土木地质第3章[].ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 水的地质作用,第一节 概述,大循环,：水在整个地球范围内，在海洋和陆地之间的循环。,小循环,：地球上局部范围内的水循环。,自然界中水的循环：,1,第二节 地表流水的地质作用,一、暂时性地表流水的地质作用,1,、,淋滤作用,及,残积层,（）,淋滤作用：,大气降水向地下渗透时，将地表细小物质和溶解物质带走，将粗粒物质或难溶物质残留原地的过程。,残积层特点：,残留原地，成分与下伏基岩有关。松散、富水。易产生不均匀沉降。,2,第二节 地表流水的地质作用,一、暂时性地表流水的地质作用,洗刷作用：,坡面流水将山坡上风化物质带到坡脚平缓处堆积的过程。,坡积层特点：,位于坡脚，成分为山坡上部物质，与下伏基岩无关。松散、富水。易沿原地面滑坡。,2,、,洗刷作用,及,坡积层,（）,3,第二节 地表流水的地质作用,一、暂时性地表流水的地质作用,冲刷作用：,冲沟中地表径流将沟底、沟岸物质掏蚀，并带到沟口沉积的过程。,洪积层（扇）特点：,沟口沉积，沉积物为沟内物质；松散、富水。扇顶颗粒大，地下水位深，矿化度低，工程性质较好；扇尾相反，工程性质差。,3,、,冲刷作用,及,洪积层,（）,4,第二节 地表流水的地质作用,5,二、河流地质作用,河流：,是指在河谷中流动的常年水流。,河谷的构成要素：,谷底,河床,谷坡,坡缘,坡麓等。,河谷要素,1-,谷底；,2-,河床；,3-,谷坡；,4-,坡缘；,5-,坡麓,第二节 地表流水的地质作用,6,河流中的流水具有一定的流速，即动能。,河流动能主要消耗在以下几方面：,（,1,）水的粘滞性、紊流、环流、波浪及涡流等；,（,2,）侵蚀作用；,（,3,）搬运作用。,河流地质作用包括两个方面：,（,1,）侵蚀，切割地面和冲刷河岸；,（,2,）堆积，形成各种沉积物和流水沉积地貌，如河流阶地、冲积平原等。,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,7,流水的侵蚀作用包括：,溶蚀,和,机械侵蚀,两种方式。,溶蚀作用：,在可溶性岩石分布地区内比较显著，它能溶解岩石中的可溶性矿物，使岩石结构逐渐松散，并加速机械侵蚀作用。,机械侵蚀：,是河谷地质发展过程中一个重要现象，可使河床移动、河谷变形及河岸冲刷破坏，严重威胁河谷两岸建筑物和构筑物的安全。,1,、流水的侵蚀作用,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,（一）流水的侵蚀、搬运和沉积作用,8,二、河流地质作用,冲刷：河床的土石颗粒在流水作用下逐渐松动，最后随水流共同运动。,（,1,）流水对河床的冲刷,颗粒滚动时力的平衡,流水对河床冲刷的重要条件：水流未被泥砂饱和。,泥砂被,冲刷的,临界水流速度：,其中：,A,取为,0.2,d,泥砂粒径，,mm,m/s,第二节 地表流水的地质作用,9,河岸掏蚀与破坏起因是河床的冲刷。河床在平面图上常呈蛇曲形，在河曲地段范围内河流的水流主要由,弯道离心力,和,地球自转引起横向环流。,（,2,）流水对河岸的掏蚀,河谷表层和底层水流,(a),平直河床对称环流,(b),不对称环流,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,10,横向环流引起凹岸的侧向侵蚀，凸岸堆积，且凹岸侧蚀与凸岸堆积不断向下游扩展，导致河谷愈来愈宽，河道愈来愈弯曲。,当河曲发展到一定程度时，上下段河槽间最窄的陆地处会发生河流截弯取直现象，形成牛轭湖，继而发展成沼泽。,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,11,第二节 地表流水的地质作用,12,弯 曲 河 流,游 荡 型 河 床,13,美国犹他州河流下切作用形成的深切曲流,14,弯道变化与迂回扇的形成示意图,15,牛轭湖,16,2,、,搬运和沉积：,冲积层（）：,第二节 地表流水的地质作用,17,根据河谷成因：,可分为,构造谷,和,侵蚀谷,两类。,（,1,）构造谷,构造谷：,河流在构造运动所生成的凹地内流动，开凿出的河谷。,如向斜谷、地堑断裂谷等；或者是由于河流沿着构造软弱带流动，由流水冲刷而成的河谷，如断层谷、背斜谷、单斜谷等。,构造谷主要受地质构造控制，沿地质构造线发展。,（二）河谷的类型及河流阶地,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,18,侵蚀谷：,由水流侵蚀而成，不受地质构造影响，可任意切穿构造线。,侵蚀谷发展为成形河谷可分三个阶段：,第一阶段,峡谷型：,经常性水流急剧下切，使河谷切成,V,字形,状态，可发展成为峡谷。,第二阶段,河漫滩河谷：,当峡谷形成后，弯曲河床主流线使河床受到侧蚀加宽作用，即凹岸被冲刷，凸岸被堆积，造成浜河床浅滩，其不断扩大和固定，形成河漫滩河谷。