地貌学第三节风化作用与重力地貌.ppt

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1、第五章第五章 地貌学地貌学讲授:陈诗越讲授:陈诗越第三节第三节 风化作用与重力地貌风化作用与重力地貌 风化作用风化作用 风化壳风化壳 重力地貌重力地貌一、风化作用一、风化作用1 1、风化的概念:、风化的概念:出露地表的岩石,在太阳能、大气和出露地表的岩石,在太阳能、大气和生物的作用下,发生崩解和破碎,变为松生物的作用下,发生崩解和破碎,变为松散的碎屑物,这种在原地发生的物理和化散的碎屑物,这种在原地发生的物理和化学变化称为风化作用学变化称为风化作用(weathering)(weathering)。2 2、风化作用的类型、风化作用的类型物理风化物理风化化学风化化学风化生物风化生物风化(1 1)物

2、理风化)物理风化(physical weathering)(physical weathering)物理风化指由胀缩的变化引起的机械崩解作用,物理风化指由胀缩的变化引起的机械崩解作用,故又称机械风化。温度的季节变化和昼夜变化,使岩故又称机械风化。温度的季节变化和昼夜变化,使岩石表层经受长期的热胀冷缩而崩解分裂,由大块变成石表层经受长期的热胀冷缩而崩解分裂,由大块变成小块,由小块变成更小的碎屑,以至成为砂粒,但其小块,由小块变成更小的碎屑,以至成为砂粒,但其化学成分不变。此外,在岩石裂隙和孔隙中的水冷却化学成分不变。此外,在岩石裂隙和孔隙中的水冷却结冰时,体积增大结冰时,体积增大9 9,这时对围

3、岩的压力可达,这时对围岩的压力可达6 0006 000千克每平方厘米,如此冻融反复进行,对岩石产生巨千克每平方厘米,如此冻融反复进行,对岩石产生巨大的破坏力,并使其崩解、破碎,这种作用又称冻融大的破坏力,并使其崩解、破碎,这种作用又称冻融风化作用风化作用 化化学学风风化化指指岩岩石石表表面面在在水水、氧氧、二二氧氧化化碳碳、有有机机酸酸等等作作用用下下产产生生溶溶解解、结结晶晶、水水化化、水水解解,碳碳酸酸化化和和氧氧化化等等一一系系列列复复杂杂的的化化学学变变化化。在在强强烈烈的的化化学学作作用用下下,不不仅仅岩岩石石的的结结构构成成分分受受破破坏坏变变成成松松散散的的土土层层,而而且且矿矿

4、物成分也发生变化。物成分也发生变化。(2)化学风化化学风化(chemical weathering)生生物物风风化化指指生生物物在在其其生生长长和和分分解解过过程程中中,使使岩岩石石矿矿物物受受到到物物理理和和化化学学作作用用。生生物物的的物物理理风风化化作作用用包包括括植植物物根根系系发发育育(树树根根发发育育可可对对围围岩岩产产生生10-1510-15千千克克每每平平方方厘厘米米的的作作用用力力),动动物物如如蚯蚯蚓蚓、田田鼠鼠和和蚂蚂蚁蚁等等挖挖掘掘洞洞穴穴,使使岩岩石石矿矿物物遭遭受受机机械械破破坏坏。生生物物在在矿矿物物遭遭受受破破坏坏的的过过程程中中,一一方方面面从从岩岩石石矿矿物

5、物中中吸吸取取养养分分,另另一一方方面面也也分分泌泌出出各各种种酸酸,如如碳碳酸酸、硝硝酸酸和和各各种种有有机机酸酸等等,对对岩岩石石矿矿物物进进行行强强烈化学分解,即产生生物化学风化作用。烈化学分解,即产生生物化学风化作用。(3)生物风化生物风化(biogical weathering)三种风化作用在自然界往往不是单独进行三种风化作用在自然界往往不是单独进行的,而是同时交替进行。至于一个地区、的,而是同时交替进行。至于一个地区、个个时期以哪种作用为主,则取决于具体的气候条时期以哪种作用为主,则取决于具体的气候条件,如高山高纬地区以物理风化为主,湿热地件,如高山高纬地区以物理风化为主,湿热地区

6、以化学风化为主,如果该地区植物繁密,则区以化学风化为主,如果该地区植物繁密,则生物风化作用亦占重要地位。生物风化作用亦占重要地位。(1)(1)气候因素气候因素 气气候候对对风风化化的的影影响响主主要要通通过过气气温温和和降降水水量量来来实实现现。气气温温年年较较差差和和日日较较差差大大,有有利利于于物物理理风风化化作作用用的的进进行行。气气温温的的高高低低对对矿矿物物的的溶溶解解度度、水水溶溶液液的的浓浓度度和和化化学学反反应应速速度度等等有有很很大大影影响响。降降雨雨量量的的多多寡寡除除影影响响地地面面冲冲刷刷外外,对对化化学学风风化化和和生生物物风风化化起起重重要要作作用用,因因此此不不同

7、气候带的风化作用有明显差异。同气候带的风化作用有明显差异。3、影响风化作用的因素、影响风化作用的因素 极极地地和和高高山山地地带带 :终终年年温温度度在在00以以下下,以以冻冻融融作作用用为主,化学作用缓慢,故长期处于物理风化阶段。为主,化学作用缓慢,故长期处于物理风化阶段。干干旱旱荒荒漠漠地地带带 :日日照照强强,温温度度日日较较差差大大,年年降降水水量量小小于于250250毫毫米米,蒸蒸发发量量大大于于降降水水量量。在在这这种种情情况况下下,化化学学风风化化除除氧氧化化外外,溶溶解解和和水水化化学学作作用用也也有有发发生生,但但氯氯化化物物和和硫硫酸酸盐盐不不能全部被淋溶,故仍处于物理风化

