地表水地質(zhì)作用課件

自然界的水循環(huán)自然界的水循環(huán)第一節(jié)地表水的地質(zhì)作用1.概述2.暫時性流水地貌3.河流的地質(zhì)作用4.河流地質(zhì)作用與道路工程第一節(jié)地表水的地質(zhì)作用1.概述1.1概述

地面流水：是指地面流水是指陸地表面流動著的液態(tài)水。它們在重力作用下，沿地表從高處向低處流動。地面流水主要來自大氣降水，其次來自冰雪融水和地下水。地表流水可分為暫時流水和經(jīng)常流水兩類。

地面流水暫時性地面流水長期性地面流水面流：順斜坡無固定流道的、面狀流動的細(xì)小流水

洪流：低洼的溝谷中呈線狀流動的暫時性地面流水河流：

具有一定河道的長期性地面流水稱回1.1概述地面流水：是指地面流水是指陸地表面流動著的液31.2暫時性流水

暫時流水是大氣降水后短暫時間內(nèi)在地表形成的流水，因此雨季是它發(fā)揮作用的主要時間，特別是在強(qiáng)烈的集中暴雨后，它的作用特別顯著，往往造成較大災(zāi)害。1.2暫時性流水暫時流水是大氣降水后短暫時4暫時性流水地貌

1.坡面流水的洗刷作用及地貌：

片流和細(xì)流的洗刷作用坡積物及其工程性質(zhì)2.山洪急流的地質(zhì)作用及洪積扇：

沖溝洪積扇片流細(xì)流沖溝沖槽階段（或細(xì)溝階段）平衡（沖溝）階段下切階段（或切溝階段）休止（拗谷）階段暫時性流水地貌1.坡面流水的洗刷作用及地貌：片流和細(xì)流的洗51.2.1面流的洗刷作用及坡積群洗刷作用：面流在斜坡上流動過程中，可沖走細(xì)粒物質(zhì)，并將這些物質(zhì)帶到斜坡下部。面流的水動力微弱，僅能沖走顆粒較小的粉沙及泥土?？扇苄詭r石（石灰?guī)r）組成的山坡還能產(chǎn)生溶蝕作用，形成溶溝、石芽地貌。在山坡下部，無數(shù)細(xì)小股流水還具有一定的線狀侵蝕能力。坡面在小股流水沖刷作用下，出現(xiàn)無數(shù)小溝。山坡上裸露的土壤常受到面流的洗刷，產(chǎn)生大量的土壤流失。坡積群：分選不好，中下部較厚，厚度過大，不易擾動，例：興文坪銀杏鄉(xiāng)。1.2.1面流的洗刷作用及坡積群洗刷作用：面流在斜坡上流動過6地表水地質(zhì)作用課件71.2.2山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇1.洪（流）水特點：洪（流）水發(fā)生具有突然性，水量猛增，水位暴漲，上下游落差突然增大，平時溫馴的河流，顯出排山倒海之勢，也真有雷霍萬鈞之力。洪水所過，田園廬舍成墟，這時水對地面的破壞作用，表現(xiàn)得非常明顯。1.2.2山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇18洪積扇

洪積扇9

洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口，由于坡度減小，洪流無側(cè)壁約束，水流分散，動能迅速減弱，所搬運的碎屑物在溝口大量沉積，形成扇形堆積地貌。洪積扇洪積裙洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口，由于坡度減小，洪流無側(cè)壁約10山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇2.沖溝形成發(fā)展的四個階段：1、沖槽階段（細(xì)溝階段）沖溝的開始，會淤塞邊溝，毀損路面，破壞路基，填平溝槽，種植草皮保護(hù)坡面。2、下切階段（切溝階段）公路避免從溝頂附近的溝壁通過，中下部通過應(yīng)修截水溝，溝頭設(shè)多級跌水石坎，溝底鋪石加固。3、平衡階段（沖溝階段）設(shè)跨溝橋，路基、橋涵高度應(yīng)在洪水位以上，橋涵孔徑應(yīng)大于排洪量，加固溝壁，設(shè)置跌水、防止側(cè)蝕水毀路基及切坡后內(nèi)邊坡失穩(wěn)，防止崩塌滑坡的發(fā)生。4、休止階段（拗谷階段）治理同上山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇2.沖溝形成發(fā)展的四個階段：11沖溝發(fā)展的第一階段是形成細(xì)溝。沖溝發(fā)展的第一階段是形成細(xì)溝。12沖溝發(fā)展的第二階段，以強(qiáng)烈的下蝕作用為主沖溝發(fā)展的第二階段，以強(qiáng)烈的下蝕作用為主13沖溝發(fā)展的第三階段是使谷底逐漸變緩，同時沖溝的岸坡逐漸塌落，形成天然穩(wěn)定的坡度

沖溝發(fā)展的第三階段是使谷底逐漸變緩，同時沖溝的岸坡逐漸塌落，141.3河流地質(zhì)作用及地貌

3.河谷地貌：

侵蝕作用沉積作用搬運作用典型河谷地貌的形態(tài)要素1.河流的侵蝕、搬運和沉積作用

2.沖積層

河谷地貌分類河流階地1.3河流地質(zhì)作用及地貌3.河谷地貌：侵蝕作用沉積作用搬15河流在縱向的特征您好河流的空間形態(tài)河流在縱向的特征您好河流的空間形態(tài)161.3.1河流的侵蝕、搬運和沉積作用

