第三章风化与地表流水的地质作用优秀课件.ppt

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1、第三章风化与地表流水的地质作用第1页，本讲稿共23页n n 第一节第一节 风化作用风化作用第2页，本讲稿共23页n一、风化作用的类型一、风化作用的类型n1 1物理风化作用（机械风化作用）物理风化作用（机械风化作用）n定义：在地表或接近地表条件下，岩石、矿物在原地发生定义：在地表或接近地表条件下，岩石、矿物在原地发生 n 机械破碎而不改变其化学成分、不形成新矿物的作用机械破碎而不改变其化学成分、不形成新矿物的作用n表现形式表现形式n（1 1）温差风化）温差风化（主要发生在昼夜温差变化大的地区）（主要发生在昼夜温差变化大的地区）n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，久由于温度

2、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。而久之则引起岩石破裂。见图见图3-13-1n原因原因：岩石是热得不良导体，不同矿物受热的体积膨胀系数：岩石是热得不良导体，不同矿物受热的体积膨胀系数 n 不同；不同；n影响因素影响因素：温度变化速度，幅度；岩石性质（成分与结构）：温度变化速度，幅度；岩石性质（成分与结构）第3页，本讲稿共23页n（2 2）冰冻风化（冰劈作用）冰冻风化（冰劈作用）n （主要发生在寒冷的高山地区）（主要发生在寒冷的高山地区）n岩石裂隙吸水岩石裂隙吸水00结冰结冰体积膨胀（体积膨胀（9%9%）对裂隙产生压力对裂隙产生压力裂隙加宽、加深裂隙加宽、

3、加深反反复冻融复冻融碎块碎块n条件：岩石有裂隙，充足的水，温度在条件：岩石有裂隙，充足的水，温度在00波动；波动；n（3 3）岩石释重）岩石释重n岩石上覆盖巨厚岩层岩石上覆盖巨厚岩层静压力静压力卸荷（剥蚀）卸荷（剥蚀）向外膨胀向外膨胀裂隙裂隙为水为水和空气提供通路，使风化更有效进行。和空气提供通路，使风化更有效进行。n（4 4）可溶盐的结晶与潮解）可溶盐的结晶与潮解（主要发生在强烈蒸发的干旱地区）（主要发生在强烈蒸发的干旱地区）n岩石裂隙中的可溶盐（干旱或半干旱）岩石裂隙中的可溶盐（干旱或半干旱）吸水潮解吸水潮解蒸发结晶蒸发结晶体积增体积增大大使裂隙增大。使裂隙增大。第4页，本讲稿共23页n2

4、 2化学风化作用化学风化作用n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。可形成新矿物的作用。n（1 1）溶解作用）溶解作用n水直接溶解岩石中矿物的作用。（溶解随水流走，难溶的矿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）物残留原地）n 第5页，本讲稿共23页n（2）水化作用）水化作用n（3）水解作用）水解作用第6页，本讲稿共23页n（4 4）碳酸化作用）碳酸化作用n矿物与含有

5、二氧化碳的水发生化学反应，形成新矿物。矿物与含有二氧化碳的水发生化学反应，形成新矿物。n（5 5）氧化作用）氧化作用nP59P59n3 3生物风化生物风化n定义：指在动、植物及微生物影响下发生的破坏作用。定义：指在动、植物及微生物影响下发生的破坏作用。n（1 1）生物物理（机械）风化：根劈作用）生物物理（机械）风化：根劈作用n（2 2）生物化学风化：有机酸侵蚀）生物化学风化：有机酸侵蚀第7页，本讲稿共23页n总结：影响风化作用的因素总结：影响风化作用的因素n一一 气候气候n1 1 干旱的沙漠地区：物理风化为主干旱的沙漠地区：物理风化为主n2 2 湿润气候区：湿润气候区：化学风化和生物风化化学风

