公路工程地质第三讲活断层风化作用河流地质作用.ppt

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1、第四节第四节 活断层活断层活断层：活断层：又称又称活动断裂，活动断裂，指指现今仍在活动现今仍在活动或或者者近期近期有过活动，不久的将来有过活动，不久的将来还可能还可能活动活动的断层。的断层。“近期近期”有不同的标准，有的行业规范定为有不同的标准，有的行业规范定为晚晚更新世（约更新世（约10101515万年）万年）以来。岩土工程勘察规以来。岩土工程勘察规范中规定范中规定全新世（全新世（1 1万年）万年）以来有过地震活动以来有过地震活动或正在活动，在将来（今后或正在活动，在将来（今后100100年）可能继续活动年）可能继续活动的断裂叫做的断裂叫做全新活动断裂全新活动断裂。第一页，编辑于星期六：十六

2、点 四十三分。第二页，编辑于星期六：十六点 四十三分。一、活断层的分类一、活断层的分类按按两盘错动方向两盘错动方向分为分为走向滑动性断层走向滑动性断层和和倾向滑动性断层倾向滑动性断层。走向滑动性断层走向滑动性断层最常见，其特点是断层面陡倾或直立，部最常见，其特点是断层面陡倾或直立，部分规模很大，断层中常蓄积有较高的能量，引发高震级的强分规模很大，断层中常蓄积有较高的能量，引发高震级的强烈地震。烈地震。倾向滑动断层倾向滑动断层以逆断层更为常见，多数是受水平挤压形以逆断层更为常见，多数是受水平挤压形成，断层倾角较缓，错动时由于上盘为主动盘，故成，断层倾角较缓，错动时由于上盘为主动盘，故上盘上盘地地

3、表变形开裂较严重，对建筑物危害较大。表变形开裂较严重，对建筑物危害较大。活断层按其活断层按其活动性质活动性质分为分为蠕变型活断层和突发型活断层；蠕变型活断层和突发型活断层；蠕变型活断层蠕变型活断层只有长期缓慢的相对位移变形，不发生地震只有长期缓慢的相对位移变形，不发生地震或只有少数微弱地震；或只有少数微弱地震；突发型活断层突发型活断层错动位移是突然发生的，并同时伴发较强烈错动位移是突然发生的，并同时伴发较强烈的地震。的地震。活断层绝大多数常活断层绝大多数常沿袭着老断层发生新的错动位移沿袭着老断层发生新的错动位移，而具，而具继承继承性性，尤其是区域性的深大断裂更为多见。，尤其是区域性的深大断裂更

4、为多见。第三页，编辑于星期六：十六点 四十三分。二、活断层的特征二、活断层的特征1.1.活动方式：活动方式：蠕滑、粘滑蠕滑、粘滑2.2.规模及活动速率规模及活动速率3.3.重复活动周期重复活动周期4.4.继承性继承性第四页，编辑于星期六：十六点 四十三分。三、活断层的识别标志三、活断层的识别标志1.1.地质特征地质特征 最新沉积物的地层错开。最新沉积物的地层错开。2.2.地形地貌标志地形地貌标志 活断层往往构成活断层往往构成两种截然不同的地貌单元的分界线两种截然不同的地貌单元的分界线 ，叠次出现的断层崖、三角面、断层陡坎等呈线性分布；叠次出现的断层崖、三角面、断层陡坎等呈线性分布；河流同步转移

5、线状分布的泉水出露，且植被发育若为温河流同步转移线状分布的泉水出露，且植被发育若为温泉，则水温和矿化度较高。滑坡、崩塌和泥石流等动力泉，则水温和矿化度较高。滑坡、崩塌和泥石流等动力地质现象常呈线性密集分布。地质现象常呈线性密集分布。3.3.地震方面的标志地震方面的标志 在断层带附近地区有现代在断层带附近地区有现代地震、地面位移和地形形变以及地震、地面位移和地形形变以及微震发生。微震发生。第五页，编辑于星期六：十六点 四十三分。四、活断层对工程建筑的影响四、活断层对工程建筑的影响 活断层对工程的危害：活断层对工程的危害：活断层的地面错动、活断层的地面错动、活断层快速滑动引起地震。活断层快速滑动引

6、起地震。蠕变型的活断层蠕变型的活断层，当，当变形速率较大时，可能导致变形速率较大时，可能导致建筑地基不均匀沉陷，使建筑物拉裂破坏。建筑地基不均匀沉陷，使建筑物拉裂破坏。突发型的活断层突发型的活断层伴随地震产生的错动距离通常伴随地震产生的错动距离通常较长，较长，多在几十厘米至几百厘米多在几十厘米至几百厘米之间，这种危害之间，这种危害是无法抗拒的。因此在工程建筑地区有突发型是无法抗拒的。因此在工程建筑地区有突发型的活断层存在时，任何建筑原则上都的活断层存在时，任何建筑原则上都应避免跨应避免跨越活断层以及与其有构造活动联系的分支断层，越活断层以及与其有构造活动联系的分支断层，应应将建筑物选择在无断层

