高中地理第3讲 重力地貌
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滑坡壁和滑坡阶地
黄土滑坡体上的醉汉树
2. 滑坡地貌形态特征
(2) 滑坡陡壁
滑坡体向下移动后,与上方未 移动的土石体之间的分界面, 称为滑坡陡壁。滑坡陡壁常呈 弧 形 , 坡 度 60-80° , 高 度 数 厘米至数十米不等,崖壁上有 擦痕。
2. 滑坡地貌形态特征
(3) 鼓丘、滑坡洼地与滑坡湖
构造条件:各种构造面(如层面、断层面、片理面、节理面、 堆积层内的分界面及其基底面等),往往构成滑坡的滑动面 或滑动带。
顺向坡、逆向坡与滑波的关系
兴都库什山顺层滑波
裂块及顺结构面的滑坡
3. 滑坡的形成条件
(2) 地貌条件
主要表现在坡度大小和临空面的影响上。松散堆积层的滑动 坡度一般在20°以上,基岩滑动坡度在30°-40°。
一般地,风化碎屑离源地越远,其颗粒因磨圆,摩擦力 减小,休止角会变小。因此,愈近坡麓,坡度也愈缓。
休止角(angle of repose)
碎
沙
屑
堆
堆
松散颗粒堆的休止角,它随颗粒增粗或形状的棱角分明而增大
值得注意的是,休止角大小还与物质的含水量有关。含 水量增大,可增加颗粒间的润滑性,休止角Βιβλιοθήκη Baidu变小;如 颗粒干燥,休止角就变大。
倒石堆由基本未经分选、棱角明显的碎石块组成,结构 多呈松散、杂乱、多孔隙、大小混杂而无层理。近陡坡 颗粒细小,坡麓处粗大,成分与供应区一致。崩落作用 活跃时,岩壁陡而新鲜。
倒石堆的结构
崩塌和倒石堆
倒石堆的底面形状多为半圆形,倒石堆为匍匐于陡坡坡麓的 半锥状堆积体,横向上常有多个倒石堆彼此连接构成带。
在危岩体上修排水沟 和裂缝护盖工程,以 避免地表水渗入裂缝;
修建拦石坝工程,以 避免崩塌块石危及航 运。
陡崖危岩体锚固施工82.6m排架临江搭建
如今的链子崖已成峡江一道独特的风景
五、滑坡
滑坡:斜坡上的大块土岩 体,在重力的作用以及水 的参与 下,沿一个或多个 滑动面整体向下滑动,称 滑坡(slide)。
(3) 水文条件
A. 地下水的作用:地下水可使土(岩)体发生复杂的物理化 学过程而失去稳定,产生滑坡。 ①土体颗粒间的孔隙水将降低细颗粒间的吸附力;②地下水 能溶解土体中的胶结物,使土体失去粘结力;③地下水增加 空隙压力,降低抗剪强度;④饱含水分的土体增加了单位体 积的重量,加大了它的下滑力;⑤地下水沿滑动面运动,使 摩擦系数减小,阻力降低。
山麓倒石堆
基坡后退与倒石堆发育示意图
四、崩塌及其堆积
3. 崩塌形成的因素 (1)地形因素
地面坡度和坡地的相对高差影响山坡的稳定性。坡度超过 临界坡角时,坡面上的物质就会下滑崩落。一般松散的岩屑 临界坡度为30-35°,粘土为40°。故陡坡是形成崩塌的重要 条件。因此,崩塌常发生于高山峡谷、河流深切的地段,或 浪蚀的湖蚀崖、海蚀崖等处。
动体向下滑动时产生的拉张作用 而产生,其方向与滑坡壁一致。 它们往往是滑坡即将发生的前兆。
2. 滑坡地貌形态特征
(4) 滑坡裂隙
②平行剪切裂隙
滑 动 方 向
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、 以及滑坡体内部不同部位的滑动 速度不同而发生相对位移,产生 的剪切力造成的。根据滑体两侧
上述各种滑坡形态是识别滑坡及其发展的重要标志
如:
根据滑坡壁分布和滑坡体范围,可判断滑坡的存 在和规模。 根据滑坡壁的后期侵蚀破坏程度,判断滑坡发生 的时间长短。 根据一些古滑坡体上弯曲的马刀树的年轮变化特 征,可以推算滑坡滑动时距今的年数。 根据滑坡裂隙的性质和产状可以确定滑坡发生阶 段及滑坡性质。
3.对暂时应力的反弹 裂隙水流动的减压
4.内部压力的增加 孔隙内水压力的逐渐增大
4.滑动面附近碎屑物质的细化 土石块体的破裂
三峡千将坪滑坡 (2003年7月13日0时20分)
长1200米、宽1000米、平均厚度20米,总方量约2400万 立方米的滑坡体将青干河河道彻底阻断。
千将坪滑坡全景图
千将坪滑坡地理位置图
