工程地質實習報告 下

2021-09-27 22:05:57 字數 4842 閱讀 5175

(四)地下水

一地下水的簡介

地下水存在於岩石的空隙中,地殼表層10km以上範圍內,都或多或少存在著空隙,特別是淺部1~2km範圍內,空隙分布較為普遍。岩石的空隙即是地下水儲存場所,又是地下水的滲透通道,空隙的多少、大小及其分布規律,決定著地下水的分布與滲透特點。

二地下水的分類

地下水按埋藏條件分為上層滯水、潛水和承壓水。

(一)上層滯水

包氣帶中區域性隔水層之上的重力水稱為上層滯水。上層滯水分布一般不廣,埋藏接近地表,接受大氣降水的補給,補給區與分布區一致,以蒸發形勢或向隔水板邊緣排洩。

(二)潛水

埋藏在地面以下第乙個穩定隔水層之上具有自由水面的重力水叫潛水。潛水主要分布在第四紀鬆散沉積層中,出露地表的裂隙岩層或岩溶岩層中也有潛水分布。

(三)承壓水

充滿於兩個穩定隔水層之間的重力水稱為承壓水。承壓水的形成主要決定於地質構造條件。最適宜形成承壓水的構造為向斜(或盆地)構造和單斜構造。

三所觀察到的地下水

18品外泉。是由一條斷層一條節理切割形成的地下水。

(五)地表地質作用

一風化作用

(一)風化作用的基本概念

無論怎樣堅硬的岩石,一旦出露地表,在太陽輻射的作用下並與水圈、大氣圈和生物圈接觸,為適應地表薪的物理、化學環境,都必然會發生變化,這種變化雖然緩慢,但年深日久,就會逐漸崩解,分離為大小不等的岩屑或土層。岩石的這種物理、化學性質的變化稱為風化;引起岩石這種變化的作用稱為風化作用。

(二)風化作用的型別

1:物理風化

物理風化是指地表岩石因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結晶而產生的機械崩解過程。它使岩石從比較完整固結的狀態變為鬆散破碎狀態,使岩石的孔隙度和表面積增大。因此物理風化又稱為機械風化。

2: 化學風化

化學風化是指岩石在水、水溶液和空氣中氧和二氧化碳等的作用下所發生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列複雜的化學變化。它使岩石中可溶的礦物逐步被溶蝕流失或滲到風化殼的下層,在新的環境中又可能重新沉積。殘留下來的或新形成的多是難溶的穩定礦物。

化學風化使岩石中的裂隙加大,孔隙增多,這樣就破壞了原來岩石的結構和成分,使岩層變成了鬆散的土層。

3:生物風化

生物風化是指生物在生長和分解過程中,直接或間接地對岩石礦物所起的物理和化學的風化作用。

生物的物理風化如生長在岩石裂縫中的植物,在生長過程中,根系變粗、增長和加多,它像楔子一樣對裂隙壁施以強大的壓力,將岩石劈裂。其它如動物的挖掘和穿鑿活動也會加速岩石的破碎。

生物的化學風化作用更為重要和活躍。生物在新陳代謝過程中,一方面從土壤和岩石中吸取養分,同時也分泌出各種化合物,如硝酸、碳酸和各種有機酸等,它們都是很好的溶劑,可以溶解某些礦物,對岩石起著強烈的破壞作用。

(一)影響風化作用的因素

1:氣候因素

氣候對風化的影響主要是通過溫度和雨量的變化來實現以及生物繁殖狀況來實現的。在晝夜溫差或寒暑變化幅度較大的地區,有利於物理風化作用的進行。特別是溫度變化的頻率,比溫度變化的幅度更為重要,因此晝夜溫差大的地區,對岩石的破壞作用也大。

炎夏的暴雨對岩石的破壞作用更劇烈。溫度的高低不僅影響熱脹冷縮和水的物態,而且對礦物在水中的溶解度、生物的新陳代謝、各種水溶液的濃度和化學反應的速度等都有很大的影響。各地區降雨量的大小,在化學風化中有著非常重要的地位。

雨水少的地區,某些易溶礦物也不能完全溶解,並且溶液容易達到飽和,發生沉澱和結晶,從而限制了元素遷移的可能性;而多雨地區就有利於各種化學風化的進行。化學風化在很大程度上取決於淋溶的水量,而且雨水多有利於生物的繁殖,從而也加速了生物風化。因此,氣候基本上決定了風化作用的主要型別及其發育的程度。