8、为主的阶段。能全部被淋溶,故仍处于物理风化为主的阶段。半半干干旱旱草草原原地地带带 :日日照照强强,年年降降水水量量250-500250-500毫毫米米,蒸蒸发发量量大大于于降降水水量量。物物理理风风化化作作用用强强,而而化化学学风风化化作作用用亦亦较较活活跃跃。氯氯化化物物和和硫硫酸酸盐盐等等大大部部分分被被淋淋溶溶,钙钙镁镁盐盐类类则则相相对富集,形成钙积层,故处于富钙阶段。对富集,形成钙积层,故处于富钙阶段。半半湿湿润润森森林林草草原原地地带带 :年年降降水水500-750500-750毫毫米米,蒸蒸发发量量与与降降水水量量大大致致相相等等。以以化化学学风风化化为为主主,处处于于富富钙钙

9、或或富富硅铝两阶段之间。硅铝两阶段之间。温温湿湿地地带带:年年降降水水量量750-1000750-1000毫毫米米,降降水水量量大大于于蒸蒸发发量量,处处于于化化学学风风化化为为主主的的中中期期阶阶段段,形形成成富富硅铝残积物。硅铝残积物。湿湿热热地地带带:年年降降水水量量大大于于10001000毫毫米米,终终年年高高温温,有有利利于于化化学学风风化化作作用用迅迅速速进进行行。高高温温加加速速水水解解作作用用,多多雨雨增增大大化化学学风风化化效效能能,同同时时高高温温多多雨雨使使植植物物繁繁茂茂,各各种种有有机机酸酸及及细细菌菌作作用用活活跃跃,生生物物风风化化作作用用也也得得到到加加强强。长

10、长期期处处于于富富铝铝阶阶段段,发发育育很很厚厚的的(可可达达200200米米以上以上)红色风化壳。红色风化壳。坡坡度度、高高度度和和切切割割程程度度的的不不同同,使使风风化化的的深深度度、厚厚度度和和强强度度有有所所差差别别。缓缓坡坡上上的的风风化化强强度度和和深深度度比比陡陡坡坡强强。不不同同坡坡向向和和不不同同高高度度通通过过温温度度、水水湿湿条条件件差差异异,间间接接地地影影响响风风化化。地地形形切切割割程程度度不不同同,不不仅仅使使地地表表和和地地下下水水的的循循环环条条件件不不一一样样,而而且且造造成成小小气气候候差差异异,对对化化学学和和物理风化的进行有显著的影响。物理风化的进行

11、有显著的影响。(2)地形因素地形因素 岩岩石石的的矿矿物物成成分分、结结构构、构构造造都都直直接接影影响响风风化化作作用用。岩岩石石的的抗抗风风化化能能力力取取决决于于组组成成岩岩石石的的旷旷物物成成分分,而而各各种种矿矿物物对对化化学学风风化化的的抵抵抗抗能能力力,即即它它们们的的相对稳定性差别很大相对稳定性差别很大(表表3-1)3-1)。(3)地质因素地质因素表表3-13-1化学化学风风化化对对造岩造岩矿矿物的相物的相对稳对稳定性定性相对稳定性相对稳定性造造 岩矿岩矿 物物极稳定极稳定稳稳 定定不大稳定不大稳定不稳定不稳定石石 英英白云母,正长石,微斜长石,酸性斜石白云母,正长石,微斜长石

12、,酸性斜石普通角闪石,辉石类普通角闪石,辉石类基基性性斜斜长长石石,碱碱性性角角闪闪石石,黑黑云云母母,普普通通辉辉石石,橄橄榄榄石石,海海绿绿石石,方方解解石石,白云石,石膏白云石,石膏硅酸盐类的造岩矿物风化过程:硅酸盐类的造岩矿物风化过程:钾长石钾长石绢云母绢云母水云母水云母高岭石。高岭石。辉辉石石、角角闪闪石石绿绿泥泥石石水水绿绿泥泥石石蒙蒙脱脱石石多水高岭石多水高岭石高岭石。高岭石。黑云母黑云母蛭石蛭石蒙脱石蒙脱石高岭石。高岭石。白白云云母母水水云云母母贝贝得得石石蒙蒙脱脱石石多多水水高高岭岭石石高岭石。高岭石。石英石英(部分部分)硅酸硅酸石髓石髓次生石英。次生石英。在在适适宜宜的的气

13、气候候条条件件下下,高高岭岭石石进进一一步步分分解解成成铝铝土土矿矿和和石石髓髓等等,而而辉辉石石、角角闪闪石石、黑黑云云母母还还分分解解成褐铁矿和针铁矿等。成褐铁矿和针铁矿等。花花岗岗岩岩含含有有较较多多的的石石英英和和长长石石,即即含含有有较较多多的的硅硅铝铝元元素素,而而含含钙钙量量很很少少,可可较较快快地地进进入入硅硅铝铝化化阶阶段,容易形成富含石英和高岭土的风化壳。段,容易形成富含石英和高岭土的风化壳。玄玄武武岩岩含含钙钙多多,因因此此碳碳酸酸盐盐化化阶阶段段较较长长,碳碳酸酸钙的白色薄膜可包裹岩石碎屑。钙的白色薄膜可包裹岩石碎屑。橄橄榄榄石石等等超超基基性性岩岩,含含铁铁量量高高,

