土体工程土的成因类型学案.doc

土的成因类型 土是组成地壳表层的主要物质，是在内外动力地质作用下处于岩石、土相互转变轮回中某一阶段的产物。 除了火山灰及部分人工填土外，土的组成物质主要来源于岩石的风化产物。岩石的风化产物，或者未经搬运残留在原地、或者经各种动力地质作用（如流水、重力、风力、冰川等）搬运后再在适宜的环境中沉积下来的松散堆积物，都属于土。 根据土的地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等，其中淤积土的成因包括湖泊堆积、沼泽堆积和一部分河谷冲积、三角洲冲积、滨海堆积等。 不同成因类型的土通常是各自相应沉积地貌的组成物质，但对于一定的区域范围，由于在漫长地质年代中的地质作用往往并不是单一的，不同成因的沉积物按时间顺序交替沉积，从而造成土的成因类型复杂化。通常工程所涉及到的土，主要有下列各种基本成因类型。 （1）残积土 残积土是岩石完全风化后残留在原地的土。 残积土在形成的初期，上部的颗粒较细、下部颗粒粗大，但由于后期雨水或雪水的淋滤作用，细小碎屑被带走，形成杂乱的堆积物。土颗粒的粗细取决于母岩的岩性，可以是粗大的岩块，也可能是细小的碎屑。由于未经过搬运，其颗粒具有明显的棱角状，无分选，无层理。残积土的物质成分与母岩的岩性密切相关。物理风化作用形成的残积土主要由母岩碎屑或矿物碎屑组成，化学风化作用形成的残积土除含母岩成分外，还含有一些次生矿物。如花岗岩残积土中，长石常分解成黏土矿物，石英常破碎成细砂；而石灰岩残积土则往往形成为红黏土。 残积土的厚度取决于它的残积条件：在山丘顶部常被侵蚀而厚度较小，山谷低洼处则厚度较大，山坡上往往是粗大的岩块。由于山区原始地形变化较大和岩石风化程度的差异，往往在很小的范围内，土的厚度变化很大。残积土具有较大的孔隙度，一般透水性较强，堆积在低洼地段的残积土常有上层滞水出现。 （2）坡积土 坡积土是山坡上方的风化碎屑物质在流水或重力作用下运移到斜坡下方或山麓处堆积形成的土。 坡积土的颗粒一般具有棱角，但由于经过一段距离的搬运，往往成为亚角形；由于未经过良好的分选作用，细小或粗大的碎块往往夹杂在一起。在重力和流水的作用下，比较粗大的颗粒一般堆积在紧靠斜坡的部位，而细小的颗粒则分布在离开斜坡稍远的地方。坡积土中一般见不到层理，但偶尔也有局部的不太清晰的层理。新近堆积的坡积土常具垂直的孔隙，结构比较疏松，一般具有较高的压缩性，在水中易崩解。坡积土的物质成分多种多样，与高处的岩性组成有直接关系。 坡积土的厚度变化较大，从几厘米到一二十米。在斜坡较陡的地段厚度较薄，在坡脚地段堆积较厚。一般当斜坡的坡度愈陡，坡脚处坡积土的范围愈大。坡积土中的地下水一般属于潜水，在坡积土堆积较复杂的地区，有时也形成上层滞水。 （3）洪积土 洪积土是山区高地上的碎屑物质由暂时性洪流携带至沟口或沟口外平缓地带堆积形成的土。 洪积土的颗粒具有一定的分选性：离山区或高地较近的地方，洪积土的颗粒粗大，碎块多呈亚角形；离山区或高地较远的地方，洪积土的颗粒逐渐变细，颗粒形状由亚角形逐渐变成亚圆形或圆形；在离山区或高地更远的地方，洪积土中则往往有淤泥等细颗粒土的分布。由于每次暂时性水流的搬运能力不等，在粗大颗粒的孔隙中往往填充了细小颗粒，而在细小颗粒层中有时会出现粗大的颗粒，粗细颗粒间没有明显的分界线。洪积土具有比较明显的层理，离山区或高地近的地方，层理紊乱，往往表现为交错层理；离山区或高地远的地方，层理逐渐清晰，一般表现为水平层理或湍流层的交错层理。 洪积土的厚度通常是离山区或高地近的地方厚度大、远的地方厚度小，在小范围内的厚度变化不大。洪积土中的地下水一般属于潜水，由山区或高地前缘向平原补给。近山区或高地前缘带的地势较高，潜水埋藏深；离山区或高地较远地带的地势较低，潜水埋藏浅； 局部低洼地段，潜水可能溢出地表。 （4）冲积土 冲积土是碎屑物质经河流搬运后在河谷地势较平缓地带或河口地带沉积形成的土。 冲积土根据其成因条件可分为山区河谷冲积土、平原河谷冲积土和三角洲冲积土。 1）山区河谷冲积土 主要由卵石、碎石等粗颗粒组成，分选性较差，颗粒大小不同的砾石相互混杂，组成水平排列的透镜体或不规则的夹层，厚度一般不大。通常，山区河谷冲积土颗粒粗大，但由于河流侧向侵蚀的结果也带来了大量的细小颗粒，特别是当河流两旁有许多冲沟支岔时，这些冲沟支岔所带来的细小颗粒往往和河流冲积的粗大颗粒交错堆积在一起。 2）平原河谷冲积土 河流上游的冲积土一般颗粒粗大，向下游逐渐变细。冲积层一般呈条带状，常具有水平层理，有时也呈流水层或湍流层的交错层理。在每一个小层中，土的成分比较均匀，具有极为良好的分选性。冲积土的颗粒形状一般为亚圆形或圆形，搬运的距离愈长，颗粒的浑圆度越好。平原河谷冲积土中的地下水一般为潜水，通常由高阶地补给低阶地，由河漫滩补给河水。 平原河