斜坡地貌與堆積物

第四章第四紀(jì)主要沉積物與地貌

第一節(jié)風(fēng)化地貌與殘積物

第二節(jié)斜坡重力地貌與堆積物第三節(jié)流水地貌與沉積物第四節(jié)巖溶地貌與洞穴堆積物第五節(jié)冰川、凍土地貌與堆積物第六節(jié)風(fēng)力地貌和堆積物與黃土第六節(jié)海洋和海陸交替帶地貌和沉積物第三節(jié)斜坡重力作用與地貌一、斜坡的特征二、斜坡重力作用及其分類三、斜坡重力作用類型及特征四、斜坡的演化五、關(guān)于斜坡地質(zhì)災(zāi)害防治的思考一、斜坡特征1.斜坡的分類可按不同特征進行分類，如地貌位置、形態(tài)、物質(zhì)成分、成因、巖石傾向與斜坡的關(guān)系等。

基巖斜坡、碎屑坡；

凹形坡、凸形坡；順向坡、反向坡、切向坡。

侵蝕坡、剝蝕坡、堆積坡和人工坡等等。2.斜坡塊體運動

定義：斜坡上的巖體或松散的土體（統(tǒng)稱塊體）在重力作用下沿斜坡往下運動的過程稱塊體運動。塊體運動是引起斜坡不穩(wěn)定的主要原因。穩(wěn)定性：K=抗滑力(Tf)/下滑力(T)

K>1,塊體穩(wěn)定

K<1,塊體不穩(wěn)定

θφ

運動力學(xué)分析下滑力T＝Gsinθ

＝ρghsinθ

（3-1）

摩擦阻力Tf=N.tgθ

隨著坡度增大，下滑力和摩擦阻力逐漸增大，但是摩擦阻力的增大是有限度的。達到最大摩擦阻力時，塊體處于極限平衡狀態(tài)。這時的坡角叫做內(nèi)摩擦角φTf=N.tg

φ=G.Cosθ.tg

φ

可見：坡面上巖屑的穩(wěn)定條件是：

T≤Tf

因此：θ≤

φ

內(nèi)摩擦角代表了塊體下滑剛好啟動時的坡角，代表松散物質(zhì)的自然休止角。自然休止角的大小與巖屑的粒徑、密度和含水量相關(guān)。由于結(jié)構(gòu)面破裂形成的塊體運動還需要克服巖體之間的黏結(jié)力。

Tf=N.tgφ

+C.A（3-2）

式3-1,3-2顯示塊體的穩(wěn)定性取決于：坡度、土體內(nèi)摩擦力、土體粘結(jié)力、和坡高等因素。濕土?xí)r，休止角降低，斜坡變得不穩(wěn)定二、斜坡重力作用及其分類

按照斜坡上塊體運動方式、運動速度和災(zāi)害性質(zhì)可以分為三大類。（表）

滾落作用滑動作用

流動作用斜坡重力作用分類表三、斜坡重力作用類型及特征（一）滾落作用1.崩塌概念：

陡坡上的巖體、土體、塊石或碎屑層，在重力作用下，突然發(fā)生急劇的快速下移（崩落、翻轉(zhuǎn)和滾落），在坡角處形成倒石堆或巖屑堆，這種現(xiàn)象稱為崩塌。山崩：發(fā)生在山地的大規(guī)模崩塌。塌岸：發(fā)生在岸坡塌陷：在巖溶洞穴－土在樓上，水在樓下

