坡地重力地貌课件

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坡地重力地貌

重力地貌（Gravitylandform）是指坡面上的风化碎屑、不稳定岩体、土体主要在重力并常有一定水分参与作用下，以单个落石或整体沿坡向下运动所导致的一系列独特的地貌。

块体运动(Massmovement)：坡地重力所移动的物质多系块体形式，故称为块体运动。

*一、块体运动的力学分析（一）坡面上的土粒岩屑或石块的运动

1、坡面土粒岩屑或石块运动的力学分析*

块体运动的力学图解A.块体处于稳定状态B块体处于极限平衡状态*T=G·sinθN=G·cosθ

τf=N·tgφ=G·cosθ·tgφ

这时，坡面上的土、石块等的稳定条件应是：

T≤τf

G·sinθ≤G·cosθ·tgφ

tgθ≤tgφ

θ≤φ（临界坡角，内摩擦角）*临界坡角随颗粒大小，形状不同而异。

粗大、棱角状又密实的颗粒休止角大。风化碎屑物离源地远，颗粒圆度增加，摩擦力小、休止角小。对土的含水量变化。土粒间充满水分，润滑性大，休止角小。因此湿润山区坡度环，干燥区的山坡坡度陡。*（二）块体运动的整体位移

当块体运动发生在岩土体内部时，块体运动首先要克服粘结力和摩擦力，才能发生位移。其块体运动的抗滑强度为：τf=N·tgφ+C·A*

在理论上：当K=1时，岩体或土体处于极限平衡状态；当K＜1时，岩体或土体处于不稳定状态；当K＞1时，岩体或土体处于稳定状态。

K(稳定系数)=

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二、块体运动（一）蠕动1、蠕动的定义

土层、岩层和它们的风化碎屑物在重力作用控制下，顺坡向下发生十分缓慢的移动现象。一般过程非常缓慢。*2、蠕动的类型疏松碎屑蠕动（土屑或岩屑蠕动）

斜坡上松散碎屑或表层土粒，由于冷热、干事变化引起体积胀缩，并在重力下发生缓慢的顺坡向下移动。较强的温差变化或干湿变化（包括冻融过程）一定的粘土含量一定的坡度*2、蠕动的类型基岩岩层蠕动

暴露于地表的岩层在重力作用下发生十分缓慢的蠕动，使岩石上部及风化碎屑物顺坡向下呈弧状弯曲。湿热地区主要由于干湿和温差变化造成寒冷地区有冻融作用所致岩层入冬深度，一般小于3-5m，有时达到十几m。*（二）崩塌（Collapse）1、崩塌的定义

在陡峻的山坡上，巨大的岩体、土体或碎屑层，主要在重力作用下，常常突然发生沿坡向下急剧倾倒、崩落现象，在被脚处形成倒石堆或岩屑堆。这种现象称为崩塌。**

2、崩塌的特点：1）运动速度极快；2）崩塌体运动不依附固定的面或带；3）崩塌体在运动过程中有倾倒、翻转、跳跃、崩解等运动形式，其整体性完全被破坏；4）垂直位移量大于水平位移量。**2007年4月4日彭水崩塌，319线被破坏。*彭水县龚滩镇危岩体*

3、崩塌的形成条件和触发因素

（1）崩塌的形成条件地貌条件：高陡的悬崖岩性条件：坚硬的岩石构造条件：地质构造及其组合方式气候条件：强烈的物理风化、差异风化

*（2）触发因素暴雨、强烈的冰雪融化、爆破、地震和人工开挖坡脚等。*

4、崩塌的类型；根据发生崩塌的坡地组成物质、地貌部位及其运动特征，可划分为崩塌(山崩)、散落和塌岸。（1）崩塌：崩塌一般发生在陡峭的山坡、深切峡谷的谷坡、高陡的人工边坡等地貌部位。（2）散落：位于斜坡上的不稳定岩块或碎屑，主要因重力作用沿坡成群向下滚落、跳跃现象称为散落。单个大石块崩落称为落石。（3）塌岸：在河流的凹岸、海蚀崖或湖蚀崖等地貌部位，由于河、湖或海水对岸边的冲刷与淘蚀，使得斜坡基部被淘空，上部的土体失去支撑而发生河岸整块下挫坍落的现象，称为坍岸。***5、崩塌堆积地貌

崩落下来的大量石块、碎屑物或土体堆积在陡崖的坡脚或较开阔的山麓地带，形成倒石堆(talus)。

倒石堆的形态和规模与崩塌陡崖的高度、陡度、山坡坡麓的坡度等因素有关。**

链子崖危岩体链子崖危岩体链子崖崩塌*

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(三)滑坡(Landslide)