1.侵蝕作用：河水在流動過程中不斷加深和拓寬河床的作用底蝕作用（下蝕作用）：河水對河床底部巖石破壞，使河谷加深的過程。

側(cè)蝕作用：河水對河床巖石破壞，使河谷拓寬的過程。

1.3.1河流的侵蝕、搬運和沉積作用1.侵蝕作用：河水17下蝕作用的結(jié)果——峽谷地貌河流的下蝕作用下蝕作用的結(jié)果——峽谷地貌河流的下蝕作用18差異下蝕作用的結(jié)果

——瀑布差異下蝕作用的結(jié)果

——瀑布19

下蝕作用的過程河流的地質(zhì)作用

下蝕作用的過程河流的地質(zhì)作用20

由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蝕。而凸岸水流的泥沙就會沉積，減緩，在凸岸河水?dāng)y帶河床不斷加寬，河曲的曲度變大，形成蛇曲河。蛇曲河最后會截彎取直。廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖河流的側(cè)蝕作用由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹21

由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蝕。而凸岸水流減緩，在凸岸河水?dāng)y帶的泥沙就會沉積，河床不斷加寬，河曲的曲度變大，形成蛇曲河。蛇曲河最后會截彎取直。廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖。河流的側(cè)蝕作用由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹22牛軛湖的形成過程牛軛湖的形成過程23時間上河流發(fā)育的早期以下蝕作用為主，隨著坡度減小，逐漸轉(zhuǎn)為以側(cè)蝕作用為主?？臻g上河流的上游以下蝕作用為主，河流的下游以側(cè)蝕作用為主。下蝕作用與側(cè)蝕作用的關(guān)系時間上河流發(fā)育的早期以下蝕作用為主，隨著坡度減小，逐漸轉(zhuǎn)為以24河流的侵蝕、搬運和沉積作用

2.搬運作用：河水在流動過程中夾帶沿途沖刷侵蝕下來的物質(zhì)（泥沙、石塊等）離開原地的移動作用。影響因素：河水的流量、流速。物質(zhì)來源：谷坡洗刷、崩落、滑塌下來的產(chǎn)物和沖溝內(nèi)洪流沖刷出來的產(chǎn)物，河流侵蝕河床的產(chǎn)物。搬運形式：浮運、推移和溶運。河流的侵蝕、搬運和沉積作用2.搬運作用：河水在流動過程中25河流的侵蝕、搬運和沉積作用

3.沉積作用：

河流在運動過程中，能量不斷受到損失，當(dāng)河水夾帶的泥沙、礫石等搬運物質(zhì)超過了河水的搬運能力時，被搬運的物質(zhì)便在重力作用下逐漸沉積下來，形成河流沖積層。河流的沉積特性：具有明顯的分選性。

河流的侵蝕、搬運和沉積作用3.沉積作用：河流在運動過程26

河流沉積作用的主要方式是機(jī)械沉積作用。引起河流機(jī)械沉積作用主要原因是河水流速的降低，導(dǎo)致機(jī)械動能的減小，使河流的搬運能力降低而發(fā)生沉積。根據(jù)沉積的部位分為：山口沉積作用谷底沉積作用河口沉積作用河流的沉積作用及沉積物河流沉積作用的主要方式是機(jī)械沉積作用。引起河流機(jī)械沉27河流的沉積物山口沉積作用來自山區(qū)的河流，攜帶著大量機(jī)械搬運物到山口開闊的平地上，由于河床坡降明顯減小，水流又無地形約束而散開，河水動力突然大大減小，機(jī)械搬運能力迅速降低，搬運物就會山口沉積下來。山口沉積物常形成扇狀地貌：沖積扇。谷底沉積作用谷底包括兩部分。一部分是被河水所覆蓋的河床，在河床上產(chǎn)生的沉積作用稱河床沉積；另一部分是平水位時谷底未被河水所淹沒的平坦地形——河漫灘。河口沉積作用河口是河流最主要的沉積場所。當(dāng)河流入湖泊、海洋時受湖水或海水的頂托，流速迅速減小，使河水搬運能力減弱甚至消失，大量機(jī)械搬運物質(zhì)在河口沉積下來。另一方面由于湖水、海水中富含有電解質(zhì)，當(dāng)河流中以膠體搬運的溶運物與湖水、海水相混合后，海水中的電解質(zhì)破壞了膠體的穩(wěn)定性，致使膠體凝聚，而沉積在河口。在河流流入湖泊或海洋的地方，河流沉積物常形成錐形的沉積地貌（其外形象三角形）稱為三角洲。河流的沉積物山口沉積作用來自山區(qū)的河流，攜帶著大量機(jī)械搬運物28河流的沉積物河漫灘沉積河流的沉積物河漫灘沉積29

1.以機(jī)械碎屑為主2.礫石的磨圓好3.發(fā)育二元結(jié)構(gòu)4.常發(fā)育層理5.沉積物分選性好6.從上游到下游沉積物逐漸變細(xì)上游下游河流沉積物（沖積物）的特征1.以機(jī)械碎屑為主2.礫石的磨圓好3.發(fā)育二元結(jié)構(gòu)4.常發(fā)301.3.2

