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1、第四章 重力地貌及堆积物,一、斜坡重力作用及其分类,1、斜坡的块体运动（1）斜坡的分类可按不同特征进行分类，如地貌位置、形态、物质成分、成因、岩石倾向与斜坡的关系等。基岩斜坡、碎屑坡；凹形坡、凸形坡；顺向坡、反向坡、切向坡；侵蚀坡、剥蚀坡、坡积坡和人工坡等等。,一、斜坡重力作用及其分类,（2）斜坡块体运动定义：斜坡上的岩体或松散的土体（统称块体）在重力作用下沿斜坡往下运动的过程称块体运动。块体运动是引起斜坡不稳定的主要原因。稳定性：K=，K1,块体稳定；K1,块体不稳定块体的稳定性取决于：坡度、土体内摩擦力、土体黏结力、和坡高等因素。,抗滑力,下滑力,一、斜坡重力作用及其分类,2、重力作用分类
2、可以分为三大类（表）（1）滚落作用（2）滑动作用（3）流动作用,斜坡重力作用分类表,（1）滚落作用,崩塌：陡坡（50度）上的岩体或土体在重力作用下，突然发生急剧的向下崩落、滚落和翻转运动的过程，称为崩塌。山崩：发生在山地的大规模崩塌。塌岸：发生在岸坡塌陷：在岩溶洞穴土在楼上，水在楼下 塌方：发生在土石体中冰崩和雪崩：发生在冰雪中。,浙江甬台温高速公路崩塌,60多米的山体突然崩塌，近1.5万立方的石头倾泻而下，掩盖了整条高速公路，最大的石块足足有800立方米。,（1）滚落作用,错落：岩体沿陡坡、陡崖上平行发育的一些近于垂直的破裂面发生整体下坐位移，其垂直位移大于水平位移。移动岩体基本上保持原岩结
3、构和产状。,（1）滚落作用,撒落：斜坡（3050度）上的风化碎石在重力作用下，长期不断往坡下坠落的现象。对斜坡改造起重要作用，但不造成重大灾害。,（2）滑动作用,滑坡：斜坡上的岩体或土体在重力作用及水的参与下，沿着一定的滑动面或滑动带作整体下滑的现象。特点：物质成分构成原始斜坡的岩土体 动力重力 具有软弱面滑动面 运动过程具整体性滑坡的双重含义：过程、堆积物我国的分布:云、贵、川,（3）流动作用,A、泥流：斜坡上的厚层风化土石（或黄土、红土）被水浸泡饱和后，在重力作用下，往斜坡下缓慢流动的现象。热带、温带于暴雨集中区，坡度20-40之间。寒冷气候区：形成冻融泥流。地貌：泥流阶地、泥流阶地群（融
4、冻泥流）堆积物：泥土与碎石混杂，无分选和层理。稀性泥石流的主要物源。,（3）流动作用,B、土层蠕动斜坡上的表层岩屑，受温差或冻胀影响，在重力作用下发生顺坡缓慢移动的现象。（土爬）速度慢，几mm几十cm/年。但长期积累也会引起建筑物的破坏。原因：重力作用，斜坡上碎石片热胀冷缩，使土层缓慢移动。,斜坡上的碎屑或土壤颗粒因日温差或干湿变化而发生胀缩，也可造成向下坡蠕动。当碎屑颗粒受湿或增温时，体积膨胀，颗粒相互挤压，碎屑被挤出原来位置而向下坡移动（a）；碎屑变干或降温时，体积缩小，其间形成空隙，使上部碎屑失去支持引起下移（b）。,（3）流动作用,C、片流作用降雨或冰雪融化后在斜坡表面上形成的面状水流
