312第四纪松散沉积物的工程地质特征-华电课件

在不同外动力地质作用条件或环境中在不同外动力地质作用条件或环境中形成的产物，其性质（组成、密度、形成的产物，其性质（组成、密度、结构、构造、强度、变形特性、水理结构、构造、强度、变形特性、水理性质）差异很大性质）差异很大。第四纪松散沉积物包括：第四纪松散沉积物包括：残积物、坡残积物、坡积物、冲、洪积物、湖泊沉积物、海积物、冲、洪积物、湖泊沉积物、海洋沉积物、沙漠沉积物、冰川沉积物。洋沉积物、沙漠沉积物、冰川沉积物。第四纪沉积层主要成因类型及特征第四纪沉积层主要成因类型及特征港口港口工程工程中常中常见的见的几种几种成因成因类型类型的土的土及其及其特征特征(1)港口港口工程工程中常中常见的见的几种几种成因成因类型类型的土的土及其及其特征特征（2）常见第四纪松散堆积物成因类型及符号常见第四纪松散堆积物成因类型及符号1.残积物残积物（Qel）1 1）残积物的形成和基本特性）残积物的形成和基本特性 风化的产物，部分被流动的水和空气剥风化的产物，部分被流动的水和空气剥蚀而带走，搬运到他处。剩下的未被搬运蚀而带走，搬运到他处。剩下的未被搬运的，残留在原地，称为的，残留在原地，称为残积物残积物。残积物发育于基岩风化带上。但残积物残积物发育于基岩风化带上。但残积物与基岩强风化层之间没有明显的界线。在与基岩强风化层之间没有明显的界线。在实践中，二者往往要合起来描述。实践中，二者往往要合起来描述。残积物发育在风化带上，风化带的特征残积物发育在风化带上，风化带的特征决定了残积物的主要特征。决定了残积物的主要特征。红土及铝土矿红土及铝土矿残积物和风化带残积物和风化带冲冲 积积 物物 由片流对山坡松散层产生的破坏作用称为由片流对山坡松散层产生的破坏作用称为片流的片流的剥蚀作用剥蚀作用。片流是一种在斜坡上的面状流水，流速慢，。片流是一种在斜坡上的面状流水，流速慢，水层薄，所以它的剥蚀作用弱且具有面状发展的特点，水层薄，所以它的剥蚀作用弱且具有面状发展的特点，故又称故又称洗刷作用洗刷作用。片流的流量和流速均较小，只能搬运少量的、片流的流量和流速均较小，只能搬运少量的、细小的碎屑颗粒。细小的碎屑颗粒。由片流在坡坳、坡麓地带形成的碎由片流在坡坳、坡麓地带形成的碎屑堆积物叫屑堆积物叫坡积物坡积物。坡积物的特点坡积物的特点：坡积物随斜坡自上而下逐渐变：坡积物随斜坡自上而下逐渐变缓，呈现由粗而细的分选作用。但由于每次雨、雪水缓，呈现由粗而细的分选作用。但由于每次雨、雪水搬运能力不大，故无明显区别，大小颗粒混杂，层理搬运能力不大，故无明显区别，大小颗粒混杂，层理不明显。不明显。坡积物的矿物成分与下卧基岩没有直接过渡坡积物的矿物成分与下卧基岩没有直接过渡关系，这是它与残积物的主要区别关系，这是它与残积物的主要区别。2.坡积物坡积物（Qdl）坡积物的工程地质性质坡积物的工程地质性质 坡积物常常很疏松，承载力低、压缩性坡积物常常很疏松，承载力低、压缩性高高(尤其是新近堆积的坡积物尤其是新近堆积的坡积物)。坡积物厚度变化很大，作为的地基会存坡积物厚度变化很大，作为的地基会存在不均匀沉降的问题。在不均匀沉降的问题。新近沉积的疏松坡积物的边坡常处于临新近沉积的疏松坡积物的边坡常处于临界稳定状态，不合理削坡将导致发生滑界稳定状态，不合理削坡将导致发生滑坡。坡。坡坡 脚脚 倒倒 石石 堆堆（锥锥）坡积物坡积物冲冲积积物物和和坡坡积积物物残积物、坡积物与洪积物残积物、坡积物与洪积物（1 1）洪流的剥蚀作用及冲沟）洪流的剥蚀作用及冲沟 洪流以其自身的动力和挟带的沙石对沿洪流以其自身的动力和挟带的沙石对沿途沟壁和沟底的破坏作用称为途沟壁和沟底的破坏作用称为洪流的剥蚀作洪流的剥蚀作用用。