工程地质（五）（新版）

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页第三节重点控制各种地貌形态的特征及形成缘故控制岩体结构面的类型、特征；搞清赤平极射投影的原理、作图主意及在边坡稳定的应用6.岩溶地貌及岩溶堆积物在石灰岩大面积出露的地区，常以神奇而壮美的山水体面而闻名，这种绮丽的山川地貌是由异常的地质作用——岩溶作用造成的。岩溶作用是指地表水和地下水对地表及地下可溶性岩石(碳酸盐岩类、石膏及卤素岩类等)所举行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀—溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。在岩溶作用下所产生的地形和沉积物，称岩溶地貌和岩溶堆积物。因此，岩溶即岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象的总称。岩溶的常见形态有下列几类：漏斗群峰林、峰丛、孤峰和喀斯特平原7.冰川地貌与冰川堆积物在高纬及高山地区，年平均温度在0℃以下，大气降水多为固体状态，形成长年不化的积雪，且逐年增厚。地表一定厚度的积雪，经过一系列物理变化，能成为具可塑性的冰川冰，冰川冰可在其本身的压力作用下沿山谷及斜坡流动，这种运动的冰川冰称为冰川。1)冰川的侵蚀地貌由冰川的侵蚀作用所塑造的地形称为冰蚀地形，显然的冰蚀地形有角峰、刃脊、冰斗、冰窖、冰川槽谷和悬谷。冰川地貌2）冰碛地貌因为冰川融化而使冰川携带的碎屑物质堆积下来，形成冰碛物。冰碛地貌有下列几种：①基碛及基碛地形：当冰川融化以后，本来的表碛和内碛坠落到早已形成的底碛上合称基碛。由基碛组成的地形称为基碛地形，常见的基碛地形有：冰碛丘陵：为比高不大的波状起伏地形，分布零乱。在丘陵之间常有宽浅的湖沼分布。鼓丘：普通是由含黏土较高的停积型冰碛所构成的椭圆形丘陵，椭圆长轴与冰流方向一致。②终碛及终碛地形：当冰川末端补给与消融处于平衡时，冰碛物就会在冰舌前端堆积成弧形长堤称为终碛堤。这种冰碛物叫终碛型冰碛，简称终碛，又可称为尾碛或前碛。堆积终碛是表碛、内碛、底碛的混杂堆积，它主要是由岩块、砾石、砂及黏土混合组成。③侧碛及侧碛地形：因为冰川对谷壁的侵蚀作用及崩塌等作用使冰川两侧及冰川表面边缘聚拢了大量碎屑物质。当冰川融化时，这些物质就以融坠的方式堆积在冰川谷两侧，形成与冰川平行的长堤状地形称侧碛堤。3）冰水堆积地貌冰前沉积：是冰水流出冰川以后，在冰川外围堆积起来的沉积物。其主要地貌为冰水扇、冰水冲积平原、冰水阶地及冰湖沉积等。冰川接触沉积：它分布在冰川区内或紧靠冰川的某些地区。在此区内冰与水并存，冰与水紧密接触。把这种与冰碛物混杂、交错并常常受到冰川搅动和破坏的冰水堆积物称为冰川接触沉积。其主要地貌为冰阜阶地及冰砾阜、锅穴、蛇形丘。8.冻土地貌处在大陆性气候条件下的高纬度极地或亚极地地区，以及高山高原地区，因为降水量很少，所以尽管温度很低，大都不能形成冰川而广泛发育冻土。因此，凡属上述地区，因为缺少冰雪笼罩，土层直接裸露于地表，从而导致土层中热量不断散失(年平均吸热量小于放热量)，引起地温的逐步下降，于是在土层下部形成了多年不化的冻结层。