2:地形因素

在不同的地形條件下,風化作用也有明顯的差異,它影響著風化的強度和深度以及儲存風化物的厚度及分布情況。

在地形高差很大的山區,風化的深度和強度一般大於平緩的地區;但因斜坡上的岩石破碎後很容易被剝落、沖刷而移離原地,所以風化層一般都很薄,顆粒較粗,粘粒很少。

在平原或低緩的丘陵山區,由於坡度緩,地表水和地下水的流動都比較慢,風化層容易被儲存下來,特別是平緩低凹的地區風化層更厚。

一般說來,在寬平的分水嶺地區,淺睡眠離地表較河谷地區深,風化層厚度往往比河谷地區的厚。強烈的剝蝕區和強烈的堆積區,都不利於化學風化作用的進行。河谷密集的侵蝕切割地區,地表水和地下水迴圈條件雖好,風化作用也強烈,但因剝蝕強烈,所以風化層厚度不大。

山坡向陽區的晝夜溫差較陰坡大,故風化作用較強烈,風化層也較厚。

3:地質因素

岩石的礦物組成、結構和構造都直接影響風化的速度、深度和風化階段。

岩石的抗風化能力。主要是由組成岩石的礦物成分決定的。造岩礦物對化學風化的抵抗能力是不同的。也就是說,它們在地表環境下的穩定性是有差異的。

從岩石的結構上來看,粗粒的岩石比細粒的岩石容易風化,多種礦物組成的岩石比單一礦物岩石容易風化,粒度相差大的和有斑晶的都比均粒的岩石容易風化。

就岩石的構造而言,斷裂破碎帶的裂隙、節理、層理與頁理等都是便於風化營力侵入岩石內部的通道。所以這些不連續頁面在岩石中的密度越大,岩石遭遇風化就越強烈。風化作用會沿著某些張性的長大斷裂深入到地下很深的地方,形成所謂的風化囊帶。

(二)觀察到風化作用的地區

8清涼門石頭城城牆。

9鬼臉層。鬼臉是差異風化的結果。

二河流的侵蝕、搬運和沉積作用

河流的侵蝕、搬運和沉積作用是改變地表地形的重要地質作用。水文氣象因素和構造運動因素又可能影響和制約河流的侵蝕、沉積以及河床的演變。河流地貌中與工程關係密切的有河漫灘、階地等。

(一) 河漫灘

靠近主槽、洪水時淹沒、平水時出露的灘地稱為河漫灘。平原河流一般都有廣闊的河漫灘,它起到調節洪水、削減洪峰、儲存泥沙並通過灘槽水流交換影響主槽衝淤作用。河漫灘沉積物特點在相當大的程度上還決定了河流的邊界條件。

(二) 河流階地

河流階地是在地殼構造運動與河流的侵蝕、沉積作用綜合作用下形成的。由於地殼上公升或侵蝕基準面相對下降,已形成河漫灘的河流重新下切侵蝕。原來的谷底成階梯狀殘留在新的谷坡上,在河谷兩坡形成階梯狀地形,稱為階地。

根據河流階地的物質組成,可將其分為侵蝕階地、堆積階地和基座階地三類。

1:侵蝕階地

它由基岩構成,其上很少有河流衝擊物覆蓋。侵蝕階地多發育在構造抬公升的山區河谷中,這裡水流速度大,侵蝕作用較強,所以沉積物很薄,有時甚至在河床**露基岩。當後期河流進行強烈下切時,河谷底部抬公升形成階地,因而很少在侵蝕階地上很少找到沉積物。

即使原先有薄層的沉積物分布,在階地形成以後的長期侵蝕作用中,也可能被沖刷殆盡。階地面上往往只有一些坡積物。

2:堆積階地

堆積階地在河流中下游最為常見,階地全由河流沉積物組成,它的形成過程,首先是河流側向侵蝕,展寬谷底,同時發生大量沉積,形成寬闊的河漫灘,然後河流強烈下蝕,形成階地。根據河流下蝕深度與多級堆積階地之間的關係,堆積階地可分為內疊與上疊兩種。內疊階地是指新的階地套在老的階地之內,後一次的河流沉積物分布的範圍和厚度都比前一次的小。