塌方：發(fā)生在土石體中冰崩和雪崩：發(fā)生在冰雪中。（1）崩塌作用特征巖塊以分散集合體翻滾墜落持續(xù)時間短運動速度快（一般為5—200m/s）；規(guī)模差異大（小于1m3—108m3）破壞力強。是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害80至90年代初期我國幾次大的崩塌1980年6月，湖北鹽池河磷礦發(fā)生災(zāi)難性大崩塌，高160m，體積約100萬方的山體突然崩塌，沖擊浪將四層大樓拋至河對岸撞碎，有280多人喪生。1987年9月1日凌晨，巫溪縣城南龍頭山發(fā)生大崩塌，摧毀縣電力公司六層樓一幢、私人旅社兩家，民房20余戶，掩埋公路干線70余米，直接經(jīng)濟損失達270萬元。1992年5月，寶成線190km處發(fā)生大崩塌，造成運輸中斷長達30多天，搶險費用一千多萬元；由于斷道給四川省和成都市造成的間接損失達數(shù)億元。（2）崩塌作用的形成條件地貌條件：崩塌只能發(fā)生在陡峻的斜坡地段。對于松散物組成的斜坡，坡度需大于碎屑物的休止角45°，黃土大于50°，堅硬巖石大于50o—60o。地質(zhì)條件：在節(jié)理發(fā)育、構(gòu)造破碎的堅硬巖層上（照片）。片理、劈理、巖層順向和坡向相一致的變質(zhì)巖；垂直節(jié)理發(fā)育的黃土；構(gòu)造運動強烈、地層擠壓破碎、地震頻繁的區(qū)域也容易發(fā)生崩塌。氣候條件：崩塌是和強烈的物理風(fēng)化作用密切相關(guān)的。在氣溫日較差和年較差大的干旱、半干旱區(qū)域，容易發(fā)生崩塌；凍融過程強烈的區(qū)域。青藏公路旁巖石的崩塌風(fēng)州工務(wù)段崩塌次數(shù)與坡度高度關(guān)系斜坡坡度<4545~5050~6060~7070~8080~90合計崩塌次分比24.619.312.329.810.53.5100斜坡高度(米)<2020~3030~4040~5080~90合計崩塌次數(shù)21110112357百分比3.519.317.519.340.4100（3）崩塌的觸發(fā)因素氣象因素：雷電、暴雨等人類活動：邊坡設(shè)計過高、過陡；不適宜地采用大爆破；施工程序不當(dāng)；對潛在崩塌體認識不足；改變了斜坡外形，產(chǎn)生大規(guī)模崩塌地震因素：5級以上的破壞性地震汶川地震誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害（4）崩塌發(fā)生的前兆崩塌的前緣掉塊、墜落、小崩塌發(fā)生；崩塌的腳部出現(xiàn)新的破裂形跡，嗅到異常氣味；不時聽到巖石撕裂摩擦錯碎聲；

出現(xiàn)熱氣、地下水等異常；

動植物出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。（5）崩塌的治理（6）崩塌作用產(chǎn)物——崩塌堆積物倒石堆發(fā)育的三個階段倒石堆劃分為三個發(fā)育階段：正在發(fā)展中的倒石堆：陡峻，新鮮斷裂面，坡度陡。趨于穩(wěn)定的倒石堆：較和緩的輪廓，巖塊風(fēng)化，呈上陡下緩的凹形坡，表面碎屑有一定固結(jié)。穩(wěn)定的倒石堆：坡面和緩，呈上凹形，結(jié)構(gòu)緊密，部分膠結(jié)，生長植被。

1、不利于形成崩塌的氣候條件地區(qū)是（）

A、日溫差較大B、年溫差較大

C、半干旱地區(qū)D、半濕潤地區(qū)2、引起崩塌的觸發(fā)因素很多，下列不屬于觸發(fā)因素的是（）

A、人工開挖坡地下部B、人工開挖坡地上部

C、爆破或地震D、暴雨或融水復(fù)習(xí)題2、錯落錯落：巖體沿陡坡、陡崖上平行發(fā)育的一些近于垂直的破裂面發(fā)生整體下坐位移，其垂直位移大于水平位移。移動巖體基本上保持原巖結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀。特點：整體下坐位移，垂直位移大于水平位移：無破碎和翻滾3、撒落

（1）撒落作用特征撒落——斜坡（30-50度）上的風(fēng)化碎石在重力作用下，長期不斷往坡下墜落的現(xiàn)象。剝蝕地貌：剝蝕坡堆積地貌：倒石錐特點：分布面積大隨時可以發(fā)生多以分散的單個石塊發(fā)生構(gòu)不成大的危害形成條件與環(huán)境：物理風(fēng)化強烈區(qū)破裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)脆性巖石區(qū)地形陡峻斜坡（2）撒落作用的產(chǎn)物——倒石錐倒石錐的特點：

A、沉積學(xué)特征

粒性：巖性單一，與所在斜坡一致；

粒徑：大小混雜

粒態(tài)：無磨圓，以角礫為主，

粒向：排列無明顯定向，有時看見較大礫石A軸平行斜坡走向

結(jié)構(gòu)構(gòu)造：無沉積層理；略顯上部細、下部粗的特點。B、地貌特征

分布于坡腳處；形態(tài)呈錐狀體C、環(huán)境特征

多發(fā)生在寒、旱地區(qū)（二）滑動作用——滑坡（Slide）1.滑坡作用特征2.滑坡的分類3.滑坡形成條件4.滑坡發(fā)生的過程5.滑坡發(fā)生的前兆6.滑坡地質(zhì)災(zāi)害7.滑坡的防治（二）滑動作用——滑坡（Slide）1.滑坡作用特征斜坡上的土體、巖體或其他碎屑堆積物，主要在重力作用和水的參與下，沿一定的滑動面做整體下滑運動的現(xiàn)象，稱為滑坡?；乱厥疽鈭D1．滑坡體：斜坡上向下滑動的那部分土體或巖體。其上的樹木隨土體滑動而歪斜，稱為醉樹。2．滑動面和滑動帶：滑坡體沿斜坡主體滑動的面。呈向上凹的圓弧形。上陡下緩，中部接近水平，前緣出口常成逆向反坡?；瑒用嬗袝r只有一個，有時有幾個。滑動面上有磨光面和擦痕。有時見滑動面上下明顯的擾動和拖曳褶皺現(xiàn)象，構(gòu)成滑動帶。3.滑坡床：