斜坡过陡,导致大岩块的张裂。在长江三峡两岸有些地方 把上述现象称为裂口山,并把张裂大岩块称为危岩。
链子崖危岩体位于秭归县长江南岸,高达400多米,总体积314 万立方米,在南北长700米、东西宽210米的岩体上有58条裂缝, 最宽的有5米,最深的有100多米。
链 子 崖 危 岩
链子崖危岩体有长期的崩滑史,其中 1030年、 1542年 两次崩滑分别导致长江断航 21年和 82年。
坡面块体的稳定条件应是
T≤τf
G·sinθ≤G·cosθ·tg
tgθ≤tg
θ≤
即坡角必须小于坡面物质的内摩擦
角。
内摩擦角反映了块体沿坡下滑刚好起动的坡角,代表 物质的休止角。特别对于那些没有粘结力的砂层或松散碎 屑堆积物来说,临界坡角和休止角是一致的。
休止角与斜坡上的物质大小、形态、密度有关。一般 粗大呈棱角状而又密实的颗粒的休止角大。
链 子 崖 危 岩
P:二叠系下统栖霞组灰岩;M:马鞍山组含煤岩层
“三峡勘察业绩卓著,大力防治库区灾害”。----李鹏 “地质尖兵为三峡,无名英雄功勋大。”----邹家华
治理链子崖危岩
治理措施:
采用锚固措施。利用 193条钢锚索,将裂缝 处的危岩体穿在稳定 的岩体上,避免裂缝 继续加大;
对煤层采空区进行回 填。将钢筋混凝土填 充进采空区;
滑坡体向下滑动,前端受阻 而鼓起形成小丘,称鼓丘。由于 滑坡体前端形成突起的鼓丘,在 滑坡体的中部相对低洼的部分形 成滑坡洼地,并能积水成湖,称 滑坡湖。
三峡范家坪滑坡
三峡范家坪滑坡
三峡范家坪滑坡----滑坡洼地
2. 滑坡地貌形态特征
(4) 滑坡裂隙
①环状拉张裂隙 分布在滑坡壁的后缘,由滑
若坡度增大,下滑力与摩擦阻 力也相应增大,但τp 增大有一 定限制。当增大到块体与坡面间 最大摩擦阻力τf 时块体处于极限 平衡状态。
二、块体运动的机制
与此相应的坡角为临界坡角,它 反映了块体与该坡面间摩擦力的大 小和性质,该临界坡角被称为块体 与该坡面间的内摩擦角 。
抗滑阻力τf = N ·tg
3. 滑坡的形成条件
B.地表水的作用:在水流的掏蚀作用下,使海、湖、江岸的坡 度变陡,形成临空面,使斜坡上部土岩体失去支撑下滑。 C.暴雨降水的作用:暴雨降水是个重要的触发因素。滑坡的发 生与雨期紧密相关。暴雨或长期降水增加了地下水活动,使土 体密度增大,下滑加大,地下水增多,滑动面可塑性加大(润滑 作用)。
含水量不同时泥砂的休止角
三、块体运动的分类
斜坡上的块体运动是多种多样的,有快速的崩塌、滑坡,亦有 缓慢的蠕动等。它们因运动的方式不同,可分出不同类型及相 关的各种堆积物。如以重力作用为主的有崩落堆积物、滑坡堆 积物和泥石流堆积物,以片流作用为主的则有坡积物。
崩(Fall)
滑 (slide)
流 (flow)
崩塌可分为山崩、崩岸(塌岸)、岩 崩、岩屑崩落(散落)等类型。
四、崩塌及其堆积
2. 崩塌堆积地貌 崩积物:在重力作用下发生崩塌形成的堆积物称崩塌堆 积物,简称崩积物(colluvium)。。
崩塌下落的大量石块、碎屑物或土体等都堆积在陡崖的 坡脚、或较开阔的山麓地带,形成三角形、半圆形的锥 形体分布,即倒石堆。
块体运动多发生在山坡、沟壑、岸坡、人工挖坡等各种 斜坡上。由于块体运动常常是突然发生,往往对国民经 济带来较大危害。我国是多山国家,山地丘陵和高原面 积占2/3,也是坡地地貌灾害频发的国家。
如果把“坡地”简单地理解为不论倾角大小的任何倾斜地 面,那么它实际上是地球表面分布最广、占总面积百分比 值最高的一种地形。一般情况下,我们把坡度>2°的地面称 为坡地。
树坪古滑坡体出现复活迹象
导致滑动面附近磨擦阻力减小的因素 1.渗漏水的作用
①沿滑动面充水 ②渗漏水冲蚀颗粒物质 ③渗漏水溶解可溶盐类 ④滑动面物质的液化
2.荷重的增加 ①岩块碎屑、水、雪的自然积累 ②人为增加地面荷载(建筑物、垃圾、 矿渣、机械设备等)
2.植物根系的腐烂 有机物质的数量增减
3.暂时的应力 ①地震、爆破、气浪、雷击 ②车辆持续频繁地通过
坡地分类
坡度分类
2~5 5~15 15~25 25~35 35~55 55~90 >90
坡地名称
极缓坡 缓坡
