【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 貌 黃土潛蝕地貌是由于地表水局部集 中，沿黃土裂隙下滲、潛蝕作用的結(jié)果，因此而產(chǎn)生的一系列黃土潛蝕地貌。這些潛蝕形態(tài)常給工程建設(shè)帶來(lái)很大危害。 黃土碟是一種直徑數(shù)米到數(shù)十米，深數(shù)米的碟形凹地狀地貌。由于流水聚結(jié)凹地內(nèi)，沿黃土裂隙與孔隙下滲、浸潤(rùn)，當(dāng)潛水面上黃大底部充分含水之后，黃土在重力影響下沉陷而成。 黃土陷穴是黃土碟進(jìn)一步發(fā)展、沉陷，形成深度大于寬度的陷穴。若陷穴成串分布，稱串珠狀陷穴。進(jìn)一步發(fā)展便成黃土陷溝。 黃土井是黃土陷穴向下發(fā)展，形成深度大于寬度若干倍的陷阱。 黃土柱和黃土橋是在黃土陷 穴區(qū)崩塌之后，殘余的洞頂即構(gòu)成黃土橋。若沿垂直節(jié)理進(jìn)一步崩塌，就形成黃土柱。在干燥情況下，黃土柱、黃土橋較穩(wěn)定，若遇久雨，則易于崩塌。 【例題 8】黃土高原屬于（ ）。 A. 黃土堆積地貌 B. 黃土侵蝕地貌 C. 黃土潛蝕地貌 D. 高原地貌 答案： A 海岸地貌基本上可分巖岸、平原海岸及生物岸三大類。 基巖組成的海岸稱為巖岸。它具有曲折陡峻的外貌，并明顯地受巖性、構(gòu)造因素的控制。從平面上看，海岸線蜿蜒曲折，岬灣交錯(cuò)，港灣分歧，島嶼星布。因 此，往往發(fā)育有深水良港。堆積形態(tài)，在海灣部位可見有海灘、水下階地、砂嘴、砂壩等。 當(dāng)沿岸的大陸面和水下岸坡的坡度都十分平緩時(shí)，所發(fā)育的一種低緩而平坦的海岸，稱為平坦海岸。它常常是平原地形被海水淹沒(méi)改造而成，故又是廣義的平原海岸。 平原海岸主要發(fā)育于構(gòu)造沉降區(qū)，在波浪作用下形成各種各樣的海積地形。 平原海岸的進(jìn)一步發(fā)展，離岸砂堤局部與陸、沿岸砂洲、淺灘等相連，或在砂洲內(nèi)側(cè)形成狹窄水道或?yàn)a湖。 生物岸是由于海岸帶的某些生物，在其生命的活動(dòng)過(guò)程中，不僅影響著海岸的發(fā)展，而且 能形成獨(dú)特的海岸類型。如紅樹林海岸和珊瑚礁海岸等。 二、第四紀(jì)地質(zhì) (一 )早更新世 中國(guó)北部早更新世地層的成因是很復(fù)雜的，有河湖相的泥河灣組、三門組等，有土狀堆積的紅色土 B 帶，有洞穴堆積，有冰川堆積，有海相堆積，還有火山噴發(fā)堆積。 與中國(guó)北部情況相似，在南部，早更新世時(shí)也是以河湖相最為發(fā)育，主要分布在長(zhǎng)江流域；也有洞穴堆積和冰川堆積，以廣西和廬山研究得最好；深度紅土化的紅土 (網(wǎng)紋紅土 )分布也很廣泛，但研究資料比較分散。此外；還有海相地層和火山巖的分布。 西部的早更新世地層以山麓相礫石堆積為主，分布在新疆天山南北兩麓及甘肅河西走 廊；但在柴達(dá)木盆地則是湖相堆積類型。此外，冰川堆積與火山巖類也較普遍。 (二 )中更新世 中國(guó)北部中更新世地層足以洞穴堆積的完整發(fā)育為特點(diǎn)，主要分布在北京周口店。與早更新世相比，這一時(shí)期的河湖相堆積相對(duì)減少，而以坡 — 洪積成因的 “ 土狀堆積 ” 卻得到廣泛的發(fā)育，黃河中下游大山山前地帶的紅色土 C 帶及陜北榆林組就是這種“ 土狀堆積 ” 的典型代表。渤海西岸有海相地層。在太行山東麓及東北地區(qū)皆有火山巖分布。另外，有些人認(rèn)為太行山 、燕山有冰川堆積。 南部中更新世地層，與北部相比，洞穴堆積同樣占很重要的地位，分布極其廣泛。在長(zhǎng)江上游有礫石相堆積。 與早更新世一樣，我國(guó)西部的中更新世地層仍以礫石層為主，分布在祁連山山麓及河西走廊、天山山麓及準(zhǔn)噶爾盆地北部。在柴達(dá)木盆地則為細(xì)粒的鹽湖沉積；高山地區(qū)分布有冰川堆積?；鹕交顒?dòng)的產(chǎn)物也有分布。 (三 )晚更新世 中國(guó)北部晚更新世的河流相及河湖相沉積得到了廣泛的發(fā)育，它分布在各大河兩岸，常造成一、二級(jí)階地，在黃河中下游還可造成三級(jí)階地，高出當(dāng)?shù)睾铀?100 多米 。洞穴堆積相對(duì)減少。多種成因的馬蘭黃土分布很廣，差不多在紅色土分布地區(qū)它皆覆蓋其上。 中國(guó)南部晚更新世的河湖相堆積與北部一樣，分布也很廣泛，長(zhǎng)江上下游皆有其代表地層。洞穴堆積主要分布在湖北和兩廣，不如中更新世的普遍。