由于洪流的流量较大，流速快，挟带沙。由于洪流的流量较大，流速快，挟带沙石较多，机械的冲击很强，所以常具较强的石较多，机械的冲击很强，所以常具较强的剥蚀能力，而且以机械的方式作用为主，故剥蚀能力，而且以机械的方式作用为主，故又称又称冲蚀作用冲蚀作用。洪流的剥蚀作用也有加深和。洪流的剥蚀作用也有加深和拓宽沟谷的作用，形成的拓宽沟谷的作用，形成的冲沟冲沟在纵剖面上坡在纵剖面上坡降大，在横剖面上为陡的降大，在横剖面上为陡的“V”字形。字形。3.洪积物洪积物（Qpl）洪流的沉积作用很普遍，特别是在干旱洪流的沉积作用很普遍，特别是在干旱和半干旱地区，洪流是主要的地质营力。和半干旱地区，洪流是主要的地质营力。当当洪流携带大量碎屑物质，抵达冲沟口时，水洪流携带大量碎屑物质，抵达冲沟口时，水流突然分散，碎屑物质便沉积下来，由洪流流突然分散，碎屑物质便沉积下来，由洪流形成的沉积物叫形成的沉积物叫洪积物洪积物。洪积物在冲沟口所洪积物在冲沟口所形成的扇状堆积体叫形成的扇状堆积体叫洪积扇洪积扇。（2）洪积物及洪积扇）洪积物及洪积扇小细沟侵蚀小细沟侵蚀细沟侵蚀细沟侵蚀切沟侵蚀切沟侵蚀光光秃秃地地表表易易被被侵侵蚀蚀（3）洪积物的特点）洪积物的特点洪积物分布有明显的地域性，其物质成洪积物分布有明显的地域性，其物质成分较单一，不同冲沟中的洪积物岩性差分较单一，不同冲沟中的洪积物岩性差别较大；别较大；洪积物分选性差，往往砾石、砂、黏土洪积物分选性差，往往砾石、砂、黏土混积在一起；混积在一起；洪积物的磨圆度较低，一般介于次圆状洪积物的磨圆度较低，一般介于次圆状和次棱角状之间；和次棱角状之间；洪积物的层理不发育，类型单一；洪积物的层理不发育，类型单一；在剖面上，砾石、砂、黏土的透镜体相在剖面上，砾石、砂、黏土的透镜体相互交叠，呈现出多元结构。互交叠，呈现出多元结构。山 前 洪 积 扇洪积扇洪积扇在相邻沟谷口的洪积扇可组成洪积扇裙。在相邻沟谷口的洪积扇可组成洪积扇裙。向平原区，山前洪积物与冲积物搭接相连。向平原区，山前洪积物与冲积物搭接相连。（4）洪积物的成分、结构和构造）洪积物的成分、结构和构造洪积物以碎屑为主，但洪积扇的不同部位洪积物以碎屑为主，但洪积扇的不同部位组成会有差异：组成会有差异：1）洪流出沟谷口后，由于流速骤减，被搬洪流出沟谷口后，由于流速骤减，被搬运的粗碎屑物质（如卵石、砾石、粗砂等）运的粗碎屑物质（如卵石、砾石、粗砂等）首先大量堆积下来，离山渐远，沉积的颗首先大量堆积下来，离山渐远，沉积的颗粒随之变细，其分布范围也逐渐扩大。粒随之变细，其分布范围也逐渐扩大。2）随离沟口由近到远，沉积物颗粒大小具分随离沟口由近到远，沉积物颗粒大小具分选现象；选现象；3）搬运距离短，颗粒的磨圆度仍搬运距离短，颗粒的磨圆度仍不佳；不佳；4）由于山洪的周期性和差异性，洪由于山洪的周期性和差异性，洪积物常呈现不规则的交替层理构造，并具积物常呈现不规则的交替层理构造，并具有夹层、尖灭或透镜体等产状。有夹层、尖灭或透镜体等产状。洪积物剖面图洪积物剖面图（5）洪积物的工程地质性质）洪积物的工程地质性质1）靠近山地的洪积物的颗粒较粗，地下水靠近山地的洪积物的颗粒较粗，地下水位埋藏较深，土的承载力一般较高，为良位埋藏较深，土的承载力一般较高，为良好的天然地基；好的天然地基；2）离山较远地段为较细的洪积物，其成分离山较远地段为较细的洪积物，其成分均匀、厚度较大，土质较为密实，通常也均匀、厚度较大，土质较为密实，通常也是良好的地基；是良好的地基；3）在上述两部分的过渡地带，常常由于地在上述两部分的过渡地带，常常由于地下水溢出地表而造成宽广的沼泽地带，因下水溢出地表而造成宽广的沼泽地带，因此土质软弱而承载力较低。