风的地质作用有破坏、搬运和沉积。
(1)风的破坏作用
风力破坏岩石的方式有下列两种:
1)吹扬作用
风将岩石表面风化后所产生的细小尘土、沙粒等碎屑物质吹走,使岩石的新鲜面暴露,岩石又继续遭受风化。
2)磨蚀作用
风所夹带的沙、砾石,在移动的途中对阻碍物进行撞击摩擦,使其磨损式破坏。风的磨蚀作用可形成“石烂牙”和“石蘑菇”等奇特的地形。
(2)搬运作用
风能将碎屑物质搬运到别处,搬运的物质有明显的分选作用,即粗碎屑搬运的距离较近,碎屑越细,搬运就越远。在搬运途中,碎屑颗粒因相互间的摩擦碰撞,逐渐磨圆变小。
风的搬运与流水的搬运是不同的,风可向更高的地点搬运,而流水只能向低洼的地方搬运。
(3)沉积作用
风所搬运的物质,因风力减弱或途中遇到障碍物时,便沉积下来形成风积土。(www.daowen.com)
风力沉积时,是依照搬运的颗粒大小顺序沉积下来的。在同一地点沉积的物质,颗粒大小很相近,在水平方向上有着十分完善的分选特征。
在干燥的气候条件下,岩石的风化碎屑物质被风吹起,搬运到一定距离堆积而成风积土。风积土主要有两种类型,即风成沙和风成黄土。
1)风成沙
在干旱地区,风力将沙粒吹起。其中包括粗、中、细粒的沙,吹过一定距离后,风力减弱,飞飓的沙粒坠落堆积而成风成沙,一般统称为沙漠。应当指出,沙漠不完全是风的沉积作用而形成的,但大部分沙漠都与风的作用有关。
风成沙常由细粒或中粒沙组成,矿物成分主要为石英及长石,颗粒浑圆。风成沙多比较疏松,当受震动时,能发生很大的沉降,因此,作为建筑物地基时必须事先进行处理。沙在风的作用下,可以逐渐堆积成大的沙堆,称为沙丘(sand dune)。沙丘的向风面平缓,背风面陡。沙丘有不同的形状,如外形成弯月状的称为新月沙丘(barcan),如图3.32所示。
图3.32 新月沙丘的平面及剖面图
新月的弯角指向与风向一致。沙丘的高度可达几十米,它的位置是不固定的,在风的作用下经常移动,移动的速度因各地的风力不同而不等。
2)风成黄土
随风飘飓的微粒尘土,在干旱气候条件下,随着风的停息而沉积成的黄色粉土沉积物称风成黄土,或简称黄土(loess)。还有除风力以外而形成的黄土,称为次生黄土或黄土状土(loesslike soil)。黄土在我国分布较广,超过64 km2,一般分布在北纬30°~48°,而以34°~45°的黄河中游地区最为发育,遍及西北、华北各省区。
黄土无层次,质地疏松,雨水易于渗入地下,有垂直节理,常在沟谷两侧形成峭壁陡立,从河南灵宝一带至潼关,常见黄土峭壁屹立数十年而不倒;再加上黄土地区较干旱,当地居民常在土壁上开凿窑洞而居。
天然状态下的黄土,如未被水浸湿,其强度一般较高,压缩性也小,是建筑物的良好地基。但也有一些黄土,在自身重力或土层自重加建筑物荷载作用下,受水浸湿,将发生显著的沉降,称为湿陷性黄土;否则,称为非湿陷性黄土。非湿陷性黄土作为建筑物地基时可按一般黏性土地基进行设计和施工。湿陷性黄土受水浸湿后在土自重压力下发生湿陷的,称为自重湿陷性黄土(如兰州地区的黄土);受水浸湿后在土自重压力下不发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土(如西安地区大部分的黄土)。因此,当黄土作为建筑物地基时,为了恰当考虑湿陷对建筑物的影响,从而采取相应的措施,首先就要判别它是湿陷性的,还是非湿陷性的。如果是湿陷性的,还要进一步判别它是自重湿陷性的,还是非自重湿陷性的。在湿陷性黄土地区进行建筑时,必须注意防水措施。我国对黄土地基的研究和实践,取得了极其丰富的成果,现已制定出有关设计规范,并已颁布执行。
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