與北部馬蘭黃土同期的下蜀亞粘土此時(shí)得到充分地發(fā)育，差不多長(zhǎng)江中下游的斜坡上它皆存在，它是代替了南部中更新世淺紅土化網(wǎng)紋紅土的另一種土狀堆積。冰川堆積仍然進(jìn)行，但規(guī)模較小。在長(zhǎng)江下游濱海地帶有海相地層，它一直連續(xù)沉積到全新世時(shí)期，厚度較大，并含豐富的海相化石。 我國(guó)西部地區(qū)在晚 更新世時(shí)，仍以山麓礫石相為主，也有黃土及其他相的堆積地層。 (四 )全新世 中國(guó)的全新世堆積分布極廣，幾乎遍及整個(gè)地面，形成地表最上部的一層。其沉積類型多種多樣，非常復(fù)雜，分屬于海相和陸相。也有近期火山噴發(fā)及其玄武巖流和火山碎屑堆積。但總的看來(lái)，無(wú)論北部或南部，河流堆積和斜坡堆積分布很廣。在沿海地帶，海相為主的地層繼續(xù)發(fā)育。另外在北部，還找到泥炭層和一些全新世化石地點(diǎn)。在南部發(fā)現(xiàn)洞穴堆積，在臺(tái)灣、海南島和南海諸島有鳥糞層和珊瑚礁。在東北地區(qū)，黑土仍在發(fā)育，松遼平原也有河流堆積。在西部，以風(fēng)沙、鹽湖 沉積和暫時(shí)性水流堆積為主，在鹽湖中儲(chǔ)存了各種化學(xué)沉積，為生產(chǎn)和生活提供了極為有用的礦產(chǎn)資源。 【例題 9】在下面幾個(gè)地質(zhì)年代中，不屬于第四紀(jì)的是（ ）。 A. 早更新世 B. 晚更新世 C. 全新世 D. 第三紀(jì) 答案： D 第四節(jié) 巖體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析 一、巖體結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的類型和特征 包括各種地質(zhì)界面 — 如層面、層理、節(jié)理、斷層、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面的單一或多種巖石構(gòu)成的地質(zhì)體稱為巖體。它被各種結(jié)構(gòu)面所切割，由大小不同的、形狀不一的巖塊 (即結(jié)構(gòu)體 )所組合而成。所以巖 體是指某一地點(diǎn)一種或多種巖石中的各種結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的總體。 (一 )結(jié)構(gòu)面的類型和特征 存在于巖體中的各種地質(zhì)界面 (結(jié)構(gòu)面 )包括：各種破裂面 (如劈理、節(jié)理、斷層面、順層裂隙或錯(cuò)動(dòng)面、卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙等 )、物質(zhì)分異面 (如層理、層面、沉積間斷面、片理等 )、以及軟弱夾層或軟弱帶、構(gòu)造巖、泥化夾層、充填?yuàn)A泥 (層 )等，所以 “ 結(jié)構(gòu)面 ’’ 這一術(shù)語(yǔ)，具有廣義的性質(zhì)。不同成因的結(jié)構(gòu)面，其形態(tài)與特征、力學(xué)特性等也往往不同。按地質(zhì)成因，結(jié)構(gòu)面可分為原生的、構(gòu)造的、次生的三大類。 (1)原生結(jié)構(gòu)面 是成巖時(shí)形成的，分為沉積的、火成的和變質(zhì)的三種類型。 沉積結(jié)構(gòu)面 如層面、層理、沉積間斷面和沉積軟弱夾層等。沉積結(jié)構(gòu)面中一般的層面和層理結(jié)合是良好的，層面的抗剪強(qiáng)度并不低，但由于構(gòu)造作用產(chǎn)生的順層錯(cuò)動(dòng)或風(fēng)化作用會(huì)使其抗剪強(qiáng)度降低。沉積結(jié)構(gòu)面中的軟弱夾層是指介于硬層之間強(qiáng)度低，又易遇水軟化，厚度不大的夾層，風(fēng)化之后稱為泥化夾層。 火成結(jié)構(gòu)面 是巖漿巖形成過(guò)程中形成的，如原生節(jié)理 (冷凝過(guò)程中形成 )、流紋面、與圍巖的接觸面、火山巖中的凝灰?guī)r夾層等，其中的圍巖破碎帶或蝕變 帶、凝灰?guī)r夾層等均屬于火成軟弱夾層。 變質(zhì)結(jié)構(gòu)面 如片麻理、片理、板理都是變質(zhì)作用過(guò)程中礦物走向排列形成的結(jié)構(gòu)面，如片巖或板巖的片理或板理均易脫開。