5、（片流）对坡面的破坏作用。可以带走雨滴溅起的泥沙，对坡面上松散的土层产生较均匀的破坏作用，即面状洗刷作用。它是水土流失的重要原因。坡度为45度时片流作用最强。,二、斜坡重力地貌及堆积物,1、崩塌（Collapse）（1）定义（2）崩塌形成的条件和影响因素 A、地层岩性 B、地质构造 C、地貌 D、水体 E、地震 F、人类活动,（2)崩塌形成的条件和影响因素,A、地层岩性沉积岩：坚硬且脆性的岩石、软硬相间的岩石（照片）岩浆岩：垂直节理发育的或有后期岩脉、岩墙穿插的岩体。,青藏公路旁岩石的崩塌,（2)崩塌形成的条件和影响因素,B、地质构造 断裂、褶皱、构造节理（照片）C、地形地貌坡度4550，高度
6、20m（表）；反坡上的悬崖易发生崩塌（照片）,风州工务段崩塌次数与坡度高度关系,（2)崩塌形成的条件和影响因素,D、水体的影响降雨：崩塌次数与降雨量成正比（宝成铁路）地表流水：坡脚被掏蚀、凹岸被冲刷（照片）地下水：对块体的浮托力和静压力；裂缝水的动水压力、对充填物的软化作用、带走粒物质降低凝聚力。E、地震的影响,重庆忠县长江岸旁的崩塌,（2)崩塌形成的条件和影响因素,F、人类活动的影响边坡设计过高、过陡不适宜地采用大爆破施工程序不当对潜在崩塌体认识不足,崩 塌 的 治 理,（3）崩塌形成的地貌,剥蚀地貌：崩塌陡坎堆积地貌：倒石堆倒石堆的特点：碎屑物质大小混杂、松散多孔、无层理、无分选，沿陡壁下
7、部分布。,倒石堆,80至90年代初期我国几次大的崩塌,1980.06，湖北盐池河磷矿发生灾难性大崩塌，高160m，体积约100万方的山体突然崩塌，冲击浪将四层大楼抛至河对岸撞碎，280多人丧生。1987年9月1日凌晨，巫溪县城南龙头山发生大崩塌，摧毁县电力公司六层楼一幢、私人旅社两家，民房20余户，掩埋公路干线70余米，直接经济损失达270万元。1992.05宝成线190km处发生大崩塌，造成运输中断长达30多天，抢险费用一千多万元；由于断道给四川省和成都市造成的间接损失达数亿元。,2、撒落,撒落：斜坡（3050度）上的风化碎石在重力作用下，长期不断往坡下坠落的现象。对斜坡改造起重要作用，但不
8、造成重大灾害剥蚀地貌：剥蚀坡堆积地貌：倒石锥倒石锥的特点：上部细、下部粗，细土充填裂隙；显示粗略的分选。最厚处在斜坡由陡变缓处。,3、滑坡（Slide）,(1)定义：斜坡上的岩体或土体在重力作用及水的参与下，沿着一定的滑动面或滑动带作整体下滑的现象。,滑坡要素示意图,3、滑坡（Slide）,（2）滑坡要素(图)A、滑坡体：滑动的岩土体。树木成“醉汉林”（照片）B、滑动面（带）：滑坡体移动所经过的面(照片)。岩质滑动面上可见擦痕及磨光面C、滑床:滑动面之下，支持滑体而本身未经移动的斜坡组成部分。其他要素（图）,滑坡形态结构示意图（据严钦尚等，2004）1、滑坡壁；2、滑坡湖；3、第一滑坡台阶；4
9、、第二滑坡台阶；5、醉汉林；6、滑坡舌凹地；7、滑坡鼓丘和鼓张裂缝；8、羽状裂缝；9、滑动面；10、滑坡体；11、滑坡泉,渔泉河大桥滑坡,榔坪镇上堡滑坡,渔泉河大桥古滑坡的滑动面和造成的河道堵塞,滑坡体上的醉汉树及滑坡造成的公路弯曲和路面变形,滑坡体上典型的马刀树,张家窝滑坡远景,张家窝滑坡体上民房被迫上迁,张家窝滑坡体前缘挡土墙,滑坡体前缘挡土墙被错断,青藏公路旁新构造运动形成的滑坡,3、滑坡（Slide）,（3）滑坡形成的条件A、岩性：具有易滑地层B、地质构造：软弱面滑动面(图)C、地貌：2545度的斜坡，有效临空面D、气候和降雨:滑坡体加重、滑动面抗滑力削弱E、地震:滑动面松动、土层液化