此土质软弱而承载力较低。坡积物与洪积物经常共存，在野外工作坡积物与洪积物经常共存，在野外工作时，应注意二者的区别：时，应注意二者的区别：由于坡积物由于坡积物来自附近山坡，所以来自附近山坡，所以坡积物一般比洪积坡积物一般比洪积物成分更单纯物成分更单纯，另外坡积物中砾石含量，另外坡积物中砾石含量少，洪积物砾石丰富；少，洪积物砾石丰富；片流动力弱而片流动力弱而不稳定，故不稳定，故坡积物的分选性比洪积物差坡积物的分选性比洪积物差；坡积物比洪积物的磨圆度低坡积物比洪积物的磨圆度低，砾石的，砾石的棱角较明显；棱角较明显；坡积物略显层状，不具坡积物略显层状，不具洪积物的分带洪积物的分带现象现象；坡积物多分布于坡积物多分布于坡麓，构成坡积裾地形，坡麓，构成坡积裾地形，而洪积物分布而洪积物分布于构口形成洪积扇地貌。于构口形成洪积扇地貌。（6）洪积物与坡积物的区别）洪积物与坡积物的区别祁连山山前洪积物及冲积平原祁连山山前洪积物及冲积平原(4)泥石流泥石流泥泥石石流流是是山山区区特特有有的的一一种种自自然然地地质质现现象象。它它是是由由于于降降水水（暴暴雨雨、融融雪雪、冰冰川川）而而形形成成的的一一种种挟挟带带大大量量泥泥砂砂、石石块块等等固固体体物物质质，突突然然爆爆发发，历历时时短短暂暂，来来势势凶凶猛猛，具具有有强强大大破破坏力的坏力的特殊洪流特殊洪流。泥泥石石流流与与一一般般洪洪水水不不同同，它它爆爆发发时时，山山谷谷雷雷鸣鸣，地地面面震震动动，浑浑浊浊的的泥泥石石流流体体，仗仗着着陡陡峻峻的的山山势势，沿沿着着峡峡谷谷深深涧涧，前前推推后后拥拥，冲冲出出山山外外。往往往往在在倾倾刻刻之之间间给给人人们们造造成成巨巨大大的的灾灾害。害。A.地形条件地形条件上上游游形形成成区区的的地地形形多多为为三三面面环环山山一一面面出出口口的的瓢瓢状状或或漏漏斗状，地形比较开阔，周围山高坡陡。斗状，地形比较开阔，周围山高坡陡。中游中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡大。流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡大。下游下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地。堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地。B.地质条件地质条件地质构造地质构造地质构造复杂，断层褶皱发育，新构造活动强烈，地地质构造复杂，断层褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高震烈度较高。1)泥石流的形成条件泥石流的形成条件岩性岩性结结构构疏疏松松软软弱弱、易易于于风风化化、节节理理发发育育的的岩岩层层，或或软软硬相间成层的岩层。硬相间成层的岩层。C.水文气象条件水文气象条件短时间内突然性的大量流水短时间内突然性的大量流水突突然然性性大大量量流流水水有有：强强度度较较大大的的暴暴雨雨；冰冰川川、积积雪雪的的强强烈烈消消融融；冰冰川川湖湖、高高山山湖湖、水水库库等等的的突突然溃决。然溃决。水的作用水的作用浸浸润润饱饱和和山山坡坡松松散散物物质质，使使其其摩摩阻阻力力减减小小，滑滑动动力力增大以及水流对松散物质的侧蚀掏挖作用。增大以及水流对松散物质的侧蚀掏挖作用。D.其他条件其他条件如如人人为为地地滥滥伐伐山山林林，造造成成山山坡坡水水土土流流失失；开开山山采采矿矿、采采石石弃弃渣渣堆堆石石等等，往往往往提提供供大大量量物物质来源。质来源。