6、化和生物风化n二二 地形条件地形条件n1 1 地势起伏大的地区：物理风化为主地势起伏大的地区：物理风化为主n2 2 地势低缓的地区：化学风化为主地势低缓的地区：化学风化为主n三三 岩石的特征岩石的特征n1 1 岩石成分岩石成分n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。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。n2 2 岩石的结构与构造岩石的结构与构造n3 3 节理发育状况节理发育状况n促进岩石风化的重要因素。促进岩石风化的重要因素。第8页，本讲稿共23页二、风化岩层的分带二、风化岩层的分带(从下到上为从下到上为)：n整石带（整石带（）：肉眼看不出风化碎裂迹象，岩石

7、联结力）：肉眼看不出风化碎裂迹象，岩石联结力 n 弱，抗压和抗剪强度降低。弱，抗压和抗剪强度降低。n块石带（块石带（）：大量风化裂隙，次生矿物，抗压和抗剪强）：大量风化裂隙，次生矿物，抗压和抗剪强n 度显著降低，渗透性增强。度显著降低，渗透性增强。n碎石带（碎石带（）：大量风化矿物，渗透性减小，抗压和抗剪）：大量风化矿物，渗透性减小，抗压和抗剪n 强度大为降低。强度大为降低。n粉碎带（粉碎带（）：彻底风化，渗透性很低，抗剪强度小，压）：彻底风化，渗透性很低，抗剪强度小，压n 缩性大，有粘性，可塑性，膨胀性缩性大，有粘性，可塑性，膨胀性,收缩性收缩性第9页，本讲稿共23页n三、岩石风化程度的分级

8、n1岩石风化程度的判断n2岩石风化程度的分级n未风化微风化中等风化强风化全风化第10页，本讲稿共23页n四、残积层四、残积层n1 1定义定义：地表岩石经过长期风化作用以后，改变了矿物：地表岩石经过长期风化作用以后，改变了矿物 成分、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。为残积物，这种风化层称为残积层。n2 2工程性质工程性质n较多的孔隙和裂缝，易遭冲刷，强度和稳定性较差。较

9、多的孔隙和裂缝，易遭冲刷，强度和稳定性较差。n不适合做地基承载能力低，产生不均匀沉陷不适合做地基承载能力低，产生不均匀沉陷n不适合做路堑边坡结构松散，产生崩塌和滑坡不适合做路堑边坡结构松散，产生崩塌和滑坡n3 3风化壳风化壳第11页，本讲稿共23页第12页，本讲稿共23页n 第二节第二节 暂时性流水的地质作用暂时性流水的地质作用n一、坡面细流的地质作用及坡积层一、坡面细流的地质作用及坡积层n1坡面细流坡面细流：雨水降落到地面或覆盖地面的积雪融化时，其中一部：雨水降落到地面或覆盖地面的积雪融化时，其中一部n 分被蒸发，一部分渗入到地下，剩下的部分则形成无分被蒸发，一部分渗入到地下，剩下的部分则形

10、成无 n 数的网状坡面细流。数的网状坡面细流。n2冲刷作用冲刷作用：坡面细流将山坡上的风化物质带到坡脚或山坡低凹处：坡面细流将山坡上的风化物质带到坡脚或山坡低凹处 n 沉积的过程。沉积的过程。n3坡积层坡积层：由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用在坡脚或山坡低凹：由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用在坡脚或山坡低凹n 处形成的新的沉积层。处形成的新的沉积层。第13页，本讲稿共23页n4坡积层的特点：位于坡脚，成份为山坡上部物n 质，与下伏基岩无关，松散、n 富水，易沿原地面滑动。第14页，本讲稿共23页n二、山洪急流的地质作用及洪积层二、山洪急流的地质作用及洪积层n1 1山洪急流山洪急流：集中暴雨或积

