第三章-风化作用与坡地重力地貌2

第二节坡地重力地貌（块体运动）坡地：坡度大于2度的地面块体：斜坡上的岩体和松散土体块体运动：岩体和土体在重力作用下沿坡向下运动的过程坡地重力地貌：块体运动所导致的一系列独特的地貌。基本概念：类型：坡地的分类依据形态，成因，结构，稳定性块体运动类型崩落、滑落、流动和蠕动第二节坡地重力地貌根据坡度：极陡坡35°陡坡15°-35°（35°是坡地上松散物质的休止角）缓坡5°-15°（15°以下的坡地坡面侵蚀减弱）极缓坡2°-5°（5°以下的坡地坡面侵蚀极弱）根据坡长：长坡500米中坡50－500米短坡50米大于根据坡形（坡面的几何形态）：直线坡凸形坡凹形坡复合坡1、形态类型（坡度、坡长、坡形）一、坡地类型第二节坡地重力地貌休止角松散土体颗粒内摩擦角第二节坡地重力地貌内力成因坡：坡地主要由地壳的构造运动，岩浆作用和地震活动造成，如断层坡，火山坡，地震坡等。外力成因坡：由外力作用为主形成的坡地。根据外力过程类型：流水作用的坡湖水作用的坡波浪作用的坡冰川作用的坡风沙作用的坡寒冻作用的坡2.坡地成因类型第二节坡地重力地貌基岩坡碎屑坡土坡3、坡地结构类型：根据组成坡地的物质类型4、坡地工程类型：根据坡地的工程稳定性稳定坡不稳定坡稳定系数K＝抗滑坡度/下滑力，理论上K1坡地稳定，K1坡地不稳定。但为了工程的安全，对一般的工程来说：确定K≥2-3为稳定坡。第二节坡地重力地貌二、斜坡重力作用及其类型1.斜坡快体运动，不稳定，极限稳定，稳定接触面积粘结力；下滑力抗滑力111Asin)cos()()(kkkCWACtgWTACtgNTKTτWNθα下滑力大临界稳定下滑力小第二节坡地重力地貌抗滑力与下滑力比值块体运动的主要形式：坡面上的松散土粒和岩屑的移动坡地表层一定软弱面上的土体、岩体的移动2.斜坡快体运动类型根据运动性质和物质可分为：崩落Fall滑落Slide流动Flow蠕动Creep第二节坡地重力地貌三、块体运动与重力地貌崩落崩塌撒落滑坡泥石流蠕动第二节坡地重力地貌（一）崩塌1.崩落（devolution，avalanche）斜坡上的岩土块体在重力作用下突然快速下移（崩落、滚落、撒落和倾倒）称为崩塌。发生在山地的大规模崩塌称山崩，在岸坡称塌岸，在土石体中称坍方，碎屑连续崩落称为撒落（散落），在冰雪中则称冰崩和雪崩。第二节坡地重力地貌多发生在45°以上的陡坡上；运动速度快，一般为5～200m/s，有时达到自由落体速度体积变化大,小于1m3～n×108m3；块体（崩积物）经过崩塌后已不具备后来岩体或土地的任何结构；运动块体没有固定的滑动面。崩塌崖壁（崩塌陡坎Escarpments，剥蚀坡Scar）岩堆[又称倒石堆]Talus2.地貌显示：崩塌陡坎Scar：崩塌在徒坡上形成的剥蚀地貌(新的基岩陡坡壁)倒石堆Talus：坡下为崩塌堆积地貌倒石堆。第二节坡地重力地貌倒石堆特征：坡面坡度一般较大，取决于碎屑物质的颗粒大小和休止角。倒石堆的组成物质岩性继承坡地岩性。组成物质一般分选性极差，层序不明显，但因重力分选作用，堆顶物质较细，底部边缘物质较粗。第二节坡地重力地貌3.崩落的形成条件（发生原因）：地貌条件：一般仅能发生在陡峻且较高的坡地坡度：松散物质组成的坡坡度要大于碎屑的休止角一般45°。黄土状物质50°；石坡：50～60°松散物质25m小型崩塌25－45m中型崩塌45m大型崩塌坚硬岩石坡50m大型崩塌地质条件：岩石构造和岩性是发生崩塌的直接因素气候条件：与强烈的物理风化紧密相关的在干燥、温差大的地区易发生崩塌在融冻过程非常强的季节和地区其他：地震、人工爆破、开挖边坡、陡坡开垦等第二节坡地重力地貌坡高3.错落岩体沿陡坡、陡崖上平行发育的一些近于垂直（45～70°）的破裂面（断裂、节理密集带和交叉带）发生整体下坐位移，其垂直位移大于水平位移。移动岩体基本上保持原岩结构和产状。特点：整体下坐位移，垂直位移大于水平位移，无破碎和翻滚。第二节坡地重力地貌由岩石、土体或碎屑堆积物构成的山坡体在重力作用下沿软弱面发生整体下滑的现象。滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。1.