,（,2,）,侵蚀谷,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,19,二、河流地质作用,第三阶段,成形河谷：,河漫滩河谷继续发展，不断加宽加高；受地壳运动影响，老河漫滩被抬高，河水在原河漫滩内,侧重新开辟河道，被抬高的河漫滩则转变为阶地。,第二节 地表流水的地质作用,20,根据侵蚀与堆积之间的关系，河流阶地可分为,:,1,）侵蚀阶地,：阶面上基岩毕露，或覆盖冲积物很薄；多分布于山间河谷原始流速较大的河段，或者分布于河流的上游；侵蚀阶地的工程地质条件较好。,2,）堆积阶地：,完全由冲积所组成，土层深厚，阶地面不见基岩；可分为,上迭阶地,、,内迭阶地,及,嵌入阶地,；,堆积阶地的工程地质条件好坏视冲积物性质及土层分布情况而定。,3,）基座阶地,：,属侵蚀阶地到堆积阶地的过渡类型，阶地面有冲积物覆盖，阶地陡坎下部可见基岩出露；工程地质条件较好。,河流阶地类型,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,21,河流阶地类型,22,（,1,）预测方法,：,土层松软的凹曲河岸段通常为掏蚀和冲刷地段。以此确定河岸掏蚀范围、河流平水位和高水位、河岸破坏和后退的速度，预测河岸掏蚀对邻近建筑物和构筑物的威胁性。,（,2,）防护措施：,（,a,）,直接防护：,如抛石、铺砌、混凝土块堆砌、混凝土板、护岸挡墙、岸坡绿化等。,（,b,）,调节径流：,改变水流方向、流速和流量，如兴建各类导流工程等。,（三）河岸掏蚀破坏的预测和防护,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,23,24,都江堰水利工程概貌,25,都江,堰水利工程之,飞沙堰,26,都江,堰水利工程之,宝瓶口,27,防治边岸掏蚀的调节性工程,1-,导流建筑；,2-,松散物质淤积带,二、河流地质作用,第二节 地表流水的地质作用,28,第三节 地下水的地质作用,一、地下水类型划分,1,、水在岩土中的存在形式：,29,第三节 地下水的地质作用,一、地下水类型划分,2,、岩土的主要水理性质：,给水度,=,容水度,-,持水度,30,第三节 地下水的地质作用,3,、地下水的物理性质与化学成分：,（,1,）,物,理,性,质,：,31,第三节 地下水的地质作用,3,、地下水的物理性质与化学成分：,（,2,）化学成分,：,32,第三节 地下水的地质作用,二、地下水的基本类型,1,、,按埋藏条件,分类：,33,第三节 地下水的地质作用,二、地下水的基本类型,含水层,隔水层,34,承压水,充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。,A,补给区,B,承压区,C,排泄区,35,特征：,不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。动态变化较稳定。不易受地面污染。,承压含水层局部,H,1,初见水位,H,2,承压水位,H,承压水头,h,承压水位埋深,36,第三节 地下水的地质作用,二、地下水的基本类型,2,、按,含水层性质,分类：,37,上游,河床中砂砾石，是良好的含水层。,中游,河漫滩沉积有上细（粉细砂、黏性土）下粗（砂砾）的二元结构，上层构成隔水层，下层为承压含水层。,下游,滨海平原上为潜水，埋藏浅不利于工程建设，下部多层承压含水层。,按照含水层性质分类,不同含水层空隙中的地下水,冲积物中的孔隙水,38,洪积物中的孔隙水,潜水深埋带,潜水溢出带,潜水下沉带39,按成因,：,风化裂隙水,成岩裂隙水,构造裂隙水,面状裂隙水,层间裂隙水,脉状裂隙水,按埋藏条件,：,裂隙水,40,岩溶水,特点：,空间分布极不均匀，动态变化强烈，流动迅速，排泄集中。,41,按,水头性质分：,上升泉,下降泉,按出露原因分：,侵蚀泉,接触泉,断层泉,泉：地下水在地表的天然露头,42,第三节 地下水的地质作用,三、地下水对土木工程的影响：,1,、地下水对混凝土的侵蚀性,：,（水泥遇水生成）,43,第三节 地下水的地质作用,（,1,）溶出侵蚀：,（,2,）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,。,三、地下水对土木工程的影响：,44,第三节 地下水的地质作用,（,3,）硫酸侵蚀：,（,4,）一般酸性侵蚀：,（,5,）镁盐侵蚀：,三、地下水对土木工程的影响：,45,第三节 地下水的地质作用,2,、,地面沉降,：大量抽取地下水，导致孔隙水压力降低，颗粒有效压力增加，地层压密而地面沉降。,3,、,流砂和潜蚀,：,流砂：饱水砂土因结构破坏而液化，砂土颗粒悬浮于水,中流出。,潜蚀：地下水将土层中细小颗粒带走，形成管状空洞。,三、地下水对土木工程的影响：,46,