1、学习项目四学习项目四 地貌与地貌与第四纪松散沉积物第四纪松散沉积物介绍内容n地貌地貌n第四纪松散沉积物第四纪松散沉积物n特殊土及其工程性质特殊土及其工程性质地貌概述地貌概述 地貌条件与工程的建设及运营有着密切地貌条件与工程的建设及运营有着密切的关系。公路常穿越不同的地貌单元，的关系。公路常穿越不同的地貌单元，地貌条件是评价公路工程地质条件的重地貌条件是评价公路工程地质条件的重要内容之一。各种不同的地貌，都关系要内容之一。各种不同的地貌，都关系到公路勘测设计、桥隧位置选择的技术到公路勘测设计、桥隧位置选择的技术经济问题和养护工程等。为了处理好公经济问题和养护工程等。为了处理好公路工程与地貌条件之
2、间的关系，就必须路工程与地貌条件之间的关系，就必须学习和掌握一定的地貌知识。学习和掌握一定的地貌知识。地貌概述地貌概述 地形：地形：指地表既成形态的某些外部特征，高低指地表既成形态的某些外部特征，高低起伏，坡度大小，空间分布等，实际就是地表起伏，坡度大小，空间分布等，实际就是地表的形态。的形态。n地貌：地貌：由于内、外力地质作用的长期进行，在由于内、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。同规模的起伏形态，称为地貌。地貌的形成主要受内、外力地质作用的共同地貌的形成主要受内、外力地质作用的共同控制控制.
3、内力地质作用形成了地表的其本起伏形内力地质作用形成了地表的其本起伏形态大的隆起与大的凹陷。外力地质作用削高态大的隆起与大的凹陷。外力地质作用削高填平，夷平地表。填平，夷平地表。一、地貌形成、发展某一时期的地表形态，取决于当时及以前一定时某一时期的地表形态，取决于当时及以前一定时期内、外力地质作用之间强烈程度差异量的比期内、外力地质作用之间强烈程度差异量的比例关系。例关系。n内力地质作用使地表上升的上升量远大于外力地质作用内力地质作用使地表上升的上升量远大于外力地质作用的剥蚀量，则地表就会升高，形成山岭地貌。的剥蚀量，则地表就会升高，形成山岭地貌。n内力地质作用使地表上升的上升量小于外力地质作用
4、的内力地质作用使地表上升的上升量小于外力地质作用的剥蚀量，则地表就会被夷平，形成剥蚀平原。剥蚀量，则地表就会被夷平，形成剥蚀平原。n如果内力地质作用使地表下降的下降量远大于外力地质如果内力地质作用使地表下降的下降量远大于外力地质作用的堆积量，则地表就会下降，形成低地。作用的堆积量，则地表就会下降，形成低地。n如果内力地质作用使地表下降的下降量小于外力地质作如果内力地质作用使地表下降的下降量小于外力地质作用的堆积量，则地表就会被填平，形成堆积平原。用的堆积量，则地表就会被填平，形成堆积平原。二、地貌分级二、地貌分级 不同等级的地貌，其成因不同，形成的主导不同等级的地貌，其成因不同，形成的主导因素
5、也不同。地貌等级一般划分为四级：因素也不同。地貌等级一般划分为四级：n巨型地貌：巨型地貌：大陆与海洋，大的内海及大的山系都是巨大陆与海洋，大的内海及大的山系都是巨型地貌。巨型地貌几乎完全是由内力作用形成的，所型地貌。巨型地貌几乎完全是由内力作用形成的，所以又称大地构造地貌。以又称大地构造地貌。n大型地貌：大型地貌：山脉、高原、山间盆地等为大型地貌，基山脉、高原、山间盆地等为大型地貌，基本上也是由内力作用形成的。本上也是由内力作用形成的。n中型地貌：中型地貌：河谷及河谷之间的分水岭等为中型地貌，河谷及河谷之间的分水岭等为中型地貌，主要由外力作用造成。内力作用产生的基本构造形态主要由外力作用造成。
6、内力作用产生的基本构造形态是中型地貌形成和发展的基础，而地貌的外部形态决是中型地貌形成和发展的基础，而地貌的外部形态决定于外力作用的特点。定于外力作用的特点。n小型地貌：小型地貌：残丘、阶地、沙丘、小的侵蚀沟等为小型残丘、阶地、沙丘、小的侵蚀沟等为小型地貌，基本上受着外力作用的控制。地貌，基本上受着外力作用的控制。地质学上地貌的形态分类形态类别形态类别绝对高度绝对高度(m)(m)相对高度相对高度(m)(m)平均坡度平均坡度()举举 例例山山地地高山高山35003500100010002525喜马拉雅山、天山喜马拉雅山、天山中山中山35003500100010001000100050050010
7、102525大别山、庐山、雪峰山大别山、庐山、雪峰山低山低山100010005005005005002002005 51010川东平行岭谷、华蓥山川东平行岭谷、华蓥山丘陵丘陵500500200200闽东沿海丘陵闽东沿海丘陵平平原原高原高原600600200200青藏、内蒙、黄土、云贵青藏、内蒙、黄土、云贵高原高原高平原高平原200200成都平原成都平原低平原低平原0 0200200东北、华北、长江中下游东北、华北、长江中下游平原平原洼地洼地低于海平面高低于海平面高度度吐鲁番洼地吐鲁番洼地公路工程上对地貌形态的分类地貌形地貌形态分类态分类地面自然地面自然坡度坡度()相对高度相对高度（m m）地形