沖積層

沖積物：河谷內(nèi)由河流的沉積作用所形成的堆積物。特性：良好的磨圓度和分選性。分相：河床相、河漫灘相、牛扼湖相、河口三角洲相。

1.3.2沖積層沖積物：河谷內(nèi)由河流的沉積作用所形成的311.3.3

河谷地貌

1.典型河谷地貌的形態(tài)要素：形態(tài)要素：谷底、谷坡、階地2.河谷分類：影響因素：受多種因素控制，包括和六個鐘地質(zhì)作用的強(qiáng)弱，地殼升降的幅度，組成河谷的巖石性質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造。形態(tài)：“V”形谷,“U”形谷。3.階地：按河谷發(fā)展階段分類：未形成河谷、河漫灘河谷、成形河谷。按河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系分類：背斜谷、向斜谷、單斜谷、斷層谷、橫谷、斜谷等成因：地殼構(gòu)造運動和河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下。類型：侵蝕階地、堆積階地、基座階地。1.3.3河谷地貌1.典型河谷地貌的形態(tài)要素：形態(tài)要素：32

河谷階地的形成過程：地殼相對穩(wěn)定，下蝕作用逐漸減弱，側(cè)蝕作用增強(qiáng)，發(fā)育較寬的河漫灘，形成寬闊的谷底。地殼上升，河流縱比降增加，下蝕作用增強(qiáng)，河床下降，原來寬闊的谷底相對升高，最終高于一般洪水期水面，從而在河谷兩側(cè)形成平坦的臺地。

階地谷坡上的階梯狀平臺。1.3.3

河谷地貌河流侵蝕作用與地殼運動的關(guān)系

——河谷階地的形成過程河谷階地的形成過程：地殼相對穩(wěn)定，下蝕作用逐33一級階地二級階地四級階地五級階地三級階地一級階地二級階地四級階地五級階地三級階地34

成因：地殼震蕩式間歇性上升運動；年代：位置越高，級次越大，年齡越老；類型：侵蝕階地，基座階地，堆積階地；與公路的關(guān)系：一方面，可以緩和山谷坡腳地形的平面曲折和縱向起伏，有利于路線平縱面設(shè)計和減少工程量；另一方面，又不易遭受山坡變形和洪水淹沒的威脅，容易保證路基穩(wěn)定。在公路的高程能夠滿足的條件下，一般選擇一級和二級階地通過。階地特征成因：地殼震蕩式間歇性上升運動；階地特征351.4河流地質(zhì)作用與道路工程

（一）沿河路基水毀成因及防治：

（二）橋梁水毀成因及防治：1.4河流地質(zhì)作用與道路工程（一）沿河路基水毀成因及36王橫線絳縣路基、路面、擋墻沖毀路段

王橫線絳縣路基、路面、擋墻沖毀路段37王橫線垣曲境內(nèi)路基、路面、擋墻沖毀路段

王橫線垣曲境內(nèi)路基、路面、擋墻沖毀路段38301省道鄖(西)漫(川)公路路基被洪水沖刷一空，路面塌陷，交通中斷

301省道鄖(西)漫(川)公路路基被洪水沖刷一空，路面塌陷，39咆哮的洪水切斷了公路，阻斷了交通

咆哮的洪水切斷了公路，阻斷了交通40洪水過后，路基蕩然無存

洪水過后，路基蕩然無存41公路水毀原因分析

影響因素-------水水的來源：一、雨雪直接落至路面的大氣降水二、貫穿路基的溝、溪、河流水。地下水主要來源于上層滯水、潛水、承壓水破壞公路的方式：暴雨徑流直接沖毀路肩、邊坡和路基；積水的滲透和毛細(xì)水的上升可導(dǎo)致路基濕軟，強(qiáng)度降低，重者會引起路基凍脹、翻漿或邊坡塌方，甚至整個路基沿傾斜基底滑動；進(jìn)人結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水分可以浸濕無機(jī)結(jié)合料處治的粒料層，導(dǎo)致基層強(qiáng)度下降使瀝公路水毀原因分析影響因素-------水42

面層出現(xiàn)剝落和松散；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫中滲入的水分聚集在路面結(jié)構(gòu)中，在重載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生很大的動水壓力，導(dǎo)致接縫附近的細(xì)顆粒集料軟化，形成唧泥，產(chǎn)生錯臺、斷裂等病害。總之，水的作用加劇了路基路面結(jié)構(gòu)的損壞履路面使用性能變壞，縮短了路面的使用壽命。面層出現(xiàn)剝落和松散；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫43

(一)沿河路基水毀

(1)路線與河道并行，一面傍山，一面臨河，許多路基是半挖半填或全部為填方筑成。路基邊坡多數(shù)未做防沖剛加固措施，路基因洪水頂沖與淘剮發(fā)生坍塌破壞，出現(xiàn)許多缺口和坍塌半個以上路基。(2)路基防護(hù)構(gòu)造物因基礎(chǔ)處理不當(dāng)或埋置深度不足而破壞，引起路基水毀。(3)半填半挖路基地面排水不良，路面、邊溝嚴(yán)重滲水，路基下邊坡坡面滲流、普遍出露、局部管涌引起路基坍垮。(4)洪水位驟降，在路基半坡內(nèi)形成自路基向河道的反向滲流，產(chǎn)生滲透壓力和孔隙壓力，造成邊坡失穩(wěn)。(5)不良地質(zhì)、地形路段，山體滑坡或路基滑移。(一)沿河路基水毀(1)路線與河道并行，一面傍山，一面臨44

(6)道路防洪標(biāo)準(zhǔn)低，路面設(shè)計洪水位標(biāo)高不夠或涵洞孔徑偏小，道路排水系統(tǒng)不完善，造成洪水漫溢路面、水洗路面甚至沖毀路基。(7)原有道路施工質(zhì)量不佳，擋墻砌筑砂漿強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求，砂漿砌筑不飽滿，石料偏小，砌體整體強(qiáng)度不夠。

