工程地質(zhì)（五）（新版）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁第三節(jié)重點(diǎn)控制各種地貌形態(tài)的特征及形成緣故控制巖體結(jié)構(gòu)面的類型、特征；搞清赤平極射投影的原理、作圖主意及在邊坡穩(wěn)定的應(yīng)用6.巖溶地貌及巖溶堆積物在石灰?guī)r大面積出露的地區(qū)，常以神奇而壯美的山水體面而聞名，這種綺麗的山川地貌是由異常的地質(zhì)作用——巖溶作用造成的。巖溶作用是指地表水和地下水對(duì)地表及地下可溶性巖石(碳酸鹽巖類、石膏及鹵素巖類等)所舉行的以化學(xué)溶解作用為主，機(jī)械侵蝕作用為輔的溶蝕作用、侵蝕—溶蝕作用以及與之相伴生的堆積作用的總稱。在巖溶作用下所產(chǎn)生的地形和沉積物，稱巖溶地貌和巖溶堆積物。因此，巖溶即巖溶作用及其所產(chǎn)生的一切巖溶現(xiàn)象的總稱。巖溶的常見形態(tài)有下列幾類：漏斗群峰林、峰叢、孤峰和喀斯特平原7.冰川地貌與冰川堆積物在高緯及高山地區(qū)，年平均溫度在0℃以下，大氣降水多為固體狀態(tài)，形成長(zhǎng)年不化的積雪，且逐年增厚。地表一定厚度的積雪，經(jīng)過一系列物理變化，能成為具可塑性的冰川冰，冰川冰可在其本身的壓力作用下沿山谷及斜坡流動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)的冰川冰稱為冰川。1)冰川的侵蝕地貌由冰川的侵蝕作用所塑造的地形稱為冰蝕地形，顯然的冰蝕地形有角峰、刃脊、冰斗、冰窖、冰川槽谷和懸谷。冰川地貌2）冰磧地貌因?yàn)楸ㄈ诨贡〝y帶的碎屑物質(zhì)堆積下來，形成冰磧物。冰磧地貌有下列幾種：①基磧及基磧地形：當(dāng)冰川融化以后，本來的表磧和內(nèi)磧墜落到早已形成的底磧上合稱基磧。由基磧組成的地形稱為基磧地形，常見的基磧地形有：冰磧丘陵：為比高不大的波狀起伏地形，分布零亂。在丘陵之間常有寬淺的湖沼分布。鼓丘：普通是由含黏土較高的停積型冰磧所構(gòu)成的橢圓形丘陵，橢圓長(zhǎng)軸與冰流方向一致。②終磧及終磧地形：當(dāng)冰川末端補(bǔ)給與消融處于平衡時(shí)，冰磧物就會(huì)在冰舌前端堆積成弧形長(zhǎng)堤稱為終磧堤。這種冰磧物叫終磧型冰磧，簡(jiǎn)稱終磧，又可稱為尾磧或前磧。堆積終磧是表磧、內(nèi)磧、底磧的混雜堆積，它主要是由巖塊、礫石、砂及黏土混合組成。③側(cè)磧及側(cè)磧地形：因?yàn)楸▽?duì)谷壁的侵蝕作用及崩塌等作用使冰川兩側(cè)及冰川表面邊緣聚攏了大量碎屑物質(zhì)。當(dāng)冰川融化時(shí)，這些物質(zhì)就以融墜的方式堆積在冰川谷兩側(cè)，形成與冰川平行的長(zhǎng)堤狀地形稱側(cè)磧堤。3）冰水堆積地貌冰前沉積：是冰水流出冰川以后，在冰川外圍堆積起來的沉積物。其主要地貌為冰水扇、冰水沖積平原、冰水階地及冰湖沉積等。冰川接觸沉積：它分布在冰川區(qū)內(nèi)或緊靠冰川的某些地區(qū)。在此區(qū)內(nèi)冰與水并存，冰與水緊密接觸。把這種與冰磧物混雜、交錯(cuò)并常常受到冰川攪動(dòng)和破壞的冰水堆積物稱為冰川接觸沉積。