8、说明地形说明平原区平原区3 3平坦，无明显起伏平坦，无明显起伏微丘区微丘区3 3 2020100100起伏不大，有残丘孤山起伏不大，有残丘孤山重丘区重丘区2020100100 200200低岭宽谷低岭宽谷,或聚或散或聚或散山岭区山岭区200200低、中山，有山脉形态低、中山，有山脉形态地貌的成因分类地貌的成因分类 n内力地貌内力地貌 构造地貌：构造地貌：由地壳的构造运动所造成的地貌由地壳的构造运动所造成的地貌 。火山地貌：火山地貌：由火山喷发出来的熔岩和碎屑物质堆积所形成的。由火山喷发出来的熔岩和碎屑物质堆积所形成的。n外力地貌外力地貌 流水地貌：流水地貌：以水的作用为地貌形成和发展的基本因素
9、以水的作用为地貌形成和发展的基本因素 。冰川地貌：冰川地貌：以冰雪的作用为地貌形成和发展的基本因素以冰雪的作用为地貌形成和发展的基本因素 。风沙地貌：风沙地貌：以风的作用为地貌形成和发展的基本因素。以风的作用为地貌形成和发展的基本因素。岩溶地貌：岩溶地貌：以地表水和地下水的溶蚀作用为地貌形成和发展的以地表水和地下水的溶蚀作用为地貌形成和发展的基本因素基本因素 。重力地貌：重力地貌：以重力作用为地貌形成和发展的基本因素以重力作用为地貌形成和发展的基本因素 。学习单元1 山 地 地 貌n一、山岭地貌的形态要一、山岭地貌的形态要素素n山顶山顶：最高部分，有尖最高部分，有尖、园、平之分。、园、平之分。
10、n山脊：山脊：长条状延伸长条状延伸n垭口：垭口：n山坡山坡：山岭与周围平地山岭与周围平地的接触处，直线型、凸的接触处，直线型、凸形、凹形、复合形形、凹形、复合形n山脚山脚：山坡与周围平地山坡与周围平地的交接处。的交接处。学习单元学习单元1 山地地貌山地地貌n二、成因类型分类二、成因类型分类 构造变动形成的山岭构造变动形成的山岭：如平顶如平顶山、单面山山、单面山、褶皱山、断块山、褶皱山、断块山 火山作用形成的山岭：火山作用形成的山岭：常见有锥常见有锥状火山和盾状火山状火山和盾状火山 剥蚀作用形成的山岭：剥蚀作用形成的山岭：如河间如河间分水岭分水岭 n（一）构造变动形成的山岭（一）构造变动形成的山
11、岭n1.1.平顶山：平顶山：水平岩层构成的山岭。水平岩层构成的山岭。n2.2.单斜山：单斜山：由单斜岩层构成的沿岩层走向延伸的山岭。由单斜岩层构成的沿岩层走向延伸的山岭。单面山一般形成于岩层倾斜不大的单斜地层地区，一般单面山一般形成于岩层倾斜不大的单斜地层地区，一般较缓，它与岩层的倾斜方向一致，称为构造坡（后坡）较缓，它与岩层的倾斜方向一致，称为构造坡（后坡）。另一坡较陡，与岩层的构造面不一致，称为剥蚀坡。另一坡较陡，与岩层的构造面不一致，称为剥蚀坡(前坡前坡)。前坡前坡后坡后坡n单面山的发育主要受构造和岩性控制。影响单面山发育单面山的发育主要受构造和岩性控制。影响单面山发育的因素有三：的因素
12、有三：n第一，软硬岩层在抗侵蚀方面。如果软硬岩层的抗蚀性第一，软硬岩层在抗侵蚀方面。如果软硬岩层的抗蚀性差别不大，则单面山地貌发育明显，上部为陡崖，下部差别不大，则单面山地貌发育明显，上部为陡崖，下部为缓坡，上下界限分明，前后坡极不对称。如果软硬岩为缓坡，上下界限分明，前后坡极不对称。如果软硬岩层的抗蚀性相差较大，则陡壁不明显，上部为凸坡，下层的抗蚀性相差较大，则陡壁不明显，上部为凸坡，下部为凹坡。部为凹坡。n第二，岩层倾角大小。如果上部坚硬岩层很薄，下部软第二，岩层倾角大小。如果上部坚硬岩层很薄，下部软弱岩层很厚，则前坡保护层剥蚀后退很快，山脊线比较弱岩层很厚，则前坡保护层剥蚀后退很快，山脊
13、线比较弯曲；相反，上部坚硬岩层较厚，则前坡保护层剥蚀后弯曲；相反，上部坚硬岩层较厚，则前坡保护层剥蚀后退很慢，山脊线比较平直，陡崖高大。退很慢，山脊线比较平直，陡崖高大。n第三，岩层倾角大小。岩层倾角越缓，前坡后退越快，第三，岩层倾角大小。岩层倾角越缓，前坡后退越快，山脊线曲折；相反，岩层倾角越大，前坡后退越慢，山山脊线曲折；相反，岩层倾角越大，前坡后退越慢，山脊线平直。脊线平直。n在单斜地层倾角较大的情况下构造坡与在单斜地层倾角较大的情况下构造坡与剥蚀坡的坡度与坡长相差不大时，这种剥蚀坡的坡度与坡长相差不大时，这种单面山称为猪背脊。单面山称为猪背脊。n单面山的前坡，由于地形陡峻，若岩层单面山