这样的土层称为冻土或永冻土。冻土的主要外力作用是融冻作用。以融冻作用为主所形成的一系列地质、地貌现象总称为冻土地貌。如石海与石川、冰冻结构土、融冻泥流、热力岩溶地形（如沉陷漏斗、浅洼地、沉陷盆地、热力岩溶湖等）、冻胀丘与冰丘等。9.风成地貌和黄土地貌风力作用最强烈的地方是干旱区。干旱区气候极端干燥，蒸发量极大，降水稀少(250mm以下)，地面植被极其稀疏。干旱区的松散沉积地面及裸露的基岩地面，都受到风力强烈作用，形成荒漠景象。半干旱区，广泛发育黄土，降水虽有所增强(400mm以下)，但降水时节扩散，故片流和洪流侵蚀强烈，造成黄土区大量水土流失和严重的工程地质问题。1）风力地貌(1)风蚀地貌形态①风蚀壁龛(石窝)：风沙对岩石表面吹蚀和旋转磨蚀的结果，在陡壁上雕刻成无数大小不等的凹坑，长约20cm，深约10~15cm。或聚或散，使岩石具有蜂窝状外貌。②风蚀蘑菇石和风蚀柱：突出孤石或破碎的岩块，经历风沙持久磨损，形成下细上粗的蘑菇形态。若岩块发育垂直裂隙，经历风持久吹蚀后，即形成风蚀柱。③风蚀垅槽：沙漠区干涸湖底，因干缩形成裂隙，风沿着裂隙吹蚀，形成一些鳍形垅脊和宽浅沟槽(维吾尔语谓之“雅丹”)。沟槽内常常为沙所充填。④风蚀洼地：风沿着松散物质组成的地面，吹蚀成大体上呈椭圆形洼地，沿主要风向伸长，当风蚀作用达到当地地下水面时，即可形成风蚀湖泊。⑤风蚀谷：风沿着早期河谷(或盆地)吹蚀，使谷地进一步扩大，形成风蚀谷。⑥风蚀残墩：在某些盆地内，由松散沙砾所组成的地面，被流水破坏后，又遭风蚀、只留下一些残余的沙砾土墩，谓之风蚀残墩。⑦风城：在较刚强的水平岩层(或缓倾斜)分布区，风力吹蚀雕刻，塑成一些平顶残余小山，类似颓壁残垣，状如千载古城，谓之“风城”。(2)风积地貌形态风积地貌形态，尽管千变万化，但主要的是沙地、沙丘和沙垅。沙丘和沙垅很少个别浮上，多成群分布，并处于流动、半固定或固定状态。沙丘不限于干旱区和半干旱区，在海滨、湖岸沙滩或古河床风口地段也可形成，但以干旱区最为常见，而沙垅具有地带性，仅浮上于沙漠区。①笼罩沙地：笼罩沙地是各种形状分布的无定形流沙地，如沙舌、沙被、沙海之类。②沙丘：沙丘是具有一定形态的堆积体，尤以新月形沙丘最为典型。③沙垅：沿一个方向延伸的沙质高地，谓之沙垅。有横向沙垅和纵向沙垅。2)黄土地貌黄土地貌，是中国半干旱区主要地貌。按主导地质营力分为黄土堆积地貌、黄土侵蚀地貌、黄土潜蚀地貌和黄土重力地貌。堆积地貌和侵蚀地貌是黄土地貌的主体，潜蚀地貌和重力地貌重叠发生在前两者之上。黄土地貌的形成发展和古地形有一定关系。(1)黄土堆积地貌大型黄土堆积地貌有黄土高原和黄土平原。①黄土高原：分布在新构造运动升高区，如陕北、陇东和山西高原，是由黄土堆积形成的高而崎岖的地面。黄土高原受现代水流切割，形成下列地貌。黄土塬：是黄土高原受现代沟谷切割后，保存下来的大型崎岖地面。黄土梁：是平行沟谷的长条状高地,顶面崎岖或微有起伏。黄土峁：是孤立的黄土丘。大多数是由梁进一步被切割而成。②黄土平原：分布于新构造下降区，如渭河平原。是在黄土堆积形成的低平原上发育沟谷系统，但无梁、峁发育。黄土地貌(2)黄土侵蚀地貌①黄土区大型河谷。②黄土区冲沟：黄土冲沟的发展过程，与普通正常流水冲沟发展相似。