11、雪骤然大量融化，在短时间：集中暴雨或积雪骤然大量融化，在短时间 n 内形成巨大的地表暂时流水。内形成巨大的地表暂时流水。n2 2洪流的冲刷作用洪流的冲刷作用：水流以其自身的水力和携带的砂：水流以其自身的水力和携带的砂n 石，对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀。石，对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀。n3 3冲沟冲沟：由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷：由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷第15页，本讲稿共23页n4 4洪积层洪积层：山洪急流具有极强的侵蚀和搬运能力，把冲：山洪急流具有极强的侵蚀和搬运能力，把冲n 刷下来的碎屑物质带到山麓平原或刷下来的碎屑物质带到山麓平原或 n 沟谷口堆积起来，形成洪

12、积层。沟谷口堆积起来，形成洪积层。n洪积扇：由于山洪急流的长期作用，在沟口一带形成了扇洪积扇：由于山洪急流的长期作用，在沟口一带形成了扇n 形展布的堆积体，在地貌上称为洪积扇。形展布的堆积体，在地貌上称为洪积扇。n洪积层洪积层-洪积扇洪积扇-洪积裙洪积裙(洪积冲积平原洪积冲积平原)n洪积层工程地质特点：洪积层工程地质特点：n分为三个不同的地段分为三个不同的地段第16页，本讲稿共23页n第三节第三节 河流的地质作用河流的地质作用第17页，本讲稿共23页n一、河流的侵蚀作用一、河流的侵蚀作用n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。河流的侵蚀作用：河水在流动过程中不断加深和拓宽河

13、床的作用。n1 1下蚀作用（上游）下蚀作用（上游）n定义：河水在流动过程中使河床逐渐下切加深的作用。定义：河水在流动过程中使河床逐渐下切加深的作用。n影响因素：河水的流速、流量、河床的岩性和地质构造影响因素：河水的流速、流量、河床的岩性和地质构造n2 2侧蚀作用（中下游）侧蚀作用（中下游）n定义：对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河床加宽的作用。定义：对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河床加宽的作用。n影响因素：横向环流作用影响因素：横向环流作用n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 蛇蛇曲曲流量增大，截弯取直，流入新

14、开拓的局部河道流量增大，截弯取直，流入新开拓的局部河道残留部分形成牛轭湖残留部分形成牛轭湖n 沿河布置的公路，沿河布置的公路，n要防止发生冲毁路基的现象。要防止发生冲毁路基的现象。第18页，本讲稿共23页n二、河流的搬运作用n搬运方式n三、河流的沉积作用与冲积层n1沉积作用：河流在运动过程中，能量不断受到损失，n 当河水夹带的泥砂、砾石等搬运物质超过n 了河水的搬运能力，被搬运的物质便在重n 力作用下逐渐沉积下来，称为沉积作用。n2冲积层：河流的沉积物称为冲积层。第19页，本讲稿共23页n4冲积层的工程地质性质n（1）分选性好，层理明显，磨圆度高。n（2）山区河流冲积物较薄，颗粒较粗，承载力较

15、高且易n 清除，地基条件较好。n（3）冲积平原分布广，表面坡度比较平缓，作为工程建 n 筑物的地基，砂、卵石的承载力较高，粘性土较低，n 多数大、中城市都坐落在冲积层上，道路也多选择在 n 冲积层上通过。第20页，本讲稿共23页n（4）三角洲沉积物含水量高，常呈饱和状态，承 n 载力较低，但最上层，因长期干燥比较硬 n 实，承载力较下面高，可作为低层建筑物的 n 天然地基。n（5）冲积层中的砂、卵石、砾石常被作为建筑材n 料；厚度稳定、延续性好的砂、卵石层是丰n 富的含水层，可作为良好的供水水源。第21页，本讲稿共23页n四、河流阶地n阶地：河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形。n分类：n1按形态分类第22页，本讲稿共23页n作业：n比较残积层、坡积层、洪积层和冲积层的工程地质性质。n物理风化与化学风化作用的产物有什么区别？两种风化作用的关系如何？第23页，本讲稿共23页