第五章 重力侵蝕(5)

1、第 5章 重力侵蝕 5.1 5.1 重力侵蝕作用分析 5.2 5.2 崩塌 5.3 5.3 滑坡5.4 5.4 錯落 5.5 5.5 蠕動 5.6 5.6 崩崗5.5.7 7 陷穴與瀉溜5.8 5.8 重力侵蝕的防治5.1 重力侵蝕作用分析 5.1.1 5.1.1 坡面重力侵蝕作用 重力侵蝕是以單個落石、碎屑流或整塊土體、是以單個落石、碎屑流或整塊土體、巖體沿坡向下運(yùn)動的一系列現(xiàn)象。由于坡地重力所巖體沿坡向下運(yùn)動的一系列現(xiàn)象。由于坡地重力所移動的物質(zhì)多系塊體形式，故也稱為移動的物質(zhì)多系塊體形式，故也稱為塊體運(yùn)動。 當(dāng)重力克服了物體的慣性力和摩擦阻力時，當(dāng)重力克服了物體的慣性力和摩擦阻力時，物體

2、就要向下移動。物體就要向下移動。 重力侵蝕的發(fā)生多在重力侵蝕的發(fā)生多在2525的山地和丘陵，在溝的山地和丘陵，在溝坡和河谷較陡的岸邊也常發(fā)生重力侵蝕，由人工開挖坡和河谷較陡的岸邊也常發(fā)生重力侵蝕，由人工開挖坡腳形成形成的臨空面、修建渠道和道路形成的陡坡坡腳形成形成的臨空面、修建渠道和道路形成的陡坡也是重力侵蝕多發(fā)地段。也是重力侵蝕多發(fā)地段。 1,斜坡斜坡(包括山坡、岸坡、人工邊坡包括山坡、岸坡、人工邊坡)上松散堆積物或風(fēng)上松散堆積物或風(fēng)化基巖，由于本身重量而沿著斜坡向下運(yùn)動或發(fā)生垂化基巖，由于本身重量而沿著斜坡向下運(yùn)動或發(fā)生垂直下落。直下落。2,在塊體運(yùn)動中地表水、地下水以及地震等因素往往起在

3、塊體運(yùn)動中地表水、地下水以及地震等因素往往起促進(jìn)和觸發(fā)作用。促進(jìn)和觸發(fā)作用。3,塊體運(yùn)動是一種固體或半固體物質(zhì)的運(yùn)動，可以是快塊體運(yùn)動是一種固體或半固體物質(zhì)的運(yùn)動，可以是快速運(yùn)動，也可以是緩慢不易覺察的移動或蠕動。速運(yùn)動，也可以是緩慢不易覺察的移動或蠕動。5.1.1 坡面重力侵蝕作用 重力侵蝕的重力侵蝕的類型類型 根據(jù)土石物質(zhì)破壞的特征和移動方式，一根據(jù)土石物質(zhì)破壞的特征和移動方式，一般地可將重力侵蝕分為般地可將重力侵蝕分為崩塌崩塌、滑坡滑坡、錯落錯落、巖巖層蠕動層蠕動、陷穴陷穴、瀉瀉溜溜、崩崗崩崗、山剝皮山剝皮、地爬地爬等。等。 （1 1）重力）重力 重力是促使斜坡上的物質(zhì)向下運(yùn)動的動力。當(dāng)

4、重力克重力是促使斜坡上的物質(zhì)向下運(yùn)動的動力。當(dāng)重力克服了物體的慣性力和摩擦阻力時，物體就要向下移動。服了物體的慣性力和摩擦阻力時，物體就要向下移動。 （2 2）地表水）地表水 塊體運(yùn)動程中，水也是一種重要的影響因素，它能促塊體運(yùn)動程中，水也是一種重要的影響因素，它能促進(jìn)塊體運(yùn)動的發(fā)生。進(jìn)塊體運(yùn)動的發(fā)生。水可以增大物質(zhì)的重量。水可以增大物質(zhì)的重量。水還起著潤滑作用，從而減少松散物質(zhì)顆粒之間的水還起著潤滑作用，從而減少松散物質(zhì)顆粒之間的粘結(jié)力以及整個物體和基底之間的摩擦阻力。粘結(jié)力以及整個物體和基底之間的摩擦阻力。 應(yīng)應(yīng)力力及作用及作用（3 3）地下水）地下水 地下水在流動中具有滲透力，這種力作用

