工程地质学_第三章水流地质作用

第三章水流的地质作用3.1 暂时性水流的地质作用及其堆积物地表暂时流水包括片流和洪流。

其中片流是大气降水的同时在山体斜坡上出现的面状流水；洪流是大气降水的同时或紧接其后在山体的沟谷中形成的线状流水。

3.1.1 片流的地质作用及坡积物由片流对山坡松散层产生的破坏作用称为片流的剥蚀作用。

片流是一种在斜坡上的面状流水，流速慢，水层薄，所以它的剥蚀作用弱且具有面状发展的特点，故又称洗刷作用。

虽然片流的剥蚀作用较弱，但是大量的风化产物剥离原地的最初动力就来自片流，河流所搬运的物质大多数是由片流提供的，片流还是大气降水所形成的最初的地面流水，剥蚀形成地表形态的雏形，现今许多地区出现的大量水土流失也与片流的剥蚀作用有关，所以片流的剥蚀作用也是很重要的。

片流的流量和流速均较小，只能搬运少量的、细小的碎屑颗粒。

由片流在坡坳、坡麓地带形成的碎屑堆积物叫坡积物（图3-1）。

坡积物随斜坡自上而下逐渐变缓，呈现由粗而细的分选作用。

但由于每次雨、雪水搬运能力不大，故无明显区别，大小颗粒混杂，层理不明显。

坡积物的矿物成分与下卧基岩没有直接过渡关系，这是它与残积物的主要区别。

在坡积物上进行工程建设时应注意的几个问题分别是：下卧基岩表面的坡度及其形态、坡积物中含黏土矿物的多少、下卧基岩的透水性及遇水是否容易软化等特征，坡积物受冲刷或开挖出现的破坏情况，以及可能导致的建筑物的不均匀沉降问题等。

图3-1 残积物、坡积物及洪积物3.1.2 洪流的地质作用及洪积物洪流以其自身的动力和挟带的沙石对沿途沟壁和沟底的破坏作用称为洪流的剥蚀作用。

由于洪流的流量较大，流速快，挟带沙石较多，机械的冲击很强，所以常具较强的剥蚀能力，而且以机械的方式作用为主，故又称冲蚀作用。

洪流的剥蚀作用也有加深和拓宽沟谷的作用，形成的冲沟在纵剖面上坡降大，在横剖面上为陡的“V”字形。

洪流的流量和流速均较大，因而具有很强的搬运能力，它能挟带大量的泥砂和巨大的石块沿沟谷流动。

第一章绪言1.何谓工程地质学？答：工程地质学是研究与人类工程建造等活动有关的地质问题的学科2.何谓工程地质学的主要任务？答：①阐明建造场地的工程地质条件,并指出其对建造物有利的和不利的因素。

②论证建造场地存在的工程地质问题,进行定性和定量评价,给出切当的结论。

③选择地质条件优良的建造场地,并根据场地的地质条件合理配置各个建造物。

④ 根据建造场地的具体地质条件,提出有关建造物类型、规模、结构和施工方法的合理化建议,以及保证建造物正常使用所应注意的地质要求。

⑤研究工程建造物兴建后对地质环境的影响 ,预测其发展演化趋势 ,并提出对地质环境合理利用和保护的建议。

⑥为拟订改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。

3.何谓工程地质学的研究内容？答：①岩土工程性质的研究。

②工程动力地质作用的研究。

③工程地质勘查理论技术方法的研究。

④区域工程地质的研究。

4.何谓工程地质条件？答：工程地质条件是与工程建造有关的地质因素的综合。

①岩土的类型及其工程性质。

②地质构造。

③水文地质条件。

④动力地质作用。

⑤地形地貌条件。

⑥天然建造材料。

5.何谓工程地质问题？工程地质问题指已有的工程地质条件在工程建造和运行期间产生的一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建造的安全。