(8)原有路基邊坡坡度太陡，沒有達(dá)到設(shè)計要求。(9)較陡的山坡填筑路基，原地面未清除雜草或挖人工臺階，坡腳未進(jìn)行必要支撐，填方在自重或荷載作用下，路基整體或局部下滑。(10)填方填料不佳，壓實不夠，在水滲入后，堆密度增大，抗剪強(qiáng)度降低，造成路基失穩(wěn)。(11)植被破壞，水土流失，在強(qiáng)降雨形成的地面徑流沖擊下，造成邊坡坍方。(12)道路養(yǎng)護(hù)工作跟不上，涵洞淤塞導(dǎo)致排水不暢，造成水洗路面甚至沖毀路基。(6)道路防洪標(biāo)準(zhǔn)低，路面設(shè)計洪水位標(biāo)高不夠或涵洞孔徑偏小45防治沿河路基水毀的措施

(1)種草防護(hù)適用于土質(zhì)路堤、路塹有利于草類生長的邊坡，它可以防止雨水沖刷坡面。但經(jīng)常浸水或長期浸水的路堤邊坡，種草不易生長，故不宜采用此法防護(hù)。(2)草皮的作用與種草相同，當(dāng)河床比較寬闊，鋪設(shè)處只容許季節(jié)性浸水，流速小于1．8m/s，水流方向與路線近于平行的條件下可以使用（3）植樹一般是在路基斜坡上和沿河路堤之外漫水河灘上種植，直接加固路基和河岸，并使水流速度降低，防止和減少水流對路基或河岸的沖刷。防治沿河路基水毀的措施(1)種草防護(hù)適用于土質(zhì)路堤、路塹有46

(4)砌石防護(hù)分為干砌和漿砌兩種。干砌片石用以防護(hù)邊坡免受大氣降水和地面徑流的侵害，以及保護(hù)浸水路堤邊坡免受水流沖刷作用，一般有單層鋪砌、雙層鋪砌。在片石下面應(yīng)設(shè)置墊層，它主要起整平的作用，并可防止水流將干砌片石下面邊坡上的細(xì)顆粒土壤攜帶出來沖走，還能使防護(hù)的坡面具有一定彈性，從而增加對波浪、流冰及漂浮物沖擊的抵抗力，使之不易破壞。干砌片石所用的石料，應(yīng)是堅硬的、耐凍的和未風(fēng)化的石塊，為防水浸水及提高整體強(qiáng)度，可用水泥砂漿勾縫。當(dāng)水流流速較大(如4—5m/s)，波浪作用較強(qiáng)，以及可能有流冰、流木等沖擊作用時，宜采用漿砌片石護(hù)坡，必要時，可與浸水擋土墻或護(hù)面墻同時設(shè)置。(4)砌石防護(hù)分為干砌和漿砌兩種。干砌片石用以防護(hù)邊坡免受47

(5)拋石防護(hù)主要用于防護(hù)水下部分的邊坡和坡腳，免受水流沖刷及淘刷，也可用于防止河床沖刷，最適用于礫石河床。它不受水位高低變動的影響，亦不受施工季節(jié)的限制，新筑堤岸尚未沉實之前亦可施工。在附近盛產(chǎn)石料、沿線廢石方較多的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先考慮此種防護(hù)措施。(6)石籠防護(hù)的使用范圍比較廣泛，可用于防護(hù)河岸或路基邊坡、加固河床、防止淘刷。(7)浸水擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工邊坡，以保證土體穩(wěn)定的建筑物。(8)丁壩是指壩根與岸灘相接，壩頭伸向河槽，壩身與水流方向成某一角度，能將水流挑離河岸的結(jié)構(gòu)物。丁壩是用來束水歸槽、改善水流狀態(tài)、保護(hù)河岸的。

(5)拋石防護(hù)主要用于防護(hù)水下部分的邊坡和坡腳，免受水流沖48地表水地質(zhì)作用課件49地表水地質(zhì)作用課件50橋梁水毀

橋梁水毀51

(二)橋梁水毀成因

橋梁受洪水沖擊，墩臺基礎(chǔ)沖空危及安全或產(chǎn)生橋頭引道缺、斷，乃至橋梁倒坍，稱為橋梁水毀。其主要原因有下列兩種：橋梁壓縮河床，水流不順，橋孔偏置時，缺少必要的水流調(diào)治構(gòu)造物；基礎(chǔ)埋置深度淺又無防護(hù)措施。(二)橋梁水毀成因橋梁受洪水沖擊，墩521．增建水流調(diào)治構(gòu)造物防治橋梁水毀

(1)穩(wěn)定、次穩(wěn)定河段上橋梁水毀防治穩(wěn)定、次穩(wěn)定河段上橋梁水毀防治措施，可根據(jù)調(diào)整橋下灘流、河床沖淤分布的實際需要以及水流流向等分情況加以選擇，①正交橋位，兩側(cè)有灘地對稱分布時，兩側(cè)橋頭布置對稱的曲線形導(dǎo)流堤。②兩側(cè)有灘地但不對稱分布時，兩側(cè)導(dǎo)流堤一般布置成口朝上游的喇叭形。大灘側(cè)為曲線形導(dǎo)流堤，小灘為兩端帶曲線的直線形導(dǎo)流堤。③橋位在河流彎道上，凹岸布置直線形導(dǎo)流堤，凸岸布置曲線形導(dǎo)流堤。④橋位與河槽正交，一側(cè)引道向上游與灘地斜交，另一側(cè)引道與灘地正交時，斜交側(cè)橋頭布置梨形堤，引道上游側(cè)設(shè)置短丁壩群。1．增建水流調(diào)治構(gòu)造物防治橋梁水毀(1)穩(wěn)定、次穩(wěn)定河段上53

