洪流的冲刷作用及洪积层在《工程地质》中的研究

洪流沿沟谷流动时，由于集中了大量的水，沟底坡度大、流速快，因而拥有巨大的动能，对沟谷的岩石有很大的破坏力。河流以其自身的水力和携带的沙石，对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀，这个过程称为洪流的冲刷作用。由冲刷作用形成的沟底狭窄、两臂陡峭的沟谷叫冲沟。冲沟的发展大致可以分为以下 4个阶段（见图 3.4）。

图3.4　冲沟的形成和发展

冲槽阶段 坡面径流局部扩流于凹坡，开始沿凹坡发生集中冲刷，形成不深的冲沟。沟床的纵剖面与斜坡剖面基本一致［见图 3.5（a）］。在此阶段，只要填平沟槽，调节坡面流水不再汇注，种植草皮保护坡面，即可使冲沟不再发展。

下切阶段 由于冲沟不断发展，沟槽汇水增大、沟头下切、沟壁坍塌，使冲沟不断向上延伸和逐渐加宽。此时的沟床纵剖面与斜坡已不一致，出现悬沟陡坎［见图 3.5（b）］。在沟口平缓地带开始有洪积物堆积。在此阶段，如果能够采取积极的工程防护措施。如加固沟头、铺砌沟底、设置跌水和加固沟壁等，可防止冲沟进一步发展。

平衡阶段 悬沟陡坎已经消失，沟床已下切拓宽，形成凹形平缓的平衡剖面图，冲刷逐渐减弱，沟底开始有洪积物堆积［见图3.5（c）］，在此阶段，应注意冲沟发生侧蚀和加固沟壁。

图3.5　冲沟发展阶段剖面示意图

休止阶段 沟头溯源侵蚀结束，沟床下切基本停止，沟底有洪积物堆积。(www.xing528.com)

冲沟发展的上述阶段，是指在厚层均质土层，如黄土层中冲沟发展的一般情况。发育在非均质土层，或残积、坡积、洪积等第四纪松散堆积层中的冲沟，其发展情况除受堆积物的性质、结构和厚度等因素的影响外，还受下伏地面的岩性、产状条件的影响，不一定能划分出上述4个阶段，也不一定会形成平衡剖面。因此，在实践中分析冲沟的发展情况，评价冲沟对建筑物可能产生的影响时，应结合冲沟地质情况和所处的自然地理条件，做具体分析。

洪积层是由山洪急流搬运的碎屑物质组成的。当山洪夹带大量的泥沙石块流出沟口后，由于沟床纵坡变缓，地形开阔，水流分散，流速降低，搬运能力骤然减小，所夹带的石块、岩屑、沙砾等粗大碎屑先在沟口堆积下来，较细的泥沙继续随水搬运，多堆积在沟口外围一带。由于山洪急流的长期作用，在沟口一带就形成了扇形展布的堆积体，在地貌上称为洪积扇（见图 3.6）。其特点是：

图3.6　洪积扇剖面图

（1）分布：洪积层多位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处。

（2）物质成分：洪积层成分复杂，与沟谷上游汇水区内的岩石成分有关。

（3）构造和厚度特征：洪积物常具有较明显的层理以及夹层、透镜体等，其厚度从内向外逐渐变薄。

（4）工程地质特征：洪积扇一般可分为上中下三部分，它们具有不同的工程地质特征。上部以砾石、卵石为主要成分，强度高、压缩性小，是建筑物较良好的地基，但其孔隙度大、透水性强；中部以沙土为主，下部以黏性土为主，一般也是较好的地基，但在沙土向黏性土过渡地带及黏性土分布地带，常有泉水出露，形成沼泽。洪积层处特别是还在发展的洪积层需要注意的地质灾害主要是泥石流。