5、在它所流地下水在流動中具有滲透力，這種力作用在它所流經(jīng)的沉積物或巖石顆粒上，其方向與水流方向一致，能經(jīng)的沉積物或巖石顆粒上，其方向與水流方向一致，能促進(jìn)沉積物或巖石的破壞。促進(jìn)沉積物或巖石的破壞。每當(dāng)洪水退后河岸易發(fā)生坍塌，就是因?yàn)檫@時兩岸每當(dāng)洪水退后河岸易發(fā)生坍塌，就是因?yàn)檫@時兩岸的地下水均向河流排泄，其流向與滲透力的方向指向的地下水均向河流排泄，其流向與滲透力的方向指向岸坡下方，從而破壞河岸的穩(wěn)定性。岸坡下方，從而破壞河岸的穩(wěn)定性。（4 4）地震）地震 塊體運(yùn)動在地震或人工爆炸時也易于發(fā)生，這是因塊體運(yùn)動在地震或人工爆炸時也易于發(fā)生，這是因?yàn)檎饎赢a(chǎn)生的沖擊力減小摩擦阻力，而觸發(fā)了塊體運(yùn)動。

6、為震動產(chǎn)生的沖擊力減小摩擦阻力，而觸發(fā)了塊體運(yùn)動。應(yīng)應(yīng)力力及作用及作用（5 5）其它）其它 促進(jìn)塊體運(yùn)動的其它因素還有斜坡的負(fù)荷超過斜坡促進(jìn)塊體運(yùn)動的其它因素還有斜坡的負(fù)荷超過斜坡所能擔(dān)負(fù)的重量、流水或波浪的掏蝕使斜坡過陡、水所能擔(dān)負(fù)的重量、流水或波浪的掏蝕使斜坡過陡、水的凍結(jié)和融化交替發(fā)生、濫肆開采斜坡下部的巖石等。的凍結(jié)和融化交替發(fā)生、濫肆開采斜坡下部的巖石等。 重力侵蝕常常是突然發(fā)生，給人們帶來很大災(zāi)害。特別在重力侵蝕常常是突然發(fā)生，給人們帶來很大災(zāi)害。特別在山區(qū)無論是交通、廠礦、城鎮(zhèn)或是大型水利樞紐建設(shè)都會山區(qū)無論是交通、廠礦、城鎮(zhèn)或是大型水利樞紐建設(shè)都會遇到這個問題。遇到這個問題。

7、應(yīng)應(yīng)力力及作用及作用5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 v 土粒巖屑或石塊運(yùn)動土粒巖屑或石塊運(yùn)動 （1 1）應(yīng)力分析）應(yīng)力分析 坡面上塊體的坡面上塊體的重力重力G G 可分解為與坡面平行的可分解為與坡面平行的下滑力下滑力T T與與垂直坡面的垂直坡面的法向力法向力N N，其關(guān)系為：，其關(guān)系為： T TG G sinsin N NG G coscos 式中：式中：坡角坡角。 從以上分析知坡面上塊體愈重，則下滑力從以上分析知坡面上塊體愈重，則下滑力T T愈大。同時坡面愈大。同時坡面上坡角愈陡，則其下滑力也愈大。上坡角愈陡，則其下滑力也愈大。 坡地表面的土粒巖屑或石塊，一方面下滑力坡地表面的土粒巖屑或石塊，