上上述述条条件件概概括括起起来来为为：有有陡陡峻峻便便于于集集水水、集集物物的的地地形形；有有丰丰富富的的松松散散物物质质；短短时时间间内内有有大大量量水水的的来来源源。此此三三者者缺缺一一便便不不能能形形成泥石流。成泥石流。A.根据泥石流流域形态分类（1）沟谷型泥石流）沟谷型泥石流（2）山坡型泥石流）山坡型泥石流 B.按泥石流固体物质组成分类按泥石流固体物质组成分类a.a.泥流泥流 由黏粒、粉粒和砂粒组成，砾石和卵石由黏粒、粉粒和砂粒组成，砾石和卵石颗粒很少，颗粒级配偏细，密度偏高，分稀性颗粒很少，颗粒级配偏细，密度偏高，分稀性和稠性，呈黏泥状。和稠性，呈黏泥状。b.b.泥石流泥石流 固体物质由大固体物质由大量的黏性土和粒径不等的砂粒、石块组成，颗量的黏性土和粒径不等的砂粒、石块组成，颗粒级配域宽，密度幅度域大，分布地域广。粒级配域宽，密度幅度域大，分布地域广。c.c.水石流水石流 固体物质以大小不等的石块、砂粒为固体物质以大小不等的石块、砂粒为主，黏性土含量较少。主，黏性土含量较少。2)泥石流的分类泥石流的分类C.按泥石流流体物质状态分类按泥石流流体物质状态分类a.a.黏性泥石流黏性泥石流 也称也称结构型泥石流结构型泥石流，含大量黏土、细，含大量黏土、细颗粒物质的泥石流或泥流，稠度大，黏性大，密度高，颗粒物质的泥石流或泥流，稠度大，黏性大，密度高，浮托力强，有铺床作用和阵流现象。固体物质占浮托力强，有铺床作用和阵流现象。固体物质占40%40%60%60%，最高达，最高达80%80%，水不是搬运介质，而仅是组成物，水不是搬运介质，而仅是组成物质；大石块有浮运和翻腾现象。质；大石块有浮运和翻腾现象。b.b.稀性泥石流稀性泥石流 也称也称紊流型泥石流紊流型泥石流，含黏细颗粒少，含黏细颗粒少，稠度稀，黏性小，密度低，浮托力弱，水为主要成分，稠度稀，黏性小，密度低，浮托力弱，水为主要成分，固体物质占固体物质占10%40%，石块流速小于泥沙、浆体，石块流速小于泥沙、浆体，呈翻滚、碰撞、跃移运动。呈翻滚、碰撞、跃移运动。洪水及泥流洪水及泥流泥石流泥石流泥石流的危害泥石流的危害科科罗罗拉拉多多的的一一处处泥泥石石流流泥石流的防治措施之一石谷坊泥石流的防治措施之一石谷坊泥石流的防治措施之二浆砌石拦沙坝泥石流的防治措施之二浆砌石拦沙坝 风吹蚀地面时，使大量粉砂和黏土离开地面。在紊风吹蚀地面时，使大量粉砂和黏土离开地面。在紊流上举力的作用下，悬浮空中，被风带出沙漠区，随着流上举力的作用下，悬浮空中，被风带出沙漠区，随着风力的减弱徐徐沉降下来，形成风成风力的减弱徐徐沉降下来，形成风成黄土黄土。风成黄土沉。风成黄土沉积基本不受地形影响，山顶、山坡、沟谷中都可发生沉积基本不受地形影响，山顶、山坡、沟谷中都可发生沉积，降落面广大。积，降落面广大。风成黄土的特征：风成黄土的特征：各地风成黄土的矿物组成基本一致，不受下伏基岩影各地风成黄土的矿物组成基本一致，不受下伏基岩影响，黄土中的矿物碎屑成分有响，黄土中的矿物碎屑成分有5050余种，石英和长石占余种，石英和长石占90%90%以上；以上；分选性良好，大部分颗粒粒度局限在分选性良好，大部分颗粒粒度局限在0.050.050.005mm0.005mm的范围内；的范围内；由于黄土颗粒细，又呈悬移搬由于黄土颗粒细，又呈悬移搬运，故其磨圆度差；运，故其磨圆度差；黄土层理不明显，发育垂直节理；黄土层理不明显，发育垂直节理；孔隙度高达孔隙度高达44%44%55%55%；常含钙质结核。常含钙质结核。5.黄土黄土黄土破碎塬黄土破碎塬黄土涧黄土涧黄土墚黄土墚黄土起伏墚黄土起伏墚黄土滑坡黄土滑坡风成沙山风成沙山风蚀残丘风蚀残丘 更多精品资请访问更多精品资请访问 更多品资源请访问更多品资源请访问