其中云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖等片理發(fā)育，易風(fēng)化并形成軟弱夾層。 (2)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 是在構(gòu)造應(yīng)力作用下，于巖體中形成的斷裂面、錯(cuò)動(dòng)面 (帶 )、破碎帶的統(tǒng)稱。其中劈理、節(jié)理、斷層面、層間錯(cuò)動(dòng)面等屬于破裂結(jié)構(gòu)面。斷層破碎帶、層間錯(cuò)動(dòng)破碎帶均易軟化、風(fēng)化，其力學(xué)性質(zhì)較差，屬于構(gòu)造軟弱帶。 (3)次生結(jié)構(gòu)面 是在風(fēng)化、卸荷、地下水等 作用下形成的風(fēng)化裂隙、破碎帶、卸荷裂隙、泥化夾層、夾泥層等。風(fēng)化帶上部的風(fēng)化裂隙發(fā)育，往深部漸減。 泥化夾層是某些軟弱夾層 (如泥巖、頁(yè)巖、千枚巖、凝灰?guī)r、綠泥石片巖、層間錯(cuò)動(dòng)帶等 )在地下水作用下形成的可塑粘土，因其摩阻力甚低，工程上要給以很大的注意。 【例題 10】層理、片理及片麻理等結(jié)構(gòu)面屬于（ ）。 A. 原生結(jié)構(gòu)面 B. 次生結(jié)構(gòu)面 C. 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 答案： A 結(jié)構(gòu)面的規(guī)模、形態(tài)、連通性、充填物的性質(zhì)，以及其密集程度均對(duì)結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)性 質(zhì)有很大影響。 (1)結(jié)構(gòu)面的規(guī)模 不同類型的結(jié)構(gòu)面，其規(guī)模大小不一。大者如延展數(shù)十千米，寬度達(dá)數(shù)十米的破碎帶；小者如延展數(shù)十厘米至數(shù)十米的節(jié)理，甚至是很微小的不連續(xù)裂隙。它們對(duì)工程的影響是不一樣的。有時(shí)小的結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體穩(wěn)定也可起控制作用。 (2)結(jié)構(gòu)面的形態(tài) 各種結(jié)構(gòu)面的平整度、光滑度是不同的。有平直的 (如層理、片理、劈理 )、波狀起伏的 (如波痕的層面、揉曲片理、冷凝形成的舒緩結(jié)構(gòu)面 )、鋸齒狀或不規(guī)則結(jié)構(gòu)面。這些形態(tài)對(duì)抗剪強(qiáng)度有很大影響，平滑的與起伏粗糙的面相比，后者有較高的強(qiáng)度。 (3)結(jié)構(gòu)面的密集程度 這是反映巖體完整的情況，通常以線密度 (條／ m)或結(jié)構(gòu)面的間距表示，見表 1641：。 節(jié)理發(fā)育程度分級(jí) 表 1641 分 級(jí) I II III IV 節(jié)理間距 (m) 2 ～ 2 ～ 節(jié)理發(fā)育程度 不發(fā)育 較發(fā)育 發(fā)育 極發(fā)育 巖體完整性 完推 塊狀 碎裂 破碎 (4)結(jié)構(gòu)面的連通性 是指在某一定空間范圍內(nèi)的巖體中，結(jié)構(gòu)面在走向、傾向方向的連通程度。結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度與連通程度有關(guān)，其剪切破壞的性質(zhì)亦有區(qū)別。風(fēng)化裂 隙有向深處漸趨于泯滅的現(xiàn)象。 (5)結(jié)構(gòu)面的張開度和充填情況 結(jié)構(gòu)面的張開度是指結(jié)構(gòu)面的兩壁離開的距離，可分為 4 級(jí)： 閉合的：張開度小于 者； 微張的：張開度在 ～ 者； 張開的：張開度在 ～ 者； 寬張的：張開度大于 者。 閉合的結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)取決于結(jié)構(gòu)面兩壁的巖石性質(zhì)和結(jié)構(gòu)面粗糙程度。微張的結(jié)構(gòu)面，因其兩壁巖石之間常常多處保持點(diǎn)接觸，抗剪強(qiáng)度比張開的結(jié)構(gòu)面大。