⑤橋位與河槽正交，一側(cè)引道伸向下游與灘地斜交形成“水袋”，另一側(cè)引道與灘地正交時，斜交側(cè)橋頭設(shè)置曲線形導(dǎo)流堤，引道上游進(jìn)行邊坡加固，并在適當(dāng)位置設(shè)置小型排水構(gòu)造物，以排除“水袋”積水，正交側(cè)橋頭設(shè)置直線形導(dǎo)流堤。若斜交側(cè)灘地不寬，可沒封閉導(dǎo)流堤消除“水袋”。⑥斜交橋位，兩側(cè)有灘地對稱分布時，根據(jù)河槽流向，銳角側(cè)設(shè)梨形堤，另一側(cè)設(shè)兩端帶曲線的直線形導(dǎo)流堤。⑤橋位與河槽正交，一側(cè)引道伸向下游與灘地斜交形成“水袋”，54(2)不穩(wěn)定河段上橋梁水毀防治

不穩(wěn)定河段上橋梁的水毀防治，可根據(jù)河岸條件、河床地貌以及橋孔位置等分情況采取下列措施。①橋梁位于出山口附近的喇叭形河段上，封閉地形良好，宜對稱布置封閉式導(dǎo)流堤。②引道阻斷支岔，上游可能形成“水袋”。為控制洪水?dāng)[動，防止支岔水流沖毀橋頭引道，視單側(cè)或雙側(cè)有岔及地形情況，可對稱或不對稱設(shè)置封閉式導(dǎo)流堤。③一河多橋時，為防止水流直沖兩橋間引道路基，可結(jié)合水流和地形條件，在各橋間設(shè)置分水堤。④橋梁位于沖積漫流河段的擴(kuò)散淤積區(qū)，一河多橋而流水溝槽又不明顯時，宜設(shè)置漫水隔壩，并加強(qiáng)橋間路堤防護(hù)。(2)不穩(wěn)定河段上橋梁水毀防治不穩(wěn)定河段上橋梁的水毀防治55地表水地質(zhì)作用課件562．增設(shè)沖刷防護(hù)構(gòu)造物防治橋梁墩臺水毀

橋梁墩臺明挖(淺埋)基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)跨徑大小、橋位河段穩(wěn)定類型，分別增建基礎(chǔ)防護(hù)構(gòu)造物。當(dāng)河床較穩(wěn)定，沖刷范圍小時，宜采用立面防護(hù)措施；當(dāng)河床穩(wěn)定，沖刷范圍較大時，用平面防護(hù)措施。2．增設(shè)沖刷防護(hù)構(gòu)造物防治橋梁墩臺水毀橋梁墩臺57自然界的水循環(huán)自然界的水循環(huán)第一節(jié)地表水的地質(zhì)作用1.概述2.暫時性流水地貌3.河流的地質(zhì)作用4.河流地質(zhì)作用與道路工程第一節(jié)地表水的地質(zhì)作用1.概述1.1概述

地面流水：是指地面流水是指陸地表面流動著的液態(tài)水。它們在重力作用下，沿地表從高處向低處流動。地面流水主要來自大氣降水，其次來自冰雪融水和地下水。地表流水可分為暫時流水和經(jīng)常流水兩類。

地面流水暫時性地面流水長期性地面流水面流：順斜坡無固定流道的、面狀流動的細(xì)小流水

洪流：低洼的溝谷中呈線狀流動的暫時性地面流水河流：

具有一定河道的長期性地面流水稱回1.1概述地面流水：是指地面流水是指陸地表面流動著的液601.2暫時性流水

暫時流水是大氣降水后短暫時間內(nèi)在地表形成的流水，因此雨季是它發(fā)揮作用的主要時間，特別是在強(qiáng)烈的集中暴雨后，它的作用特別顯著，往往造成較大災(zāi)害。1.2暫時性流水暫時流水是大氣降水后短暫時61暫時性流水地貌

1.坡面流水的洗刷作用及地貌：

片流和細(xì)流的洗刷作用坡積物及其工程性質(zhì)2.山洪急流的地質(zhì)作用及洪積扇：

沖溝洪積扇片流細(xì)流沖溝沖槽階段（或細(xì)溝階段）平衡（沖溝）階段下切階段（或切溝階段）休止（拗谷）階段暫時性流水地貌1.坡面流水的洗刷作用及地貌：片流和細(xì)流的洗621.2.1面流的洗刷作用及坡積群洗刷作用：面流在斜坡上流動過程中，可沖走細(xì)粒物質(zhì)，并將這些物質(zhì)帶到斜坡下部。面流的水動力微弱，僅能沖走顆粒較小的粉沙及泥土?？扇苄詭r石（石灰?guī)r）組成的山坡還能產(chǎn)生溶蝕作用，形成溶溝、石芽地貌。在山坡下部，無數(shù)細(xì)小股流水還具有一定的線狀侵蝕能力。坡面在小股流水沖刷作用下，出現(xiàn)無數(shù)小溝。山坡上裸露的土壤常受到面流的洗刷，產(chǎn)生大量的土壤流失。坡積群：分選不好，中下部較厚，厚度過大，不易擾動，例：興文坪銀杏鄉(xiāng)。1.2.1面流的洗刷作用及坡積群洗刷作用：面流在斜坡上流動過63地表水地質(zhì)作用課件641.2.2山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇1.洪（流）水特點：洪（流）水發(fā)生具有突然性，水量猛增，水位暴漲，上下游落差突然增大，平時溫馴的河流，顯出排山倒海之勢，也真有雷霍萬鈞之力。洪水所過，田園廬舍成墟，這時水對地面的破壞作用，表現(xiàn)得非常明顯。1.2.2山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇165洪積扇