缓陡坡 陡坡
极陡坡 直立坡 倒转坡
二、块体运动的机制
重力:G 垂直压力:N
坡角:θ
T:下滑力
摩擦阻力:τp
N= G ·cosθ; T=G ·sinθ
坡面上块体愈重,下滑力T愈 大;坡角越陡,T愈大。
的剪切裂隙可圈出滑坡的范围。
如两侧割切裂隙逐步贯通,则预
示滑坡将发生滑动。
2. 滑坡地貌形态特征
(4) 滑坡裂隙
③鼓张裂隙 当滑坡前端的鼓丘隆起时,
鼓丘顶部由于拉张作用,形成拉 张裂隙;其方向垂直于滑动方向。
2. 滑坡地貌形态特征
(4) 滑坡裂隙
④放射状(扇状)张裂隙 滑坡前端因滑坡体向外围扩
散而形成一些张性或张剪性放射 状裂隙。
崩
塌
块
体 运 动
滑 坡
的
主蠕
要动
类
型
四、崩塌及其堆积
1. 崩塌 崩塌: 陡坡上的土体、岩体在重力 作用下,突然向坡下垮落,称崩塌 或崩落(avalanche, fall)。
崩 塌 运 动 速 度 快 , 一 般 可 达 5200m/s,多发生在45°以上的陡坡上。 岩石土屑以跳跃、游动形式运动, 或直接坠落于地面。在坡地上方形 成一陡坎,称为崩塌崖。在坡的下 方则形成碎石舌、倒石堆等。
(4) 地震
地震是诱发因素。滑坡可与地震同时发生,也可在地震后经一 段时期才发生。地震还往往使古滑坡复活。
(5)人为因素
开挖、采掘、爆破、修路、坡顶堆积废渣土、生活废水排放
导致滑动面附近剪切力增加的因素 1.去除了四周与底部的支撑
①水流(河水、波浪)冲刷,挖空了底部 ②冰块流挖蚀了底部 ③底部比较软弱岩层的风化 ④人为挖掘掏空了底部
(4)诱发因素 地震、人工爆破、开挖边坡、陡坡开垦等都是造成崩塌的
重要原因。
修路开挖边坡易于导致崩塌发生
案例:浙江甬台温高速公路崩塌(2004年12月11日 晚10时26分)
60多米的山体突然 崩塌,近1.5万立方 米的石头倾泻而下, 掩盖了整条高速公 路,最大的石块足 足有800立方米。
案例:链子崖危岩
3. 滑坡的形成条件
岩性与构造:松散堆积、软弱岩层、结构面 地貌:地形坡度与临空面 水文:地下水、地表水、暴雨 地震:破坏土体内部结构 人为因素:开挖渠道、采掘矿石、修路、坡顶 堆积废渣土、生活废水排放
3. 滑坡的形成条件
(1) 岩性与构造条件
岩性条件:易滑岩性包括软弱岩层或者松散堆积物:如砂 岩、页岩、泥岩、煤层、板岩、千枚岩、云母片岩、粘土 和黄土等,这些岩层软弱,抗风化能力弱,亲水性和可塑 性强,浸水后体积膨胀,土质软化,粘聚力骤降,可滑性 加大。
第二章 坡地重力地貌
第一节 风化作用与风化壳 第二节 坡地重力地貌
一、基本概念
块体运动与重力地貌 斜坡上的风化碎屑或不稳定岩体、土体等,在重力作用( 往往伴有水活动参与)下,以单个落石、碎屑流或整块土 体、岩体向下发生位移,称为块体运动(mass wasting)。 由此产生的一系列地貌形态,称重力地貌(gravitational landforms)。
滑坡体的滑动速度开始时 一般很缓慢,可以持续几 年、几十年以至上百年。 但在触发因素的影响下, 速度会实然加快,形成巨 大灾害。
滑 坡
1. 滑坡要素
一个完整的滑坡,包括三个基本要素:滑坡体、滑动面和 滑坡壁。
2. 滑坡地貌形态特征
(1) 滑坡阶地(台阶)
一个滑坡体向下滑动时,常形成 几个滑动面。它们由主滑动面和 几个分支滑动面构成,使滑坡体 分裂成几个滑坡阶地,因滑动面 常呈弧形,故滑坡阶地面皆向内 倾,台面上的树木也发生倾斜, 成为醉汉树,在滑坡发生后的相 当长时间内,醉树继续往上生长, 就会出现下部弯曲而上部直立的 马刀树。
(2)地质因素 岩石中的节理、断层、地层产状和岩性等都会对崩塌有
直接影响。节理和断层发育的山坡上,岩石破碎,易于发生 崩塌。地层倾角大,并与山坡坡向一致易崩塌。软硬岩层互 层时,差异风化也易发生崩塌。
四、崩塌及其堆积
3. 崩塌形成的因素 (3)气候因素
气候影响着风化作用,风化作用促使岩石崩裂变成岩屑, 加速它们向下崩落。在强烈物理风化作用地区,如年温差、 日温差较大的干旱和半干旱地区,崩落尤为常见。而暴雨、 融冰化雪往往是崩塌的触发原因。