坡面上大量土体、岩体或其他碎屑堆积，主要在重力和水的作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象称为滑坡。滑坡是山区常见的、严重的自然灾害。

*玉溪断陷盆地边缘红塔区小龙潭村，地貌特征为山间斜坡地形，极易形成山体滑坡及地表开裂。专家测算，近年来，小龙潭村周围的山体以每年10至20厘米的速度在下滑。

山体滑坡造成房屋垮塌。从1983年开始，小龙潭的村民就在不断盖房子、搬家，短短二三十年里，每户人家搬家不下两三次。*滑坡的特征：

1）运动速度差异大，从极快到极慢；

2）滑坡体依附固定的面或带滑动；

3）滑坡体沿滑动面作整体运动；

4）水平位移量大于垂直位移量。

*1、滑坡的地貌特征1）滑坡体4）滑坡舌与滑坡鼓丘2）滑动面或滑动带5）滑坡湖与滑坡洼地3）滑坡后壁与滑坡台阶

6）滑坡裂缝*（1）滑坡体

滑坡体(slipmass)是指斜披上向下滑动的那部分土体或岩体称之为滑坡体。滑坡体以滑动面与其下未滑动的地层分开。滑坡体与周围未滑动岩土体在平面上的分界线称之为滑坡周界。滑坡体的体积也即滑坡规模，其大小差异巨大。*

滑动面或滑动带

滑动面(slipplane)是指滑坡体沿之下滑的面。滑动面的形状与滑坡体的物质类型、地质构造和斜坡地貌等有关。均质土体的滑动面为近似半圆弧形；形成于单斜地层中滑动面一般为倾斜的平面。滑动面有时只有一个，有时有几个。有时滑动面附近的土体有明显的扰动或拖曳褶皱等现象，构成滑动带。*滑坡后壁(slipcliff)与滑坡台阶

沿滑坡体与坡上方未动土石体之间，由一半圆形的围椅状陡崖分开，这个陡崖称为滑坡壁。一般坡度为60一80度，高度数厘米至数米不等。滑坡壁是滑动面露出的部分，它的高度代表滑坡下滑的距离。如滑坡壁上方坡面出现几条与滑坡壁平行的裂缝，可能孕育着新的滑动带。滑坡体下滑时，因滑体各段移动速度的差异，产生分支滑动面，使滑坡体分裂成为几个错台，称之为滑坡台阶(slip-offslopeterraces)。*

滑坡舌与滑坡鼓丘

滑坡体前缘常呈舌状突出，称为滑坡舌(sliptongue)。

滑体在滑动过程中，滑坡舌前面常因受阻、挤压而鼓起，称滑坡鼓丘(sliphill)。*

滑坡湖与滑坡洼地

滑坡滑动后，在滑坡壁下部和滑坡台阶的后缘，即滑坡台阶的反坡处，常常形成滑坡洼地。有时滑坡洼地因地面积水或地下水出露而形成滑坡湖或湿地。*6）滑坡裂隙

（1）环状拉张裂隙（2）剪切裂隙（3）鼓张裂隙（4）扇形张裂隙*

环状拉张裂缝环状拉张裂缝分布在滑坡壁的后缘，与滑坡壁方向大致吻合。环状拉张裂缝由滑坡体向下滑动时产生的拉力造成的，属拉张性质的裂缝。***

剪切裂缝剪切裂缝主要分布在滑坡体中部及两侧，因滑动土体与相邻不动土体之间相对位移产生的剪切力造成的。根据滑体两侧的剪切裂缝可圈出滑坡的范围。如两侧剪切裂缝逐步贯通，则预示滑坡将发生滑动。*

鼓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。*

扇形张裂缝扇形张裂缝分布在滑坡体最前缘，因滑坡舌向两侧扩散而形成的扇形或放射状张裂缝。*2、滑坡的力学机制及其形成条件

1）滑坡滑动的力学机制*K=1，斜坡体处于极限平衡；k＞1，斜坡处于稳定状态；k＜1，斜坡处于不稳定状态。

K=*2）滑坡的形成条件（1）地貌条件斜坡地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及地表流水特征，特别是斜坡的高度、坡度和外形是决定滑动力大小的主要因素。坡度：20—40度的斜坡易发生滑坡；河流侵蚀凹岸易发生滑坡；凸形坡易发生滑坡…….*