定义：（二）滑落及滑坡地貌第二节坡地重力地貌根据滑坡的物质黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基岩滑坡。根据剪切面（滑动面）形态旋转滑坡（下凹的）和直移滑坡（直线）根据滑坡和岩层产状、岩性和构造等顺层面滑坡、构造面滑坡和不整合面滑坡等。根据滑坡体的厚度浅层滑坡(数米)、中层滑坡(数米到20米)和深层滑坡(数十米以上)。根据滑坡的触发原因人工切坡滑坡、冲刷滑坡、超载滑坡、饱和水滑坡、潜蚀滑坡和地震滑坡等2.滑坡类型第二节坡地重力地貌第二节坡地重力地貌黄土滑坡粘土滑坡第二节坡地重力地貌直移滑坡旋转滑坡旋转滑坡第二节坡地重力地貌滑坡形态结构示意图第二节坡地重力地貌滑坡鼓丘放射状裂缝拉张裂缝拉张裂缝3.滑坡要素及形态逆向坡醉树滑坡洼地滑坡湖3.滑坡要素及形态滑坡体一指滑坡的整个滑动部分，简称滑体；滑坡壁一指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后，暴露在外面的形似壁状的分界面；滑动面一指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面；滑动带一指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带；滑坡床一指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体床；滑坡舌一指滑坡前缘形如舌状的凸出部分；滑坡台阶一指滑坡体滑动时，由于各种岩、土体滑动速度差异，在滑坡体表面形成台阶状的错落台阶；滑坡周界一指滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上的分界线；滑坡洼地—指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开，形成的沟槽或中间低四周高的封闭洼地；滑坡鼓丘一指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘；滑坡裂缝一指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。第二节坡地重力地貌滑坡裂缝（环状）拉张裂缝，由滑坡体向下滑动时产生的拉力造成的，属拉张裂缝。剪切裂缝，因滑动土体与相邻不动土体之间相对位移产生剪切力造成。扇形（放射状）张裂缝，在滑坡体最前缘，因滑坡舌向两侧扩散而形成扇形或放射状张裂缝。鼓张裂缝，分布在滑体的下部，因滑体下滑受阻，使土体隆起形成的张开裂缝。第二节坡地重力地貌滑坡裂缝第二节坡地重力地貌滑坡体测量1.滑坡斜长；2.滑坡的水平长度；3.滑坡的最大宽度；4.滑坡的平均宽度；5.滑坡的真厚度；6.滑坡的垂直厚度；7.滑坡的平均厚度第二节坡地重力地貌滑坡堆积物滑坡堆积物是指经过变动的岩体或土体，保持结构或原结构已遭破坏。黄土滑坡保持结构；碎屑滑坡堆积物无层次无结构。4.滑坡的形成条件及触发因素岩性条件地质构造斜坡地貌条件水文地质条件4.1形成条件4.2触发因素斜坡形态的改变大气降水与地下水的变化震动第二节坡地重力地貌岩性条件（斜坡的物质组成）岩土体是产生滑坡的物质基础。结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩、土。如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。地质构造条件组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时，最易发生滑坡。4.1形成条件第二节坡地重力地貌地貌条件（斜坡地貌）一切具有效临空面的天然和人工斜坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度10~45度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。水文地质条件：地下水活动，在滑坡形成中起着主要作用。