8、一方面下滑力T T有促使塊體向有促使塊體向下移運(yùn)的趨向；另一方面由于有摩擦阻力下移運(yùn)的趨向；另一方面由于有摩擦阻力f f牽制下滑力，使?fàn)恐葡禄?，使塊體趨向穩(wěn)定。下滑力大于摩擦阻力則發(fā)生位移，反之則塊體趨向穩(wěn)定。下滑力大于摩擦阻力則發(fā)生位移，反之則穩(wěn)定。如兩者相等塊體處于極限平衡狀態(tài)。穩(wěn)定。如兩者相等塊體處于極限平衡狀態(tài)。GFNTq 摩擦阻力摩擦阻力 增大到塊體與坡面間最大摩擦阻力增大到塊體與坡面間最大摩擦阻力f f 時塊體時塊體處于極限平衡狀態(tài)。這時處于極限平衡狀態(tài)。這時下滑力下滑力T T 剛好等于剛好等于摩擦阻力摩擦阻力f f。與此相應(yīng)的坡角為臨界坡角。與此相應(yīng)的坡角為臨界坡角。 將臨界坡

9、角稱為該塊體與將臨界坡角稱為該塊體與該坡面間的該坡面間的內(nèi)摩擦角（內(nèi)摩擦角（ ）也稱也稱休止角休止角。q 若若f f 為松散塊體的抗滑強(qiáng)度，則有為松散塊體的抗滑強(qiáng)度，則有 F F N Ntgtg G G coscos tgtg 這時，坡面上的土粒、石塊等的穩(wěn)定條件應(yīng)是：這時，坡面上的土粒、石塊等的穩(wěn)定條件應(yīng)是： T T f G f G sinsin G G coscos tgtg t tg g tg tg GFNT5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 v 土粒巖屑或石塊運(yùn)動土粒巖屑或石塊運(yùn)動 v 土粒巖屑或石塊運(yùn)動土粒巖屑或石塊運(yùn)動 （2 2）內(nèi)摩擦角）內(nèi)摩擦角的影響因素的影響因素p土、砂和松散巖屑的

10、內(nèi)摩擦角土、砂和松散巖屑的內(nèi)摩擦角值隨其值隨其顆粒大小顆粒大小、形狀形狀而而異。異。n粗大并呈棱角狀而又密實(shí)的顆粒的休止角大。粗大并呈棱角狀而又密實(shí)的顆粒的休止角大。n一般悄況下，風(fēng)化巖屑離源地愈遠(yuǎn)，其顆粒因磨蝕圓度一般悄況下，風(fēng)化巖屑離源地愈遠(yuǎn)，其顆粒因磨蝕圓度增加，磨擦力減小，休止角變小。因此愈近坡麓，坡度增加，磨擦力減小，休止角變小。因此愈近坡麓，坡度也愈緩和。也愈緩和。p值得注意的是，土的內(nèi)摩擦角隨值得注意的是，土的內(nèi)摩擦角隨含水量含水量而變化。而變化。n土粒間充滿水分將增加潤滑性，休止角變小。因此在同土粒間充滿水分將增加潤滑性，休止角變小。因此在同樣條件下，濕潤區(qū)的山坡坡度緩，樣條件

11、下，濕潤區(qū)的山坡坡度緩，干干燥區(qū)的山坡坡度陡。燥區(qū)的山坡坡度陡。n一般來說山坡坡頂水分不易積累，顯得較干燥，坡麓較一般來說山坡坡頂水分不易積累，顯得較干燥，坡麓較濕潤，因之，山坡坡度也有從坡頂向坡麓變緩的趨勢濕潤，因之，山坡坡度也有從坡頂向坡麓變緩的趨勢。 v 塊體的整體位移 5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 （1 1）應(yīng)力分析）應(yīng)力分析 坡面上的塊體運(yùn)動并不限于在坡地表面移動，有時沿坡面上的塊體運(yùn)動并不限于在坡地表面移動，有時沿坡面以下一定深度的軟弱面發(fā)生整體位移。這時還遇到坡面以下一定深度的軟弱面發(fā)生整體位移。這時還遇到另外一種阻力，即土層或巖層的粘結(jié)力另外一種阻力，即土層或巖層的粘結(jié)力 C