張開的和寬張的結(jié)構(gòu)面，抗剪強(qiáng)度則主要取決于充填物的成分和厚度：一 般充填物為粘土?xí)r，強(qiáng)度要比充填物為砂質(zhì)時(shí)的更低；而充填物為砂質(zhì)者，強(qiáng)度又比充填物為礫質(zhì)者更低。 【例題 11】當(dāng)結(jié)構(gòu)面的張開度小于 時(shí)，屬于哪一級(jí)（ ）。 A. 閉合的 B. 微張的 C. 張開的 D. 寬張的 答案： A (二 )結(jié)構(gòu)體的類型和巖體結(jié)構(gòu)特征 由于各種成因的結(jié)構(gòu)面的組合，在巖體中可形成大小、形狀不同的結(jié)構(gòu)體。 巖體中結(jié)構(gòu)體的形狀和大小是多種多樣的，但根據(jù)其外形特征可大致歸納為：柱狀、塊狀、板狀、楔形、菱形和 錐形等六種基本形態(tài)。當(dāng)巖體強(qiáng)烈變形破碎時(shí)，也可形成片狀、碎塊狀、鱗片狀等形式的結(jié)構(gòu)體。 結(jié)構(gòu)體的形狀與巖層產(chǎn)狀之間有一定的關(guān)系，例如：平緩產(chǎn)狀的層狀巖體中，一般由層面 (或順層裂隙 )與平面上的 “X” 型斷裂組合，常將巖體切割成方塊體、三角形柱體等；在陡立的巖層地區(qū)，由于層面 (或順層錯(cuò)動(dòng)面 )、斷層與剖面的上 “X” 型斷裂組合，往往形成塊體、錐形體和各種柱體。 結(jié)構(gòu)體的大小，可用體積裂隙數(shù) Jv 來(lái)表示。其定義是：巖體單位體積通過(guò)的總裂隙數(shù) (裂隙數(shù)／ m3)，表達(dá)式為： 式中的 Si 為巖體內(nèi)第 i 組結(jié)構(gòu)面的間距； 為該組結(jié)構(gòu)面的裂隙數(shù) (裂隙數(shù)／ m)。 根據(jù) Jv 值的大小可將 結(jié)構(gòu)體的塊度進(jìn)行分類 (表 1642)。 結(jié)構(gòu)體塊度 (大小 )分類 表 1642 塊度描述 巨型塊體 大型塊體 中型塊體 小型塊體 碎塊體 體積裂隙數(shù) Jv(裂隙數(shù)／ m3) 1 1～ 3 3～ 10 10～ 30 30 巖體結(jié)構(gòu)是指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合方式。 巖體結(jié)構(gòu)的基本類型可分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)，它們的地質(zhì)背景、結(jié)構(gòu)面特征和結(jié)構(gòu)體特征等列于表 1643 中。 (三 )巖體的工程地質(zhì)特性 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)首先 取決于巖體結(jié)構(gòu)類型與特征，其次才是組成巖體的巖石的性質(zhì) (或結(jié)構(gòu)體本身的性質(zhì) )。 不同結(jié)構(gòu)類型巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)： 整體塊狀結(jié)構(gòu)巖體因結(jié)構(gòu)面稀疏、延展性差、結(jié)構(gòu)體塊度大且常為硬質(zhì)巖石，故整體強(qiáng)度高、變形特征接近于各向同性的均質(zhì)彈性體，變形模量、承載能力與抗滑能力均較高，抗風(fēng)化能力一般也較強(qiáng)，所以這類巖體具有良好的工程地質(zhì)性質(zhì)。 巖體結(jié)構(gòu)的基本類型 表 1643 結(jié)構(gòu)類型 地質(zhì)背景 結(jié)構(gòu)面特征 結(jié)構(gòu)體特征 類 亞類 形態(tài) 強(qiáng)度(MPa) 整 體 塊 狀 結(jié) 構(gòu) 整體結(jié)構(gòu) 巖性單一，構(gòu)造變形輕微的巨厚層巖層及火成巖體，節(jié)理稀少 結(jié)構(gòu)面少， 1～ 3 組，延展性差，多呈閉合狀，一般無(wú)充填物， tan ≥ 巨型塊體 60 塊狀結(jié)構(gòu) 巖性單一，構(gòu)造變形輕微～中等的厚層巖體及火成巖體，節(jié)理一般發(fā)育，較稀疏 結(jié)構(gòu)面 2～ 3 組，延展性差，多 閉合狀，一般無(wú)充填物，層面有 一定結(jié)合力， tan =～ 大型的方塊體、 菱塊體、柱體 一般 60 層 狀 層狀結(jié)構(gòu) 構(gòu)造變形輕微 — 中等的中厚層狀巖體 (單層厚