但因为黄土质地疏松，常伴以重力、潜蚀作用，故黄土冲沟系统发展较快，并具有某些黄土区特有的冲沟形态，如沟壁常常发生崩塌，纵剖面形成阶地状悬沟。黄土沟谷地貌(3)黄土潜蚀地貌因为地面水局部扩散，沿黄土裂隙下渗，举行潜蚀作用的结果，产生了一系列黄土潜蚀地貌。①黄土碟：是一种直径数米到数十米，深数米的碟形洼地。②黄土陷穴：黄土碟进一步发展、沉陷，形成深度大于宽度的陷穴。若陷穴成串分布，称串珠状陷穴。进一步发展便成黄土陷沟。③黄土井：黄土陷穴向下发展，形成深度大于宽度若干倍的陷井。④黄土柱和黄土桥：在黄土陷穴区崩塌之后，残余的洞顶即构成黄土桥。若沿垂直节理进一步崩塌，就形成黄土柱。以上各种黄土潜蚀形态，又称“黄土喀斯特”。10.湖泊、沼泽及其堆积物湖沼地形及其堆积物的特征，决定于陆地滞水的水文、气候、盆地形态与成因、构造运动、植被的发展以及其它地质、地理环境的变化等等。湖泊形成的地貌主要有湖岸阶地与湖积平原。湖阶地成环形或半环形绕湖分布，其成因与气候变化或构造运动有关。湖积平原发育在大湖周围，是湖泊大规模发展的产物。沼泽应具备的基本特征是：地表土壤层多年积水，持久处于过饱和状态；喜水植物很发育，在植被和土壤化的发育过程中形成泥炭层。11.海岸地貌1)海蚀地貌(1)海蚀穴：在岸壁基部与海平面的接触带，因受波浪的频频冲击而沿水平方向展布的空穴。(2)海蚀崖：海蚀穴凹槽上悬空的岩石因失去支撑发生垮落，形成的陡峭岩壁。(3)海穹：突出的海岬两侧同遭浪击，易同时发育海蚀洞，一时洞穴彼此相通，即可形成一座海蚀的天生桥。(4)海蚀柱：海蚀桥继续受冲蚀，其桥顶受重力而崩塌，残留下的柱状地形；海蚀崖后退过程中遗留下来的蚀余岩石，再受侵蚀亦可形成。(5)海蚀平台：海蚀崖后退，其底面受磨蚀而成的平台。平台面微向海面倾斜，其上可以笼罩部分砂砾石，当海岸升高，平台高出海面时，即成为海蚀阶地。岩石海岸的海蚀地貌2)海积地貌(1)海滩：平行于海岸线延展的平缓堆积地形，微微倾向大海，可分为砾质海滩，砂质海滩，淤泥质海滩。(2)沿岸堤：是在高潮线附近，由波浪引起的泥沙横向移动形成的大致平行海岸的堤状地形。通常由粗壮的碎屑物、海生贝壳碎片等组成。(3)砂坎：是离岸有一定距离，平行海岸，由砂质沉积物组成的垅岗地形，是波浪与底流相遇而形成。按照其顶部是否露出海面分离叫做离岸坝和水下砂堤。(4)砂嘴：是在海湾处由泥沙堆积形成的，一端与陆地相连，尾部伸入海中的垅岗地形。(5)泻湖：是被砂坎、砂咀隔离的海滨浅海湾。(6)连岛砂坝：岛屿靠海岸一方，泥沙堆积成的，可使海岛同海岸衔接起来的堆积地形。(7)海积阶地：由海水的堆积作用和海岸的升高而形成的海边崎岖宽阔台阶状堆积地形。18.3.2第四纪分期第四纪是指约2.4Ma以来地球发展的最新阶段。其特点是：1.在短暂的地质时期内发生过多次急剧的寒暖气候变化和大规模冰川活动；2.人类及其文明的形成发展；3.显著的地壳运动；4.广泛堆积陆相沉积物和矿产；5.急剧和缓慢发生的各种灾害不断改变人类生存环境；6.人类活动的范围和强度与日俱增。第四纪分期见下表。18.4岩体结构和稳定分析岩体结构面和结构体的类型和特征赤平极射投影等结构面的图示主意按照结构面和临空面的关系举行稳定分析18.4.1岩体结构面和结构体的类型