12、C。塊體運(yùn)動一。塊體運(yùn)動一定要克服粘結(jié)力定要克服粘結(jié)力 C C 和摩擦阻力和摩擦阻力 f f 才能發(fā)生位移。才能發(fā)生位移。n 塊體運(yùn)動的抗滑強(qiáng)度塊體運(yùn)動的抗滑強(qiáng)度( (抗滑力：塊體與坡面間最大摩擦阻力）為為F F N Ntgtg 十十CACA 式中：式中：C C粘結(jié)力粘結(jié)力(kg/cm(kg/cm2 2) )； AA運(yùn)動塊體與坡面的結(jié)觸面積運(yùn)動塊體與坡面的結(jié)觸面積(cm(cm2 2) )。(2) (2) 影響因素影響因素p土體的粘結(jié)力土體的粘結(jié)力C C與組成物質(zhì)的與組成物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)成分、結(jié)構(gòu)及及土體含水量土體含水量多少有密切關(guān)系。其中受多少有密切關(guān)系。其中受水分水分影響最大。影響最大。n含

13、水量少、處于干燥狀態(tài)時，具有極其牢固的性質(zhì)。含水量少、處于干燥狀態(tài)時，具有極其牢固的性質(zhì)。n如水分增加粘土可變成可塑狀態(tài)，其強(qiáng)度大大降低，如水分增加粘土可變成可塑狀態(tài)，其強(qiáng)度大大降低，極易形成軟弱面，土體往往沿此破裂而發(fā)生塊體運(yùn)極易形成軟弱面，土體往往沿此破裂而發(fā)生塊體運(yùn)動。動。v 塊體的整體位移 5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 堅(jiān)硬巖體的粘結(jié)力堅(jiān)硬巖體的粘結(jié)力C C值很大，一般不易發(fā)生移動。但值很大，一般不易發(fā)生移動。但巖層中常常存在軟弱的結(jié)構(gòu)面巖層中常常存在軟弱的結(jié)構(gòu)面( (層面、軟弱夾層、斷層面、層面、軟弱夾層、斷層面、節(jié)理面、劈裂面等節(jié)理面、劈裂面等) )。軟弱結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角。軟弱結(jié)構(gòu)

14、面的內(nèi)摩擦角和粘結(jié)力和粘結(jié)力C C都顯著減小都顯著減?。ㄕ痴辰Y(jié)結(jié)力力 C0），因此容易產(chǎn)生破裂面而發(fā)，因此容易產(chǎn)生破裂面而發(fā)生塊體運(yùn)動。生塊體運(yùn)動。 v 塊體的整體位移 5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 (2) 影響因素影響因素水土保持 第二章 土壤侵蝕原理軟弱結(jié)構(gòu)面容易引起重力侵蝕軟弱結(jié)構(gòu)面容易引起重力侵蝕 總之，坡地上的塊仲運(yùn)動主要受重力引起的下滑和巖土塊體的內(nèi)摩擦力及粘結(jié)力的相互關(guān)系而定。其穩(wěn)定系數(shù) K K 為K K抗滑阻力/ /下滑力= =N Ntgtg+ +CACA/ /T T 當(dāng)K K1 1時，巖體或土體處于極限平衡狀態(tài)； 當(dāng)K K1 1時，巖體或土體處于不穩(wěn)定狀態(tài)； 當(dāng)K K1時，巖

15、體或土體是穩(wěn)定的。 工程上一般采用K K23為安全穩(wěn)定系數(shù)。 v 塊體的整體位移 5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 v 塊體的整體位移 5.1.2 坡面重力侵蝕應(yīng)力 自然界的山坡大多數(shù)的自然界的山坡大多數(shù)的K K值值l l，所以都是比較穩(wěn)，所以都是比較穩(wěn)定的。如果坡麓地帶因河流側(cè)蝕或人工切坡，改變了定的。如果坡麓地帶因河流側(cè)蝕或人工切坡，改變了坡地形態(tài)使邊坡角加大，形成陡坎甚至是臨空懸崖，坡地形態(tài)使邊坡角加大，形成陡坎甚至是臨空懸崖，坡面塊體突出，不穩(wěn)定體加大，將促使塊體運(yùn)動發(fā)生。坡面塊體突出，不穩(wěn)定體加大，將促使塊體運(yùn)動發(fā)生。 5.2 崩塌 5.2.1 5.2.1 崩塌作用方式 斜坡上的巖屑或塊

