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第二节风化作用与坡地重力地貌,风化作用与风化壳坡地重力地貌,一、风化作用与风化壳,（一）、风化作用及其类型,地壳表层岩石、矿物在地表的物理和化学环境作用下，都会逐渐发生疏松、崩解和化学成份的改变，变成大小不等的岩屑和土层。岩石发生的这种物理、化学的变化称为风化。引起岩石变化的作用称为风化作用。物理风化作用在地表或接近地表条件下，岩石、矿物在原地产生的机械破碎而不改变其化学成分的过程。化学风化作用地表或接近地表条件下，岩石、矿物在原地发生化学变化而分解并产生新物质的过程。生物风化作用生物对岩石、矿物产生的破坏作用。,（二）、风化作用的方式,地表岩石时时刻刻都在与大气、水和生物接触，不断地进行着各种方式的风化作用。归纳起来，风化作用的方式可分为物理的方式：包括岩石的释荷，岩石的热胀冷缩，水的冻融；化学的方式：包括氧化作用、溶解作用、水化作用和水解作用；此外就是生物的作用。,（二）、风化作用的方式,在地下深处的岩石承受巨大静压力，其潜在膨胀力是十分惊人。岩石从地下深处变到地表条件时由于上覆静压力减小而产生张应力形成一系列与地表平行的宏观和微观的内部破裂面。形成这种裂隙构造的作用称为剥离作用。,岩石的释荷,（二）、风化作用的方式,岩石的热胀冷缩,温差大的地区，在白天当太阳光直射时，岩石表层增温而膨胀，而内部膨胀小甚至未发生变化。到了夜晚气温骤降，岩石表面收缩。这样使其岩石表面与内部产生应力差。这种应力差就会使岩石破裂。,（二）、风化作用的方式,水的冻融,当温度下降到摄氏零度以下时，贮藏在地表岩石空隙中的液态水就会结冰，因结冰后其体积将增大111左右，故在岩石空隙中产生巨大的膨胀压力（冰劈作用），造成岩石的崩裂。,（二）、风化作用的方式,氧化作用,大气圈中氧含量为201。当岩石和矿物暴露于地表或位于地表层时，与氧充分接触，将发生一系列氧的化学反应。,（二）、风化作用的方式,水解作用,水解作用的实质是水的电离产物(H+及OH-)进入矿物晶格，分别取代阳离子和阴离子，从而使矿物解体形成新的含水矿物的过程。,（二）、风化作用的方式,生物的作用,生物的机械风化作用主要发生在生物的生命活动过程中。生长在岩石裂隙中的植物，随着根系不断地长大，对裂隙壁产生挤压，使岩石裂隙扩大，从而引起岩石破坏，这种作用称根劈作用。,生物的化学风化作用是通过生物的新陈代谢及生物死亡后的遗体腐烂分解来进行的。植物和细菌在陈代谢中常常析出有机酸及CO2。这些物质一方面酸化土壤，另一方面腐蚀岩石。,（三）、影响风化作用的因素,岩石类型,气候,地形,花岗岩,石灰岩,（四）、风化作用的产物,土壤岩石经过物理风化作用、化学风化作用之后，再经过生物风化作用，形成具有矿物质、腐殖质、水和空气的松散堆积。残积物岩石经过长期风化作用后，形成一些在地表条件稳定的产物，（多为铁、铝的氧化物）残留原地。风化壳残积物、土壤在陆地的地表形成的一层不连续薄壳（层）。,土壤,残积层,基岩,风化壳,风化壳,被风化了的岩石圈的疏松表层。残留在原地基岩之上的风化物称为残积物。风化壳的垂直分带：土壤层-风化土层（全风化带）-风化碎石带（强风化带）-风化块石带（弱风化带）-风化裂隙带（微风化带）-基岩（母岩）,风化壳的发育阶段,物理风化为主阶段（岩屑型风化壳）化学风化为主阶段早期富钙阶段（硅铝碳酸盐型风化壳）：黄色中期富硅铝阶段（硅铝粘土型风化壳）：灰色晚期富铝铁阶段（铁铝型风化壳）：红色,二、坡地重力地貌,块体运动的力学机制块体运动的类型崩塌滑坡蠕动,（一）、块体运动的力学机制,1坡面上岩屑、石块的运动2块体运动的整体位移,坡面上岩屑、石块的运动,坡面上块体的重力分解：下滑力(T)=Gsin法向正压力(N)=Gcos块体处于极限平衡状态时的临界坡角-块体与坡面间的内摩擦角（代表物质的休止角）则最大摩擦阻力：F=Ntg=Gcostg块体稳定条件：TFGsinGcostgtgtg；,休止角的大小取决于：颗粒大小-粗大细小形态-棱角状浑圆状密度-致密松散含水量-干燥湿润,块体运动的整体位移,软弱结构面：断裂、裂隙面、沉积间断面（层面、层理、不整合面）、含水量不同的面（泥化面、不透水层顶面）K（稳定系数）=抗滑力/下滑力=（Ntg+CA）/TC：岩、土粘结力A：块体与坡面接触面积理论上：K=1极限平衡K1稳定工程上：K=23为稳定系数,（二）、块体运动的类型,1类型2产生原因,类型,滚落崩塌（大型岩、土体脱离陡崖而倾倒）错落（整体垂直下坐位移、垂直距水平距）陷落（洞顶塌陷）剥落（风化后）滑坡（沿一倾斜面发生的整体滑动）碎屑流（剥落后各种岩屑在坡地上整体移动的一种表现形式）蠕动（地表层顺着坡缓慢的移动）,产生原因,风化程度、降水浸湿、地下水的渗透、坡脚的冲蚀、地震、人为活动由上述原因引起的作用：改变了岩、土的性质改变了坡地的外形外来的负荷,（三）、崩塌,1崩塌的特征2崩塌的类型3崩塌的成因4崩塌堆积地貌和结构,崩塌的特征,陡峻的山坡；巨大的岩土体、块石或碎屑流；重力作用下突然发生急剧的崩落、倾倒；坡脚处形成倒石堆、岩屑堆。