自然地質作用和工程地質作用，自然營力所引起的地殼物質組成及其內部構造或地表形態上的變化和發展的作用，稱為自然地質作用，如山崩、地裂、岩溶、湖泊退化等地貌改觀。
基本介紹
- 中文名：自然地質作用和工程地質作用
- 所屬學科：地質學
這種作用在地質、地形、地貌和場地地基上所表現的各種形式，稱為動力地質現象。由於人類工程活動所引起的地殼表層形態或特徵上的變動，稱為工程地質作用。如過量開採地下水或油、氣而造成大面積的地面沉降，或因人工邊坡設計或整治不當而導致滑移等。自然地質作用的歷史漫長，影響範圍較大。人類工程活動規模和影響範圍一般較小，但往往是突然發生的。並能造成一個局部地區自然環境極為顯著的變化。尤其當人類工程活動未能正確地反映客觀規律時，會觸發不良工程地質作用的突然發生和發展，給工程建設帶來極其嚴重的危害。岩土滑移 包括崩塌、錯落、滑坡、岩層蠕動、坍塌等現象（見岩土滑移）。地震 地殼的一種快速顫動。按其成因分為：由地殼運動引起的構造地震；由火山活動引起的火山地震；由塌陷和山崩引起的陷落地震；以及由人工爆破、水庫蓄水和深井注水等引起的人工誘發地震。構造地震按其能量集中釋放的深度──震源深度，分為深源地震（震源深度大於300公里），中源地震(震源深度300～60公里)；淺源地震（震源深度小於60公里）。淺源構造地震由於接近地表，容易造成震害。構造地震是規模最大，數量最多的一種地震，約占地震總數的90％，其特點是在地震活動帶上頻繁發生，延續時間長，波及範圍廣，破壞性強，造成的災害也大。火山地震僅限於火山活動地區，波及範圍不大，約占地震總數的7％。陷落地震多發生在可溶岩地區，影響範圍更小，約占地震總數的3％。強烈地震能導致強烈的地面變形與位移，如大面積的鬆散飽和土層的液化、震陷、滑移，造成地基失效，從而使各種建築物、道路、橋樑及農田水利設施等遭受嚴重破壞（見地震災害、地震工程地質勘察）。土石流 在山區，暴雨或大量積雪突然融化，夾帶大量泥沙、岩屑和岩塊，形成一股暫時洪流，順溝而下，其勢兇猛，具有巨大的破壞力。土石流的固相物質含量有時超過水量。裹攜物質以泥土為主的稱為泥流，以岩石碎塊、岩屑為主的稱結構性土石流或簡稱石流。土石流是突然暴發，沿著狹窄的、坡度很大的溝谷，以極快的速度流動、衝出山口。這種具有強大動能的洪流能摧毀橋樑和各種地面工程建築，掩埋田舍，給山前的一切設施以巨大的威脅。中國西藏東南部章龍弄巴溝，約在1900年暴發過一次巨大的土石流，裹攜著大量的巨礫衝出山口，洪峰的主流衝過了60～80米寬的貢藏布江，沖向對岸山林達300米，巨礫、岩屑、泥砂堆成了60～80米高的天然大堤，截斷河道，形成一個長22公里的山谷湖泊。中國許多山區都發生過不同程度的土石流，但是西北、西南山區較為普遍，甘肅、新疆、西藏境內發生的土石流強度較大。其成因多半是自然因素形成的，也有因人類濫伐森林，使生態平衡失調形成。這類地區由於氣候乾旱，植被稀少，風化嚴重，溝谷常堆積較大厚度的崩落體和片石流。這類山區年降雨量少，但非常集中，在短暫的時間內形成暴雨，或迅速融化的大量積雪，匯成猛烈的洪流，把匯水區內堆積的巨厚鬆散堆積物裹攜，涌泄沖向下游。岩溶和土洞 岩溶也稱喀斯特(karst)，是指以碳酸鹽為主的可溶性岩石（石灰岩、白雲岩、石膏、岩鹽）地區，由於地表徑流和地下水流對岩石的溶蝕作用和機械破壞作用，在岩體中形成洞穴，或在岩層的表面形成奇峰異石等獨特的地貌景觀。南斯拉夫的喀斯特高原是典型地區，並因此得名“喀斯特”。中國從1966年開始改稱為岩溶。典型的分布區有廣西桂林、陽朔、柳州以及雲南東部、貴州的大部分地區。岩溶的發育不僅破壞了岩體的整體性，降低了強度，而且也造成了地下水的富集地區。