主要表现在：软化岩、土，降低岩、土体的强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。第二节坡地重力地貌滑坡前岩性对滑坡的影响第二节坡地重力地貌滑坡后岩性对滑坡的影响第二节坡地重力地貌第二节坡地重力地貌滑坡滑动面与地质构造关系（a）含水底板；（b）粘土层；（c）断裂和节理面；（d）不整合面；（e）风化裂隙与节理；（f）黄土节理；（g）残、坡积层底部第二节坡地重力地貌斜坡形态的改变山区斜坡常常因河流凹岸侧蚀和人工开挖坡脚，造成高陡的边坡而发生滑坡，或是在坡顶堆积弃土加重岩(士)体负荷，或建造工程建筑物。这些不但改变了斜坡的外形，也加大了承载，使基部的土体加大下滑力，可能发生滑坡。大气降水和地下水变化大雨、暴雨以及相随的大量地下水活动，使土体容量骤增，加大滑动力，减小抗滑力导致滑坡发生。山区河流水位具有很大变幅，高水位时滑带浸水范围扩大，增加土体容重，降低抗滑强度。4.2触发因素地震地震引起土体内部结构变化，震动使老滑动面松动，使土层液化，这些都能诱发滑坡发生和老滑坡再活动。强烈地震医和震中区诱发滑坡密度最大，其灾害性有时超过地震本身，故滑坡(还有崩塌)是地震致灾的重要过程。第二节坡地重力地貌蠕动变形阶段，在斜坡内部某一部分因抗剪强度小于剪切力而首先变形，产生微小的滑动。这一阶段长的可达数年，短的仅数月或几天。剧烈滑动阶段，在这一阶段中滑动面业已形成，岩体完全破裂，处于极限平衡状态。渐趋稳定阶段，经剧烈滑动之后，滑坡体变形重心降低，趋向停止。5.滑坡的发展阶段第二节坡地重力地貌引自百度图片1.定义：“泥石流是山区介于挟沙水流与滑坡之间的岩石、土（泛指固体松散物质）、水、气混合流。”不包括挟沙流与滑坡在内。发生在山区，具有固体的结构性与水体的流动性。（三）泥石流及其形成的地貌第二节坡地重力地貌固体松散物质储备丰富——物资基础可从高强度降水或冰雪融水获得充足的水源供给——润滑作用斜坡坡度和沟谷纵比降均较大——快速形成并迅猛下泻2.形成条件：第二节坡地重力地貌泥石流固体物质补给源：（1）构造破碎带为泥石流提供大量的碎屑物质来源；（2）岩石风化形成的大量碎屑物质；（3）高山地区的厚层冰碛物；（4）强烈地震造成山崩滑坡，使土石体汇集于山谷，导致泥石流形成泥石流水体补给源：（1）集中降雨（2）快速冰雪融化（3）冰湖溃决等1972年7月27日夜，北京市怀柔县山区发生一次泥石流就和集中降雨有关，泥石流发生区从26日20点开始降雨，27日夜最大降雨强度达114mm/h，随后立即发生泥石流。快速冰雪融化与气温有密切关系，快速冰雪融化是现代冰川和季节积雪地区形成泥石流的主要来源，西藏地区的高山积雪，每当夏季气温骤增，冰川和积雪大量消融，冰层年最大消融深度可达3m，常引起泥石流的暴发。第二节坡地重力地貌（1）按泥石流物质结构和流态特点稀性泥石流粘性泥石流（2）按激发因素冰川泥石流、地震泥石流、暴雨泥石流（3）按物质组成的差别泥石流、泥流、土石流3.类型：第二节坡地重力地貌粘性泥石流与稀性泥石流粘性泥石流稀性泥石流固体物质含量体积40%体积15％－40％比重1.5T/m3重量1.5T/m3搬运介质泥浆水运动特征固液相物质移动速度相同很多的龙头，阵流性的堆积形成泥石流扇，表面起伏不平液态物质相对固态物质快，无明显的龙头，一次性的，堆积物处于粘性泥石流堆积与洪积扇之间第二节坡地重力地貌第二节坡地重力地貌泥流mudflow第二节坡地重力地貌第二节坡地重力地貌（1）源头和上游侵蚀为主，沟谷快速被蚀深、展宽，沟槽顺直，横剖面多呈宽陡的槽形。（2）中游大多表现为峡谷4.地貌类型及特点源头、上游，中游，下游若峡谷段岩性较单一沟床顺直，谷壁陡而光滑，表面可见泥石流磨蚀或撞击产生的痕迹及泥石流最高泛滥线留下的泥痕若沟谷地段岩性不一形成沟谷形态宽窄不一，常出现多级跌水，在束窄段落或弯道的谷壁上，一般残留少量的泥石流物质第二节坡地重力地貌（3）下游：以堆积作用为主粘性泥石流形态：平行于主流方向的砾石垄岗两侧边坡与前缘较陡，整体呈舌状；物质：大石块多集中分布于堆积体的顶部，两侧和前缘堆积体分选性差砾石表面常见大面粗糙的斑状或纺锤状擦痕，沉积物中还发现泥球，碎屑球和泥包砾等。稀性泥石流形态：呈扇状，扇面倾斜度较小物质