（V=5200M/S）,崩塌的类型,按块体的地貌部位和崩塌形式分为：山崩、塌岸、塌陷、散落（落石、坠石）,崩塌的成因,1.崩塌的形成条件地貌条件松散物质斜坡：（休止角在3040左右）坚硬岩石：5060H50M（大型崩塌）地质条件节理、断层、岩层产状、岩性气候条件干旱、半干旱（物理风化强烈）2崩塌的触发因素地震、暴雨、爆破等（人类活动）,软硬岩层相间,不利的结构面组合,崩塌堆积地貌和结构,崩塌堆积地貌：倒石堆（锥形体）物质结构：松散、杂乱、无层理（边缘、底部粗大，顶、上部细小）,崩塌的防治方法,挡墙,护坡,支撑垛,钢轨插别,钢轨,拦石网,防崩塌明洞,（四）、滑坡,斜坡上的大块岩土体，由于地下水和地表水的影响，在重力作用下，沿一定的滑动面作整体下滑。1滑坡的地貌特征2滑坡的形成条件与影响因素3滑坡的类型及其发展阶段,1.滑坡的地貌特征,滑坡体、滑动面和滑动带、滑坡壁和滑坡阶地、滑坡舌和滑坡鼓丘、滑坡洼地和滑坡湖、滑坡裂缝（后缘：环状拉张，两侧：剪切，舌上端：鼓张，舌前端：扇形）,2.滑坡的形成条件与影响因素,1).形成条件地貌临空面、坡度（软弱结构面：3040，松散层：20）、坡基冲刷地质岩性：粘土岩、松散层类为主构造：软弱结构面、上部透水层-下部不透水层地下水细颗粒间的吸附力降低、溶解胶结物质、加荷、润滑及软化作用2).影响（触发）因素气候（降雨量）-大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑；地震；人为作用,3.滑坡的类型及其发展阶段,1).滑坡的类型按组成物质黄土-、粘土-、碎屑-、基岩-按滑动面与岩体结构面之间的关系同类土-、顺层-、切层-、按厚度浅层-（数M）、中层-（数20M）、厚层-（20M）按活动年代古-、老-、新-按运动形式牵引-、推动-2).滑坡的发展蠕动变形阶段-剧烈滑动阶段-暂时或渐趋稳定阶段,rocklandsliding(bedrocklandslide)岩层滑坡,thecontrol(harness)oflandslipping,Controlprinciple(防治原则)firstprevention;secondharnessThecontrollingmeasure（方法）Dischargingwater(surfacewaterandgroundwater,LandslidegroundWaterDrainageWorks,thesupportingstructure,Deepfoundationworkswouldbeenforcedaccordingtothethrustofthelandslideanddepthoftheslidingsurfaceundersuchconditionsthatordinarypileswouldnotworkwellenough.IntheKamenosearea,theseworkshavebeencarriedoutmainlywithferroconcretepilesof3.5x4.0metersindiameterand30 x60metersinlength.Atpresent,theworksareenforcedwithlargerstructuresof6.5metersindiameterand100metersinlength.,anchoringbar(pin,rod),PrestressedAnchors,AnchoredWallsforLandslides,挡土墙,抗滑桩,锚固工程,（五）、蠕动,1蠕动的特征2松散碎屑层蠕动3岩层蠕动,1蠕动的特征,斜坡上的岩、土体和它们的风化碎屑在重力作用下，顺坡向下发生缓慢的移动现象。（V=数数十/a）按蠕动体的性质分为：松散碎屑层蠕动、岩层蠕动,2松散碎屑层蠕动,土、岩屑颗粒本身由于冷热、干湿引起体积膨胀、收缩，而同时又在重力作用下发生缓慢的顺坡向下移动。1）.蠕动的地面标志电线杆、栅栏等顺坡倾斜；坡面上呈鱼鳞、阶梯、微波状2）.蠕动的成因干湿和温差变化（体积胀缩-相互挤压、重力作用）冻融交替粘土含量（干湿-升降：“呼吸”