14、形形成成含含褐褐铁铁矿矿和和针针铁铁矿矿等等风风化化壳壳,此此即即残残积积铁铁矿矿,在在一一定定的的条条件件下还可形成残积镍矿。下还可形成残积镍矿。砂岩含硅多,形成石英砂,蛋白石等风化壳。砂岩含硅多,形成石英砂,蛋白石等风化壳。页页岩岩、板板岩岩为为不不含含碳碳酸酸盐盐的的粘粘土土质质岩岩石石,形形成成粘土风化壳。粘土风化壳。石石灰灰岩岩、泥泥灰灰岩岩和和白白云云岩岩等等含含碳碳酸酸盐盐的的岩岩石石,易易受受化化学学风风化化和和溶溶解解,当当可可溶溶解解的的碳碳酸酸钙钙被被带带走走后后,余余下下杂杂质质则则形形成成残残积积层层,一一般般为为黄黄色色或或红红褐褐色色塑塑性性相当大的粘土,只有在其

15、下部才有石灰岩碎屑。相当大的粘土,只有在其下部才有石灰岩碎屑。岩石的矿物结构也影响风化作用,由粗粒结构矿岩石的矿物结构也影响风化作用,由粗粒结构矿物组成的岩石比细粒的容易风化。粒度差异大的比等物组成的岩石比细粒的容易风化。粒度差异大的比等粒矿物组成的岩石容易风化。致密等粒矿物组成的岩粒矿物组成的岩石容易风化。致密等粒矿物组成的岩石,如花岗岩和玄武岩具有石,如花岗岩和玄武岩具有三三组相互直交的原生节理,组相互直交的原生节理,易形成球状风化及层层剥离现象。易形成球状风化及层层剥离现象。球状球状风风化化、风、风 化化 带带 地壳最上部发生风化作用的地带。地壳最上部发生风化作用的地带。风化带的深风化带

16、的深度由于风化作用的因素、方式和强度的不同而不同,度由于风化作用的因素、方式和强度的不同而不同,从地表向地下依次出现全风化带、强风化带和弱风从地表向地下依次出现全风化带、强风化带和弱风化带。化带。二、二、风风 化化 壳壳 1 1、概念、概念 风风化化作作用用使使地地球球表表面面和和接接近近地地表表的的岩岩石石圈圈遭遭受受物物理理破破坏坏和和化化学学分分解解,有有的的仅仅在在结结构构上上发发生生变变化化,有有的的成成分分亦亦发发生生变变化化,并并在在原原地地生生成成松松散散的的堆堆积积物物,称称残残积积物物,其其岩岩性性与与原原来来基基岩岩相相似似,但但又又不不完完全全相相同同、残积物、残积物(

17、eluvium)由由残残积积物物所所组组成成的的覆覆盖盖于于地地壳壳表表面面的的整整个个复复杂杂剖剖面面的的总总体体,称称为为风风化化壳壳(weathered(weathered crust)crust)。因因此此残残积积物物是是风风化化壳壳的的一一部部分分,而而风风化化壳壳则则是是岩岩石圈的一部分。石圈的一部分。、风化壳、风化壳(weathered crust)风化壳剖面示意图风化壳剖面示意图、岩岩石石成成分分、矿矿物物成成分分、化化学学成成分分和和下下伏伏基基岩岩有有密密切的联系;切的联系;、是是基基岩岩风风化化破破碎碎后后留留在在原原地地的的风风化化物物质质,未未经经搬搬运磨圆,未经分选

18、,不具层理;运磨圆,未经分选,不具层理;、残残积积物物经经长长期期风风化化,所所形形成成粘粘土土矿矿物物,常常粘粘附附在在石英砂的表面;石英砂的表面;、残积物的结构等特征向下伏基岩逐渐过渡;、残积物的结构等特征向下伏基岩逐渐过渡;、由上而下风化程度逐渐减弱,颗粒由细变粗。、由上而下风化程度逐渐减弱,颗粒由细变粗。2、残积物的特征、残积物的特征 气气候候是是风风化化壳壳形形成成的的主主要要因因素素,它它影影响响风风化化发发育育阶阶段段和和强强度度等等,因因此此气气候候对对形形成成不不同同的的风风化化壳壳类类型起着决定性作用。型起着决定性作用。3、风化壳类型、风化壳类型 风风化化壳壳形形成成后后,

19、被被后后来来的的各各种种堆堆积积物物覆覆盖盖,而而 保保留留 下下 来来 的的风风化化壳壳称称 为为古古风风化化壳壳(paleo-weathered(paleo-weathered crust)crust),在在一一定定的的地地形形构构造条件下,可形成多层古风化壳。造条件下,可形成多层古风化壳。古风化壳古风化壳 成成土土作作用用是是指指残残积积物物的的表表层层在在一一定定条条件件下下发发育育成成土土壤壤的的过过程程。即即残残积积物物的的表表层层,通通过过生生物物风风化化、物物理理风风化化和和化化学学风风化化发发生生了了物物质质移移动动和和能能量量转转化化。它它包包括括了了土土体体内内有有机机质

20、质的的积积聚聚和和分分解解,矿矿物物的的形形成成和和破破坏坏,元元素素的的迁迁移移和和变变换换,土土壤壤剖剖面面结结构构的的形形成成和发展,这一切就是土壤的形成过程。和发展,这一切就是土壤的形成过程。4、成土作用、成土作用(soil forming process)土土壤壤是是残残积积物物的的表表层层,经经成成土土作作用用发发育育而而成成,即即经经有有机机酸酸对对残残积积物物发发生生生生物物化化学学作作用用,使使土土质质富富含含腐腐殖殖质质而而具具有有肥肥力力。残残积积物物与与土土壤壤最最根根本本的的区区别别是是它它不不具具有有肥肥力力。其其次次土土壤壤形形成成速速度度比比风风化化壳壳和和残残