16、體在重力作用下，快速向下坡移動稱為崩塌。崩塌過程按塊體的地貌部位和崩塌形式又可分為山崩、塌岸和散落。 1 1、山崩、山崩 山崩是山岳地區(qū)常發(fā)生的一種大規(guī)模崩塌現(xiàn)象山崩是山岳地區(qū)常發(fā)生的一種大規(guī)模崩塌現(xiàn)象，崩塌，崩塌體能達(dá)數(shù)十萬立方米。山崩常阻塞河流、毀壞森林和村鎮(zhèn)。體能達(dá)數(shù)十萬立方米。山崩常阻塞河流、毀壞森林和村鎮(zhèn)。山崩時大塊崩落和小顆粒散落是同時進(jìn)行的。山崩時大塊崩落和小顆粒散落是同時進(jìn)行的。2 2、塌岸、塌岸 河岸、湖岸河岸、湖岸( (庫岸庫岸) )或海岸的陡坡，由于河水、湖水或或海岸的陡坡，由于河水、湖水或海水的掏蝕而發(fā)生崩塌，稱為塌岸。海水的掏蝕而發(fā)生崩塌，稱為塌岸。3 3、散落、散落

17、 散落是巖屑沿斜坡向下作滾動和跳躍式地連續(xù)運(yùn)動。散落是巖屑沿斜坡向下作滾動和跳躍式地連續(xù)運(yùn)動。其特點(diǎn)是散落的巖屑連續(xù)地撞擊斜坡坡面，并帶有微弱的其特點(diǎn)是散落的巖屑連續(xù)地撞擊斜坡坡面，并帶有微弱的跳動和向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。跳動和向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。5.2.1 崩塌作用方式5.2.2 崩塌分類 崩塌的分類可按不同的原則來考慮，其一是根據(jù)組成崩塌的分類可按不同的原則來考慮，其一是根據(jù)組成坡地的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類，其二是根據(jù)崩塌的移動形式分類。坡地的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類，其二是根據(jù)崩塌的移動形式分類。 1、根據(jù)組成坡地的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類（1 1）崩積物崩塌崩積物崩塌：山坡上已經(jīng)過崩塌的巖屑和沙土等物：山坡上已經(jīng)過崩塌的巖屑和沙

18、土等物質(zhì)，處于很松散狀態(tài)。質(zhì)，處于很松散狀態(tài)。 （2 2）表層風(fēng)化物崩塌表層風(fēng)化物崩塌：在地下水沿風(fēng)化層下部的基巖面：在地下水沿風(fēng)化層下部的基巖面流動時，引起風(fēng)化層沿基巖面崩塌。流動時，引起風(fēng)化層沿基巖面崩塌。（3 3）沉積物崩塌沉積物崩塌：由厚層的冰積物、沖積物或火山碎屑：由厚層的冰積物、沖積物或火山碎屑物組成的陡坡，由于結(jié)構(gòu)松散，形成的崩塌。物組成的陡坡，由于結(jié)構(gòu)松散，形成的崩塌。（4 4）基巖崩塌基巖崩塌：在基巖山坡上沿節(jié)理面、層面或斷層面：在基巖山坡上沿節(jié)理面、層面或斷層面等發(fā)生的崩塌。等發(fā)生的崩塌。2、根據(jù)崩塌體移動形式和速度分類 散落型崩塌，在節(jié)理或斷層發(fā)育的陡坡，或是軟硬巖層相同

19、的陡坡，或是由松散沉積物組成的陡坡，常常形成散落型崩塌。 滑動型崩塌，這類崩塌沿一滑動面發(fā)生，有時崩塌土體保持了整體形態(tài)，這種類型的崩塌和滑坡很相似。 流動型崩塌，降雨時斜坡上的松散巖屑、砂和粘土，受水浸透后產(chǎn)生流動崩塌。5.2.3 崩塌形成條件 1 1、地形條件、地形條件 地形條件包括地形條件包括坡度坡度和和坡地相對高度坡地相對高度。（1 1）坡度坡度：坡度對崩塌的影響最為明顯，一般大于：坡度對崩塌的影響最為明顯，一般大于3333的山坡不論巖屑大小都將有可能發(fā)生移動。的山坡不論巖屑大小都將有可能發(fā)生移動。不同巖性的山坡，形成崩塌的坡度也不完全相同。在無不同巖性的山坡，形成崩塌的坡度也不完全相