指滑動面以下的穩(wěn)定巖土體?；麓才c地面的交界線稱為滑坡周界，它圈定了滑坡作用的范圍?；卤冢夯麦w與坡上方未動土石體之間，由一半圓形的圍椅狀陡崖分開，這個陡崖稱為滑坡壁?；卤谑腔瑒用媛冻龅牟糠郑母叨却硐禄木嚯x。滑坡階地：滑坡體下滑時，由于滑坡體各個部分移動的速度差異，產(chǎn)生分支滑動面，使滑坡體分裂成為幾個滑坡階地。由于滑坡體沿弧形滑動面滑動，因此滑坡階地原有地面都向內(nèi)傾斜呈反坡地形?；律嗯c滑坡鼓丘：滑坡體前緣常呈舌狀突出，稱為滑坡舌。在滑坡體移動過程中，滑坡舌前面由于受到阻力擠壓而鼓起，稱為滑坡鼓丘。滑坡湖與滑坡洼地：滑坡滑動后，在滑坡壁下部和滑坡臺階的后緣，即滑坡臺階的反坡處，常常形成滑坡洼地。有時因地表水或地下水出露而形成滑坡湖?；铝严叮夯聞偦瑒訒r，地面出現(xiàn)的縱橫交錯的裂隙?；碌孛不碌姆诸?表)2.分類3.滑坡形成條件A.巖性條件：

具有易滑地層B.地質(zhì)構(gòu)造條件:

具有軟弱面——滑動面(圖3-11)C.地貌條件：

20-40°的斜坡，有效監(jiān)控面D.氣候和水分條件

滑坡體加重、滑動面抗滑力削弱E.地震滑動面松動、土層液化F.人工活動開挖邊坡—邊坡失穩(wěn)并形成有效臨空面、墾荒—水土流失、加載—下滑力加大?；瑒用娉Ｑ貙永怼⒐?jié)理面、斷裂面、不整合面、劈理面和透水層與不透水層界面發(fā)生4.滑坡發(fā)生的過程A、蠕動變形階段斜坡上巖（土）體的平衡狀況受到破壞后，產(chǎn)生塑性變形，有些部位因滑坡阻力小于滑坡動力而產(chǎn)生微小滑動。隨著變形的發(fā)展，斜坡上開始出現(xiàn)拉張裂隙。裂隙形成后，地表水下滲加強，變形進一步發(fā)展，滑坡兩側(cè)相繼出現(xiàn)剪切裂隙，滑動面逐漸形成。B、滑動階段滑動面已形成，滑坡體向下滑動，滑坡前緣形成滑坡鼓丘，一些滑坡裂隙也相繼出現(xiàn)，裂隙錯距不斷加大，在滑動面的下方出口處，常有渾濁的地下水流出。C、穩(wěn)定階段滑坡體滑動后，不斷受阻，能量消耗，滑坡體趨于穩(wěn)定。

5.滑坡發(fā)生的前兆

1)、滑坡前緣出現(xiàn)放射狀裂縫、土體隆起現(xiàn)象；2)、滑坡后緣裂縫急劇擴大，并不斷出現(xiàn)新裂縫，后部快速下座，四周巖土體松弛；

3)、滑動帶巖土體因摩擦錯動發(fā)出聲響，裂縫中冒出熱氣或冷氣；

4)、泉水、民井出現(xiàn)異常現(xiàn)象；

5)、動植物出現(xiàn)驚恐異?，F(xiàn)象；

6)、樹林出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象。6.滑坡地質(zhì)災(zāi)害

遍布各?。▍^(qū)、市）。西南、西北分布廣、規(guī)模大，東部山地分布較多，但規(guī)模小，已經(jīng)構(gòu)成災(zāi)害的數(shù)以十萬計。

遭受滑坡災(zāi)害嚴(yán)重危害和威脅的有500多個縣（市）、20多條鐵路干線，大約近萬公里線路，60多個大型礦山和100多個大型企業(yè)，山區(qū)公路普遍受危害。

7.滑坡的防治“防”的兩種含義成功的例子：1985年6月12日，三峽新灘滑坡的成功預(yù)報。3000萬方（超大型），1371人安全疏散。“治”就是阻止滑坡的發(fā)生主要有三個途徑：減輕各種因素的作用改變邊坡內(nèi)部力學(xué)性質(zhì)直接阻止滑坡啟動發(fā)生1985年6月12日凌晨，隨著一聲巨響，地動山搖，0.7平方公里崖坡整體滑動，約600萬立方米土石從800米高處直沖下來，古鎮(zhèn)新灘頃刻之間被傾覆，從此在地圖上消失。300萬立方米土石沖入長江，在80米長的河床上墊高17米，掀起36米高的涌浪，將對岸的石砌倉庫卷入江中，江水向上回流13公里，下游27公里仍有1米高巨浪，致使13艘機動船、64艘木船沉沒或損壞，船工死亡10人、傷8人。幸運的是,由于預(yù)報準(zhǔn)確，古鎮(zhèn)1371多居民早已撤離，無一傷亡。

