工程地质幻灯片4

1、第四章第四章 地貌地貌 由于内、外力地质作用的长期进行，在地壳表面形成的各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态，称为地貌。地貌学是专门研究地壳表面各种起伏形态的形成、发展和空间分布规律的科学。 随着地貌学的发展，对地形和地貌已分别赋予了不同的含义。地形是指地表既成形态的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等，它既不涉及这些形态的地质构造，也不涉及它们的成因和发展，一般只用等高线把这些形态特征表现出来，即地形图。地貌则含义广泛，它不仅包括地表形态的全部外表特征，而且更重要的是运用动力地质学的观点，分析并研究这些形态的成因和发展，反映这些情况的图称为地貌图。 地貌条件对各项经济建设具有

2、重要意义，特别是对各种建筑场地的选择有较大的影响，既影响到工程质量，同时又影响到工程造价。例如，道路工程一项沿地表或地表以下不太深的一种线型建筑物，常常穿越各种不同的地貌单元，因此地貌条件的好坏便成为评价道路工程的一个重要因素，对提高道路、桥梁工程勘测设计质量、降低工程成本均有着重要意义。 第一节第一节 地貌的形成和发展地貌的形成和发展 地貌的成因研究，涉及地貌形成的物质基础，地貌形成的动力和影响地貌形成和发展的因素。 一、地貌形成的物质基础一、地貌形成的物质基础 地貌形成的物质基础是岩石和构造 (一) 岩性 (二）地质构造 云南石林云南石林 地下溶洞地下溶洞 二、地貌形成的动力二、地貌形成的

3、动力 地貌形态千姿百态，但形成地貌的动力主要有两类，即内力地质作用和外力地质作用。地貌的形成和发展是内、外营力相互作用的结果。 （一）内力地质作用（一）内力地质作用 内力地质作用又称内营力，地球深部物质运动引起的地壳构造运动和岩浆活动。地壳运动基本上分为垂直运动和水平运动。 1垂直运动 地貌学中常把地壳间歇性上升同多旋廻地貌（如多级河谷阶地、多层溶洞、多层夷平面等），把地壳间歇性下降同多层掩埋河谷联系起来。 2 水平运动 在地貌学中，传统上很少直接评价水平运动对地貌形成发展的影响。但以板块学说问世以来，就不能不认真考虑这一问题。例如，根据板块学说提供的情况：由于板块移动，在辐射板块边缘，形成长

4、达数千公里的大洋中脊。印度板块向北挤压亚洲板块的结果，形成高耸的喜马拉雅山脉，直到现在喜马拉雅山脉仍以2/年的速度上升。由于阿拉伯板块向东移动，“拉裂”了地壳，形成包括死海在内的一系列谷地。 3岩浆活动（二）外力地质作用（二）外力地质作用 外力地质作用即外营力，起源于太阳能和重力能影响所产生的冰川、水流、海浪和风等的作用。（三）内外营力相互作用在地貌形成或发展中的意义（三）内外营力相互作用在地貌形成或发展中的意义 内力地质作用主要形成地表基本起伏（巨型、大型地貌），向着增强地势的趋向发展；外力地质作用趋向于削平地表基本起伏 。 三、地貌形成、发展的规律三、地貌形成、发展的规律 地貌的形成和发展

5、虽然错综复杂。但却有其一定的规律。首先，它决定于内、外力作用之间的量的比例关系。例如，在内、外力作用这一矛盾斗争中，如果内力作用使地表上升的上升量大于外力作用的剥蚀量，则地表就会升高，最后形成山岭地貌；反之，如果内力作用使地表的上升量，小于外力作用的剥蚀量，则地表就会降低或被削平，最后形成剥蚀平原。同样，如果内力作用使地表下降的下降量大于外力作用所造成的堆积量，则地表就会下降，形成低地；反之，如果内力作用使地表下降的下降量小于外力作用所造成的堆积量，则地表就会被填平甚至增高，形成堆积平原或各种堆积地貌。 地貌的形成和发展也取决于地貌水准面。 地貌水准面有局部地貌水准面和基本地貌水准面之分。如果

