▶剥蚀作用 由于外动力作用，使风化的岩石离开母体的作用。
▶ 搬运作用 由于外动力作用，使岩石的由某地搬运到另一地 方的作用。
▶沉积作用 由于外动力作用，使岩石沉积。
▶ 成岩作用
地质作用分类
内力作用
能量来源: 地球自转动能和放射性元素蜕变产生的热能 表现形式: 地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震等 作用结果: 塑造山岭与凹地，是地形变化的主导因素
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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
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。
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。
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。
5 African Plate
6 Indo Australian Plate
7 Antarctic Plate
板块的形成（大陆漂移）
德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener）
海底扩张理论
海底扩张的证据（沉积物的年龄）
海底扩张的结果（喜马拉雅山的形成）
海沟的形成
岩石循环的概念
3 .工程地质学研究的具体内容
(4)研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展趋势， 提出利用和保护地质环境的对策和建议； (5)根据所选定地点的工程地质条件和存在的工程地质问题，提出 有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，从而保证 建筑物正常施工和使用所注意的地质要求； (6)为拟定改善、防治不良地质作用措施方案提供地质依据。
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。
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
深海盆地 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。
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
第3节 地质作用的概念
1 什么是地质作用？
地质作用是指由于天然动力使地壳的形态、成分、 结构和构造产生变化的作用。天然动力主要包括内动力 和外动力，
内动力：地壳运动，地震，火山活动。 外动力：风、水、冰川、太阳能和重力能。
2 地质作用分类
(1) 外动力地质作用
▶ 风化作用 由于外动力作用，使岩石在原地产生破坏的作用。
到第一章
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 。