风化与地表流水的地质作用

风化与地表流水的地质作用

第一节风化作用第2页,共23页，2024年2月25日，星期天一、风化作用的类型1．物理风化作用（机械风化作用）定义：在地表或接近地表条件下，岩石、矿物在原地发生机械破碎而不改变其化学成分、不形成新矿物的作用表现形式（1）温差风化（主要发生在昼夜温差变化大的地区）由于温度的变化产生温差，温差可促使岩石膨胀和收缩交替进行，久而久之则引起岩石破裂。见图3-1原因：岩石是热得不良导体，不同矿物受热的体积膨胀系数不同；影响因素：温度变化速度，幅度；岩石性质（成分与结构）第3页,共23页，2024年2月25日，星期天（2）冰冻风化（冰劈作用）（主要发生在寒冷的高山地区）岩石裂隙吸水→0℃结冰→体积膨胀（9%）→对裂隙产生压力→裂隙加宽、加深→反复冻融→碎块条件：岩石有裂隙，充足的水，温度在0℃波动；（3）岩石释重岩石上覆盖巨厚岩层→静压力→卸荷（剥蚀）→向外膨胀→裂隙→为水和空气提供通路，使风化更有效进行。（4）可溶盐的结晶与潮解（主要发生在强烈蒸发的干旱地区）岩石裂隙中的可溶盐（干旱或半干旱）→吸水潮解→蒸发结晶→体积增大→使裂隙增大。第4页,共23页，2024年2月25日，星期天2．化学风化作用定义：处于地表的岩石，与水溶液和气体等在原地发生化学反应逐渐使岩石破坏，不仅改变其物理状态，同时也其化学成分，并可形成新矿物的作用。（1）溶解作用水直接溶解岩石中矿物的作用。（溶解随水流走，难溶的矿物残留原地）

第5页,共23页，2024年2月25日，星期天（2）水化作用（3）水解作用第6页,共23页，2024年2月25日，星期天（4）碳酸化作用矿物与含有二氧化碳的水发生化学反应，形成新矿物。（5）氧化作用P593．生物风化定义：指在动、植物及微生物影响下发生的破坏作用。（1）生物物理（机械）风化：根劈作用（2）生物化学风化：有机酸侵蚀第7页,共23页，2024年2月25日，星期天总结：影响风化作用的因素一气候1干旱的沙漠地区：物理风化为主2湿润气候区：化学风化和生物风化二地形条件1地势起伏大的地区：物理风化为主2地势低缓的地区：化学风化为主三岩石的特征1岩石成分岩石抗风化能力的强弱与它所含矿物的成分和数量有密切关系。2岩石的结构与构造3节理发育状况促进岩石风化的重要因素。第8页,共23页，2024年2月25日，星期天二、风化岩层的分带(从下到上为)：整石带（Ⅳ）：肉眼看不出风化碎裂迹象，岩石联结力弱，抗压和抗剪强度降低。块石带（Ⅲ）：大量风化裂隙，次生矿物，抗压和抗剪强度显著降低，渗透性增强。碎石带（Ⅱ）：大量风化矿物，渗透性减小，抗压和抗剪强度大为降低。粉碎带（Ⅰ）：彻底风化，渗透性很低，抗剪强度小，压缩性大，有粘性，可塑性，膨胀性,收缩性第9页,共23页，2024年2月25日，星期天三、岩石风化程度的分级1．岩石风化程度的判断2．岩石风化程度的分级未风化—微风化—中等风化—强风化—全风化第10页,共23页，2024年2月25日，星期天四、残积层1．定义：地表岩石经过长期风化作用以后，改变了矿物成分、结构和构造，形成和原来岩石性质不同的风化产物，其中除一部分易溶物质被水溶解流失外，大部分物质残留在原地，这种物质为残积物，这种风化层称为残积层。2．工程性质较多的孔隙和裂缝，易遭冲刷，强度和稳定性较差。——不适合做地基承载能力低，产生不均匀沉陷——不适合做路堑边坡结构松散，产生崩塌和滑坡3．风化壳第11页,共23页，2024年2月25日，星期天第12页,共23页，2024年2月25日，星期天

第二节暂时性流水的地质作用一、坡面细流的地质作用及坡积层1．坡面细流：雨水降落到地面或覆盖地面的积雪融化时，其中一部分被蒸发，一部分渗入到地下，剩下的部分则形成无数的网状坡面细流。2．冲刷作用：坡面细流将山坡上的风化物质带到坡脚或山坡低凹处沉积的过程。3．坡积层：由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用在坡脚或山坡低凹处形成的新的沉积层。第13页,共23页，2024年2月25日，星期天4．坡积层的特点：位于坡脚，成份为山坡上部物质，与下伏基岩无关，松散、富水，易沿原地面滑动。第14页,共23页，2024年2月25日，星期天二、山洪急流的地质作用及洪积层1．山洪急流：集中暴雨或积雪骤然大量融化，在短时间内形成巨大的地表暂时流水。2．洪流的冲刷作用：水流以其自身的水力和携带的砂石，对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀。3．冲沟：由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷第15页,共23页，2024年2月25日，星期天4．洪积层：山洪急流具有极强的侵蚀和搬运能力，把冲刷下来的碎屑物质带到山麓平原或沟谷口堆积起来，形成洪积层。洪积扇：由于山洪急流的长期作用，在沟口一带形成了扇形展布的堆积体，在地貌上称为洪积扇。洪积层---洪积扇---洪积裙(洪积冲积平原)洪积层工程地质特点：分为三个不同的地段第16页,共23页，2024年2月25日，星期天第三节河流的地质作用第17页,共23页，2024年2月25日，星期天一、河流的侵蚀作用河流的侵蚀作用：河水在流动过程中不断加深和拓宽河床的作用。1．下蚀作用（上游）定义：河水在流动过程中使河床逐渐下切加深的作用。影响因素：河水的流速、流量、河床的岩性和地质构造2．侧蚀作用（中下游）定义：对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河床加宽的作用。影响因素：横向环流作用横向环流在河湾处最明显，由于离心力的作用，使河流变宽，曲率变大→蛇曲→流量增大，截弯取直，流入新开拓的局部河道→残留部分形成牛轭湖→沿河布置的公路，要防止发生冲毁路基的现象。第18页,共23页，2024年2月25日，星期天二、河流的搬运作用搬运方式三、河流的沉积作用与冲积层1．沉积作用：河流在运动过程中，能量不断受到损失，当河水夹带的泥砂、砾石等搬运物质超过了河水的搬运能力，被搬运的物质便在重力作用下逐渐沉积下来，称为沉积作用。2．冲积层：河流的沉积物称为冲积层。第19页,共23页，2024年2月25日，星期天4．冲积层的工程地质性质（1）分选性好，层理明显，磨圆度高。（2）山区河流冲积物较薄，颗粒较粗，承载力较高且易清除，地基条件较好。（3）冲积平原分布广，表面坡度比较平缓，作为工程建筑物的地基，砂、卵石的承载力较高，粘性土较低，多数大、中城市都坐落在冲积层上，道路也多选择在冲积层上通过。第20页,共23页，2024年2月25日，星期天（4）三角洲沉积物含水量高，常呈饱和状态，承载力较低，但最上层，因长期干燥比较硬实，承载力较下面高，可作为低层建筑物的天然地基。（5）冲积层中的砂、卵石、砾石常被作为建筑材料；厚度稳定、延续性好的砂、卵石层是丰富的含水层，可作为良好的供水水源。第21页,共23页，2024年