7、穿过的位置。将建筑物选择在无断层穿过的位置。第六页，编辑于星期六：十六点 四十三分。第三章 风化与地表流水的地质作用第七页，编辑于星期六：十六点 四十三分。1.什么是风化作用？什么是风化作用？地表岩石受日照、降水、大气及生地表岩石受日照、降水、大气及生物等风化营力作用影响，其物理性状、化物等风化营力作用影响，其物理性状、化学成分发生一系列变化，使岩石崩解破碎学成分发生一系列变化，使岩石崩解破碎以至逐渐分解的现象。以至逐渐分解的现象。图图1 1 岩石温差风化过程示意图岩石温差风化过程示意图 图图2 2 岩石冰劈作用引起的风化岩石冰劈作用引起的风化第一节第一节 风化作用风化作用第八页，编辑于星期六

8、：十六点 四十三分。图图3 3 风化后的岩石风化后的岩石第九页，编辑于星期六：十六点 四十三分。2.2.风化作用的类型？风化作用的类型？风化作用的类型？风化作用的类型？根据风化营力不同，可分为：根据风化营力不同，可分为：（1 1）物理风化）物理风化 指岩石在地表条件下，在原地产生机械破碎，而不改变其化学成分的过程指岩石在地表条件下，在原地产生机械破碎，而不改变其化学成分的过程称为物理风化作用。称为物理风化作用。主要作用方式有：卸载（释荷）、温差和冰冻作用主要作用方式有：卸载（释荷）、温差和冰冻作用 。（2 2）化学风化）化学风化 指大气和水所引起的氧化、溶解、水解、水化、碳酸化等作用对岩石的分

9、解破坏过程。指大气和水所引起的氧化、溶解、水解、水化、碳酸化等作用对岩石的分解破坏过程。主要作用方式有：氧化、溶解和水解作用。主要作用方式有：氧化、溶解和水解作用。（3 3）生物风化）生物风化 指生物的生命活动，促使岩石发生破坏的作用。指生物的生命活动，促使岩石发生破坏的作用。主要作用方式有：生物机械和生物化学等风化作用。主要作用方式有：生物机械和生物化学等风化作用。第十页，编辑于星期六：十六点 四十三分。3.岩石风化带岩石风化带 岩石风化一般是由表及里。在风化剖面上，岩石风化岩石风化一般是由表及里。在风化剖面上，岩石风化程度不同，从程度不同，从上上而而下下可可分为：分为：粉碎带粉碎带粉碎带粉

10、碎带 碎石带碎石带碎石带碎石带 块石带块石带块石带块石带 整石带整石带整石带整石带 第十一页，编辑于星期六：十六点 四十三分。4.岩石风化程度的判断岩石风化程度的判断 （1 1）岩石的颜色）岩石的颜色 （2 2）岩石的矿物成分）岩石的矿物成分（3 3）岩石的破碎程度）岩石的破碎程度（4 4）岩石强度的变化）岩石强度的变化第十二页，编辑于星期六：十六点 四十三分。5.5.岩石风化程度分类岩石风化程度分类岩石风化程度分类岩石风化程度分类未风化未风化未风化未风化微风化微风化中等风化中等风化强风化强风化强风化强风化全风化全风化全风化全风化第十三页，编辑于星期六：十六点 四十三分。第三节第三节 河流地质

11、作用河流地质作用一、河流的侵蚀作用一、河流的侵蚀作用二、河流的搬运作用二、河流的搬运作用三、河流的沉积作用与冲积层三、河流的沉积作用与冲积层四、河流阶地四、河流阶地第十四页，编辑于星期六：十六点 四十三分。河河流流在在纵纵向向的的特特征征河流的空间形态河流的空间形态第十五页，编辑于星期六：十六点 四十三分。一、侵蚀作用一、侵蚀作用：河水在流动过程中不断：河水在流动过程中不断 加深加深和和拓宽拓宽河床的作用。河床的作用。下蚀作用：下蚀作用：河水对河床底部岩石破坏，使河河水对河床底部岩石破坏，使河谷加深的过程。谷加深的过程。侧蚀作用：侧蚀作用：河水对河床岩石破坏，使河谷拓宽河水对河床岩石破坏，使河