14、的前坡，由于地形陡峻，若岩层裂隙发育，风化强烈，易产生崩塌，且裂隙发育，风化强烈，易产生崩塌，且其坡脚常分布有较厚的坡积物和倒石堆其坡脚常分布有较厚的坡积物和倒石堆，稳定性差，对布设路线不利。后坡较，稳定性差，对布设路线不利。后坡较理想，但倾角大时应注意边坡的稳定问理想，但倾角大时应注意边坡的稳定问题。题。n3.3.褶皱山：褶皱山：由褶皱构造形成的山岭。由褶皱构造形成的山岭。n背斜山和向斜谷是顺着构造的，称为背斜山和向斜谷是顺着构造的，称为顺地形顺地形。向斜山和背斜谷是逆构造的。向斜山和背斜谷是逆构造的，称为，称为逆地形逆地形，或倒置地形。倒置地，或倒置地形。倒置地形的形成是由于背斜轴部张节理
15、比较形的形成是由于背斜轴部张节理比较发育，侵蚀作用进行得比较快，背斜发育，侵蚀作用进行得比较快，背斜山逐渐发展成山逐渐发展成背斜谷背斜谷，而向斜谷则变，而向斜谷则变成了成了向斜山向斜山。n4.4.断块山：断块山：由断裂变动形成的山岭。由断裂变动形成的山岭。n5.5.褶皱断块山：褶皱断块山：由褶皱和断裂构造的组合形态构成的由褶皱和断裂构造的组合形态构成的山岭山岭断块山悬崖断块山悬崖（庐山）（庐山）阴阴山山山山地地 阴山为古老褶皱断块山，东西长约1200千米，北坡连接内蒙古高原，山势平缓，南坡面对河套平原，山势险峻。图为阴山南坡景观。阴山山地阴山山地 古老褶皱断块山古老褶皱断块山 n（二）火山作用
16、形成的山岭：（二）火山作用形成的山岭：n锥状火山（熔岩粘性大）和盾状火山（熔岩粘性小锥状火山（熔岩粘性大）和盾状火山（熔岩粘性小）n（三）剥蚀作用形成的山岭：（三）剥蚀作用形成的山岭：n地表水流侵蚀作用（河间分水岭）、地地表水流侵蚀作用（河间分水岭）、地下水溶蚀作用（峰林）、冰川刨蚀作用下水溶蚀作用（峰林）、冰川刨蚀作用（刃脊、角峰）形成的地貌形态。（刃脊、角峰）形成的地貌形态。三三.垭口与山坡垭口与山坡 （一）垭口（一）垭口对于公路工程来说，研究山岭地貌必须重点研究垭口。越对于公路工程来说，研究山岭地貌必须重点研究垭口。越岭的公路路线若能寻找合适的垭口，可以降低公路高程和岭的公路路线若能寻找
17、合适的垭口，可以降低公路高程和减少展线工程量。减少展线工程量。n构造型垭口：构造型垭口：由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀所形由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀所形成的垭口成的垭口 断层破碎带型垭口：断层破碎带型垭口：工程地质条件较差，一般以低路工程地质条件较差，一般以低路堤、浅路堑通过，以保证地面原有的稳定性。堤、浅路堑通过，以保证地面原有的稳定性。背斜张裂带型垭口背斜张裂带型垭口：工程地质条件相对好一些，主要工程地质条件相对好一些，主要水文地质条件好，岩层相对稳定。水文地质条件好，岩层相对稳定。单斜软弱层型垭口单斜软弱层型垭口：岩性较差，不宜大挖，以浅路堑岩性较差，不宜大挖，以浅路堑或路堤形式
18、通过。或路堤形式通过。垭口的类型垭口的类型 n剥蚀型垭口：剥蚀型垭口：以外力强烈剥蚀为主导因素所形成以外力强烈剥蚀为主导因素所形成的垭口，其形态特征与山体地质结构无明显联系的垭口，其形态特征与山体地质结构无明显联系。特点：松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。特点：松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。垭口垭口的肥瘦和形态取决于岩性、气候、外力的切割程的肥瘦和形态取决于岩性、气候、外力的切割程度。度。可采用隧道方案、中堑深挖等方式通过。可采用隧道方案、中堑深挖等方式通过。n剥蚀剥蚀-堆积型垭口：堆积型垭口：在山体地质结构的基础上，在山体地质结构的基础上，以剥蚀和堆积作用为主因素形成垭口。垭口外形以剥蚀和堆积作
19、用为主因素形成垭口。垭口外形浑园，宽厚，浑园，宽厚，易于公路展线，易于公路展线，松散堆积层较大。松散堆积层较大。道路多以低填或浅挖通过。道路多以低填或浅挖通过。稳定条件取决于堆积稳定条件取决于堆积层的地质特征和水文地质特征。层的地质特征和水文地质特征。n（二）山坡：（二）山坡：是山岭地貌形态的基本要素之一。其外是山岭地貌形态的基本要素之一。其外部形态包括山坡的高度、坡度、纵向轮廓。部形态包括山坡的高度、坡度、纵向轮廓。n按山坡的纵向坡度分类：按山坡的纵向坡度分类：n直线型：直线型：单一岩性组成的山坡稳定性好；单斜岩层组单一岩性组成的山坡稳定性好；单斜岩层组成的山坡开挖路基易形成顺层滑坡；破碎岩