10、F、人工活动：开挖边坡边坡失稳并形成有效临空面、垦荒水土流失、加载下滑力加大。,（3）滑坡形成的条件,A、地形条件a.在地貌上要有一个有效临空面。b.斜坡在2545易发生滑坡。c.河流的凹岸易发生滑坡。,（3）滑坡形成的条件,B、地层岩性a.第四纪黏土、黄土。b.第三纪、白垩纪泥岩、页岩、砂岩、红土。c.老地层的泥岩、页岩、煤系地层。d.泥质类变质岩。e.泥质夹层（滑动面）。,C、构造条件形成滑动面：a.断层、节理。b.不整合面。c.不同地层中的软弱层。,（3）滑坡形成的条件,D、水文地质条件a.降水。b.地下水。原因：a.增加滑坡体的重量。b.产生浮托力。c.改变岩土地性质强度。d.水体运动
11、有促进作用。,（3）滑坡形成的条件,E、人类活动a.增加了有效临空面。b.对斜坡的加载作用。c.破坏斜坡上的覆盖层。d.震动作用。e.增加土体水分。,（3）滑坡形成的条件,3、滑坡（Slide）,（4）滑坡发生的过程(图)A、蠕动变形后部产生断续的张裂缝（照片）中部开始微微蠕动向前挤压，出现滑动面位移。B、滑动上下部同时滑动，后部与边部裂缝贯通C、稳定阶段,滑坡体后缘张裂缝,复杂地滑构造示意图,（5）滑坡的分类(表),（1）滑坡的物质：黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基岩滑坡。（2）岩层产状与构造：顺层滑坡、构造面滑坡和不整合面滑坡等。（3）滑坡体厚度：浅层滑坡（数米）、中层滑坡（数米至20米）
12、和深层滑坡（20米）。（4）触发原因：人工切坡滑坡、冲刷滑坡、超载滑坡、饱水滑坡、潜水滑坡和地震滑坡。（5）形成年代：新滑坡、老滑坡和古滑坡。（6）驱动形式：牵引滑坡和推动滑坡。,（6）滑坡的特征（野外鉴别标志）,A.地貌标志 滑坡后壁：滑坡滑动后，滑坡体上方形成的椅状地形。滑坡台阶：滑坡体下滑后，在斜坡上形成的台阶。滑坡舌：滑坡体前缘，舌状突出地形。滑坡鼓丘：在滑坡舌前部，挤压形成的突起地形。滑坡洼地：在滑坡台阶后部的反向坡处，地势相对低洼的地形。滑坡湖：月牙形,滑坡后壁,滑坡台阶,滑坡舌,滑坡洼地,（6）滑坡的特征（野外鉴别标志）,B.地植物标志马刀树和醉汉林滑坡体上的树木，因滑坡体旋转滑
13、动而歪斜，这种歪斜的树木称为醉汉树。如果滑坡形成已有相当长的一段时间，歪斜的树干又会慢慢长成弯曲形，叫做马刀树。,（6）滑坡的特征（野外鉴别标志）,C.建筑物标志 滑坡体上建筑物有开裂、倾斜、下座等受破坏现象，则该滑坡活动迹象明显，不稳定。,3、滑坡（Slide）,（7）滑坡的防治“防”的两种含义：预报、躲避例子：1985.6.12三峡新滩超大型滑坡成功预报。3000万方，1371人安全疏散。“治”就是阻止滑坡的发生主要有三个途径：减轻各种因素的作用改变边坡内部力学性质直接阻止滑坡启动发生,滑坡治理工程框图,公路护坡,4、斜坡片流作用地貌及堆积物,（1）地貌剥蚀地貌：细沟（犁沟）。堆积地貌：坡