20、同。在無水情況下，一般巖屑坡的坡度休止角是水情況下，一般巖屑坡的坡度休止角是30303535，干，干沙的休止角為沙的休止角為35354040，粘土的休止角可達(dá)，粘土的休止角可達(dá)4040左右。左右。如果為同一種巖性但其結(jié)構(gòu)不同，它們的休止角也不同。如果為同一種巖性但其結(jié)構(gòu)不同，它們的休止角也不同。例如原生黃土的結(jié)構(gòu)較致密，超過例如原生黃土的結(jié)構(gòu)較致密，超過5050的坡地才會發(fā)生的坡地才會發(fā)生崩塌，而次生黃土的結(jié)構(gòu)較松散，崩塌，而次生黃土的結(jié)構(gòu)較松散，3030左右就發(fā)生崩塌。左右就發(fā)生崩塌。（2 2）坡地相對高度坡地相對高度：坡地相對高度和崩塌的規(guī)模有關(guān)，：坡地相對高度和崩塌的規(guī)模有關(guān)，一般當(dāng)坡地

21、相對高度超過一般當(dāng)坡地相對高度超過50m50m時，就可能出現(xiàn)大型崩塌。時，就可能出現(xiàn)大型崩塌。 2、地質(zhì)條件 巖石中的節(jié)理、斷層、地層產(chǎn)狀和巖性等都對崩塌有直巖石中的節(jié)理、斷層、地層產(chǎn)狀和巖性等都對崩塌有直接影響。接影響。q在節(jié)理和斷層發(fā)育的山坡巖石破碎，很易發(fā)生崩塌。在節(jié)理和斷層發(fā)育的山坡巖石破碎，很易發(fā)生崩塌。q當(dāng)?shù)貙觾A向和山坡坡向一致，而地層傾角小于山坡坡當(dāng)?shù)貙觾A向和山坡坡向一致，而地層傾角小于山坡坡度角時，常沿地層層面發(fā)生崩塌。度角時，常沿地層層面發(fā)生崩塌。q軟硬巖性的地層呈互層時，較軟巖層易受風(fēng)化，形成軟硬巖性的地層呈互層時，較軟巖層易受風(fēng)化，形成凹坡，堅(jiān)硬巖層形成陡壁或突出成懸崖易

22、發(fā)生崩塌。凹坡，堅(jiān)硬巖層形成陡壁或突出成懸崖易發(fā)生崩塌。5.2.3 崩塌形成條件 3、氣候條件 氣候可使巖石風(fēng)化破碎，加快坡地崩塌形成的時間。在日溫差、年溫差較大的干旱、半干旱地區(qū)，物理風(fēng)化作用較強(qiáng)，在較短時間內(nèi)巖石就會風(fēng)化破碎。 5.2.3 崩塌形成條件 例如蘭新鐵路一些新開挖的花崗巖路例如蘭新鐵路一些新開挖的花崗巖路塹，僅四、五年時間路塹邊坡巖石就遭塹，僅四、五年時間路塹邊坡巖石就遭到強(qiáng)烈風(fēng)化，形成崩塌到強(qiáng)烈風(fēng)化，形成崩塌。4、地震及其它 5.2.3 崩塌形成條件 （1 1）地震地震：地震是崩塌的觸發(fā)因素。地震時能形成數(shù)量：地震是崩塌的觸發(fā)因素。地震時能形成數(shù)量多而規(guī)模很大的崩塌體。多而規(guī)