21、积积物物的的形形成成快快得得多多。在在湿湿热热气气候候条条件件下下,形形成成一一个个完完整整的的风风化化壳壳,需需要要几几十十万万年年到到几几百百万万年年,而而在在同同样样气气候候条条件件下下,形形成成土土壤壤剖剖面面只只需需几几十年或几百年。十年或几百年。、土壤与残积物的区别、土壤与残积物的区别 现现代代土土壤壤是是指指在在现现代代成成土土条条件件下下发发育育而成的土壤。而成的土壤。森森林林土土壤壤 是是在在湿湿润润、半半湿湿润润区区域域森森林林植植被被下下发发育育的的土土壤壤。从从寒寒带带到到热热带带除除干干旱旱和和半半干干旱旱地地区区外外均均有有森森林林土土壤壤分分布布,包包括括灰灰化化

22、土土、灰灰黑黑土土(灰灰色色森森林林土土)、棕棕壤壤、褐土、黄壤和红壤等。褐土、黄壤和红壤等。、现代土壤、现代土壤 草草原原土土壤壤 草草原原土土壤壤是是在在半半干干旱旱草草原原区区形形成成的的土土壤壤。包包括括黑黑钙钙土土、棕棕钙钙土土、灰灰钙钙土土以以及及草原红土等。草原红土等。、现代土壤、现代土壤 荒荒漠漠土土 干干旱旱地地区区发发育育的的土土壤壤。包包括括灰灰漠漠土土、灰灰棕棕漠漠土土和和棕棕漠漠土土等等。我我国国荒荒漠漠土土分分布布在在新新疆疆、甘甘肃肃、青青海海、宁宁夏夏等等省省区区。由由于于降降水水稀稀少少等等原原因因,岩岩石石风风化化和和成成土土作作用用微微弱弱,土土体体中中元

23、元素素很很少少迁迁移移,碳碳酸酸钙钙在在土土壤壤表表面面积积聚聚,即即使使较较易易移移动动的的石石膏膏和和易易溶溶盐盐类类亦亦淋淋洗洗不深,有机质含量少,大多在不深,有机质含量少,大多在0 05 5-0-03 3以下。以下。、现代土壤、现代土壤 古古土土壤壤是是指指非非现现代代成成土土条条件件下下形形成成的的土土壤壤。古古土土壤壤形形成成于于第第四四纪纪及及第第三三纪纪末,具有埋藏或非埋藏的表面。末,具有埋藏或非埋藏的表面。、古土壤、古土壤(paleosoil)古土壤与现代土壤的区别古土壤与现代土壤的区别:古古土土壤壤的的剖剖面面一一般般不不完完整整,大大多多没没有有腐腐殖殖质质层层,即即使使

24、有有也也由由于于易易遭遭分分解解而而颜颜色色变变浅浅,或或易易遭遭炭炭化化而而染染成成黑黑棕棕色色。淋淋溶溶层层下下部部与与淀淀积积层层则则为为质质地地较较粘粘的的粘粘化化层层,因因铁铁的的富富集集,颜颜色色带带红红。淀淀积积层层下下部部为为富富含含碳碳酸酸钙钙的的淀淀积积层,常聚集形成钙结核或姜结石。层,常聚集形成钙结核或姜结石。现现代代土土壤壤一一般般有有完完整整的的剖剖面面,有有色色暗暗的的腐腐殖殖质质层层,淋溶层的颜色较浅,其粘性不如古土壤。淋溶层的颜色较浅,其粘性不如古土壤。、古土壤、古土壤 古古土土壤壤的的存存在在,表表示示当当时时地地面面稳稳定定,既既没没有有强强烈烈的的剥剥蚀蚀

25、,也也没没有有快快速速的的堆堆积积,使使土土壤壤发发育育较较充充分分。故故可可根根据据古古土土壤壤的的剖剖面面特特征征及及埋埋藏藏条条件件等等来来研研究究第第四四纪纪古古气气候候、古古地地貌貌等等,古古土土壤壤也也是是划划分分第第四四纪纪地地层层和和冰冰期期、间间冰冰期期的的重重要要依据。依据。、古土壤、古土壤三、重力地貌三、重力地貌块体运动块体运动崩塌崩塌滑坡滑坡蠕动蠕动(一)(一)、块块体运体运动动岩体和土体在重力作用及地表水地岩体和土体在重力作用及地表水地下水影响下沿坡向下运动称为块体下水影响下沿坡向下运动称为块体运动运动(mass movement)。可分为崩。可分为崩落、滑落和蠕动三

26、类。落、滑落和蠕动三类。块体运动地貌类型图块体运动地貌类型图1、基本要素、基本要素崩塌崩塌(collapse)(collapse)是指斜坡上的岩土是指斜坡上的岩土块块体,在重力作体,在重力作用下,突然用下,突然发发生沿坡向下急生沿坡向下急剧倾剧倾倒、崩落倒、崩落现现象。崩塌的象。崩塌的运运动动速度很快,有速度很快,有时时可以达到自由落体的速度。崩塌的可以达到自由落体的速度。崩塌的体体积积可以从小于可以从小于1 1立方米直到若干立方米直到若干1 1亿亿立方米。如川藏公立方米。如川藏公路路19681968年年发发生的拉月大崩塌,就有生的拉月大崩塌,就有600600米厚的岩米厚的岩层发层发生生崩塌。