不利於地面和地下工程的興建，但往往為地下水開發利用和旅遊提供了條件。岩溶在地表、地下有各種形態，按其形成規模和形狀主要有以下各類：①溶溝、溶槽、石芽。地表水沿可溶性岩層表面或裂隙流動，對岩石溶解和機械沖刷，使岩層表面形成一些大小不同的溝槽，分別稱為溶溝、溶槽。後期殘留的錐狀體稱石芽；林立的石芽稱為石林。②落水洞、豎井。地表水沿可溶性岩體向下滲漏的洞穴稱為落水洞，而沿裂隙溶蝕，擴大成通向岩體內部溶洞或地下河的豎直通道，稱為豎井。③溶洞、暗河。地下水在沿可溶岩裂隙流動過程中，不斷地溶解岩石並攜走溶解物質使裂隙擴大，在兼有沖蝕和塌陷的作用下，形成地下洞穴，稱為溶洞。貫穿溶洞的通道具有經常性水流者，稱為暗河。溶洞大小相差懸殊，形狀千變萬化。含碳酸鈣的水從溶洞頂滴落，在洞內沉澱，久之，在洞底自下而上形成狀如竹筍突起物，稱為石筍。自洞頂向下形成長條狀懸掛物稱為石鐘乳。石鐘乳與石筍連線，稱為石柱。④岩溶漏斗。可溶岩被地下水溶蝕而成的低洼地形並伴隨溶洞塌陷所形成的倒圓錐形漏斗狀，稱為岩溶漏斗。⑤溶蝕盆地。漏斗、溶蝕窪地逐漸增多擴大成片，形成高陡的石灰岩懸崖與周圍相隔的低洼盆地，稱為溶蝕盆地。⑥土洞。指埋藏在可溶性岩層地區的上覆土層內的空洞。它是因地下水或地表水流入地下，將土體內顆粒間的可溶成分溶解和攜走細小顆粒，把土體掏成洞穴。當這種潛蝕作用繼續到一定程度，或因抽水而使洞穴中水位下降時，上部土層發生塌陷，破壞地表原有形態，並危及建築物的安全。在岩溶地區雖有奇特的地貌景觀可供遊覽觀賞，但岩溶與土洞作用的結果，可產生一系列對工程很不利的地質問題。如岩土體中空洞的形成、岩土結構的破壞和變化、地表突然塌陷、地下水的循環和動態的變化等。一般情況下對岩溶地基的處理措施有挖填、跨蓋、灌注、疏導等，需視工程特點和具體的場地地基條件而定。此外，對埋藏在現代侵蝕基準面上各種不同高程的天然溶洞的利用，在經濟上也很有意義。天然溶洞比較分散和隱蔽，在防空和防爆方面有特殊的天然條件，因而可以用作地下工廠、地下倉庫等，但需對天然溶洞的穩定性作充分研究，認真解決天然溶洞內的地下水，並注意評定洞底堆積物是否宜作建築物的基地。沼澤 由湖泊退化或大片窪地長期積水而成。其中水草茂盛，大量有機質聚集其中，久之則形成沼澤。於濱海瀉湖群地區，河流牛軛湖地區、地面低洼地下水位很淺的地區、山前地下水排泄不暢地區，均可形成沼澤。沼澤地中因大量的植物殘骸年復一年的堆積，可生成泥炭。泥炭因吸水量極高，乾燥後體積收縮率極大，且在飽和時不易排水，因而不能作天然地基。區域性地面沉降 過量抽取地下水或油氣而產生的地面下沉。它是由於地下流體大量缺失，導致土層中的流動條件改變和土層本身的固結，造成在地面上產生下陷的現象。如美國加利福尼亞州聖華金流域，墨西哥的墨西哥城，日本東京，中國上海均存在因過量抽取地下水而產生的地面沉降現象。再如美國長灘市的地面沉降是採油造成的。這類現象均發生在未固結或欠固結的沉積層地區。地面沉降的形成與發展，嚴重影響城市及建築物的安全，成為環境工程地質方面的公害問題。由於地面沉降的繼續和發展，建築物地基產生不穩定問題，並且使地區低于海平面或受海水侵襲或長期積水，威脅人民的正常活動。為此，為了加固地基，需修築海堤等各類設施。地下采空 由於採礦和地下工程開挖坑道，造成坑道或採空區周圍岩土鬆動。嚴重的可能波及地表產生裂縫及下陷。崩落帶以上的岩層，由於應力解除而發生岩層的彎曲變形或裂縫。如果礦層埋藏淺，在地表形成陷坑；如礦層埋藏深，可能在地表形成窪陷。採空區一般是不宜進行建築的地區。對於輕型單層平房建築，亦需採取結構加強措施，方可考慮建築的可能性。（見彩圖）