6、地貌水准面不与海平面发生联系，则它只能控制局部地区地貌的形成和发展，这种地貌水准面称为局部地貌水准面。如果地貌水准面能够和海平面发生联系，那么海平面成为控制整个地区地貌形成和发展的地貌水准面，所以海平面成为基本地貌水准面。 第二节第二节 地貌的分级与分类地貌的分级与分类 一、地貌基本要素一、地貌基本要素 地貌基本要素包括地形面、地形线和地形点，它们是地貌形态的最简单的几何组合，决定了地貌的形态特点。 （一）地形面(山坡面、平原面，可以是曲面或平面) （二）地形线（可以直线、曲线或折线，如分水线） （三）地形点（山脊线相交构成山峰点） 二、地貌的分级二、地貌的分级 （一）星体地貌 （二）巨型地貌

7、 （三）大型地貌 （四）中型地貌 （五）小型地貌 三、地貌的分类三、地貌的分类 （一）地貌的形态分类 就是按地貌的绝对高度、相对高度以及地面的平均坡度等形态特征进行分类。 地貌的形态分类 表4-1 形态类别绝对高度（m） 相对高度（m） 平均坡度（）举 例 山地 高山3 500 1 000 25 喜马拉雅山 中山3 5001 0001 0005001025庐山、大别山 低山1 000500500200510川东平行岭谷 丘陵500 200 闽东沿海丘陵 平原高原600 200 青藏、内蒙、黄土、云贵高原高平原200 成都平原低平原0200东北、华北、长江中下游洼地低于海平面高度吐鲁番盆地 （二

8、）地貌的成因分类 地貌的成因分类 表4-2 地 貌 类 型 成 因 类 型地 貌 形 态 举 例内生地貌 构造地貌 由构造运动所形成的地貌单面山、断块山、构造平原等火山地貌 由火山喷发作用所形成的地貌 火山锥、熔岩盖等外生地貌 流水地貌 由地表流水所塑造的地貌冲沟、河谷阶地、洪积扇等岩溶地貌 由地下水、地表水溶蚀作用所形成的地貌石林、溶洞等冰川地貌 冰川的地质作用所形成的地貌 冰斗、角峰等风沙地貌 风的地质作用所形成的地貌风蚀谷、沙丘等重力地貌 不稳定的岩土体在重力作用下形成的地貌崩塌、滑坡等此外，还有黄土地貌、冻土地貌等。 华山断层华山断层 风蚀蘑菇风蚀蘑菇 滑坡滑坡 第三节第三节 山岭地貌

9、山岭地貌 一、山岭地貌的形态要素一、山岭地貌的形态要素 山岭地貌特点是它具有山顶、山坡、山脚等明显的形态要素。 （一）山顶 山顶是山岭地貌的最高部分。山顶呈长条状延伸时叫山脊。山脊标高较低的鞍部称为垭口。 图4-1 山顶的形态 a）尖顶；b）圆顶；c）平顶 （二）山坡 山坡是山岭地貌的重要组成部分。 （三）山脚 山脚是山坡与周围平地的交接处。 图4-2 山前缓坡过渡地带 二、山岭地貌的类型二、山岭地貌的类型 （一）形态分类 （二）成因分类 1.构造变动形成的山岭 （1）单面山 （2）褶皱山 图4-3 顺地形与逆地形 a）顺地形；b）逆地形 （3）断块山 （4）褶皱断块山 2.火山作用形成的山岭

10、火山作用形成的山岭 火山作用形成的山岭， 常见有锥状火山和盾 图4-4 断块山 状火山 。 a-断层面；b-断层三角面 3.剥蚀作用形成的山岭 三、垭口与山坡三、垭口与山坡 在山区公路勘测中，常遇到选择过岭垭口和展线山坡的问题。 （一）垭口 山岭垭口是在山地地质构造的基础上经外力剥蚀作用形成的。 1构造型垭口 （1）断层破碎带型垭口：这种垭口的工程地质条件差。由于岩体破碎严重，不宜采用隧道方案，采用路堑，也要控制开挖深度或考虑边坡防护，以防止发生崩塌。 图4-5 断层破碎带型垭口 图4-6背斜张裂带型垭口 （2）向斜型垭口：垭口岩层内倾，不利于稳定。 （3）背斜张裂带型垭口： 这种垭口虽然构造