其主要地貌為冰阜階地及冰礫阜、鍋穴、蛇形丘。8.凍土地貌處在大陸性氣候條件下的高緯度極地或亞極地地區(qū)，以及高山高原地區(qū)，因?yàn)榻邓亢苌?，所以盡管溫度很低，大都不能形成冰川而廣泛發(fā)育凍土。因此，凡屬上述地區(qū)，因?yàn)槿鄙俦┗\罩，土層直接裸露于地表，從而導(dǎo)致土層中熱量不斷散失(年平均吸熱量小于放熱量)，引起地溫的逐步下降，于是在土層下部形成了多年不化的凍結(jié)層。這樣的土層稱為凍土或永凍土。凍土的主要外力作用是融凍作用。以融凍作用為主所形成的一系列地質(zhì)、地貌現(xiàn)象總稱為凍土地貌。如石海與石川、冰凍結(jié)構(gòu)土、融凍泥流、熱力巖溶地形（如沉陷漏斗、淺洼地、沉陷盆地、熱力巖溶湖等）、凍脹丘與冰丘等。9.風(fēng)成地貌和黃土地貌風(fēng)力作用最強(qiáng)烈的地方是干旱區(qū)。干旱區(qū)氣候極端干燥，蒸發(fā)量極大，降水稀少(250mm以下)，地面植被極其稀疏。干旱區(qū)的松散沉積地面及裸露的基巖地面，都受到風(fēng)力強(qiáng)烈作用，形成荒漠景象。半干旱區(qū)，廣泛發(fā)育黃土，降水雖有所增強(qiáng)(400mm以下)，但降水時(shí)節(jié)擴(kuò)散，故片流和洪流侵蝕強(qiáng)烈，造成黃土區(qū)大量水土流失和嚴(yán)重的工程地質(zhì)問題。1）風(fēng)力地貌(1)風(fēng)蝕地貌形態(tài)①風(fēng)蝕壁龕(石窩)：風(fēng)沙對(duì)巖石表面吹蝕和旋轉(zhuǎn)磨蝕的結(jié)果，在陡壁上雕刻成無數(shù)大小不等的凹坑，長(zhǎng)約20cm，深約10~15cm?；蚓刍蛏ⅲ箮r石具有蜂窩狀外貌。②風(fēng)蝕蘑菇石和風(fēng)蝕柱：突出孤石或破碎的巖塊，經(jīng)歷風(fēng)沙持久磨損，形成下細(xì)上粗的蘑菇形態(tài)。若巖塊發(fā)育垂直裂隙，經(jīng)歷風(fēng)持久吹蝕后，即形成風(fēng)蝕柱。③風(fēng)蝕垅槽：沙漠區(qū)干涸湖底，因干縮形成裂隙，風(fēng)沿著裂隙吹蝕，形成一些鰭形垅脊和寬淺溝槽(維吾爾語謂之“雅丹”)。溝槽內(nèi)常常為沙所充填。④風(fēng)蝕洼地：風(fēng)沿著松散物質(zhì)組成的地面，吹蝕成大體上呈橢圓形洼地，沿主要風(fēng)向伸長(zhǎng)，當(dāng)風(fēng)蝕作用達(dá)到當(dāng)?shù)氐叵滤鏁r(shí)，即可形成風(fēng)蝕湖泊。⑤風(fēng)蝕谷：風(fēng)沿著早期河谷(或盆地)吹蝕，使谷地進(jìn)一步擴(kuò)大，形成風(fēng)蝕谷。⑥風(fēng)蝕殘墩：在某些盆地內(nèi)，由松散沙礫所組成的地面，被流水破壞后，又遭風(fēng)蝕、只留下一些殘余的沙礫土墩，謂之風(fēng)蝕殘墩。⑦風(fēng)城：在較剛強(qiáng)的水平巖層(或緩傾斜)分布區(qū)，風(fēng)力吹蝕雕刻，塑成一些平頂殘余小山，類似頹壁殘?jiān)?，狀如千載古城，謂之“風(fēng)城”。(2)風(fēng)積地貌形態(tài)風(fēng)積地貌形態(tài)，盡管千變?nèi)f化，但主要的是沙地、沙丘和沙垅。沙丘和沙垅很少個(gè)別浮上，多成群分布，并處于流動(dòng)、半固定或固定狀態(tài)。