12、谷拓宽的过程。的过程。第十六页，编辑于星期六：十六点 四十三分。下下蚀蚀作作用用的的结结果果峡峡谷谷地地貌貌河流的下蚀作用第十七页，编辑于星期六：十六点 四十三分。差异下蚀作用的结果差异下蚀作用的结果瀑布瀑布第十八页，编辑于星期六：十六点 四十三分。下蚀作用的过程下蚀作用的过程第十九页，编辑于星期六：十六点 四十三分。由于河水惯性离心由于河水惯性离心力的作用使河水冲向弯力的作用使河水冲向弯曲河床的曲河床的凹岸凹岸，造成凹，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流岸被侵蚀。而凸岸水流的泥沙就会沉积，减缓，的泥沙就会沉积，减缓，在在凸岸凸岸河水携带河床不河水携带河床不断加宽，河曲的曲度变断加宽，河曲的曲度变大，

13、形成大，形成蛇曲河蛇曲河。河流的侧蚀作用河流的侧蚀作用第二十页，编辑于星期六：十六点 四十三分。蛇曲河蛇曲河河流的侧蚀作用第二十一页，编辑于星期六：十六点 四十三分。牛轭湖的形成过程第二十二页，编辑于星期六：十六点 四十三分。时间时间上河流发上河流发育的育的早期早期以以下下蚀作用为主，蚀作用为主，随着随着坡度减小，坡度减小，逐渐逐渐转为转为以侧以侧蚀作用为主。蚀作用为主。空间空间上河流的上河流的上游上游以下蚀作以下蚀作用为主，河流用为主，河流的的下游下游以侧蚀以侧蚀作用为主。作用为主。下蚀作用与侧蚀作用的关系第二十三页，编辑于星期六：十六点 四十三分。二、搬运作用：二、搬运作用：河水在流动过程

14、中河水在流动过程中 夹带沿途夹带沿途冲刷侵蚀下来的物质（泥沙、石块等）离冲刷侵蚀下来的物质（泥沙、石块等）离开原地的移动作用开原地的移动作用。影响因素影响因素：河水的流量、流速。河水的流量、流速。物质来源：物质来源：谷坡洗刷、崩落、滑塌下来的产物谷坡洗刷、崩落、滑塌下来的产物 和冲沟内洪流冲刷出来的产物，河和冲沟内洪流冲刷出来的产物，河 流侵蚀河床的产物。流侵蚀河床的产物。搬运形式：搬运形式：物理搬运物理搬运（悬浮式、跳跃式和滚（悬浮式、跳跃式和滚 动式）动式）化学搬运：化学搬运：可溶盐类和胶体物质。可溶盐类和胶体物质。第二十四页，编辑于星期六：十六点 四十三分。三、沉积作用：三、沉积作用：河

15、流在运动过程中，能量不断受到损失，当河水夹带的泥沙、砾石等搬运物质超过了河水的搬运能力时，被搬运的物质便在重力作用下逐渐沉积下来，形成河流冲积层。河流的沉积特性：河流的沉积特性：具有明显的分选性。具有明显的分选性。第二十五页，编辑于星期六：十六点 四十三分。河流沉积作用的主要方河流沉积作用的主要方式是机械沉积作用。引起河式是机械沉积作用。引起河流机械沉积作用主要原因是流机械沉积作用主要原因是河水流速的降低，导致机械河水流速的降低，导致机械动能的减小，使河流的搬运动能的减小，使河流的搬运能力降低而发生沉积能力降低而发生沉积 。根据。根据沉积的部位分为：沉积的部位分为：山口山口沉积作用沉积作用谷底

16、沉积作用谷底沉积作用河口沉积作用河口沉积作用河流的沉积作用及冲积层河流的沉积作用及冲积层第二十六页，编辑于星期六：十六点 四十三分。河流的冲积层河流的冲积层山口沉积作用山口沉积作用来自山区的河流，携带着大量机械搬运物到山口来自山区的河流，携带着大量机械搬运物到山口开阔的平地上，由于河床坡降明显减小，水流又无地形约束开阔的平地上，由于河床坡降明显减小，水流又无地形约束而散开，河水动力突然大大减小，机械搬运能力迅速降低，而散开，河水动力突然大大减小，机械搬运能力迅速降低，搬运物就会山口沉积下来。山口沉积物常形成扇状地貌：搬运物就会山口沉积下来。山口沉积物常形成扇状地貌：冲冲积扇。积扇。谷底沉积作用