20、体组成的成的山坡开挖路基易形成顺层滑坡；破碎岩体组成的山坡，稳定性最差。山坡，稳定性最差。n凸形坡：凸形坡：上缓下陡，河流下切造成，稳定性取决于岩上缓下陡，河流下切造成，稳定性取决于岩体结构体结构n凹形坡：凹形坡：上陡下缓，可能是地壳缓慢上升形成或山坡上陡下缓，可能是地壳缓慢上升形成或山坡上部破坏作用与堆积作用共同上部破坏作用与堆积作用共同形成。稳定性较差形成。稳定性较差n阶梯形坡：阶梯形坡：a由软硬不同的水平或近于水平的岩层经风化形由软硬不同的水平或近于水平的岩层经风化形成，稳定性较高；由多次滑坡形成的近于极限平衡状态。成，稳定性较高；由多次滑坡形成的近于极限平衡状态。b由平行的多层正断层形
21、成，稳定性取决于断层的规模由平行的多层正断层形成，稳定性取决于断层的规模n按山坡的纵向坡度分类：按山坡的纵向坡度分类：微坡（微坡（70 ）n坡度平缓，稳定性高，易于公路展坡度平缓，稳定性高，易于公路展线，但应注意下部的坡积层及其他线，但应注意下部的坡积层及其他堆积物分布情况堆积物分布情况n学习单元学习单元2 2 平原地貌平原地貌平原是陆地上最平坦的地域，它好像铺在大地上平原是陆地上最平坦的地域，它好像铺在大地上的绿色地毯，坦荡千里，辽阔无垠。平原地貌的绿色地毯，坦荡千里，辽阔无垠。平原地貌宽广低平，起伏很小，海拔多在宽广低平，起伏很小，海拔多在200米以下米以下。世界平原总面积约占全球陆地面积
22、的世界平原总面积约占全球陆地面积的14。平平原可以分成堆积平原和侵蚀平原两类，堆积平原可以分成堆积平原和侵蚀平原两类，堆积平原中的冲积平原，主要由河流冲积而成。它的原中的冲积平原，主要由河流冲积而成。它的特点是地面平坦，面积广大，多分布在大江、特点是地面平坦，面积广大，多分布在大江、大河的中、下游两岸地大河的中、下游两岸地 区。另一类是侵蚀平原区。另一类是侵蚀平原，主要由海水、风、冰川等外力的不断剥蚀、，主要由海水、风、冰川等外力的不断剥蚀、切割而成。这种平原地面起伏较大。切割而成。这种平原地面起伏较大。n按高程分为按高程分为：高原、高平原、低平原、洼地：高原、高平原、低平原、洼地n按成因分为
23、按成因分为：构造平原、剥蚀平原、堆积平原：构造平原、剥蚀平原、堆积平原平原地貌是地壳在升降运动微弱或长期平原地貌是地壳在升降运动微弱或长期稳定的条件下，经过风化剥蚀夷平或稳定的条件下，经过风化剥蚀夷平或岩石风化碎屑经搬运而在低洼地面堆岩石风化碎屑经搬运而在低洼地面堆积所形成的。平原地貌具有大地表面积所形成的。平原地貌具有大地表面开阔平坦、地势高低起伏不大的外部开阔平坦、地势高低起伏不大的外部形态。形态。一般说来，平原地貌有利于公路选一般说来，平原地貌有利于公路选线，在选择有利地质条件的前提下，线，在选择有利地质条件的前提下，可以设计成比较理想的公路线形。可以设计成比较理想的公路线形。n1.构造
24、平原：由地壳运动形成，地形构造平原：由地壳运动形成，地形面与岩层面一致，堆积物厚度不大面与岩层面一致，堆积物厚度不大n海成平原海成平原：地壳上升、海水后退形成地壳上升、海水后退形成n大陆拗曲平原大陆拗曲平原：地壳升降，岩层拗曲地壳升降，岩层拗曲形成形成n构造平原一般基岩裸露，地下水浅，构造平原一般基岩裸露，地下水浅，干旱季节易形成盐渍化、多雨季节道干旱季节易形成盐渍化、多雨季节道路冻胀和翻浆路冻胀和翻浆n2.剥蚀平原剥蚀平原：地壳微弱上升地区由外力长：地壳微弱上升地区由外力长期剥蚀夷平所形成，地形面与岩层面不一期剥蚀夷平所形成，地形面与岩层面不一致，堆积物厚度不大侵蚀平原，也叫剥蚀致，堆积物厚
25、度不大侵蚀平原，也叫剥蚀平原。如我国江苏徐州一带的平原平原。如我国江苏徐州一带的平原。n侵蚀平原的地势不很平坦，有比较明显的侵蚀平原的地势不很平坦，有比较明显的起伏；起伏；地表地表土层较薄，多风化后的残积物土层较薄，多风化后的残积物或坡积物、洪积物，有大小石块等粗粒物或坡积物、洪积物，有大小石块等粗粒物质；岩石往往突露地表，有一些孤立的残质；岩石往往突露地表，有一些孤立的残丘和小山散布在平原之上。丘和小山散布在平原之上。n河成剥蚀平原（准平原）、海成剥蚀平原河成剥蚀平原（准平原）、海成剥蚀平原、风力剥蚀平原、冰川剥蚀平原、风力剥蚀平原、冰川剥蚀平原n剥蚀平原一般地质条件较好可作为公路路剥蚀平原