27、一个典型的崩塌,必崩塌。一个典型的崩塌,必须须具具备备母体、破裂壁、母体、破裂壁、锥锥形堆形堆积积体等基本要素。体等基本要素。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物2、形成条件、形成条件(1)(1)地形条件地形条件地形条件包括坡度和坡地相地形条件包括坡度和坡地相对对高度。坡度高度。坡度对对崩塌崩塌的影响最明的影响最明显显,一般,一般说说来,由松散碎屑来,由松散碎屑组组成的坡地,成的坡地,当坡度超当坡度超过过它的休止角它的休止角时则时则可出可出现现崩塌。由崩塌。由坚坚硬岩石硬岩石组组成的坡地,坡度一般要在成的坡地,坡度一般要在50605060以上以上时时才能出才能出现现崩塌。崩塌崩塌。崩塌发发

28、生的最佳地形坡度是生的最佳地形坡度是45604560之之间间。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物2、形成条件、形成条件(2)(2)地地质质条件条件在在节节理和断理和断层发层发育的山坡上,岩石破碎,很易育的山坡上,岩石破碎,很易发发生崩生崩塌。当地塌。当地层倾层倾向和山坡坡向一致,而地向和山坡坡向一致,而地层倾层倾角小于山坡坡角小于山坡坡度度时时,常沿地,常沿地层层层层面面发发生崩塌。生崩塌。软软硬岩性的地硬岩性的地层层呈互呈互层时层时,较软较软岩岩层层易受易受风风化,形成凹坡,化,形成凹坡,竖竖硬岩硬岩层层形成陡壁或突出形成陡壁或突出成成悬悬崖,易崖,易发发生崩塌。生崩塌。(二)、崩塌及

29、崩积物(二)、崩塌及崩积物2、形成条件、形成条件(3)气候条件气候条件崩塌通常崩塌通常发发生在降雨季生在降雨季节节。很多崩塌。很多崩塌发发生在暴生在暴雨雨时时或暴雨后不久。暴雨增加了岩体或暴雨后不久。暴雨增加了岩体负负荷,破坏了荷,破坏了岩体岩体结结构,构,软软化了粘土化了粘土层夹层层夹层,减低了岩体之,减低了岩体之间间的的聚聚结结力,加大下滑力并使上覆岩力,加大下滑力并使上覆岩块块失去支撑而引起失去支撑而引起崩塌。崩塌。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物2、形成条件、形成条件(4)地震因素地震因素 地震是崩塌的触发因素。地震时,能地震是崩塌的触发

30、因素。地震时,能形成数量多而规模很大的崩塌体。例如,形成数量多而规模很大的崩塌体。例如,1920年宁夏海原级地震,仅在极震区就年宁夏海原级地震,仅在极震区就有有650多处发生大规模的崩塌。多处发生大规模的崩塌。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物2、形成条件、形成条件(5)人为因素人为因素 在山区进行各种工程建设时,如不顾在山区进行各种工程建设时,如不顾及地形条件,任意开挖,常使山坡平衡遭及地形条件,任意开挖,常使山坡平衡遭到破坏而发生崩塌。另外,任意砍伐森林到破坏而发生崩塌。另外,任意砍伐森林和在陡坡上开垦荒地也常引起崩塌。和在陡坡上开垦荒地也常引起崩塌。3、倒石堆、倒石堆(talus)

31、崩塌下落的大量石崩塌下落的大量石块块、碎屑物或土体都堆、碎屑物或土体都堆积积在陡在陡崖的坡脚或崖的坡脚或较较开开阔阔的山麓地的山麓地带带,形成的崩塌堆称倒石堆,形成的崩塌堆称倒石堆(岩屑堆或岩堆岩屑堆或岩堆)。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物3、倒石堆、倒石堆倒石堆是一种倒石堆是一种倾倾卸式的急卸式的急剧剧堆堆积积,结结构多呈松散、构多呈松散、杂杂乱、多孔隙、大小混乱、多孔隙、大小混杂杂而无而无层层理。倒石堆理。倒石堆块块体的大小体的大小从从锥锥底到底到锥锥尖逐尖逐渐渐减小;先崩塌的岩土减小;先崩塌的岩土块块堆堆积积在下面,在下面,后崩塌的盖在上面。由于每次崩塌的后崩塌的盖在上面。由于

32、每次崩塌的强强弱不同,形成碎弱不同,形成碎屑大小不等的近似互屑大小不等的近似互层层,因此,有,因此,有时时在倒石堆剖面上可在倒石堆剖面上可以看到假以看到假层层理理现现象。象。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物崩落地貌崩落地貌4 4、工程治理、工程治理在山区在山区经经常常发发生崩塌,使村庄、道路和渠道常受破生崩塌,使村庄、道路和渠道常受破坏,造成灾害。防治首要的工作是圈定崩塌区和近期可能坏,造成灾害。防治首要的工作是圈定崩塌区和近期可能发发生崩塌区的范生崩塌区的范围围,查查明与成灾密切有关崩塌体的明与成灾密切有关崩塌体的详细详细情况,然后再制定情况,然后再制定处处理措施。理措施。(二)、崩