主要的工程地质问题包括①地基稳定性问题。

②斜坡稳定性问题。

③洞室围岩稳定性问题。

④区域稳定性问题。

6.简述工程地质学与岩土工程的关系。

答：工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸。

7.简述工程地质学的发展历史、现状和趋势。

答： 17 世纪以后开始浮现地质环境对建造影响的文献资料,工程地质学产生了萌芽。

20 世纪初工程地质研究已经由欧美国家向发展中国家扩展并稳定发展。

未来工程地质学会与其他学科更加密切相连 ,与各相关学科更好地交叉和结合 ,促进基本理论、分析方法和研究手段等各方面不断更新和前进,进而使工程地质学的内涵不断变化、外延扩展。

8.简述本课程的学习要求。

第 2 章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的内部构造：依各圈层的特点可分为：地壳、地幔、地核。

地壳：地球的固体外壳叫做地壳。

地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层。

根据化学成分的不同分两层：地幔上层和地幔下层地核: 主要化学成分是铁、镍，所以又称铁镍核心岩石:在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物结合体。

矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为矿物。

矿物的物理力学性质主要有：光学性质、力学性质和形态特征等。

（一）光学性质－颜色、光泽、条痕1．颜色：矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。

2．光泽：矿物表面呈现的光亮程度，称为光泽。

它是矿物表面的反射率的表现。

按其反射强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。

非金属光泽有：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽。

3．条痕：矿物在无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，它是指矿物粉末的颜色。

（二）力学性质1．硬度摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成称为摩氏硬度计。

（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石2．解理、断口矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。

裂开的光滑平面称为解理面。

不具方向性的不规则破裂面，称为断口。

据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理：易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。

完全解理：沿解理方向开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。

中等解理：既有解理面，又有断口，如正长石。

不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。

（三）形态特征1．单体矿物形态：单向延长类型、双向延长类型、三向延长类型。

2．集合体的形态有：晶簇、纤维状、粒状、鲕状、钟乳状、土状、块状。

（四）其他性质如滑石的滑腻感，方解石遇盐酸起泡等，都可作为鉴别这种矿物的特征。

第三章水的地质作用在自然界中，水以气态、液态和固态三种相态存在。

按水存在的部位，水又可分为大气水、地表水和地下水。

这三部分水之间既有区别，又有着密切的联系，在一定的条件下可以相互转化。

大气水、地表水和地下水之间这种不间断的运动和相互转化，称为水的循环。

水循环按其循环范围，又分为大循环和小循环：大循环——指整个地球范围内，在海洋和陆地之间的循环。

小循环——指地球局部范围内的循环。

§3-1 地表流水的地质作用一、概述陆地上除了干旱地区和寒冷地区以外，地表流水的地质作用是在广泛地进行着的。

地表流水可分：暂时性流水和经常性流水。

二、暂时流水的地质作用暂时流水是大气降水后，短暂时间内形成的地表的流水，因此雨季是它发挥作用的主要时间，特别是在强烈的集中暴雨后，它的作用特别显著，往往造成较大危害。

（一）淋滤作用及残积层（Q el）大气降水渗入地下时，将地表附近细小颗粒带走，同时也将周围易溶成分溶解带走，而残留在原地的则是一些未被带走，不易溶解的松散物质，这个过程称为淋滤作用。

残留在原地的松散破碎物质叫残积物。

淋滤作用的结果是使地表附近的岩石逐渐失去其完整性和致密性。

残积物的特征：1．位于地表以下，基岩风化带以上，从地表至地下，破碎程度逐渐减弱；2．残积物的物质成分与下伏基岩成份基本一致；3．残积层的厚度与地形、降水量、水是化学成分等多种因素有关；4．残积层具有较大的孔隙率，较高的含水量，但其力学性质较差。

（二）洗刷作用与坡积层（Q dl）大气降水在汇集之前，沿山坡坡面形成漫流，将覆盖在坡面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡脚处，这个过程称为洗刷作用。