23、模很大的崩塌體。n例如1920年寧夏海原8.5級地震，有650多處發(fā)生大規(guī)模崩塌(其中有一部分是滑坡)，地震形成的崩塌分布在上萬平方公里范圍內(nèi)。 n1970年秘魯境內(nèi)的安第斯山附近發(fā)生一次大地震，當(dāng)時從50006000m高山上傾瀉下來的巖塊和冰塊等崩塌體，連拋帶滾波及到10km以外。 （2 2）其它其它： 在山區(qū)進(jìn)行各種工程建設(shè)時，如不顧及自然地形條在山區(qū)進(jìn)行各種工程建設(shè)時，如不顧及自然地形條件，任意開挖、常使山坡平衡遭到破壞而發(fā)生崩塌。另外任意砍伐件，任意開挖、常使山坡平衡遭到破壞而發(fā)生崩塌。另外任意砍伐森林和在陡坡上開墾荒地也常引起崩塌。森林和在陡坡上開墾荒地也常引起崩塌。 5.3 滑坡

24、滑坡 (landslide) 定義滑坡（slip， landslide， slope slide）：坡面巖體或土體整體下滑或位移的現(xiàn)象滑塌或坐塌：滑坡體發(fā)生面積很小、滑落面坡度較陡。 5.3 滑坡 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征1 1、滑坡體、滑坡體 斜坡上向下滑動的那部分土體或巖體稱之為斜坡上向下滑動的那部分土體或巖體稱之為滑坡體滑坡體。滑坡體上的樹木隨土體滑動而東歪西斜稱之為滑坡體上的樹木隨土體滑動而東歪西斜稱之為醉林醉林。 n由于整體下滑，土體大體還保持著原有結(jié)構(gòu)，它以由于整體下滑，土體大體還保持著原有結(jié)構(gòu)，它以滑動面與下伏未滑地層分割開來，滑坡體與其周圍滑動面與下

25、伏未滑地層分割開來，滑坡體與其周圍不動土體在平面上的分界線稱之為滑坡周界，它圈不動土體在平面上的分界線稱之為滑坡周界，它圈定了滑坡作用范圍。定了滑坡作用范圍。n滑坡體規(guī)模大小不一，從十幾立方米到幾億立方米?；麦w規(guī)模大小不一，從十幾立方米到幾億立方米。 滑坡體沿之下滑的面稱為滑動面。在均質(zhì)土體中其剖面為一個近似半圓弧形，通常上陡下緩，中部接近水平，前緣出口處常常形成逆向的反坡。 滑動面附近的土體有明顯的擾動或拖曳褶皺等現(xiàn)象構(gòu)成滑動帶。滑動帶的厚薄不一，從數(shù)厘米到數(shù)米不等。2、滑動面或滑動帶 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 滑坡體與坡上方末動土石體之間，由一半圓形的圍椅狀陡

26、崖分開，這個陡崖稱為滑坡壁。一般坡度為6080，高度從數(shù)厘米至數(shù)米不等。 滑坡體下滑時，因滑體各段移動速度的差異產(chǎn)生分支滑動面，使滑坡體分裂成為幾個錯臺，稱之為滑坡臺階。3、滑坡壁與滑坡臺階 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 滑坡體前緣常呈舌狀突出稱為滑坡舌。由于滑坡舌是被推動的，故稱被動主體。滑體上部則稱為主動主體。 滑體在滑動過程中滑坡舌前面常因受阻、擠壓而鼓起，稱滑坡鼓丘。4、滑坡舌與滑坡鼓丘 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 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。 有時因地面積水或地下水出露而形成滑坡湖或

27、濕地。5、滑坡湖與滑坡洼地 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征6、滑坡裂縫 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 滑坡地面裂縫縱橫交錯甚為破碎，按其受力狀況滑坡地面裂縫縱橫交錯甚為破碎，按其受力狀況可以分為四種：可以分為四種：（1 1）環(huán)狀拉張裂縫環(huán)狀拉張裂縫，由滑坡體向下滑動時產(chǎn)生的拉力，由滑坡體向下滑動時產(chǎn)生的拉力造成的，屬拉張裂縫。造成的，屬拉張裂縫。（2 2）剪切裂縫剪切裂縫，因滑動土體與相鄰不動土體之間相對，因滑動土體與相鄰不動土體之間相對位移產(chǎn)生剪切力造成。位移產(chǎn)生剪切力造成。（3 3）鼓張裂縫鼓張裂縫，分布在滑體的下部，因滑體下滑受阻，分布在滑體