33、塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物4 4、工程治理、工程治理如果倒石堆正在如果倒石堆正在发发育,在工程建育,在工程建设规设规划划时应时应尽量避尽量避开或开或绕过绕过,对对表表层层、局部的不、局部的不稳稳定岩体,可采用清挖、定岩体,可采用清挖、锚锚固、网包或固、网包或栏栏档等工程加固档等工程加固处处理。理。对对已基本已基本稳稳定的倒石堆,定的倒石堆,通通过过适当的地基加固适当的地基加固处处理,可考理,可考虑虑利用。要注意的是必利用。要注意的是必须须防止地表水的集中和大量的渗入。通防止地表水的集中和大量的渗入。通过过地下地下挡挡水或排水水或排水工程有效降低其地下水位,工程有效降低其地下水位,对对提高倒

34、石堆的整体提高倒石堆的整体稳稳定性定性将有重要的意将有重要的意义义。(二)、崩塌及崩积物(二)、崩塌及崩积物滑坡滑坡(landslide)系指构成斜坡上系指构成斜坡上的岩土体在重力作用下失的岩土体在重力作用下失稳稳,沿着坡体内,沿着坡体内部的一个部的一个(或几个或几个)软软弱面弱面(滑滑动动面面)发发生剪生剪切而切而产产生整体性下滑的生整体性下滑的现现象。象。(三)、滑(三)、滑 坡坡、滑坡体、滑坡体斜坡上向下滑斜坡上向下滑动动的那部分岩的那部分岩(土土)体称体称为为滑坡体。滑坡体。它以滑它以滑动动面与下伏未滑面与下伏未滑动动地地层层分隔开来。滑坡体分隔开来。滑坡体虽虽有局部的土石松有局部的土

35、石松动动破碎,但因呈整体下滑,移位之后,基破碎,但因呈整体下滑,移位之后,基本保持原有的本保持原有的层层位关系和位关系和节节理、构造的特点。滑坡体的理、构造的特点。滑坡体的规规模大小不一,从几十立方米到几模大小不一,从几十立方米到几亿亿立方米不等。立方米不等。(三)、滑(三)、滑 坡坡 1、滑坡要素、滑坡要素 (三)、滑(三)、滑 坡坡 1、滑坡要素、滑坡要素 、滑、滑动动面和滑面和滑动带动带滑坡体沿其滑滑坡体沿其滑动动的面称滑的面称滑动动面。面。在均在均质质土体中滑土体中滑动动面呈面呈圆圆弧形。滑弧形。滑动动面有面有时时只有只有一个,有一个,有时时有几个,故可分出主滑有几个,故可分出主滑动动

36、面和分支滑面和分支滑动动面。面。沿滑沿滑动动面有面有时时可可见见擦痕及磨光面。有擦痕及磨光面。有时时在滑在滑动动面附近面附近的土体有一的土体有一层层明明显显揉揉皱皱的的结结构构扰动带扰动带,称,称为为滑滑动带动带。滑滑动带动带的厚薄不一,从几厘米到数米不等。的厚薄不一,从几厘米到数米不等。(三)、滑(三)、滑 坡坡 1、滑坡要素、滑坡要素 、滑坡床、滑坡床(滑床滑床)指滑指滑动动面以下的面以下的稳稳定岩土体。定岩土体。滑坡床与地面的交界滑坡床与地面的交界线线称称为为滑坡周界,它圈滑坡周界,它圈定了滑坡作用的范定了滑坡作用的范围围。、滑坡壁和滑坡台、滑坡壁和滑坡台阶阶滑坡体与坡上方未滑坡体与坡上

37、方未动动土石体之土石体之间间,由一半,由一半圆圆形的形的围围椅椅状陡崖分开,状陡崖分开,这这个陡崖称个陡崖称为为滑坡壁。一般坡度滑坡壁。一般坡度为为60608080,高度数厘米至数米不等。滑坡壁是滑,高度数厘米至数米不等。滑坡壁是滑动动面的出露部分,它面的出露部分,它的高度代表滑坡下滑的距离。滑坡壁上常留有擦痕。的高度代表滑坡下滑的距离。滑坡壁上常留有擦痕。(三)、滑(三)、滑 坡坡 2、滑坡地貌形态、滑坡地貌形态、滑坡壁和滑坡台、滑坡壁和滑坡台阶阶滑坡体下滑滑坡体下滑时时,由于上下各段滑,由于上下各段滑动动速度的差异,或速度的差异,或滑滑动时间动时间的先后不同,常的先后不同,常产产生分支滑生

38、分支滑动动面,把滑坡体分裂面,把滑坡体分裂成几成几块块滑体。滑体之滑体。滑体之间间相互相互错错断,构成断,构成阶阶梯状的地面,叫梯状的地面,叫滑坡台滑坡台阶阶。因滑体沿弧形滑。因滑体沿弧形滑动动面滑面滑动动,故滑坡台,故滑坡台阶阶原地面原地面皆向内皆向内倾倾斜呈反坡地形。斜呈反坡地形。这这种反坡地形可由种反坡地形可由“醉醉汉树汉树”(“”(“醉醉林林”)”)反映出来。反映出来。(三)、滑(三)、滑 坡坡 2、滑坡地貌形态、滑坡地貌形态(三)、滑(三)、滑 坡坡 2、滑坡地貌形态、滑坡地貌形态、滑坡洼地与滑坡湖、滑坡洼地与滑坡湖滑坡体向下移滑坡体向下移时时,在滑坡体与滑坡壁,在滑坡体与滑坡壁间间