在坡脚处形成的新的沉积层称为坡积层。

坡积层的特征：1．坡积物的厚度变化较大，一般在坡脚处最厚，向山坡上部及远离山脚方向均逐渐变薄尖灭；2．坡积层多由碎石和粘性土组成，其成分与下伏基岩无关；3．搬运距离较短，坡积层层理不明显，碎石棱角清楚；4．坡积层松散、富水、力学性质差。

工程地质学——水的地质作用第三章水的地质作用第一节地表水的地质作用一、暂时性地表流水的地质作用1、1、淋滤作用及残积层（el Q ）：均匀沉降。

松散、富水，易产生不与下伏基岩有关。

特点：残留原地，成分残积层：留原地的过程。

粗粒物质或难溶物质残，将小物质和溶解物质带走地下渗透时，将地表细淋滤作用：大气降水向2、2、洗刷作用及坡积层（dlQ ）。

富水。

易沿原地面滑坡，松散、物质，与下伏基岩无关为山坡上部特点：位于坡脚，成分坡积层：脚平缓处堆积的过程。

山坡上风化物质带到坡洗刷作用：坡面流水将3、3、冲刷作用及洪积层（plQ ）：性质差。

质好；扇尾相反，工程纵剖面：深，矿化度低，工程性扇顶颗粒大，地下水位物质。

松散、富水。

洪积层（扇）：平面：物为沟内特点：沟口沉积，沉积的过程。

掏蚀，并带到沟口沉积径流将沟底，沟岸物质冲刷作用：冲沟钟地表二、河流地质作用及冲积层（alQ ）：沼泽阶段牛轨湖阶段蛇曲阶段河曲阶段）侧蚀作用（平衡阶段向源侵蚀河口侵蚀下蚀作用、侵蚀作用2)1(:12、搬运和沉积：→冲积层（al Q ）：陆上三角洲水下三角洲河口沉积冲积平原冲积扇山前沉积河漫滩河床河谷沉积沉积滚动式跳跃式悬浮式搬运三、河谷地貌（河谷断面）及河流阶地：1、河谷地貌：堆积阶地基座阶地侵蚀阶地按物质组成分类横向阶地纵向阶地按形态分类分类：坎。

组成：阶地面和阶地陡阶梯状地形。

侵蚀或沉积作用形成的定义：河流两岸因河流、河流阶地：2源头剥蚀夷平面洪水位第三节地下水的地质作用一、地下水的基本知识：重力水毛细水薄膜水吸着水液态固态汽态式、水在岩土中的存在形:1隔水层：如泥岩、页岩、卵石层透水层：如砾岩、砂岩透水性给水性持水性容水性：、岩土的主要水理性质2二、地下水的物理性质与化学成分：（自学）放射性导电性比重口味嗅味颜色透明度温度）物理性质：（1+--++-+值分类按按硬度分类按总矿化度分类地下水按化学成分分类、、、、气体：、、胶体：、、、、、、离子：主要化学成分）化学成分：（PH S H CH CO O N SiO H O Al O Fe K SO HCO Mg C Cl N a a 24222323232243222三、地下水的基本类型层之间的重力水承压水：充满两个隔水层上的重力水潜水：第一个稳定隔水局部隔水层上的重力水土壤水上层滞水：、按埋藏条件分类：1可溶岩中的地下水岩溶水：储存和运动在岩土裂隙中的地下水裂隙水：储存和运动在岩土孔隙中的地下水孔隙水：储存和运动在、按含水层性质：2三、地下水对土木工程的影响：2)(1OH Ca 氢氧化钙水化铁酸四钙水化铝酸四钙水化铝酸三钙水化硅酸钙蚀性：水泥遇水生成、地下水对混泥土的侵+↓→+-，无侵蚀暂时硬度＞，有侵蚀暂时硬度＜）溶出侵蚀：（33)(12332O H CaCO HCO OH Ca +??+++↓?+-+32232232322)()(2HCO C HCO Ca O H CO CaCO OH CaCO CO OH Ca a ）碳酸侵蚀：（反应平衡时，叫平衡CO 2；反应超过平衡时，叫侵蚀性CO 2。