普通地质学22块体运动

第十八章块体运动,第一节控制块体运动发生的因素,第二节块体运动的类型,山坡上块体(含岩石、松散沉积物以及它们的混合物)的向下运动称为块体运动。发生在陆上或海底，它改造地表形态，同时会给人们带来破坏性的后果。块体运动的动力是重力。,块体运动的概念,一、重力作用剪切应力：物体重力沿斜坡的剪切分力，它力图使物体沿斜坡向下运动。剪切强度：物体对向下运动的阻力，其大小取决于物体的内部因素，即块体的磨擦阻力、块体内部质点间的聚合力、植物根对块体的固结作用等。,第一节控制块体运动发生的因素,安全系数：剪切强度与剪切应力之比值。此值小于1时，块体运动的发生将是不可避免的；大于1时，保持稳定状态。山坡因侵蚀或开挖而变陡；地震、大风导致剪切应力增大；风化、植物根腐烂、雨雪水浸润导致剪切强度削弱。这些都是块体运动的触发因素。,二、水的作用水不是块体运动的搬运介质，而是同块体一起作同步运动。它对块体运动起着重要作用，它减小土体内部质点间的内聚力以及减小岩块与基底之间的磨擦阻力，从而促进块体运动的发生。地壳岩层中的逆掩断层使巨大的岩块发生大距离的水平运动，这是断裂面中充填了以水为主的流体后产生了浮力效应。汽车在雨后的路面上易于侧滑、甚至翻车也是同一道理。,一、与山坡突发性崩塌相关的块体运动,第二节块体运动的类型,崩塌陡坡上的岩、土体在重力作用下，突然、迅速地向坡下垮落的现象，称为崩塌。规模巨大的岩体或山体发生崩塌称为山崩。,崩塌时块体运动速度一般为5200m/s。崩塌往往发生在很陡的斜坡地带，如具悬崖的峡谷地带或海、湖岸地带，坡度常大于6070。这些陡坡通常由坚硬而裂隙发育的岩石组成，尤其在垂直节理发育或层理、劈理的倾向与坡向一致的地方更易发生崩塌。崩塌发生是岩石中已有裂隙随着风化作用的不断进行而进一步扩大和发展，使陡坡处于极不稳定状态，一旦遇到地震、暴雨或不合理地开挖坡脚、地下采空等因素的触发，岩体即发生崩塌。大规模崩塌会严重破坏铁路、公路、矿山、村镇和良田，危及人民生命财产安全，造成巨大灾害。,1.崩落：陡峭山坡上岩体沿山坡崩落过程中发生碰撞、变碎，无数碎块沿山坡滚动、跳跃或滑动，最后休止堆积于山麓。2.崩滑：陡峭山坡上块体下滑堆积于山麓。崩落和崩滑造成倒石锥；在山麓的堆积体呈顶端朝上的锥形。,崩塌的主要方式：,美国加州塞麦特国立公园岩体崩塌产生的岩屑堆,滑坡是指斜坡上的土体或岩体在重力作用和其他因素的影响下，沿着一定的软弱面或软弱带整体地向下滑动。滑坡由滑坡体、滑动面(带)、滑床、滑动台阶和滑坡壁等组成。滑坡一般发生在以粘土质为主的土层或泥质岩及其变质岩的分布区。滑动面大多沿着岩层面、破裂面或透水层与不透水层之间的分界面发育。冲刷形成的陡岸或人工开挖的陡坎最易形成滑坡。地震、降雨和融雪等是诱发滑坡的重要因素。滑坡的形成过程，从初期的岩土体缓慢蠕动至快速滑动一般需较长时间，有的历时几个月或几年；但也有突然爆发的滑坡。滑动速度通常较缓慢，但滑动中期中可出现短时间的剧滑阶段，速度可达每秒几十米。大规模的滑坡常常掩埋村镇、摧毁厂矿、中断交通、堵塞江河、破坏农田、毁坏森林。,滑坡立体图,台湾滑坡,二、沉积物流沉积物(泥、砂、石块等)与水(或空气)组成的运动性流体。1.泥流：有水饱和的沉积物流，密度大，碎屑物在水中悬浮，碎屑颗粒很少接触和碰撞。泥石流、碎屑流。2.粒流：不含水或含水少的沉积物流，颗粒流(砂)。块体运动在海底分布极其广泛，主要表现为海底滑坡、滑塌以及沉积物流。其规模往往比陆上大得多。由海底滑塌及滑坡常常引起沉积物流，浊流就是其中最为常见的一种。,泥石流是突然爆发的、含有大量泥砂、石块等固体物质并具有强大破坏力的特殊洪流。泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。泥石流经常突然爆发，来势凶猛，可携带巨大的石块，并以高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。泥石流所到之处，一切尽被摧毁。,形成泥石流的三个基本条件是：地势陡峻，流域面积大，山高沟深；有丰富的固体碎屑物质；在短时间内有充沛的水量。特大暴雨或连续降雨后的暴雨，都是触发泥石流的重要条件。在冰川发育区和积雪区，泥石流的爆发还与气候突然增温或雪崩有关。泥石流中固体物质的体积含量一般大于15%，最多时可达80%；容重常大于1.3t/m3，最大时可达2.3t/m3。泥石流的流速通常为57m/s，极快时可达7080m/s。由于泥石流容重大、流速快，因此不仅有极其强大的搬运能力，而且其侵蚀、搬运和沉积过程极为迅速。泥石流具有突然爆发、历时短暂、来势凶猛、破坏