26、一般地质条件较好可作为公路路基和桥涵地基。基和桥涵地基。n3.堆积平原堆积平原：地壳缓慢下降地区由各种外：地壳缓慢下降地区由各种外力地质作用堆积填平而成，地形开阔平坦力地质作用堆积填平而成，地形开阔平坦、堆积物厚度很大、堆积物厚度很大n地壳长期的大面积下沉，地面不断地接受地壳长期的大面积下沉，地面不断地接受各种不同成因的堆积物的补偿，形成平缓各种不同成因的堆积物的补偿，形成平缓的广阔平原，叫的广阔平原，叫堆积平原堆积平原。例如渤海底部。例如渤海底部和河北省的滨海平原至今仍以每年和河北省的滨海平原至今仍以每年1厘米厘米 的速度沉降，第四纪（距今的速度沉降，第四纪（距今200万年前）万年前）以来的
27、沉降总幅度已达以来的沉降总幅度已达8001000米以米以上。但河流泥沙堆积以速度超过了地壳下上。但河流泥沙堆积以速度超过了地壳下沉速度，所以平原正在扩大增长，沉速度，所以平原正在扩大增长，向渤海向渤海推进，茫茫沧海将变成万顷良田。推进，茫茫沧海将变成万顷良田。学习单元学习单元3 第四纪松散堆积物第四纪松散堆积物 研究第四纪地貌形态以及沉积物的研究第四纪地貌形态以及沉积物的类型和特征，对人类合理地开发地类型和特征，对人类合理地开发地质环境，利用地质环境，使工程活质环境，利用地质环境，使工程活动和地质环境协调发展，都是极其动和地质环境协调发展，都是极其重要的。重要的。第四纪沉积物成因分类第四纪沉积
28、物成因分类 成成 因因成因类型成因类型主导地质作用主导地质作用风化残积风化残积残积物残积物物理、化学风化作用物理、化学风化作用重力堆积重力堆积坠积物坠积物崩塌堆积物崩塌堆积物滑坡堆积物滑坡堆积物土溜土溜较长期的重力作用较长期的重力作用短促间发生的重力破坏作用短促间发生的重力破坏作用大型斜坡块体重力破坏作用大型斜坡块体重力破坏作用小型斜坡块体表面的重力破坏作用小型斜坡块体表面的重力破坏作用大陆流水堆积大陆流水堆积坡积物坡积物洪积物洪积物冲积物冲积物三角洲堆积（河三角洲堆积（河湖）物湖）物湖泊堆积物湖泊堆积物沼泽堆积物沼泽堆积物斜坡上雨水、雪水间有重力的搬运、堆积作用斜坡上雨水、雪水间有重力的搬运
29、、堆积作用短期内大量地表水流搬运、堆积作用短期内大量地表水流搬运、堆积作用长期的地表水流沿河谷搬运、堆积作用长期的地表水流沿河谷搬运、堆积作用河水、湖水混合物堆积作用河水、湖水混合物堆积作用浅水型的静水堆积作用浅水型的静水堆积作用潴水型的静水堆积作用潴水型的静水堆积作用海水堆积海水堆积滨海堆积物滨海堆积物浅海堆积物浅海堆积物深海堆积物深海堆积物三角洲堆积（河三角洲堆积（河-海）物海）物海浪及岸流的堆积作用海浪及岸流的堆积作用浅海相动荡及静水的混合堆积作用浅海相动荡及静水的混合堆积作用深海相静水的堆积作用深海相静水的堆积作用河水、海水混合物堆积作用河水、海水混合物堆积作用地下水堆积地下水堆积泉水
30、堆积物泉水堆积物洞穴堆积物洞穴堆积物化学堆积作用及部分机械堆积作用化学堆积作用及部分机械堆积作用机械堆积作用及部分化学堆积作用机械堆积作用及部分化学堆积作用冰川堆积冰川堆积冰碛堆积物冰碛堆积物冰水堆积物冰水堆积物冰碛湖堆积物冰碛湖堆积物固体状态冰川的搬运、堆积作用固体状态冰川的搬运、堆积作用冰川中冰下水的搬运、堆积作用冰川中冰下水的搬运、堆积作用冰川地区的静水堆积作用冰川地区的静水堆积作用风力堆积风力堆积风积物风积物风风-水堆积物水堆积物风的搬运堆积作用风的搬运堆积作用风的搬运堆积作用后来又经流水的搬运堆积作用风的搬运堆积作用后来又经流水的搬运堆积作用青藏铁路学习单元学习单元4 特殊土及其工程
31、地质性质特殊土及其工程地质性质n软土及其工程地质性质软土及其工程地质性质n黄土及其工程地质性质黄土及其工程地质性质n膨胀土及其工程地质性质膨胀土及其工程地质性质n盐渍土及其工程地质性质盐渍土及其工程地质性质n红土及其工程地质性质红土及其工程地质性质n冻土及其工程地质性质冻土及其工程地质性质 软土及其特征软土及其特征软土的定义：软土的定义：软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑度很低的呈软塑-流塑状态的粘性土。流塑状态的粘性土。软土的特征：软土的特征：n软土的颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有软土的颜色多