14、积裙（裾）：是坡积物围绕山坡下部形成的裙边状堆积地形。其宽度在山坡较陡处窄，缓坡地带则较宽。在平缓丘陵区坡积裙规模较大。要注意从坡面坡度、沉积成因等方面等把坡积裙与倒石锥区别开来。,坡积裙的结构,顶部到前缘颗粒由粗变细，碎石/粗砂-细砂/粉砂-粘土剖面中可看到在粗粒物质中夹粘土透镜体或者较细粒物质中夹粗颗粒碎屑透镜体。透镜状中间厚，两边薄,A上缘部B前缘部C边缘部,倒石堆、倒石锥和坡积裙,倒石锥：上部细、下部粗，细土充填裂隙；显示粗略的分选。最厚处在斜坡由陡变缓处。倒石堆：岩石碎屑，大小不一，分选差。锥形不太明显，粘土物质很少。坡积裙：其物质通常以砂、粉砂、粉砂质粘土为主，偶夹有细小的岩屑砾石
15、，有一定的分选，由坡积裙顶部到前缘颗粒由粗变细。搬运距离不远，碎屑物的磨圆度很差。,倒石堆、倒石锥和坡积裙,4、斜坡片流作用地貌及堆积物,（2）堆积物坡积物（dl）A、定义是片流和重力共同作用下，在斜坡地带堆积的沉积物，其中有时夹有冲沟和重力的粗粒堆积物。B、岩性以片流搬运的砂、粉砂和亚粘土为主，其正态概率为细一段式。角砾以棱角次棱角状为主，短距离搬运，岩性与斜坡上基岩一致。,（2）堆积物坡积物,C、结构、构造 由于片流往坡下运动速度逐渐变慢，坡积物呈现水平与垂直方向粒度变化。平面上：具有一定微弱的分带 近坡部分以粗粒为主，夹细粒碎石砂土透镜体，宽度和厚度不大。中部以亚砂土或亚粘土为主，夹少量
16、碎石透镜体，宽度和厚度最大。远坡部分为亚粘土，厚度不大；有时过渡为坡积冲积层。,（2）堆积物坡积物,垂直剖面上：形成自下而上由碎石亚砂土亚粘土构成的韵律层。表面发育古土壤。坡积物层理与坡面倾向、倾角大体一致，岩屑扁平面多顺坡向排列，长轴与坡向近垂直。D、厚度与斜坡形态和坡面流速有关。,三、斜坡地貌的发展,发展是指斜坡的高度、坡度、稳定性三个方面的变化。总趋势：高低；陡缓；不稳定稳定。不同坡度，重力作用的方式不同（图）,不同坡度的重力作用类型,a、b50:崩塌、错落、撒落c-4525：滑动d-2030：土层蠕动e20：片流作用,斜坡发展的两种基本观点,W.M.戴维斯“平行下降说”湿润气候区在坡面
17、流水作用下，斜坡按下凹形坡面平行降低其高度与坡度，最终形成有圆顶残丘的和缓地形。M.彭克“平行后退说”干旱气候区改造斜坡的动力为重力作用，在斜坡演化过程中上部重力作用不断进行，使陡坡不断平行后退，最终形成有尖顶残丘和山足剥蚀面的和缓地形。彭克认为：斜坡的发展是由于重力作用而非流水作用，即使到晚期仍有崩塌、错落之类的重力作用发生。,斜坡发展的两种基本观点,实际情况：斜坡演化受岩性、地质构造、气候、植被和人为活动影响，演变过程复杂，既有平行下降为主的地区（湿润气候区）；也有平行后退为主地区（干燥区），甚至同一地区平行下降和平行后退交替进行。,本章小结,1、崩塌：剥蚀地貌：崩塌陡坎 堆积地貌：倒石堆 倒石堆的特点：碎屑物质大小混杂、松散多孔、无层理、无分选，沿陡壁下部分布。2、撒落：剥蚀地貌：剥蚀坡堆积地貌：倒石锥倒石锥的特点：上部细、下部粗，细土充填裂隙；显示粗略的分选。最厚处在斜坡由陡变缓处。,3、片流作用 剥蚀地貌：细沟（犁沟）。堆积地貌：坡积裙 坡积裙（裾）：其宽度在山坡较陡处窄，缓坡地带则较宽。在平缓丘陵区坡积裙规模较大。要注意从坡面坡度、沉积成因等方面等把坡积裙与倒石锥区别开来。4、坡积物5、斜坡地貌的发展,本章小结,
