第四章 地貌

第四章地貌4地貌4.1概述4.2山岭地貌4.3平原地貌4.4河谷地貌4.1概述地壳表面各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态，称为地貌。专门研究地壳表面各种起伏形态及其形成、发展和空间分布规律的科学称地貌学。地貌条件与公路工程的建设及运营有着密切的关系，道路常穿越不同的地貌单元，地貌条件是评价道路工程地质条件的重要内容之一。它关系到道路勘测设计，道路选线、桥隧位置选择等技术经济问题和养护管理等。地形：通常用来专指地表形态的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等，一般只用等高线把这些形态特征表示出来就行了，地形图通常反映的就是这方面的内容。4.1概述地貌：它不仅包括地表形态的全部外部特征，如高低起伏、坡度大小、空间分布、地形组合及其与邻近地区地形形态之间的相互关系等，而且更为重要的是，还包括运用地质动力学的观点，分析和研究这些形态的成因和发展。4.1概述一、地貌的形成和发展二、地貌形态三、地貌的分级与分类一、地貌的形成和发展1.地貌形成和发展的动力促使地貌形成和发展变化的动力，是内、外力地质作用。内力地质作用形成了地壳表面的基本起伏，对地貌的形成和发展起决定性作用。外力地质作用根据其作用过程可分为风化、剥蚀、搬运、堆积和成岩等作用，对内动力作用所形成的基本地貌形态，不断的雕塑、加工、起改造作用。地貌的形成和发展是内、外力地质作用共同产生的结果。①地貌的形成和发展变化，首先取决于内、外力作用之间的量的对比。上升量大于剥蚀量，形成山岭地貌；上升量小于剥蚀量，形成剥蚀平原；下降量大于堆积量，形成低地；下降量小于堆积量，形成堆积平原。2.地貌形成、发展的规律和影响因素②地貌的形成和发展变化也决定于地貌水准面。当内力作用减弱，外力作用仍持续，最终将地表夷平，这个夷平面就是地貌水准面。它是外力作用力图最终达到的剥蚀界面。控制着各种地貌形成和发展。2.地貌形成、发展的规律和影响因素2.地貌形成、发展的规律和影响因素③地貌的形成和发展除受上述规律制约外，还受地质构造、岩性、气候条件等因素的影响。地质构造中各种构造破碎带常是外力作用表现最强烈的地方；岩性不同，抗风化能力不同，会形成不同的地貌；气候条件的影响也很显著，干旱地区易形成风沙地貌，高寒气候常形成冰川地貌。二、地貌的分级与分类1.地貌分级巨型地貌大陆与海洋，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，所以又称大地构造地貌。大型地貌山脉、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。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。小型地貌残丘、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。地貌的形态分类，就是按地貌的绝对高度、相对高度及地面的平均坡度等形态特征进行分类。2.地貌形态分类表4-1大陆地貌的形态分类表形态类型绝对高度/m相对高度/m平均坡度/°举例山地高山＞3500＞1000＞25喜马拉雅山、天山中山3500～10001000～50010～25大别山、庐山低山1000～500500～2005～10川东平行岭谷、华蓥山丘陵＜500＜200闽东沿海丘陵平原高原＞600＞200青藏高原、黄土高原、云贵高原高平原＞200成都平原低平原0～200东北、华北、长江中下游平原洼地低于海平面高度吐鲁番盆地3.地貌的成因分类（形成的主导因素）水成地貌面状洗刷地貌、线状冲刷地貌、河流地貌、湖泊地貌与海洋地貌等冰川地貌冰川剥蚀地貌与冰川堆积地貌风成地貌风蚀地貌和风积地貌岩溶地貌以地表水和地下水的溶蚀作用为基本因素。溶洞、石林重力地貌以重力作用为基本因素。崩塌内力地貌外力地貌构造地貌：构造运动形成火山地貌：火山熔岩和碎屑物质堆积形成4.2山岭地貌一、山岭地貌的形态要素二、山岭地貌的类型三、垭口四、山坡一、山岭地貌的形态要素山顶是山岭地貌的最高部分，山顶呈长条状延伸时称山脊。