沙丘不限于干旱區(qū)和半干旱區(qū)，在海濱、湖岸沙灘或古河床風(fēng)口地段也可形成，但以干旱區(qū)最為常見，而沙垅具有地帶性，僅浮上于沙漠區(qū)。①籠罩沙地：籠罩沙地是各種形狀分布的無定形流沙地，如沙舌、沙被、沙海之類。②沙丘：沙丘是具有一定形態(tài)的堆積體，尤以新月形沙丘最為典型。③沙垅：沿一個(gè)方向延伸的沙質(zhì)高地，謂之沙垅。有橫向沙垅和縱向沙垅。2)黃土地貌黃土地貌，是中國半干旱區(qū)主要地貌。按主導(dǎo)地質(zhì)營(yíng)力分為黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌、黃土潛蝕地貌和黃土重力地貌。堆積地貌和侵蝕地貌是黃土地貌的主體，潛蝕地貌和重力地貌重疊發(fā)生在前兩者之上。黃土地貌的形成發(fā)展和古地形有一定關(guān)系。(1)黃土堆積地貌大型黃土堆積地貌有黃土高原和黃土平原。①黃土高原：分布在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)升高區(qū)，如陜北、隴東和山西高原，是由黃土堆積形成的高而崎嶇的地面。黃土高原受現(xiàn)代水流切割，形成下列地貌。黃土塬：是黃土高原受現(xiàn)代溝谷切割后，保存下來的大型崎嶇地面。黃土梁：是平行溝谷的長(zhǎng)條狀高地,頂面崎嶇或微有起伏。黃土峁：是孤立的黃土丘。大多數(shù)是由梁進(jìn)一步被切割而成。②黃土平原：分布于新構(gòu)造下降區(qū)，如渭河平原。是在黃土堆積形成的低平原上發(fā)育溝谷系統(tǒng)，但無梁、峁發(fā)育。黃土地貌(2)黃土侵蝕地貌①黃土區(qū)大型河谷。②黃土區(qū)沖溝：黃土沖溝的發(fā)展過程，與普通正常流水沖溝發(fā)展相似。但因?yàn)辄S土質(zhì)地疏松，常伴以重力、潛蝕作用，故黃土沖溝系統(tǒng)發(fā)展較快，并具有某些黃土區(qū)特有的沖溝形態(tài)，如溝壁常常發(fā)生崩塌，縱剖面形成階地狀懸溝。黃土溝谷地貌(3)黃土潛蝕地貌因?yàn)榈孛嫠植繑U(kuò)散，沿黃土裂隙下滲，舉行潛蝕作用的結(jié)果，產(chǎn)生了一系列黃土潛蝕地貌。①黃土碟：是一種直徑數(shù)米到數(shù)十米，深數(shù)米的碟形洼地。②黃土陷穴：黃土碟進(jìn)一步發(fā)展、沉陷，形成深度大于寬度的陷穴。若陷穴成串分布，稱串珠狀陷穴。進(jìn)一步發(fā)展便成黃土陷溝。③黃土井：黃土陷穴向下發(fā)展，形成深度大于寬度若干倍的陷井。④黃土柱和黃土橋：在黃土陷穴區(qū)崩塌之后，殘余的洞頂即構(gòu)成黃土橋。若沿垂直節(jié)理進(jìn)一步崩塌，就形成黃土柱。以上各種黃土潛蝕形態(tài)，又稱“黃土喀斯特”。10.湖泊、沼澤及其堆積物湖沼地形及其堆積物的特征，決定于陸地滯水的水文、氣候、盆地形態(tài)與成因、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、植被的發(fā)展以及其它地質(zhì)、地理環(huán)境的變化等等。湖泊形成的地貌主要有湖岸階地與湖積平原。