32、为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时，有腥臭味；机质含量高时，有腥臭味；n软土的粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达软土的粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60%70%；n软土的矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中软土的矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外，软土中常有的粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外，软土中常有一定量的有机质，可高达一定量的有机质，可高达8%9%；n软土具有曲型的海绵状或蜂窝状结构，这是造成软土孔隙比软土具有曲型的海绵状或蜂窝状结构，这是造成软土孔隙比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度
33、低的主要原因之大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低的主要原因之一；一；n软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互交软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互交替沉积、或呈透镜体相间，形成性质复杂的土体。替沉积、或呈透镜体相间，形成性质复杂的土体。软土的工程性质软土的工程性质 n孔隙比和含水量：孔隙比和含水量：软土在静水或缓慢流水中沉积，软土在静水或缓慢流水中沉积，颗粒分散性高，联结弱，具有较大的孔隙比和高含颗粒分散性高，联结弱，具有较大的孔隙比和高含水量。水量。n软土透水性和压缩性：软土透水性和压缩性：软土孔隙比大，但孔隙小，软土孔隙比大，但孔隙小，吸水、亲水性强，土中有
34、机质多，分解出的气体封吸水、亲水性强，土中有机质多，分解出的气体封闭在孔隙中，使土的透水性变差。在荷载作用下排闭在孔隙中，使土的透水性变差。在荷载作用下排水不畅，固结慢，压缩性高。压缩过程长，开始时水不畅，固结慢，压缩性高。压缩过程长，开始时压缩下沉很慢，完成下沉的时间很长。压缩下沉很慢，完成下沉的时间很长。n软土强度：软土强度：强度低强度低n软土的触变形：软土的触变形：软土受到振动，海绵结构破坏，土软土受到振动，海绵结构破坏，土体强度降低，甚至呈现流动状态，称为触变，也称体强度降低，甚至呈现流动状态，称为触变，也称振动液化。振动液化。n流变性：流变性：软土在长期荷载作用下，变形可以延续很软土
35、在长期荷载作用下，变形可以延续很长时间，最终引起破坏，这种性质称为流变性。长时间，最终引起破坏，这种性质称为流变性。黄土及其特征黄土及其特征 黄土是第四纪以来，在干旱、半干旱气候条件下，陆相沉黄土是第四纪以来，在干旱、半干旱气候条件下，陆相沉积的一种特殊土。积的一种特殊土。标准的或典型的黄土具有下列六项特征：标准的或典型的黄土具有下列六项特征：颜色为淡黄、褐色或灰黄色：颜色为淡黄、褐色或灰黄色：颗粒组成以粉土颗粒（颗粒组成以粉土颗粒（0.0740.002mm）为主，约占）为主，约占60%70%；黄土中含有多种可溶盐，特别富含碳酸盐，主要是碳酸钙黄土中含有多种可溶盐，特别富含碳酸盐，主要是碳酸钙
36、，含量可达，含量可达10%30%，局部密集形成钙质结核，又称，局部密集形成钙质结核，又称姜结石；姜结石；结构疏松，孔隙多，有肉眼可见的大孔隙或虫孔、植物根结构疏松，孔隙多，有肉眼可见的大孔隙或虫孔、植物根孔等各种孔洞，孔隙度一般为孔等各种孔洞，孔隙度一般为33%64%；质地均一无层理，但具有柱状节理和垂直节理，天然条件质地均一无层理，但具有柱状节理和垂直节理，天然条件下能保持近于垂直的边坡；下能保持近于垂直的边坡；湿陷性。黄土湿陷性是引起黄土地区工程建筑破坏的重要湿陷性。黄土湿陷性是引起黄土地区工程建筑破坏的重要原因。并非所有黄土都具有湿陷性。具有湿陷性的黄土称原因。并非所有黄土都具有湿陷性。
37、具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土。为湿陷性黄土。黄土的工程性质黄土的工程性质 n黄土的粒度成分黄土的粒度成分：黄土的粒度成分以粉粒为主，约黄土的粒度成分以粉粒为主，约占占60%70%，其次是砂粒和粘粒，各占，其次是砂粒和粘粒，各占1%29%和和8%26%。n黄土的比重和密度：黄土的比重和密度：黄土的比重一般在黄土的比重一般在2.542.84之间。之间。n黄土的含水量黄土的含水量：含水量与湿陷性有一定关系，含水含水量与湿陷性有一定关系，含水量低，湿陷性强，含水量增加，湿陷性减弱，一般量低，湿陷性强，含水量增加，湿陷性减弱，一般含水量超过含水量超过25时就不再具有湿陷性了。时就不再具有湿陷性了。n黄
