工程地质水的地质作用.ppt

1、第四章 水的地质作用及第四纪沉积物 4-1 风化作用及残积土 4-2 暂时性水流的地质作用及其沉积土 4-3 河流的地质作用及冲积土 4-4 湖泊和海洋沉积物 4-5 地下水的地质作用,水的循环,4-1 风化作用及残积土一、风化作用1.物理风化作用2.化学风化作用3.生物风化作用4.影响岩石风化作用的因素5.残积土,一、风化作用1.物理风化（机械风化）作用 地表的岩石由于温度变化在原地产生的机械破碎，而不改变其化学成分、不形成新矿物的作用。 2.化学风化作用 地表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，同时也改变其化学成分，并可形成新矿物的作用。 溶解作用（水

2、溶解）、水化作用（矿物吸收水形成含水新矿物）、水解作用（矿物溶于水出现离解现象）、碳酸化作用（碳酸根离子与阳离子化合成易溶的碳酸盐）和氧化作用。,3.生物风化作用 生物的物理风化和生物的化学风化。 4.影响岩石风化作用的因素 （1）岩石的性质 矿物作成、结构构造、节理发育 （2）气候因素 气温、降水、生物繁殖 （3）地形 5.残积土 岩石风化后，未经搬运残留在原地的松散沉积物。 性质：不磨圆、无分选、无层理、棱角状、不均匀、孔隙大。据其可识别母岩种类。,4-2 暂时性水流的地质作用及其沉积土1片流与坡积物（1）片流：由降雨和降雪产生的暂时性水流。沿地面斜坡呈片状或网状的细小水流。 （2）坡积物

3、：由于片流的地质作用（洗刷作用），将斜坡上一部分细小颗粒冲至斜坡下部的缓坡和坡脚堆积下来形成坡积物（另一部分成为江河泥砂的主要来源）。 性质：结构松散、孔隙率高、压缩性大、颗粒不磨圆、薄厚不一、易二次失稳滑动。,2 洪流与洪积扇,（1）洪流：片流进一步发展，水量增大，在一些沟槽中汇集、形成洪流。 （2）洪积扇（洪积物）：洪流以自身冲刷使沟槽扩大，形成沟谷。沟谷中的洪水能量大（雨季）携带大量冲刷碎屑在沟谷口（山角处）沉积下来，形成洪积扇。与坡积物、冲积物交互沉积形成山麓的坡积洪积裙和山前洪积、冲积平原。 性质：磨圆分选均较差。山口附近颗粒粗、孔隙大、透水性大、地下水位深、压缩性小、承载力大。较远

4、处（扇形边缘）细碎屑土、粘性土（有斜交层理和透镜体），受周期性干旱影响性质稍好。过度地带有地下水溢出，水文地质条件不良。,4-3 河流的地质作用及冲积土 一、河谷的形态与河流的沉积,二、河流的地质作用 1、河流的侵蚀作用（1）河流的下蚀作用,（2）河流的侧蚀作用,河曲冲沟的发展和牛轭湖的形成：,河曲冲沟的发展和牛轭湖的形成： 1、河流摆动形成弯曲2、河水不断冲刷与侵蚀河岸，河曲随之不断的发展3、河曲愈来愈弯4、河水冲刷与侵蚀最弯曲的河岸，河流遂截弯取直5、河水从截弯取直的部位流走，原有的河曲被废弃6、原有被废弃的河曲成了牛轭湖,(3)阶地,2、河流的搬运作用与冲积物（1）搬运作用：悬运、跃运和

5、推运。（2）冲积物：河床沉积、河漫滩沉积、牛轭湖沉积、三角洲沉积。 河漫滩沉积,牛轭湖沉积,三角洲沉积,4-4 湖泊和海洋沉积物 潮涨潮落 湖泊由湖岸到湖心颗粒由大到小。湖心是淤泥。 由海岸到深海沉积物由粗到细。,4-5 地下水的地质作用,地下水：是埋藏于地下岩石（包括土层）空隙（孔隙、裂隙和空洞）中各种状态的水。 来源：大气降水，地表水渗入。 危害：降低岩石土体的强度和稳定性，产生不良地质现象。对建筑材料产生危害。,一、地下水的类型 上层滞水、潜水、承压水、裂隙水。 气态水、液态水、固态水。,二、地下水的危害,1、诱发不良地质现象 （1）滑坡 岩土的抗剪强度降低。 （2）岩溶 溶于水的石灰岩

6、、白云岩分布广 （3）潜蚀 细颗粒被渗流水从粗颗粒孔隙中冲出。土体密实度、强度降低。 （4）地基沉陷 北京10-20cm/year 北京东郊200cm/40year （5）道路冻胀翻浆,三、水对混凝土的侵蚀,（1）总矿化度 水中离子、分子和各种化合物的总量（g/L） 强酸根离子含量高,矿化度高 高矿化度水可降低混凝土强度,使混凝土表面风化,腐蚀钢筋,因此不允许用高矿化度水搅拌混凝土. (2)氢离子浓度 酸性侵蚀2CaCO3+2H+Ca(HCO3)2+Ca2+,（3）硬度,总硬度： 水中Ca2+ 、 Mg2+离子含量。 暂时硬度： 水煮沸一部分Ca2+ 、M g 2+的重碳酸盐失去CO2而生成碳

7、酸盐沉淀下来。水中减少的Ca2+ 、 Mg2+离子含量即为暂时硬度 。 Ca2+2HCO3- Ca2+ CO3 +H2O+CO2 可逆 永久硬度：总硬度与暂时硬度之差。 根据暂时硬度可以判定水溶解水泥混凝土中CaCO3成分的溶出侵蚀性。,（4）其它侵蚀性,硫酸型侵蚀（结晶性侵蚀） 水中SO4 2 -含量较多时，与混凝土中某些成分作用生成含水的硫酸盐结晶，体积增大。 如：CaSO4 2H2 O体积增大4.3倍。 碳酸型侵蚀 水中侵蚀性CO2 对混凝土碳酸钙成分的溶解，即溶出侵蚀性。 Ca CO3 +H2O+CO2 Ca(HCO3)2 Ca2+2HCO3-,第五章 岩石的工程地质性质指标,5-1 岩石的工程性质指标 5-2 影响岩石工程性质的因素,5-1 岩石的工程性质指标,一、岩石的物理性质 1、重度（密度） 2、相对密度 3、孔隙率 二、岩石水理性质 1、吸水性 2、饱水性 3、透水性 4、溶解性 5、软化性 6、抗冻性,三、岩石力学性质,1、弹性模量 2、变形模量 3、泊松比 4、抗压强度 5、抗剪强度 抗剪断强度 抗剪强度 抗切强度