湖階地成環(huán)形或半環(huán)形繞湖分布，其成因與氣候變化或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)。湖積平原發(fā)育在大湖周圍，是湖泊大規(guī)模發(fā)展的產(chǎn)物。沼澤應(yīng)具備的基本特征是：地表土壤層多年積水，持久處于過飽和狀態(tài)；喜水植物很發(fā)育，在植被和土壤化的發(fā)育過程中形成泥炭層。11.海岸地貌1)海蝕地貌(1)海蝕穴：在岸壁基部與海平面的接觸帶，因受波浪的頻頻沖擊而沿水平方向展布的空穴。(2)海蝕崖：海蝕穴凹槽上懸空的巖石因失去支撐發(fā)生垮落，形成的陡峭巖壁。(3)海穹：突出的海岬兩側(cè)同遭浪擊，易同時(shí)發(fā)育海蝕洞，一時(shí)洞穴彼此相通，即可形成一座海蝕的天生橋。(4)海蝕柱：海蝕橋繼續(xù)受沖蝕，其橋頂受重力而崩塌，殘留下的柱狀地形；海蝕崖后退過程中遺留下來的蝕余巖石，再受侵蝕亦可形成。(5)海蝕平臺(tái)：海蝕崖后退，其底面受磨蝕而成的平臺(tái)。平臺(tái)面微向海面傾斜，其上可以籠罩部分砂礫石，當(dāng)海岸升高，平臺(tái)高出海面時(shí)，即成為海蝕階地。巖石海岸的海蝕地貌2)海積地貌(1)海灘：平行于海岸線延展的平緩堆積地形，微微傾向大海，可分為礫質(zhì)海灘，砂質(zhì)海灘，淤泥質(zhì)海灘。(2)沿岸堤：是在高潮線附近，由波浪引起的泥沙橫向移動(dòng)形成的大致平行海岸的堤狀地形。通常由粗壯的碎屑物、海生貝殼碎片等組成。(3)砂坎：是離岸有一定距離，平行海岸，由砂質(zhì)沉積物組成的垅崗地形，是波浪與底流相遇而形成。按照其頂部是否露出海面分離叫做離岸壩和水下砂堤。(4)砂嘴：是在海灣處由泥沙堆積形成的，一端與陸地相連，尾部伸入海中的垅崗地形。(5)瀉湖：是被砂坎、砂咀隔離的海濱淺海灣。(6)連島砂壩：島嶼靠海岸一方，泥沙堆積成的，可使海島同海岸銜接起來的堆積地形。(7)海積階地：由海水的堆積作用和海岸的升高而形成的海邊崎嶇寬闊臺(tái)階狀堆積地形。18.3.2第四紀(jì)分期第四紀(jì)是指約2.4Ma以來地球發(fā)展的最新階段。其特點(diǎn)是：1.在短暫的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)發(fā)生過多次急劇的寒暖氣候變化和大規(guī)模冰川活動(dòng)；2.人類及其文明的形成發(fā)展；3.顯著的地殼運(yùn)動(dòng)；4.廣泛堆積陸相沉積物和礦產(chǎn)；5.急劇和緩慢發(fā)生的各種災(zāi)害不斷改變?nèi)祟惿姝h(huán)境；6.人類活動(dòng)的范圍和強(qiáng)度與日俱增。第四紀(jì)分期見下表。18.4巖體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定分析巖體結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的類型和特征赤平極射投影等結(jié)構(gòu)面的圖示主意按照結(jié)構(gòu)面和臨空面的關(guān)系舉行穩(wěn)定分析18.4.1巖體結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的類型