11、裂隙发育、岩层破碎，但工程地质条件较断层破碎带型好。两侧岩层外倾，有利于排除地下水，有利于边坡稳定，一般可采用较陡的边坡坡度。 （4）单斜软弱层型垭口： 这种垭口主要由页岩、千 枚岩等易于风化的软弱层 构成，两侧边坡多不对称， 一坡岩层外倾可略陡一些 。 由于岩层松软，风化严重， 稳定性差，所以不易深挖， 图4-7单斜软弱层型垭口 否则需放缓边坡并采取防护措施。 2.剥蚀型垭口 这种垭口是以外力强烈剥蚀为主导因素所形成的垭口，特点是松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。垭口的肥瘦和形态特点主要取决于岩性、气候以及外力切割程度等因素。由灰岩等构成的溶蚀性垭口也属于此类，在开挖路堑或隧道时需注意溶洞等不利

12、影响。 3.剥蚀堆积型垭口 这种垭口是在山体地质结构的基础上，以剥蚀和堆积作用为主导因素所形成的垭口。其开挖后的稳定条件主要决定于堆积层的地质特征和水文地质条件。 （二）山坡 1.按山坡的外形轮廓分类 （1）直线形坡 图4-8 三种直线型山坡示意图 a）岩性单一；b）单斜构造；c）破碎堆积 有三种情况，第一种由单一岩性组成，经长期冲刷剥蚀形成，稳定性一般较高。第二种由单斜岩层构成的直线形山坡，开挖时易产生顺倾向滑坡。第三种是风化碎屑堆积形成的山坡，稳定性较差。 （2）凸形坡 ：山坡上缓下陡，坡度渐增，稳定性主要决定于岩体结构，以产生大规模的崩塌或滑坡。 （3）凹形坡：这种山坡上陡下缓，往往是古

13、滑坡的滑动面或崩塌体的依附面。凹形山坡在各种山坡地貌中是稳定性较差的一种。 （4）阶梯形坡：有三种不同情况，第一种是软硬不同的水平岩层或位倾斜岩层组成的岩基山坡，稳定性较高，第二种由滑坡台阶组成的此生阶梯状斜坡，以引起古滑坡的复活，第三种是河流阶地组成的山坡。 第四节第四节 河谷地貌河谷地貌 河谷是在流域地质构造的基础上，经河流的长期侵蚀、搬运和堆积作用逐渐形成和发展起来的一种地貌。特别是山区各类工程建筑常常沿河谷布设，因为此处地形平坦。例如道路工程沿河谷布设，可使路线具有线型舒顺，纵坡平缓，工程量小等特点。工业及民用建筑沿河谷布设还有水资源丰富等优点。 一、典型河谷地貌的形态要素一、典型河谷

14、地貌的形态要素 (一）谷底：谷底是河谷地貌的最低部分，谷底上分布有河床及河漫滩。 （二）谷坡：谷坡是高出谷底的河谷两侧的坡地，谷坡上部的转折处称为谷缘，下部的转折处称为坡脚或坡麓。 图4-9 河谷横断面形态要素 1-河床；2-河漫滩；3-谷坡；4-谷底； T1-堆积阶地；T2-基座阶地；T3-侵蚀阶地 （三）阶地：沿着谷坡走向呈条带状分布或断断续续分布的阶梯状平台称为阶地。阶地有多级时，从河漫滩向上依次称为一级阶地、二级阶地、三级阶地等。 图4-10 河流阶地的形态要素 1-阶地面；2-阶坡（陡坎）；3-前缘；4-后缘；5-坡脚 h2-后缘高度；h-阶地平均高度；h1-前缘高度 二、河谷的分类二、河谷的分类 （一）按发展阶段分类 1. 未成形河谷 2 .河漫滩河谷 3 .成形河谷 （二）按河谷走向与地质构造的关系分类 1 .背斜谷；2 .向斜谷；3 .单斜谷；4 .断层谷；5 .横谷与斜谷。 三、河流阶地三、河流阶地 （一）阶地的成因：河流阶地是在地壳的构造运动与河流的侵蚀、堆积作用的综合作用下形成的。 （二）阶地的类型 1 .侵蚀阶地 :地面上没有 或很少有