風化與地表流水的地質作用

風化與地表流水的地質作用

第一節(jié)風化作用第2頁,共23頁，2024年2月25日，星期天一、風化作用的類型1．物理風化作用（機械風化作用）定義：在地表或接近地表條件下，巖石、礦物在原地發(fā)生機械破碎而不改變其化學成分、不形成新礦物的作用表現(xiàn)形式（1）溫差風化（主要發(fā)生在晝夜溫差變化大的地區(qū)）由于溫度的變化產(chǎn)生溫差，溫差可促使巖石膨脹和收縮交替進行，久而久之則引起巖石破裂。見圖3-1原因：巖石是熱得不良導體，不同礦物受熱的體積膨脹系數(shù)不同；影響因素：溫度變化速度，幅度；巖石性質（成分與結構）第3頁,共23頁，2024年2月25日，星期天（2）冰凍風化（冰劈作用）（主要發(fā)生在寒冷的高山地區(qū)）巖石裂隙吸水→0℃結冰→體積膨脹（9%）→對裂隙產(chǎn)生壓力→裂隙加寬、加深→反復凍融→碎塊條件：巖石有裂隙，充足的水，溫度在0℃波動；（3）巖石釋重巖石上覆蓋巨厚巖層→靜壓力→卸荷（剝蝕）→向外膨脹→裂隙→為水和空氣提供通路，使風化更有效進行。（4）可溶鹽的結晶與潮解（主要發(fā)生在強烈蒸發(fā)的干旱地區(qū)）巖石裂隙中的可溶鹽（干旱或半干旱）→吸水潮解→蒸發(fā)結晶→體積增大→使裂隙增大。第4頁,共23頁，2024年2月25日，星期天2．化學風化作用定義：處于地表的巖石，與水溶液和氣體等在原地發(fā)生化學反應逐漸使巖石破壞，不僅改變其物理狀態(tài)，同時也其化學成分，并可形成新礦物的作用。（1）溶解作用水直接溶解巖石中礦物的作用。（溶解隨水流走，難溶的礦物殘留原地）

第5頁,共23頁，2024年2月25日，星期天（2）水化作用（3）水解作用第6頁,共23頁，2024年2月25日，星期天（4）碳酸化作用礦物與含有二氧化碳的水發(fā)生化學反應，形成新礦物。（5）氧化作用P593．生物風化定義：指在動、植物及微生物影響下發(fā)生的破壞作用。（1）生物物理（機械）風化：根劈作用（2）生物化學風化：有機酸侵蝕第7頁,共23頁，2024年2月25日，星期天總結：影響風化作用的因素一氣候1干旱的沙漠地區(qū)：物理風化為主2濕潤氣候區(qū)：化學風化和生物風化二地形條件1地勢起伏大的地區(qū)：物理風化為主2地勢低緩的地區(qū)：化學風化為主三巖石的特征1巖石成分巖石抗風化能力的強弱與它所含礦物的成分和數(shù)量有密切關系。2巖石的結構與構造3節(jié)理發(fā)育狀況促進巖石風化的重要因素。第8頁,共23頁，2024年2月25日，星期天二、風化巖層的分帶(從下到上為)：整石帶（Ⅳ）：肉眼看不出風化碎裂跡象，巖石聯(lián)結力弱，抗壓和抗剪強度降低。塊石帶（Ⅲ）：大量風化裂隙，次生礦物，抗壓和抗剪強度顯著降低，滲透性增強。碎石帶（Ⅱ）：大量風化礦物，滲透性減小，抗壓和抗剪強度大為降低。粉碎帶（Ⅰ）：徹底風化，滲透性很低，抗剪強度小，壓縮性大，有粘性，可塑性，膨脹性,收縮性第9頁,共23頁，2024年2月25日，星期天三、巖石風化程度的分級1．巖石風化程度的判斷2．巖石風化程度的分級未風化—微風化—中等風化—強風化—全風化第10頁,共23頁，2024年2月25日，星期天四、殘積層1．定義：地表巖石經(jīng)過長期風化作用以后，改變了礦物成分、結構和構造，形成和原來巖石性質不同的風化產(chǎn)物，其中除一部分易溶物質被水溶解流失外，大部分物質殘留在原地，這種物質為殘積物，這種風化層稱為殘積層。2．工程性質較多的孔隙和裂縫，易遭沖刷，強度和穩(wěn)定性較差?！贿m合做地基承載能力低，產(chǎn)生不均勻沉陷——不適合做路塹邊坡結構松散，產(chǎn)生崩塌和滑坡3．風化殼第11頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共23頁，2024年2月25日，星期天