39、由由于土体外移以及滑坡体的反向于土体外移以及滑坡体的反向倾倾斜而形成月牙形斜而形成月牙形洼地,有洼地,有时积时积水成湖,称滑坡湖。此外,在滑坡台水成湖,称滑坡湖。此外,在滑坡台阶阶与鼓丘之与鼓丘之间间亦可有低洼凹地分布。亦可有低洼凹地分布。、滑坡舌和滑坡鼓丘、滑坡舌和滑坡鼓丘在滑坡体的前在滑坡体的前缘缘,形如舌状地突出部分称滑,形如舌状地突出部分称滑坡舌。有坡舌。有时时因前面受阻,同因前面受阻,同时时又受到后方土体的又受到后方土体的压压力作用,被力作用,被挤压挤压而鼓起成弧形土脊,称滑坡鼓丘。而鼓起成弧形土脊,称滑坡鼓丘。土脊上分布有扇状土脊上分布有扇状张张裂隙,脊内土裂隙,脊内土层层常有褶常

40、有褶皱皱构构造形造形态态。(三)、滑(三)、滑 坡坡 2、滑坡地貌形态、滑坡地貌形态(三)、滑(三)、滑 坡坡 2、滑坡地貌形态、滑坡地貌形态、滑坡裂、滑坡裂缝缝滑坡地面裂滑坡地面裂缝纵缝纵横交横交错错,甚,甚为为破碎,按裂破碎,按裂缝缝展布方向、展布方向、位置、性位置、性质质,可划分,可划分为为四种:四种:后后缘缘拉拉张张裂裂缝缝;前前缘缘(下部下部)鼓鼓张张裂裂缝缝;两两侧侧羽状剪切裂羽状剪切裂缝缝;中部横向中部横向“凸凸”型裂型裂缝缝。滑坡裂缝滑坡裂缝3.影响滑坡的因素影响滑坡的因素w(1)地下水)地下水w地下水可使土(岩)体发生复杂的物理化学过程而失去稳定,地下水可使土(岩)体发生复杂

41、的物理化学过程而失去稳定,产生滑坡。如:产生滑坡。如:a.土(岩)提颗粒间的孔隙水将降低颗粒间土(岩)提颗粒间的孔隙水将降低颗粒间的吸附力;的吸附力;b.地下水能溶解土体中的胶结物;是土体失去黏地下水能溶解土体中的胶结物;是土体失去黏结力;结力;c.饱含水分的土(岩)体,增加土体单位体积的重量,饱含水分的土(岩)体,增加土体单位体积的重量,因而加大平行滑动面的重力分力;因而加大平行滑动面的重力分力;d.地下水运动时,产生动地下水运动时,产生动压力,能使土体发生滑动;压力,能使土体发生滑动;e.地下水沿滑动面运动,使摩擦地下水沿滑动面运动,使摩擦系数减小,阻力降低。系数减小,阻力降低。3.影响滑

42、坡的因素影响滑坡的因素w(2)地表水)地表水w地表水对滑坡的影响表现为:地表水对滑坡的影响表现为:a河水的侵蚀或海浪、湖浪的河水的侵蚀或海浪、湖浪的冲击,在河岸、海岸和湖岸坡脚水面附近进行掏蚀,使岸坡冲击,在河岸、海岸和湖岸坡脚水面附近进行掏蚀,使岸坡物体失去支持而产生滑坡;物体失去支持而产生滑坡;b降雨或融雪时,将有一部分水降雨或融雪时,将有一部分水分渗透到土壤中,将其浸润而使之滑动。分渗透到土壤中,将其浸润而使之滑动。3.影响滑坡的因素影响滑坡的因素w(3)斜坡岩石结构和岩性)斜坡岩石结构和岩性w岩石结构和滑坡的关系表现在滑坡常沿断层面、节理面、岩岩石结构和滑坡的关系表现在滑坡常沿断层面、

43、节理面、岩层不整合面或岩层层面滑动,尤其在岩层倾向与斜坡倾向一层不整合面或岩层层面滑动,尤其在岩层倾向与斜坡倾向一致,而岩层倾角小于斜坡倾角时最易形成滑坡。致,而岩层倾角小于斜坡倾角时最易形成滑坡。3.影响滑坡的因素影响滑坡的因素w(4)地震)地震w地震对滑坡起触发作用,一次大地震,常常形成许多规模巨大的滑坡。地震对滑坡起触发作用,一次大地震,常常形成许多规模巨大的滑坡。如如1933年四川岷江上游叠溪地震,在数分钟内发生巨大滑坡(伴随崩塌)年四川岷江上游叠溪地震,在数分钟内发生巨大滑坡(伴随崩塌),约有,约有1亿立方米的土石滑动,形成亿立方米的土石滑动,形成100多米高的滑坡壁,滑坡体将岷江多

44、米高的滑坡壁,滑坡体将岷江堵塞,有三处因堵塞积水成湖,高出原河床堵塞,有三处因堵塞积水成湖,高出原河床160多米。地震后多米。地震后20天,最天,最上一个湖泊的湖水盈溢,注入下游湖中,至上一个湖泊的湖水盈溢,注入下游湖中,至10月月7日,又将下游湖注满,日,又将下游湖注满,水溢堤而出,至水溢堤而出,至10月月9日下午日下午7时左右,堤坝崩溃,湖水倾出,犹如一道时左右,堤坝崩溃,湖水倾出,犹如一道水墙直冲而下,水流经过处,将两岸村庄人畜和碎石全部卷走。水墙直冲而下,水流经过处,将两岸村庄人畜和碎石全部卷走。3.影响滑坡的因素影响滑坡的因素w(5)人为因素)人为因素w人为因素大都是人工挖土,破坏斜