38、土的压缩性黄土的压缩性：黄土虽然具有大孔隙、结构疏松，黄土虽然具有大孔隙、结构疏松，但压缩性中等，只有近代堆积的黄土是高压缩性的但压缩性中等，只有近代堆积的黄土是高压缩性的。年代越老的黄土压缩性越小。年代越老的黄土压缩性越小。黄土的工程性质黄土的工程性质n黄土的抗剪强度：黄土的抗剪强度：一般黄土的内摩擦角一般黄土的内摩擦角=15-25，凝聚力，凝聚力C=3040kPa，抗剪强度中等。抗剪强度中等。n黄土的湿陷性：黄土的湿陷性：天然黄土在一定的压力作用下天然黄土在一定的压力作用下，浸水后产生突然的下沉现象，称为湿陷。黄，浸水后产生突然的下沉现象，称为湿陷。黄土发生湿陷的条件：黄土内部疏松结构、水
39、的土发生湿陷的条件：黄土内部疏松结构、水的浸入和一定的附加压力是引起湿陷的内在、外浸入和一定的附加压力是引起湿陷的内在、外部条件。部条件。n黄土的陷穴黄土的陷穴：黄土地区地下常常有天然或人黄土地区地下常常有天然或人工的洞穴，这些洞穴的存在和发展容易造成上工的洞穴，这些洞穴的存在和发展容易造成上覆土层和工程建筑物突然陷落，称为黄土陷穴覆土层和工程建筑物突然陷落，称为黄土陷穴。膨胀土 膨胀土是一种粘性土，具有明显的膨胀土是一种粘性土，具有明显的膨胀、收缩特性。它的粒度成分以粘膨胀、收缩特性。它的粒度成分以粘粒为主，粘粒的主要矿物是蒙脱石、粒为主，粘粒的主要矿物是蒙脱石、伊利石，这两类矿物有强烈的亲
40、水性伊利石，这两类矿物有强烈的亲水性，吸收水分后体积膨胀，失水后收缩，吸收水分后体积膨胀，失水后收缩，多次膨胀、收缩，强度很快衰减，多次膨胀、收缩，强度很快衰减，导致修建在膨胀土上的工程建筑物开导致修建在膨胀土上的工程建筑物开裂、下沉、失稳破坏。裂、下沉、失稳破坏。膨胀土的特征 膨胀土颜色多为灰白、棕黄、棕红、褐色等膨胀土颜色多为灰白、棕黄、棕红、褐色等；粒度成分以粘粒为主，含量在粒度成分以粘粒为主，含量在3550以上，其次是粉粒，砂粒最少；以上，其次是粉粒，砂粒最少；粘土矿物以蒙脱石、伊利石为主，高岭石含粘土矿物以蒙脱石、伊利石为主，高岭石含量很少；量很少；具有强烈的膨胀、收缩特性，吸水时膨
41、胀，具有强烈的膨胀、收缩特性，吸水时膨胀，产生膨胀压力，失水收缩时产生收缩裂隙，产生膨胀压力，失水收缩时产生收缩裂隙，干燥时强度较高，多次反复胀缩强度降低；干燥时强度较高，多次反复胀缩强度降低；膨胀土中各种成因的裂隙十分发育；膨胀土中各种成因的裂隙十分发育；早期早期(第四纪以前或第四纪早期第四纪以前或第四纪早期)生成的膨胀生成的膨胀土具有超固结性。土具有超固结性。膨胀土的工程性质膨胀土的工程性质 n膨胀土的粒度成分膨胀土的粒度成分：膨胀土的粒度成分以粘粒含量为膨胀土的粒度成分以粘粒含量为主，高达主，高达50%以上，粘粒粒径小于以上，粘粒粒径小于0.002mm，接近胶，接近胶体颗粒，为准胶体颗粒
42、，比表面积大体颗粒，为准胶体颗粒，比表面积大。n密度：密度：天然状态下，膨胀土结构紧密、孔隙比小，干密天然状态下，膨胀土结构紧密、孔隙比小，干密度达度达1.61.8gcm3，塑性指数为，塑性指数为1823，膨胀土的，膨胀土的天然含水量与塑限比较接近，一般为天然含水量与塑限比较接近，一般为18%26%。n裂隙：裂隙：膨胀土中裂隙十分发育，是区别于其它土的明显膨胀土中裂隙十分发育，是区别于其它土的明显标志。标志。n膨胀土具有超固结性膨胀土具有超固结性：所谓超固结性是指在膨胀土受所谓超固结性是指在膨胀土受到的应力史中，曾受到比现在土的上覆自重压力更大的压到的应力史中，曾受到比现在土的上覆自重压力更大
43、的压力，因而孔隙比小，压缩性低。力，因而孔隙比小，压缩性低。盐渍土 岩石在风化过程中分离出少量的易岩石在风化过程中分离出少量的易溶盐类（常见的有氯盐、硫酸盐和碳溶盐类（常见的有氯盐、硫酸盐和碳酸盐），易溶盐被水流带至江河、湖酸盐），易溶盐被水流带至江河、湖泊洼地或随水渗入地下水中，当地下泊洼地或随水渗入地下水中，当地下水沿土层的毛细管升高于地表或接近水沿土层的毛细管升高于地表或接近地表时，经蒸发作用水中盐分分离出地表时，经蒸发作用水中盐分分离出来聚集于地表，或地表下不深的土层来聚集于地表，或地表下不深的土层中。中。土层中易溶盐的含量大于土层中易溶盐的含量大于0.5%时，这种土一般可称为盐渍土。
44、时，这种土一般可称为盐渍土。盐渍土的形成条件盐渍土的形成条件 n地下水的矿化度较高，有充分盐分地下水的矿化度较高，有充分盐分的来源。的来源。n地下水埋藏较浅，毛细作用能达到地下水埋藏较浅，毛细作用能达到地表或接近地表，有被蒸发作用影地表或接近地表，有被蒸发作用影响的可能。响的可能。n气候比较干燥，一般年降雨量小于气候比较干燥，一般年降雨量小于蒸发量的地区，易形成盐渍土。蒸发量的地区，易形成盐渍土。盐渍土的分类 n按形成条件分类：按形成条件分类：n盐土盐土n碱土碱土n胶碱土胶碱土n按分布区域分类：按分布区域分类：滨海盐渍土滨海盐渍土内陆盐渍土内陆盐渍土冲积平原盐渍土冲积平原盐渍土盐渍土的工程性质