（2）斜坡物质组成

不同土体和岩体的工程力学特征不同，它们的抗剪强度、抗风化、抗软化、抗冲刷的能力也不同，发生滑坡的频率也不一样。一般来说，由粘土矿物组成的岩石如泥岩、页岩、煤系、片岩和千枚岩等及其风化物易发生滑坡。粘土和松散堆积层浸水后，粘聚力骤降，大大增加其可滑性。这些地层被称之为易滑地层。*（3）地质结构

岩层的各种结构面，如层面、片理面、断层面、解理面、堆积层内的分界面及其基底面、地下水含水层的顶底面、风化壳中风化程度不同的分界面等，常常构成滑动带的软弱面。特别当结构面的倾向与坡向一致，结构面的倾角又小于斜坡的坡角时，最易发生滑坡。*

岩石力学参数抗压强度（kg/cm2）内聚力C(kg/cm2)内摩擦角（度）上侏罗统砂岩1500-180091-10055-58上三叠统砂岩1600-185095-12058-60中侏罗统泥岩5202548中三叠统泥灰岩500-8504057下三叠统灰岩450-1700115-13555-60下三叠统页岩垂直层理2.2-3.140-42下三叠统页岩平行层理1.0-1.223-25*

结构面力学参数天然状态饱和状态内聚力（Kg/cm2）内摩擦角（度）内聚力（Kg/cm2）内摩擦角（度）泥化夹层0.43200.318砂岩层面0.8290.626页岩层面0.62320.4828灰岩层面0.15290.1127泥灰岩层面0.6270.523灰岩间泥岩夹层0.8220.620*（4）地下水的作用

地下水是促使滑坡发生的极重要的因素。地下水浸湿斜坡的组成物质，显著地降低其抗剪强度。实验证明，泥岩或页岩饱水时的抗剪强度，比天然状态下的抗剪强度降低30一40%。如果地下水在隔水顶板上汇集成层，还会对上覆岩层产生浮托力，降低抗滑力。地下水还能溶解土石中易溶物质，使土石成分发生变化，逐渐降低其抗剪强度。地下水位升高，还会产生很大的静水与动水压力。这些都有利于滑坡的产生。*（1）斜坡形态的改变切坡：在坡顶堆土3）促使滑坡滑动的原因*（2）降雨与水位的变化

大雨、暴雨以及相随的大量地下水的活动，使土体容重骤增，加大滑动力，减小抗滑力，导致产生滑坡。有些地区甚至出现“大雨大滑、小雨小滑”的现象。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。在水位骤降时，滑坡体动压力增大，浸水部分上浮力和静水反压力都减少，因之，河岸不少滑坡常在水位骤降时发生。*（3）震动影响地面沉陷：质纯的砂或粗粉砂层如遇到震动，颗粒将重新排列，这种过程如发生在地下水面以上，将引起地面沉陷。砂或粉砂的液化：如果发生在地下水面以下，则引起浸水的砂或粉砂的液化，发生流动，所以湿润的砂质斜坡受到震动后就很不稳定。破坏岩石的结构：促使发生滑坡*3、滑坡的类型及其发展阶段1）滑坡的类型A、按物质组成，可分为土质滑坡、岩质滑坡。B、按滑动面与岩体结构面之间的关系分：同类土滑坡、顺层滑坡、切层滑坡；C、按滑坡体的厚度分：浅（几米）、中层（几—20米）、深层（>20米）滑坡；D、按滑坡的滑动年代分：古、老、新、正在发展中的滑坡；E、按滑坡的运动形式分：牵引式滑坡、推动式滑坡。*顺倾坡是指坡面走向和坡向与岩层走向和倾向一致或接近一致的层状结构岩体组成的斜坡的统称。顺层滑坡是指斜坡岩体沿岩层层面、软弱夹层面或层间错动面剪切滑移而形成的滑坡。切层滑坡是指滑动面的倾向与地层的倾向相反，且滑动面切穿地层而形成的滑坡。*牵引式滑坡是坡斜坡的下部首先发生滑坡，并使斜坡中上部的岩土体失稳，相继从下至上形成滑坡。*推动式滑坡是斜坡的中上部先发生滑坡，并推动斜坡中下部岩土体发生滑坡。*2）滑坡的发展阶段（1）蠕动变形阶段（2）剧烈滑动阶段（3）渐趋稳定阶段*3）古滑坡的识别（1）滑坡壁遗迹；（2）反坡台阶、沼泽或湿地；（3）坡脚出现渗泉、孤石或弧形突出的堆积体；（4）斜坡上单沟转向与双沟同源；（5）岩层倾向异常及埋藏高度的变化；（6）滑坡泥、擦痕、滑动面和被填塞的裂缝。*