45、坡稳定而使滑坡发生滑动。人为因素大都是人工挖土,破坏斜坡稳定而使滑坡发生滑动。如在可能发生滑坡的斜坡下部或在稳定的古滑坡体的下方开如在可能发生滑坡的斜坡下部或在稳定的古滑坡体的下方开挖土体,降低了支持上部土体的阻力而引起滑动。此外,人挖土体,降低了支持上部土体的阻力而引起滑动。此外,人工在坡顶堆积废渣土,加大坡顶载荷而引发滑坡;人工爆破工在坡顶堆积废渣土,加大坡顶载荷而引发滑坡;人工爆破或将水排进滑坡裂缝中,也将促使土体产生滑动。或将水排进滑坡裂缝中,也将促使土体产生滑动。(1 1)、按物)、按物质组质组成成土土质质滑坡滑坡:粘土滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡、黄土滑坡、碎屑堆积层滑坡碎屑堆积层滑坡

46、岩岩质质滑坡滑坡:风风化岩化岩浆浆岩滑坡、沉岩滑坡、沉积层积层滑坡、滑坡、变质变质片岩滑坡片岩滑坡(三)、滑(三)、滑 坡坡 4、滑坡的类型、滑坡的类型(三)、滑(三)、滑 坡坡 4、滑坡的类型、滑坡的类型(2 2)、按滑)、按滑动动面与岩体面与岩体结结构面之构面之间间的关系的关系同同类类土滑坡;土滑坡;顺层顺层滑坡;滑坡;切切层层滑坡。滑坡。(三)、滑(三)、滑 坡坡 4、滑坡的类型、滑坡的类型(3 3)、按滑坡体厚度)、按滑坡体厚度浅浅层层滑坡滑坡(厚度厚度仅仅数米数米);中中层层滑坡滑坡(厚度厚度为为数米到数米到2020米左右米左右);深深层层滑坡滑坡(厚度在厚度在2020米以上米以上)

47、。这样这样划分便于划分便于进进行行稳稳定性定性评评价和确定防治措施价和确定防治措施。(三)、滑(三)、滑 坡坡 4、滑坡的类型、滑坡的类型(4 4)、按运)、按运动动形式形式牵牵引式滑坡:引式滑坡:滑坡体前部滑坡体前部(下部下部)首先开裂起动滑移,首先开裂起动滑移,而后牵引中、上部岩土体依次开裂滑移的滑坡。而后牵引中、上部岩土体依次开裂滑移的滑坡。推推动动式滑坡:滑坡体先从后式滑坡:滑坡体先从后缘缘(斜坡上部斜坡上部)开裂,滑坡体开裂,滑坡体后部的巨大后部的巨大势势能逐能逐渐渐向中、前部推向中、前部推进进,在滑坡体前部滑移面,在滑坡体前部滑移面附近附近产产生生应应力集中,当滑坡体前部的抗剪能力

48、支持不住滑力集中,当滑坡体前部的抗剪能力支持不住滑动动体推力体推力时时便便产产生滑生滑动动。(三)、滑(三)、滑 坡坡 (4 4)、按运)、按运动动形式形式 牵引式滑坡和推动式滑坡的力学机制和运动形式不同,牵引式滑坡和推动式滑坡的力学机制和运动形式不同,对它们的整治措施也不一样。若是牵引式滑坡,只需针对对它们的整治措施也不一样。若是牵引式滑坡,只需针对前部第一块坡体设置抗滑工程就能防治以后的几块滑动;前部第一块坡体设置抗滑工程就能防治以后的几块滑动;若是推动式滑坡,就需对整个滑体作防治工程。若是推动式滑坡,就需对整个滑体作防治工程。4、滑坡的类型、滑坡的类型黄土滑坡黄土滑坡长江新滩滑坡长江新滩

49、滑坡汶川大地震引发的山体滑坡(含崩塌)汶川大地震引发的山体滑坡(含崩塌)滑坡堰塞河道滑坡堰塞河道(三)、滑(三)、滑 坡坡 5、滑坡治理措施、滑坡治理措施我国广大人民群众和科技人我国广大人民群众和科技人员员,在同滑坡,在同滑坡长长期斗争的期斗争的过过程中,程中,积积累了丰富的累了丰富的经验经验,总结总结出了出了夯填、排水、夯填、排水、护护坡、减重、支坡、减重、支挡挡等等许许多整治滑坡的多整治滑坡的有效方法。有效方法。(三)、滑(三)、滑 坡坡 5、滑坡治理措施、滑坡治理措施一是消除或减一是消除或减轻轻水水对对滑坡的作用,即排除滑滑坡的作用,即排除滑坡地表水、地下水和防止水坡地表水、地下水和防止水对对坡脚掏坡脚掏蚀蚀;二是增加滑坡的重力平衡条件,即改二是增加滑坡的重力平衡条件,即改变变滑坡滑坡外形,降低滑坡重心和修建支外形,降低滑坡重心和修建支挡挡建筑物而增加滑建筑物而增加滑坡抗滑力。坡抗滑力。(四)、蠕(四)、蠕动动w (四)蠕动(四)蠕动 w 定义:坡面岩屑、土屑在重力作用下以极缓定义:坡面岩屑、土屑在重力作用下以极缓 w慢的速度移动的现象称为慢的速度移动的现象称为蠕动蠕动(creep)。15o30o的坡度最适宜发生蠕动。的坡度最适宜发生蠕动。蠕蠕 动动 的的 过过 程程坡坡 面面 上上 的的 蠕蠕 动动 现现 象象蠕动形成的鳞片状山坡蠕动形成的鳞片状山坡

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