45、盐渍土的工程性质 n盐结晶的膨胀性（盐涨性）：盐结晶的膨胀性（盐涨性）：硫酸盐沉淀结硫酸盐沉淀结晶时，体积增大，脱水时体积缩小。干旱地区晶时，体积增大，脱水时体积缩小。干旱地区日温差较大。由于温度的变化，硫酸盐的体积日温差较大。由于温度的变化，硫酸盐的体积时缩时胀，致使土体结构疏松。时缩时胀，致使土体结构疏松。n盐渍土的力学性质：盐渍土的力学性质：盐渍土的强度与土的含水盐渍土的强度与土的含水量关系密切，含水量较低且含盐量较高时，土量关系密切，含水量较低且含盐量较高时，土的强度就较高，反之较低。的强度就较高，反之较低。n盐渍土的湿陷性和水稳性盐渍土的湿陷性和水稳性：水对盐渍土的稳水对盐渍土的稳定
46、性影响很大，在潮湿的情况下，一般均表现定性影响很大，在潮湿的情况下，一般均表现为吸湿软化，使稳定性降低。为吸湿软化，使稳定性降低。盐渍土的工程性质盐渍土的工程性质 n盐渍土的压实性盐渍土的压实性：当土中的含盐量增大当土中的含盐量增大时，其最佳密度逐渐减小，当含盐量超时，其最佳密度逐渐减小，当含盐量超过过定限度时，就不易达到规定的标准定限度时，就不易达到规定的标准密度。密度。n盐渍土中的有害毛细水作用：盐渍土中的有害毛细水作用：盐渍土中盐渍土中的毛细水上升能直接引起地基土的浸湿的毛细水上升能直接引起地基土的浸湿软化和次生盐渍化，进而使土的强度降软化和次生盐渍化，进而使土的强度降低，产生盐胀、冻胀
47、等病害。低，产生盐胀、冻胀等病害。红红 土土 红土是岩石在热带、亚热带特定的湿热红土是岩石在热带、亚热带特定的湿热气候条件下，经历了不同程度的红土化气候条件下，经历了不同程度的红土化作用而形成的一种含较多粘粒，富含铁作用而形成的一种含较多粘粒，富含铁铝氧化物胶结的红色粘性土、粉土。红铝氧化物胶结的红色粘性土、粉土。红土具有较特殊的工程特性，虽然孔隙比土具有较特殊的工程特性，虽然孔隙比较大，含水较多，但却常有偏低的压缩较大，含水较多，但却常有偏低的压缩性和较高的强度，是一种区域性特殊土性和较高的强度，是一种区域性特殊土。红土的分类n 按物质来源不同，有两类红土：按物质来源不同，有两类红土：类是各
48、种岩石的残积物类是各种岩石的残积物(局部局部坡积物坡积物)，经红土化作用而形成，经红土化作用而形成的残积红土。的残积红土。另一类是非残积成另一类是非残积成因的堆积物因的堆积物(冲积、洪积、冰积冲积、洪积、冰积)经红土化作用而形成的网纹红土经红土化作用而形成的网纹红土。红土的分类n综合成因、年代、母岩特征等因素，对综合成因、年代、母岩特征等因素，对红土分类如以下五种：红土分类如以下五种：碳酸盐岩形成的典型红粘土碳酸盐岩形成的典型红粘土玄武岩形成的红粘土玄武岩形成的红粘土 花岗岩形成的红土花岗岩形成的红土 红层出露区红土红层出露区红土 中更新世网纹红土中更新世网纹红土 红土的工程性质红土的工程性质
49、 n液限较高，含水较多，饱和度常大于液限较高，含水较多，饱和度常大于80%，土常，土常处于硬塑至可塑状态。处于硬塑至可塑状态。n孔隙比变化范围大，一般孔隙比较大，尤其是残积孔隙比变化范围大，一般孔隙比较大，尤其是残积红土，孔隙比常超过红土，孔隙比常超过0.9，甚至达，甚至达2.0。n强度变化范围大，一般较高，粘聚力一般为强度变化范围大，一般较高，粘聚力一般为1060kPa，内摩擦角为，内摩擦角为1030 或更大。或更大。n膨胀性极弱，但某些土具有一定的收缩性，这与红膨胀性极弱，但某些土具有一定的收缩性，这与红土的粒度、矿物、胶结物等情况有关，某些红土化土的粒度、矿物、胶结物等情况有关，某些红土
50、化程度较低的程度较低的“黄层黄层”收缩性较强，应划入膨胀土范收缩性较强，应划入膨胀土范畴；畴；n浸水后强度一般降低，部分含粗粒较多的红土，湿浸水后强度一般降低，部分含粗粒较多的红土，湿化崩解明显。化崩解明显。红土的工程性质红土的工程性质 n综上所述，红土是一种处于饱和综上所述，红土是一种处于饱和状态，孔隙比较大，以硬塑和可状态，孔隙比较大，以硬塑和可塑状态为主，具中等压缩性，强塑状态为主，具中等压缩性，强度较高的红粘土，具有一定的收度较高的红粘土，具有一定的收缩性。缩性。冻 土 冻土是一种温度低于冻土是一种温度低于0且含有冰且含有冰的土岩。的土岩。土冻结时发生冻胀，强土冻结时发生冻胀，强度增高