滑坡治理工程框圖排水滑坡地區(qū)地表排水布置抗滑樁與擋墻

抗滑抗滑滑坡防治工程1、泥流泥流是斜坡上的厚層風(fēng)化土石（或黃土、紅土）被水浸潤飽和后，在重力作用下往斜坡下緩慢（有時迅速）流動的現(xiàn)象。發(fā)生區(qū)域：

熱帶、溫帶:發(fā)生于暴雨集中區(qū)，坡度20?40之間。寒冷氣候區(qū)：形成凍融泥流。地貌：泥流階地、泥流階地群（融凍泥流）堆積物：泥土與碎石混雜，無分選和層理。稀性泥石流的主要物源。（三）流動作用2、土層蠕動1.定義斜坡上的表層巖屑，受溫差或凍脹影響，在重力作用下發(fā)生順坡緩慢移動的現(xiàn)象。（土爬）2.特點：速度慢，幾mm~幾十cm/年。但長期積累也會引起建筑物的破壞。3.原因：重力作用，斜坡上碎石片熱脹冷縮，使土層緩慢移動。（三）流動作用3、片流作用和坡積物3.1片流作用1）定義：降雨或冰雪融化后在斜坡表面上形成的面狀水流（片流）對坡面的破壞作用。2.破壞可以帶走雨滴濺起的泥沙，對坡面上松散的土層產(chǎn)生較均勻的破壞作用，即面狀洗刷作用。它是水土流失的重要原因。坡度為45度時片流作用最強。（三）流動作用3、片流作用和坡積物3.1、片流作用（三）流動作用3、片流作用和坡積物3.2坡積物（三）流動作用3、片流作用和坡積物四、斜坡的演化斜坡的發(fā)展和演化是指斜坡的高度、坡度、穩(wěn)定性三個方面的變化?？傏厔荩焊摺?；陡——緩；不穩(wěn)定——穩(wěn)定。不同坡度，重力作用的方式不同（圖）不同坡度的重力作用類型a和b、>50:崩塌、錯落、撒落C、40~20：滑動D、20~30：土層蠕動E、20以下:片流作用斜坡發(fā)展的兩種基本觀點W.M.戴維斯“平行下降說”在坡面流水作用下，斜坡按下凹形坡面平行降低其高度與坡度，最終形成有圓頂殘丘的和緩地形。M.彭克“平行后退說”改造斜坡的動力為重力作用，在斜坡演化過程中上部重力作用不斷進行，使陡坡不斷平行后退，最終形成有尖頂殘丘和山足剝蝕面的和緩地形。彭克認為：斜坡的發(fā)展是由于重力作用而非流水作用，即使到晚期仍有崩塌、錯落之類的重力作用發(fā)生。斜坡發(fā)展的兩種基本觀點的評述：

實際情況：斜坡演化受巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣候、植被和人為活動影響，演變過程復(fù)雜，既有平行下降為主的地區(qū)（濕潤氣候區(qū)）；也有平行后退為主地區(qū)（干燥區(qū)），甚至同一地區(qū)平行下降和平行后退交替進行。五、關(guān)于斜坡地質(zhì)災(zāi)害防治的思考目前斜坡地質(zhì)災(zāi)害防治的問題構(gòu)造—地貌—氣候—地質(zhì)災(zāi)害耦合關(guān)系研究

斜坡系統(tǒng)—斜坡地貌過程與斜坡地質(zhì)災(zāi)害防治構(gòu)造地貌氣候地質(zhì)災(zāi)害構(gòu)造—地貌—氣候—地質(zhì)災(zāi)害耦合關(guān)系研究

本章小結(jié)1、崩塌：

?剝蝕地貌：崩塌陡坎

?堆積地貌：倒石堆

?倒石堆的特點：碎屑物質(zhì)大小混雜、松散多孔、無層理、無分選，沿陡壁下部分布。2、撒落：剝蝕地貌：剝蝕坡堆積地貌：倒石錐倒石錐的特點：上部細、下部粗，細土充填裂隙；顯示粗略的分選。最厚處在斜坡由陡變緩處。3、片流作用?剝蝕地貌：細溝（犁溝）。?堆積地貌：坡積裙?坡積裙（裾）：其寬度在山坡較陡處窄，緩坡地帶則較寬。在平緩丘陵區(qū)