第二節(jié)暫時性流水的地質作用一、坡面細流的地質作用及坡積層1．坡面細流：雨水降落到地面或覆蓋地面的積雪融化時，其中一部分被蒸發(fā)，一部分滲入到地下，剩下的部分則形成無數(shù)的網(wǎng)狀坡面細流。2．沖刷作用：坡面細流將山坡上的風化物質帶到坡腳或山坡低凹處沉積的過程。3．坡積層：由坡面細流的侵蝕、搬運和沉積作用在坡腳或山坡低凹處形成的新的沉積層。第13頁,共23頁，2024年2月25日，星期天4．坡積層的特點：位于坡腳，成份為山坡上部物質，與下伏基巖無關，松散、富水，易沿原地面滑動。第14頁,共23頁，2024年2月25日，星期天二、山洪急流的地質作用及洪積層1．山洪急流：集中暴雨或積雪驟然大量融化，在短時間內(nèi)形成巨大的地表暫時流水。2．洪流的沖刷作用：水流以其自身的水力和攜帶的砂石，對溝底和溝壁進行沖擊和磨蝕。3．沖溝：由沖刷作用形成的溝底狹窄、兩壁陡峭的溝谷第15頁,共23頁，2024年2月25日，星期天4．洪積層：山洪急流具有極強的侵蝕和搬運能力，把沖刷下來的碎屑物質帶到山麓平原或溝谷口堆積起來，形成洪積層。洪積扇：由于山洪急流的長期作用，在溝口一帶形成了扇形展布的堆積體，在地貌上稱為洪積扇。洪積層---洪積扇---洪積裙(洪積沖積平原)洪積層工程地質特點：分為三個不同的地段第16頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)河流的地質作用第17頁,共23頁，2024年2月25日，星期天一、河流的侵蝕作用河流的侵蝕作用：河水在流動過程中不斷加深和拓寬河床的作用。1．下蝕作用（上游）定義：河水在流動過程中使河床逐漸下切加深的作用。影響因素：河水的流速、流量、河床的巖性和地質構造2．側蝕作用（中下游）定義：對河床兩岸的巖石進行侵蝕，使河床加寬的作用。影響因素：橫向環(huán)流作用橫向環(huán)流在河灣處最明顯，由于離心力的作用，使河流變寬，曲率變大→蛇曲→流量增大，截彎取直，流入新開拓的局部河道→殘留部分形成牛軛湖→沿河布置的公路，要防止發(fā)生沖毀路基的現(xiàn)象。第18頁,共23頁，2024年2月25日，星期天二、河流的搬運作用搬運方式三、河流的沉積作用與沖積層1．沉積作用：河流在運動過程中，能量不斷受到損失，當河水夾帶的泥砂、礫石等搬運物質超過了河水的搬運能力，被搬運的物質便在重力作用下逐漸沉積下來，稱為沉積作用。2．沖積層：河流的沉積物稱為沖積層。第19頁,共23頁，2024年2月25日，星期天4．沖積層的工程地質性質（1）分選性好，層理明顯，磨圓度高。（2）山區(qū)河流沖積物較薄，顆粒較粗，承載力較高且易清除，地基條件較好。（3）沖積平原分布廣，表面坡度比較平緩，作為工程建筑物的地基，砂、卵石的承載力較高，粘性土較低，多數(shù)大、中城市都坐落在沖積層上，道路也多選擇在沖積層上通過。第20頁,共23頁，2024年2月25日，星期天（4）三角洲沉積物含水量高，常呈飽和狀態(tài)，承載力較低，但最上層，因長期干燥比較硬實，承載力較下面高，可作為低層建筑物的天然地基。（5）沖積層中的砂、卵石、礫石常被作為建筑材料；厚度穩(wěn)定、延續(xù)性好的砂、卵石層是豐富的含水層，可作為良好的供水水源。第21頁,共23頁，2024年