洪積扇66

洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口，由于坡度減小，洪流無側(cè)壁約束，水流分散，動能迅速減弱，所搬運的碎屑物在溝口大量沉積，形成扇形堆積地貌。洪積扇洪積裙洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口，由于坡度減小，洪流無側(cè)壁約67山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇2.沖溝形成發(fā)展的四個階段：1、沖槽階段（細(xì)溝階段）沖溝的開始，會淤塞邊溝，毀損路面，破壞路基，填平溝槽，種植草皮保護(hù)坡面。2、下切階段（切溝階段）公路避免從溝頂附近的溝壁通過，中下部通過應(yīng)修截水溝，溝頭設(shè)多級跌水石坎，溝底鋪石加固。3、平衡階段（沖溝階段）設(shè)跨溝橋，路基、橋涵高度應(yīng)在洪水位以上，橋涵孔徑應(yīng)大于排洪量，加固溝壁，設(shè)置跌水、防止側(cè)蝕水毀路基及切坡后內(nèi)邊坡失穩(wěn)，防止崩塌滑坡的發(fā)生。4、休止階段（拗谷階段）治理同上山洪激流的地質(zhì)作用及洪積扇2.沖溝形成發(fā)展的四個階段：68沖溝發(fā)展的第一階段是形成細(xì)溝。沖溝發(fā)展的第一階段是形成細(xì)溝。69沖溝發(fā)展的第二階段，以強(qiáng)烈的下蝕作用為主沖溝發(fā)展的第二階段，以強(qiáng)烈的下蝕作用為主70沖溝發(fā)展的第三階段是使谷底逐漸變緩，同時沖溝的岸坡逐漸塌落，形成天然穩(wěn)定的坡度

沖溝發(fā)展的第三階段是使谷底逐漸變緩，同時沖溝的岸坡逐漸塌落，711.3河流地質(zhì)作用及地貌

3.河谷地貌：

侵蝕作用沉積作用搬運作用典型河谷地貌的形態(tài)要素1.河流的侵蝕、搬運和沉積作用

2.沖積層

河谷地貌分類河流階地1.3河流地質(zhì)作用及地貌3.河谷地貌：侵蝕作用沉積作用搬72河流在縱向的特征您好河流的空間形態(tài)河流在縱向的特征您好河流的空間形態(tài)731.3.1河流的侵蝕、搬運和沉積作用

1.侵蝕作用：河水在流動過程中不斷加深和拓寬河床的作用底蝕作用（下蝕作用）：河水對河床底部巖石破壞，使河谷加深的過程。

側(cè)蝕作用：河水對河床巖石破壞，使河谷拓寬的過程。

1.3.1河流的侵蝕、搬運和沉積作用1.侵蝕作用：河水74下蝕作用的結(jié)果——峽谷地貌河流的下蝕作用下蝕作用的結(jié)果——峽谷地貌河流的下蝕作用75差異下蝕作用的結(jié)果

——瀑布差異下蝕作用的結(jié)果

——瀑布76

下蝕作用的過程河流的地質(zhì)作用

下蝕作用的過程河流的地質(zhì)作用77

由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蝕。而凸岸水流的泥沙就會沉積，減緩，在凸岸河水?dāng)y帶河床不斷加寬，河曲的曲度變大，形成蛇曲河。蛇曲河最后會截彎取直。廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖河流的側(cè)蝕作用由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹78

由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蝕。而凸岸水流減緩，在凸岸河水?dāng)y帶的泥沙就會沉積，河床不斷加寬，河曲的曲度變大，形成蛇曲河。蛇曲河最后會截彎取直。廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖。河流的側(cè)蝕作用由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹79牛軛湖的形成過程牛軛湖的形成過程80時間上河流發(fā)育的早期以下蝕作用為主，隨著坡度減小，逐漸轉(zhuǎn)為以側(cè)蝕作用為主?？臻g上河流的上游以下蝕作用為主，河流的下游以側(cè)蝕作用為主。下蝕作用與側(cè)蝕作用的關(guān)系時間上河流發(fā)育的早期以下蝕作用為主，隨著坡度減小，逐漸轉(zhuǎn)為以81河流的侵蝕、搬運和沉積作用

2.搬運作用：河水在流動過程中夾帶沿途沖刷侵蝕下來的物質(zhì)（泥沙、石塊等）離開原地的移動作用。影響因素：河水的流量、流速。物質(zhì)來源：谷坡洗刷、崩落、滑塌下來的產(chǎn)物和沖溝內(nèi)洪流沖刷出來的產(chǎn)物，河流侵蝕河床的產(chǎn)物。搬運形式：浮運、推移和溶運。河流的侵蝕、搬運和沉積作用2.搬運作用：河水在流動過程中82河流的侵蝕、搬運和沉積作用

3.沉積作用：

河流在運動過程中，能量不斷受到損失，當(dāng)河水夾帶的泥沙、礫石等搬運物質(zhì)超過了河水的搬運能力時，被搬運的物質(zhì)便在重力作用下逐漸沉積下來，形成河流沖積層。河流的沉積特性：具有明顯的分選性。