這說明各級階地的形成過程中,各次河流的下切作用所達到的深度基本一致,而後期的堆積過程較短或堆積作用比前期弱。上疊階地是指階地的堆積物完全疊置在較老的階地沉積物上,河流後期的下蝕未達到基岩,說明後期下蝕與堆積的規模都在逐次減小。

3:基座階地

基座階地的特點是由兩種物質組成,上部為河流沉積物,下部是基岩。這主要是由於後期河流下蝕深度超過了原沉積層的厚度,切至基岩內部而成。

若階地形成以後,由於地殼下降或地面上公升,引起河流大量堆積,使階地被堆積物所覆蓋,埋藏於地下,便形成埋藏階地。

(三)所見的河流的侵蝕、搬運和沉積作用

7御碑亭。河流不斷改造,使凹岸變凸岸,凸岸變凹岸,並且一直在改變。

河流的侵蝕、搬運和沉積作用,從河源到河口不斷進行。並且一直在改變。

從河源上游以向下侵蝕、搬運為主。從河源到河口中游以側向侵蝕為主,搬運作用減弱,沉積作用明顯。河口下游以沉積作用為主。

河流的側蝕作用形成犬牙交錯的河漫灘,即凹岸和凸岸交替出現。

三岩溶作用

(一)岩溶作用的基本概念

岩溶,原稱喀斯特。喀斯特原是南斯拉夫西北部沿海一帶碳酸鹽岩高遠的地名,那裡發育著各種碳酸鹽岩地形。19世紀末,南斯拉夫學者研究了喀斯特高原的地貌,並把這種地貌叫做喀斯特。

以後,就借用喀斯特這個地名來稱呼碳酸鹽岩地區一系列特殊的地貌過程和水文現象。

(二)岩溶作用的基本條件

就岩石而言,首先必須是可溶的,否則水就不可能溶蝕,岩溶作用就不可能發生;其次,岩石必須是透水的,當岩石具有透水性時,地表水才能滲入地下並轉為地下水,這樣地下水才能起主導作用,形成作為岩溶標誌的地下洞穴。就水而言,首先水必須具有溶蝕力,如果水沒有溶蝕力,岩溶作用就很難進行,其次,水必須是流動的,因為停滯的水很快就會變成飽和溶液,因而失去溶蝕力,岩溶作用就會停止。因此,岩石的可溶性、透水性,水的溶蝕力、流動性,就成為岩溶作用的基本條件。

(三)岩溶地貌

4頭台洞與觀音閣

12馬腳石

15棲霞寺明鏡湖。彩虹橋,小規模緩慢型土洞塌陷。

四崩塌(一)崩塌的概念

陡峭的斜坡上,被裂隙切割的巨大岩塊,在重力的作用下啊突然脫離母岩向下傾倒、翻滾、墜落的現象稱為崩塌。

(二)崩塌產生的條件

1:地形地貌條件

一般的崩塌多發生在斜坡高度大於30公尺。坡度大於45°,坡面凹凸不平,且上陡下緩、高而陡的斜坡上。

2:岩性條件

堅硬、厚層狀的岩石,如礫岩、砂岩、,富含石英的變質岩、石灰岩和噴出巖多形成高陡的斜坡。當岩層節理裂隙發育時易發生崩塌。

3:地質構造條件

節理面、斷層面、岩層層面的產狀對山體穩定性也有重要影響。當上述構造面的傾斜方向與山坡傾向一致,同時傾角小於山坡的坡角,這時易發生崩塌。

(三)觀察到崩塌形成的地形

3三颱洞的崩塌。

五滑坡(一) 滑坡的特性

滑坡是斜坡上土體、岩體或其它碎屑堆積物沿一定的滑動面作整體下滑的現象。滑坡的特徵及其常用描述術語如下。

1:滑坡體滑坡體是斜坡上向下滑動的那部分岩土體。

2:滑動面和滑動帶滑坡體沿不動體下滑的分介面稱為滑動面。滑動面上部受滑動揉皺的地帶稱為滑動帶。

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河南理工大學土木工程學院 2013年工程地質實習報告 班級 土建類2011 4班 姓名 羅航 學號 311107000415 182 前言一 概述 實習地點 焦作縫山針公園 實習區基本情況概述 縫山針公園位於太行山脈南麓,焦作市中心北,以大膽的藝術想象,警示人們 人類過去的無序採石帶給地球 身體 的...

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