山脊标高较低的鞍部，即相连的两山顶之间较低的部分称为垭口。山坡是山岭地貌的重要组成部分，山坡分布面积最广。有直线、凹、凸、复合型山脚是山坡与周围平地的交接处。尖顶圆顶平顶山顶的各种形态平顶山单面山褶皱山断块山褶皱断块山二、山岭地貌的类型1.构造作用形成的山岭平顶山单面山褶皱山断块山褶皱断块山二、山岭地貌的类型1.构造作用形成的山岭平顶山单面山褶皱山断块山褶皱断块山二、山岭地貌的类型1.构造作用形成的山岭平顶山单面山褶皱山断块山褶皱断块山二、山岭地貌的类型1.构造作用形成的山岭平顶山单面山褶皱山断块山褶皱断块山二、山岭地貌的类型1.构造作用形成的山岭二、山岭地貌的类型2．火山作用形成的山岭常见有锥状火山和盾状火山。是在山体地质构造的基础上，经长期外力剥蚀作用形成的。此类山岭的形态特征主要取决于山体的岩性、外力的性质及剥蚀作用的强度和规模3．剥蚀作用形成的山岭三、垭口和山坡（一）垭口对于公路、铁路以及隧道工程来说，研究山岭地貌必须重点研究垭口。因为越岭的路线若能寻找合适的垭口，可以降低高程和减少展线工程量。从地质作用看，可以将垭口分为如下三个基本类型。1、构造型垭口由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀所形成。常见的有下列三种：1）断层破碎带型垭口：这种垭口工程地质条件比较差。岩体的整体性被破坏，经地表水侵入和风化，岩体破碎严重，—般不宜采用隧道方案，如采用路堑，也需控制开控深度或考虑边坡防护，以防止边坡发生崩塌。断层破碎带型垭口2）背斜张裂带型垭口：这种垭口虽然构造裂隙发育，岩体破碎，但工程地质条件较断层破碎带型为好。这是因为垭口两侧岩层外倾，有利于排除地下水，有利于边坡稳定，一般可采用较陡的边被坡度，使挖方工程量和防护工程量都比较小。如果选用隧道方案，施工费用和洞内衬砌也比较节省，是一种较好的垭口。背斜张裂带型垭口1、构造型垭口3）单斜软弱层型垭口：这种垭口主要由页岩、千枚岩等易于风化的软弱岩层构成。两侧边坡多不对称，一坡岩层外倾可略陡一些。由于岩性软弱，风化严重，稳定性差，故不宜深挖。若须采取深路堑，与岩层倾向一致的一侧边坡的坡角应小于岩层的倾角，两侧坡面均要有防风化的措施，必要时设置护壁或挡土墙。穿越这一类垭口，宜优先考虑隧道方案，可以避免因风化带来的路基病害，还有利于降低越岭线的标高，缩短展线工程量或提高公路线形标准。单斜软弱层型垭口1、构造型垭口2、剥蚀型垭口是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。此类垭口的共同特点是松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。3、剥蚀-堆积型垭口是在山体地质结构的基础上，以剥蚀和堆积作用为主导因素所形成的垭口。其开挖后的稳定性主要决定于堆积层的地质特征和水文地质条件。过岭垭口的选择，一般是选用松散覆盖层较薄，外形浑圆、宽厚的垭口通过；对岩性软化、风化严重、稳定性差的垭口，不宜深挖，多以低填或浅挖的断面形式通过。三、垭口和山坡直线形坡、凸形坡、凹形坡、阶梯形坡山坡的外部形态特征包括山坡的高度、坡度、及纵向轮廓等。1.按山坡的纵向轮廓分类凸形坡凹形坡阶梯形坡（二）山坡微坡——山坡的纵向坡度小于15°；缓坡——山坡的纵向坡度介于16～30°；陡坡——山坡的纵向坡度介于31～70°；垂直坡——山坡的纵向坡度大于70°。2.按山坡的纵向坡度分类（二）山坡稳定性高、坡度平缓的山坡便于展线，对于布设线路是有利的，但应注意考察其工程地质条件。平缓山坡特别是在山坡的一些低洼部分，通常有厚度较大的坡积物和其他重力堆积物分布，坡面径流也容易在这里汇聚。当这些堆积物与下伏基岩的接触面因开挖而被揭露后，遇到不良水文情况，就可能引起堆积物沿基岩顶面发生滑动。（二）山坡4.3平原地貌平原地貌是地壳在升降运动微弱或长期稳定的条件下，经风化剥蚀夷平或岩石风化碎屑经搬运而在低洼地面堆积所形成的。其特点是：地势开阔、地形平坦、地面起伏不大。