河流的侵蝕、搬運和沉積作用3.沉積作用：河流在運動過程83

河流沉積作用的主要方式是機(jī)械沉積作用。引起河流機(jī)械沉積作用主要原因是河水流速的降低，導(dǎo)致機(jī)械動能的減小，使河流的搬運能力降低而發(fā)生沉積。根據(jù)沉積的部位分為：山口沉積作用谷底沉積作用河口沉積作用河流的沉積作用及沉積物河流沉積作用的主要方式是機(jī)械沉積作用。引起河流機(jī)械沉84河流的沉積物山口沉積作用來自山區(qū)的河流，攜帶著大量機(jī)械搬運物到山口開闊的平地上，由于河床坡降明顯減小，水流又無地形約束而散開，河水動力突然大大減小，機(jī)械搬運能力迅速降低，搬運物就會山口沉積下來。山口沉積物常形成扇狀地貌：沖積扇。谷底沉積作用谷底包括兩部分。一部分是被河水所覆蓋的河床，在河床上產(chǎn)生的沉積作用稱河床沉積；另一部分是平水位時谷底未被河水所淹沒的平坦地形——河漫灘。河口沉積作用河口是河流最主要的沉積場所。當(dāng)河流入湖泊、海洋時受湖水或海水的頂托，流速迅速減小，使河水搬運能力減弱甚至消失，大量機(jī)械搬運物質(zhì)在河口沉積下來。另一方面由于湖水、海水中富含有電解質(zhì)，當(dāng)河流中以膠體搬運的溶運物與湖水、海水相混合后，海水中的電解質(zhì)破壞了膠體的穩(wěn)定性，致使膠體凝聚，而沉積在河口。在河流流入湖泊或海洋的地方，河流沉積物常形成錐形的沉積地貌（其外形象三角形）稱為三角洲。河流的沉積物山口沉積作用來自山區(qū)的河流，攜帶著大量機(jī)械搬運物85河流的沉積物河漫灘沉積河流的沉積物河漫灘沉積86

1.以機(jī)械碎屑為主2.礫石的磨圓好3.發(fā)育二元結(jié)構(gòu)4.常發(fā)育層理5.沉積物分選性好6.從上游到下游沉積物逐漸變細(xì)上游下游河流沉積物（沖積物）的特征1.以機(jī)械碎屑為主2.礫石的磨圓好3.發(fā)育二元結(jié)構(gòu)4.常發(fā)871.3.2

沖積層

沖積物：河谷內(nèi)由河流的沉積作用所形成的堆積物。特性：良好的磨圓度和分選性。分相：河床相、河漫灘相、牛扼湖相、河口三角洲相。

1.3.2沖積層沖積物：河谷內(nèi)由河流的沉積作用所形成的881.3.3

河谷地貌

1.典型河谷地貌的形態(tài)要素：形態(tài)要素：谷底、谷坡、階地2.河谷分類：影響因素：受多種因素控制，包括和六個鐘地質(zhì)作用的強(qiáng)弱，地殼升降的幅度，組成河谷的巖石性質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造。形態(tài)：“V”形谷,“U”形谷。3.階地：按河谷發(fā)展階段分類：未形成河谷、河漫灘河谷、成形河谷。按河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系分類：背斜谷、向斜谷、單斜谷、斷層谷、橫谷、斜谷等成因：地殼構(gòu)造運動和河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下。類型：侵蝕階地、堆積階地、基座階地。1.3.3河谷地貌1.典型河谷地貌的形態(tài)要素：形態(tài)要素：89

河谷階地的形成過程：地殼相對穩(wěn)定，下蝕作用逐漸減弱，側(cè)蝕作用增強(qiáng)，發(fā)育較寬的河漫灘，形成寬闊的谷底。地殼上升，河流縱比降增加，下蝕作用增強(qiáng)，河床下降，原來寬闊的谷底相對升高，最終高于一般洪水期水面，從而在河谷兩側(cè)形成平坦的臺地。

階地谷坡上的階梯狀平臺。1.3.3

河谷地貌河流侵蝕作用與地殼運動的關(guān)系

——河谷階地的形成過程河谷階地的形成過程：地殼相對穩(wěn)定，下蝕作用逐90一級階地二級階地四級階地五級階地三級階地一級階地二級階地四級階地五級階地三級階地91

成因：地殼震蕩式間歇性上升運動；年代：位置越高，級次越大，年齡越老；類型：侵蝕階地，基座階地，堆積階地；與公路的關(guān)系：一方面，可以緩和山谷坡腳地形的平面曲折和縱向起伏，有利于路線平縱面設(shè)計和減少工程量；另一方面，又不易遭受山坡變形和洪水淹沒的威脅，容易保證路基穩(wěn)定。在公路的高程能夠滿足的條件下，一般選擇一級和二級階地通過。階地特征成因：地殼震蕩式間歇性上升運動；階地特征921.4河流地質(zhì)作用與道路工程

