内力地质作用精.docx

内力地质作用精.docx

《内力地质作用精.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内力地质作用精.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

内力地质作用精

内力地质作用

Z3endogeneousgeologicalprocess

地质作用（geologicalprocess）就是形成和改变地球的物质组成，外部形态特征与内部构造的各种自然作用。

所谓内力（endogeneous）地质作用指以地球内能为能源并主要发生在地球内部的地质作用，包括岩浆作用，地壳运动，地震，变质作用

内力地质作用

能促使整个地壳物质成分、地壳内部结构、地表形态发生变化的地质作用称为内力地质作用。

表现为地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震。

外力地质作用

夕卜力地质作用是指由地球以外的能源，也就是由太阳能和日月引力能等所引起的地质作用。

包括岩石的风化作用，流水、风、地下水、冰川、海洋、湖泊等外力的剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用。

外力地质作用的营力

河流的侵蚀

地下水的潜蚀

风的吹蚀

冰川的刨蚀

湖泊海洋的冲蚀

土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物。

内力和外力地质作用的关系地表形态的塑造着

风化一一物理风化，化学风化，生物风化。

物理风化，又称机械风化，是最简单的风化作用，常见的物理风化的方式有温差风化、冰劈风化、盐类结晶与潮解作用和层裂作用。

物理风化作用是指使岩石发生机械破碎，而没有显著的化学成分变化的作用。

化学风化（chemicalweathering）岩石发生化学成分的改变分解，称为化学风化。

例如，岩石中含铁的矿物受到水和化学风化空气作用，氧化成红褐色的氧化铁；空气中的二氧化碳和水气结合成碳酸，能溶蚀石灰岩；某些矿物吸收水分后体积膨胀；水和岩层中的矿物作用，改变原来矿物的分子结构，形成新矿物。

这些作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体积膨胀，促使岩石分解。

生物风化是指受生物生长及活动影响而产生的风化作用，是生物活动对岩石的破坏作

用，一方面引起岩石的机械破坏，如树根生长对于岩石的压力可达10千克每平方，

这能使根深入岩石裂缝，劈开岩石；另一方面植物根分泌出的有机酸，也可以使岩石

物风化作用的意义不仅在于引起岩石的机械和化学破坏，还在于它形成了一种既有矿

物质又有有机质的物质——土壤。

风化程度：

岩石的解体和变化程度一般划分成：

全风化，强风化，弱风化，微风化，四个等

级。

确定岩石风化程度主要依据的是：

矿物颜色变化，矿物成分改变，岩石破碎程度，

和岩石强度变化四个方面的特征变化情况；根据对上面4个方面的判断，可以将岩石

风化程度划分为：

未风化，微风化，弱风化，强风化，全风化。

地质年代（GeologicalTime）

地壳上不同时期的岩石和地层，（时间表述单位：

宙、代、纪、世、期、

阶；地层表述单位：

宇、界、系、统、组、段）。

在形成过程中的时间（年

龄）和顺序。

地质年代可分为相对年代和绝对年龄（或同位素年龄）两种。

相对地质年代是指岩石和地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。

地

质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，将地层分为5代12纪＜

即早期的太古代和元古代（元古代在中国含有1个震旦纪），以后的古生代、中生代和新生代。

古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共6个纪；中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，共3个

纪；新生代只有第三纪、第四纪两个纪。

在各个不同时期的地层里，大都保存有古代动、植物的标准化石。

各类动、植物化石出现的早晚是有一定

顺序的，越是低等的，出现得越早，越是高等的，出现得越晚。

绝对年龄是根据测出岩石中某种放射性元素及其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的实际年数。

越是老的岩石，地层距今的年数越长。

每个地质年代单位应为开始于距今多少年前，结束于距今多少年前，这样便可计算出共延续多少年。

例如，中生代始于距今2.3亿年前，止于6700万年前，延

续1.2亿年。

不良地质条件：

断层，滑坡、崩塌，泥石流，河岸失稳，岩溶塌陷，

地震液化。

地下水：

地下水对建筑工程的影响：

影响基础埋深的选择，

影响施工排水，影响施工排水，软化地基，底下室防水，空心结构浮起，

地下水类型

土中水

达西渗透实验与达西定律

I'