一般来说，平原地貌有利于选线，在选择有利地质条件的前提下，可以设计成比较理想的线形。按高程，平原可分为高原、高平原、低平原和洼地；按成因，平原可分为构造平原、剥蚀平原和堆积平原。4.3平原地貌一、构造平原二、剥蚀平原三、堆积平原一、构造平原构造平原主要是由地壳构造运动形成而又长期稳定的结果。特点：是微弱起伏的地形面与岩层面一致，堆积物厚度不大；由于基岩埋藏不深，所以构造平原的地下水一般埋藏较浅。在干旱或半干旱地区，若排水不畅，常易形成盐渍化，在多雨的冻土地区则常易造成道路的冻胀和翻浆。构造平原可分为海成平原和大陆拗曲平原。海成平原是因地壳缓慢上升、海水不断后退所形成，其地形面与岩层面基本一致，上覆堆积物多为泥砂和淤泥，工程地质条件不良，并与下伏基岩一起略微向海洋方向倾斜。大陆拗曲平原是因地壳沉降使岩层发生扭曲所形成，岩层倾角较大，在平原表面留有凹凸状的起伏形态，其上覆堆积物多与下伏基岩有关。二、剥蚀平原剥蚀平原是在地壳上升微弱、地表岩层高差不大的条件下，经外力的长期剥蚀夷平所形成。特点：地形面与岩层面不一致，上覆堆积物很薄，基岩常裸露于地表；在低洼地段有时覆盖有厚度稍大的残积物、坡积物、洪积物等；分布面积常常不大。剥蚀平原的工程地质条件一般较好。按外力剥蚀作用的动力性质不同，剥蚀平原又可分为河成剥蚀平原、海成剥蚀平原、风力剥蚀平原和冰川剥蚀平原。河成剥蚀平原是由河流长期侵蚀作用所造成的侵蚀平原，亦称准平原，其地形起伏较大，并沿河流向上游逐渐升高，有时在一些地方则保留有残丘。海成剥蚀平原由海流的海蚀作用所造成，其地形一般极为平缓，微向现代海平面倾斜。三、堆积平原堆积平原是地壳在缓慢而稳定下降的条件下，经各种外力作用的堆积填平所形成。特点：地形开阔平缓，起伏不大，往往分布有厚度很大的松散堆积物。按外力堆积作用的动力性质不同，堆积平原又可分为河流冲积平原、山前洪冲积平原、湖积平原、风积平原和冰积平原。1.河流冲积平原河流冲积平原系由河流改道及多条河流共同沉积所形成。特点：河流冲积平原地形开阔平坦，具有良好的工程建设条件，对道路选线也十分有利。但其下伏基岩埋藏一般很深，第四纪堆积物很厚，细颗粒多，地下水位浅，地基土的承载力较低。在冰冻潮湿地区，道路的冻胀翻浆问题比较突出，而低洼地面容易遭受洪水淹没。在道路勘测设计和路基、桥梁基础工程中，应注意选择较有利的工程地质条件，采取可靠的工程技术措施。2.山前冲洪积平原山前区是山区和平原的过渡地带，一般是河流冲刷和沉积都很活跃的地区。汛期到来时洪水冲刷，在山前堆积了大量的洪积物；汛期过后，河流中冲积物增加。洪积物或冲积物多沿山麓分布，靠近山麓地形较高，环绕山前成一狭长地带，形成规模大小不一的山前洪积冲积平原。特点：(1)由于山前平原是由多个大小不一的洪（冲）积扇互相连接而成，因而呈高低起伏的波状地形。(2)山前冲洪积平原堆积物的岩性与山区岩层的分布有密切关系，其颗粒为砾石和砂，以至粉粒或黏粒。(3)由于地下水埋藏较浅，常有地下水溢出，水文地质条件较差，往往对工程建设不利。3.湖积平原湖积平原是由河流注入湖泊时，将所挟带的泥砂堆积在湖底使湖底逐渐淤高，湖水溢出、干涸所形成。其地形之平坦为各种平原之最。特点：(1)湖积平原中的堆积物，由于是在静水条件下形成的，故淤泥和泥炭的含量较多，其总厚度一般也较大，其中往往夹有多层呈水平层理的薄层细砂或黏土，很少见到圆砾或卵石，且土颗粒由湖岸向湖心逐渐由粗变细。(2)湖积平原地下水一般埋藏较浅。其沉积物由于富含淤泥和泥炭，常具可塑性和流动性，孔隙度大，压缩性高，承载力也很低。4.三角洲平原在河流入海口的河口地区，河流所携带的碎屑、沙、淤泥等大量堆积物堆积而形成的平原，称为三角洲平原。特点：此类平原沉积物含水量高，地基承载力低。外形象三角形或鸡爪形。一、河谷地貌的形态要素二、河谷地貌的类型三、河流阶地4.4河谷地貌河流所流经的槽状地形称为河谷，它是在流域地质构造的基础上，经河流的长期侵蚀、搬运和堆积作用逐渐形成和发展起来的一种地貌。线路沿河谷布设，可具有线形舒顺、纵坡平缓、工程量小等优点，所以河谷通常是山区铁路、公路争取利用的一种地貌类型。4.4河谷地貌一、河谷地貌的形态典型的河谷地貌谷底—河谷地貌的最低部分，地势一般比