（一）沿河路基水毀成因及防治：

（二）橋梁水毀成因及防治：1.4河流地質(zhì)作用與道路工程（一）沿河路基水毀成因及93王橫線絳縣路基、路面、擋墻沖毀路段

王橫線絳縣路基、路面、擋墻沖毀路段94王橫線垣曲境內(nèi)路基、路面、擋墻沖毀路段

王橫線垣曲境內(nèi)路基、路面、擋墻沖毀路段95301省道鄖(西)漫(川)公路路基被洪水沖刷一空，路面塌陷，交通中斷

301省道鄖(西)漫(川)公路路基被洪水沖刷一空，路面塌陷，96咆哮的洪水切斷了公路，阻斷了交通

咆哮的洪水切斷了公路，阻斷了交通97洪水過后，路基蕩然無存

洪水過后，路基蕩然無存98公路水毀原因分析

影響因素-------水水的來源：一、雨雪直接落至路面的大氣降水二、貫穿路基的溝、溪、河流水。地下水主要來源于上層滯水、潛水、承壓水破壞公路的方式：暴雨徑流直接沖毀路肩、邊坡和路基；積水的滲透和毛細(xì)水的上升可導(dǎo)致路基濕軟，強(qiáng)度降低，重者會引起路基凍脹、翻漿或邊坡塌方，甚至整個路基沿傾斜基底滑動；進(jìn)人結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水分可以浸濕無機(jī)結(jié)合料處治的粒料層，導(dǎo)致基層強(qiáng)度下降使瀝公路水毀原因分析影響因素-------水99

面層出現(xiàn)剝落和松散；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫中滲入的水分聚集在路面結(jié)構(gòu)中，在重載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生很大的動水壓力，導(dǎo)致接縫附近的細(xì)顆粒集料軟化，形成唧泥，產(chǎn)生錯臺、斷裂等病害?？傊?，水的作用加劇了路基路面結(jié)構(gòu)的損壞履路面使用性能變壞，縮短了路面的使用壽命。面層出現(xiàn)剝落和松散；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫100

(一)沿河路基水毀

(1)路線與河道并行，一面傍山，一面臨河，許多路基是半挖半填或全部為填方筑成。路基邊坡多數(shù)未做防沖剛加固措施，路基因洪水頂沖與淘剮發(fā)生坍塌破壞，出現(xiàn)許多缺口和坍塌半個以上路基。(2)路基防護(hù)構(gòu)造物因基礎(chǔ)處理不當(dāng)或埋置深度不足而破壞，引起路基水毀。(3)半填半挖路基地面排水不良，路面、邊溝嚴(yán)重滲水，路基下邊坡坡面滲流、普遍出露、局部管涌引起路基坍垮。(4)洪水位驟降，在路基半坡內(nèi)形成自路基向河道的反向滲流，產(chǎn)生滲透壓力和孔隙壓力，造成邊坡失穩(wěn)。(5)不良地質(zhì)、地形路段，山體滑坡或路基滑移。(一)沿河路基水毀(1)路線與河道并行，一面傍山，一面臨101

(6)道路防洪標(biāo)準(zhǔn)低，路面設(shè)計洪水位標(biāo)高不夠或涵洞孔徑偏小，道路排水系統(tǒng)不完善，造成洪水漫溢路面、水洗路面甚至沖毀路基。(7)原有道路施工質(zhì)量不佳，擋墻砌筑砂漿強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求，砂漿砌筑不飽滿，石料偏小，砌體整體強(qiáng)度不夠。

(8)原有路基邊坡坡度太陡，沒有達(dá)到設(shè)計要求。(9)較陡的山坡填筑路基，原地面未清除雜草或挖人工臺階，坡腳未進(jìn)行必要支撐，填方在自重或荷載作用下，路基整體或局部下滑。(10)填方填料不佳，壓實不夠，在水滲入后，堆密度增大，抗剪強(qiáng)度降低，造成路基失穩(wěn)。(11)植被破壞，水土流失，在強(qiáng)降雨形成的地面徑流沖擊下，造成邊坡坍方。(12)道路養(yǎng)護(hù)工作跟不上，涵洞淤塞導(dǎo)致排水不暢，造成水洗路面甚至沖毀路基。(6)道路防洪標(biāo)準(zhǔn)低，路面設(shè)計洪水位標(biāo)高不夠或涵洞孔徑偏小102防治沿河路基水毀的措施

(1)種草防護(hù)適用于土質(zhì)路堤、路塹有利于草類生長的邊坡，它可以防止雨水沖刷坡面。但經(jīng)常浸水或長期浸水的路堤邊坡，種草不易生長，故不宜采用此法防護(hù)。(2)草皮的作用與種草相同，當(dāng)河床比較寬闊，鋪設(shè)處只容許季節(jié)性浸水，流速小于1．8m/s，水流方向與路線近于平行的條件下可以使用（3）植樹一般是在路基斜坡上和沿河路堤之外漫水河灘上種植，直接加固路基和河岸，并使水流速度降低，防止和減少水流對路基或河岸的沖刷。防治沿河路基水毀的措施(1)種草防護(hù)適用于土質(zhì)路堤、路塹有103

(4)砌石防護(hù)分為干砌和漿砌兩種。干砌片石用以防護(hù)邊坡免受大氣降水和地面徑流的侵害，以及保護(hù)浸水路堤邊坡免受水流沖刷作用，一般有單層鋪砌、雙層鋪砌。在片石下面應(yīng)設(shè)置墊層，它主要起整平的作用，并可防止水流將干砌片石下面邊坡上的細(xì)顆粒土壤攜帶出來沖走，還能使防護(hù)的坡面具有一定彈性，從而增加對波浪、流冰及漂浮物沖擊的抵抗力，使之不易破壞。干砌片石所用的石料，應(yīng)是堅硬的、耐凍的和未風(fēng)化的石塊，為防水浸水及提高整體強(qiáng)度，可用水泥砂漿勾縫。當(dāng)水流流速較大(如4—5m/s)，波浪作用較強(qiáng)，以及可能有流冰、流木等沖擊作用時，宜采用漿砌片石護(hù)坡，必要時，可