17、谷底沉积作用谷底包括两部分。一部分是被河水所覆盖的河床，谷底包括两部分。一部分是被河水所覆盖的河床，在河床上产生的沉积作用称在河床上产生的沉积作用称河床沉积河床沉积；另一部分是平水位时谷底；另一部分是平水位时谷底未被河水所淹没的平坦地形未被河水所淹没的平坦地形河漫滩河漫滩。河口沉积作用河口沉积作用河口是河流最主要的沉积场所。当河流入湖泊、海河口是河流最主要的沉积场所。当河流入湖泊、海洋时受湖水或海水的顶托，流速迅速减小，使河水搬运能力减弱洋时受湖水或海水的顶托，流速迅速减小，使河水搬运能力减弱甚至消失，大量机械搬运物质在河口沉积下来。另一方面由于湖甚至消失，大量机械搬运物质在河口沉积下来。另一

18、方面由于湖水、海水中富含有电解质，当河流中以胶体搬运的溶运物与湖水、水、海水中富含有电解质，当河流中以胶体搬运的溶运物与湖水、海水相混合后，海水中的电解质破坏了胶体的稳定性，致使胶体海水相混合后，海水中的电解质破坏了胶体的稳定性，致使胶体凝聚，而沉积在河口。凝聚，而沉积在河口。在河流流入湖泊或海洋的地方，河流沉积物常形成锥形的沉积在河流流入湖泊或海洋的地方，河流沉积物常形成锥形的沉积地貌（其外形象三角形）称为地貌（其外形象三角形）称为三角洲三角洲。第二十七页，编辑于星期六：十六点 四十三分。第二十八页，编辑于星期六：十六点 四十三分。河流的冲积层河流的冲积层河漫滩河漫滩沉积沉积第二十九页，编辑

19、于星期六：十六点 四十三分。1.以机械碎屑为主以机械碎屑为主2.砾石的磨圆好砾石的磨圆好3.发育二元结构发育二元结构4.常发育层理常发育层理5.沉积物分选性好沉积物分选性好6.从上游到下游沉积物从上游到下游沉积物逐渐变细逐渐变细上游上游下游下游河流冲积层（沉积物）的特征河流冲积层（沉积物）的特征第三十页，编辑于星期六：十六点 四十三分。河谷阶地的形成过程：河谷阶地的形成过程：地壳相对稳定，下蚀作用逐渐减弱，侧地壳相对稳定，下蚀作用逐渐减弱，侧蚀作用增强，发育较宽的河漫滩，形成宽阔的谷底。地壳上升，河流纵蚀作用增强，发育较宽的河漫滩，形成宽阔的谷底。地壳上升，河流纵比降增加，下蚀作用增强，河床下

20、降，原来宽阔的谷底相对升高，最终比降增加，下蚀作用增强，河床下降，原来宽阔的谷底相对升高，最终高于一般洪水期水面，从而在河谷两侧形成平坦的台地。高于一般洪水期水面，从而在河谷两侧形成平坦的台地。四、阶地四、阶地：河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形或台地。梯状地形或台地。第三十一页，编辑于星期六：十六点 四十三分。一级阶地一级阶地二级阶地二级阶地四级阶地四级阶地五级阶地五级阶地三级阶地三级阶地第三十二页，编辑于星期六：十六点 四十三分。成因成因：地壳震荡式间歇性上升运动；地壳震荡式间歇性上升运动；年代：年代：位置越高，级次越大，年龄越老；位置越高，级次越大，

21、年龄越老；类型：类型：侵蚀阶地，基座阶地，堆积阶地侵蚀阶地，基座阶地，堆积阶地；与公路的关系：与公路的关系：一方面一方面，可以缓和山谷坡脚地形的平面曲折和纵向，可以缓和山谷坡脚地形的平面曲折和纵向起伏，有利于路线平纵面设计和减少工程量；起伏，有利于路线平纵面设计和减少工程量；另一方面另一方面，又不易遭受山坡变形和洪水淹没的威胁，又不易遭受山坡变形和洪水淹没的威胁，容易保证路基稳定。容易保证路基稳定。在公路的高程能够满足的条件下，一般选择一级和二级在公路的高程能够满足的条件下，一般选择一级和二级阶地通过。阶地通过。阶地特征阶地特征第三十三页，编辑于星期六：十六点 四十三分。河流阶地河流阶地I-堆积阶地堆积阶地 II-基座阶地基座阶地 III-侵蚀阶地侵蚀阶地第三十四页，编辑于星期六：十六点 四十三分。思考题思考题1 1什什么么是是风风化化作作用用，可可分分为为几几类类，各各有有何何特特点点，岩岩石石的的风风化化程程度度和和风风化化带带如如何何划划分分？2.2.河河流流地地质质作作用用有有哪哪些些地地质质现现象象，各各有有何何特征？特征？第三十五页，编辑于星期六：十六点 四十三分。