对基础具侵蚀性，

环境地质问题（地面沉降、地面塌陷）。

q-kA—-kAi

i（M）

惑

f1-2）

式中i=△h/l，称为水力梯度，也称水力坡降；k为渗透系数，其值等于水力梯度为1

时水的渗透速度，cm/s。

式（1-1）和（1-2）所表示的关系称为达西定律，它是渗透的基本定律。

砂土：

粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗

粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土。

（建筑工程分类）

粘性土【cohesivesoil】：

指的是含粘土粒较多，透水性较小的土。

压实后水稳性好，强度较高，毛细作用小。

巨粒土：

按GBJI45-90标准，粒径大于60毫米的巨粒组含量多于总质

量15%的土。

其中巨粒组多于50%的土称为巨粒土，巨粒组含量15%〜50%

的土称含巨粒土（giant-grain-beatingsoil）。

巨粒土和含巨粒土还可

根据漂石粒组（d>200毫米）和卵石粒组（d=200〜60毫米）的含量详细划分。

土的渗透系数测定

室内测定方法：

常水头法（适用于粗粒土）；变水头法（适用于细粒土）。

现场测定方法：

井孔抽水试验法；

渗透系数的测定和影响因素

渗透系数k是一个代表土的渗透性强弱的定量指标，也是渗流计算时必须用到

的一个基本参数。

不同种类的土，k值差别很大。

因此，准确的测定土的渗透系数是

一项十分重要的工作。

渗透系数的测定方法

渗透系数的测定方法主要分实验室测定”和野外现场测定两大类。

1•实验室测定法

Ah

A

设试验过程中任意时刻t作用于两段的水头差h,经过时间dt后，管中水位

下降dh，则dt时间内流入试样的水量为

dVe=—adh

式中a为玻璃管断面积；右端的负号表示水量随厶h的减少而增加。

根据达西定律，dt时间内流出试样的渗流量为：

dVo=k*i*A*dt=k*（△h/L）*A*dt

式中，A――试样断面积；L――试样长度。

根据水流连续原理，应有dVe=dVo，即得到

k=（a*L/A*t）】“（△hi/△h2）

或用常用对数表示，则上式可写为

k=2.3*（a*L/A*t）logQhi/△h2）

渗透系数的应用

地下水流速的确定：

在地下水等水位图上的地下水流向上，求出相邻两等

水位线间的水力梯度，然后利用公式计算地下水的流速V=kl

式中：

V---地下水的渗流速度（m/d）

K---渗透系数（m/d）

I----水力梯度

现场测定方法：

井孔抽水试验法，

流砂（流土）（Driftsand）:

流砂是土体的一种现象，通常细颗粒、颗粒均匀、松散、饱和的非粘性土容易发生这个现象。

流砂的形成是多种多样的，但它对建筑物的安全和正常使用影响极大。

可以通过预防等手段制止流沙现象。

临界条件：

对应的水头梯度称为临界水头梯度i

J=Rwicr

二

G=r•1J=G

〉icr=-・

zrw

工程设计要求：

i<[i]=&.K

i—设计水头梯度；

[i]—容许水头梯度；

K—流砂（流土）安全系数.

防止流砂

防治流砂的途径有：

一是减小或平衡动水压力；二是设法使动水压力向下；三是截断地下水流。

其具体措施有：

1利用枯水季节施工，以便减小坑内夕卜水位差。

2用钢板桩打入坑底一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的距离，从而减

少水力坡度，达到减小动水压力，防止流砂发生。

3采用不排水的水下挖土，使坑内外水压相平衡，使其无发生流砂的条件，一般深井挖土均采用此法。

4建造地下连续墙以供承重、护壁，并达到截水防止流砂的发生。

5采用轻型井点、喷射井点、管井井点和深井泵点等进行人工降低地下水的方法进行土方施工，使动水压力方向向下，增大土粒间的动力，从而有效地制止流砂现象发生。

6抛大石块，在施工过程中如遇局部的或轻微的流砂，可组织人力分段抢挖，挖至标高后，立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力。

坑内外水位差。

（①减小或消除水头差（采取坑外井点降水，避免坑内过分降水）；②延长渗流路径（设

防渗帷幕，加深渗帷幕）；③堵劫流砂出口；④下游减压（覆盖透水材料并压重）：

⑤

土体加固处理，如：

灌浆法、冻结法。

）

防治流砂的原则

1.减少或消除基坑内外地下水的水头差，例如采取先在基坑范围外以井点降低地

下水后开挖，或在不排水基坑内以抓斗等工具进行水下挖土等施工方法。

2.增长渗流路径，例如沿坑壁打入深度超过坑底的板桩，其长度足以使受保护土体内的水头梯度小于临危梯度。

3.在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力（此法多用于闸坝下游处）。

当土中渗流的水头梯度小于临危梯度时，虽不致诱发流砂现象，但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而走，时间长了，在土层中将形成管状空洞，使土体强度降低，压缩性增大，这种现象称为机械潜蚀”。

管涌（潜蚀）（Undercurrent）:

在渗流作用下，土中的细颗粒通过骨架孔隙通道随渗流水从内部逐在渗流作用下，土中的细颗粒通过骨架孔隙通道随渗流水从内部逐渐向外流失形成管状通道的现象。

发生原因：