28、的下部，因滑體下滑受阻，使土體隆起形成的張開裂縫。使土體隆起形成的張開裂縫。（4 4）扇形張裂縫扇形張裂縫，在滑坡體最前緣，因滑坡舌向兩側(cè)，在滑坡體最前緣，因滑坡舌向兩側(cè)擴(kuò)散而形成的扇形或放射狀張裂縫。擴(kuò)散而形成的扇形或放射狀張裂縫。2005-9-23土壤侵蝕原理土壤侵蝕原理123 34 45 56 68 87 79 99 99 91010滑坡形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖滑坡形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖滑坡形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖滑坡形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖 滑坡 (landslide) 滑坡的地貌特征 滑坡體 醉林滑動面滑坡壁滑坡臺階滑坡舌滑坡鼓丘滑坡湖與滑坡洼地 5.3.2 滑坡的力學(xué)機(jī)制及滑坡形成條件 1 1、滑坡滑動的力學(xué)機(jī)制、滑坡

29、滑動的力學(xué)機(jī)制 斜坡上的土體、巖體是否滑動，依其力學(xué)平衡是否斜坡上的土體、巖體是否滑動，依其力學(xué)平衡是否遭到破壞而定。土坡的穩(wěn)定系數(shù)遭到破壞而定。土坡的穩(wěn)定系數(shù)K K為：為： K K 總抗滑力矩總抗滑力矩 / /滑動力矩滑動力矩 對于均質(zhì)土坡來說，滑動面上各點(diǎn)的抗滑阻力為對于均質(zhì)土坡來說，滑動面上各點(diǎn)的抗滑阻力為: : F F = Ntg= Ntg 十十C C。 式中：式中：C C和和 為常數(shù)為常數(shù)； N N為重力垂直于坡面的分力為重力垂直于坡面的分力； 為內(nèi)摩擦角。為內(nèi)摩擦角。 由于斜坡土體、巖性特性不同，滑動面的性質(zhì)也由于斜坡土體、巖性特性不同，滑動面的性質(zhì)也不一樣，力學(xué)分析和計(jì)算方法也不

30、相同。不一樣，力學(xué)分析和計(jì)算方法也不相同。 2、滑坡形成條件 5.3.2 滑坡的力學(xué)機(jī)制及滑坡形成條件 （1 1）斜坡的地貌特征）斜坡的地貌特征 斜坡的地貌特征決定了斜坡內(nèi)部應(yīng)力分布狀態(tài)及斜坡的地貌特征決定了斜坡內(nèi)部應(yīng)力分布狀態(tài)及地表流水特征地表流水特征。特別是斜坡的特別是斜坡的高度高度、陡度陡度和和外形外形，是決定滑動力大小的主要因素。是決定滑動力大小的主要因素。n一般外貌起伏和緩、坡度不大、植被覆蓋較好的一般外貌起伏和緩、坡度不大、植被覆蓋較好的山坡，大多是比較穩(wěn)定的。山坡，大多是比較穩(wěn)定的。n但在高陡的山坡或陡崖，斜坡上部的軟弱面形成但在高陡的山坡或陡崖，斜坡上部的軟弱面形成臨空狀態(tài)，加

31、大了滑動力并減小了抗滑力，使斜臨空狀態(tài)，加大了滑動力并減小了抗滑力，使斜坡上部土體或巖體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易產(chǎn)生滑坡上部土體或巖體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易產(chǎn)生滑坡。坡。 （2 2）斜坡的物質(zhì)組成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)）斜坡的物質(zhì)組成與地質(zhì)結(jié)構(gòu) 斜坡的物質(zhì)組成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)也直接影響著滑坡的發(fā)生與斜坡的物質(zhì)組成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)也直接影響著滑坡的發(fā)生與否，它們的否，它們的抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度、抗風(fēng)化抗風(fēng)化、抗軟化抗軟化、抗沖刷抗沖刷的能力不同，的能力不同，發(fā)生滑坡的頻率也不一樣。發(fā)生滑坡的頻率也不一樣。n粘土和松散堆積層浸水后，粘聚力驟降，大大增加了其可滑性。粘土和松散堆積層浸水后，粘聚力驟降，大大增加了其可滑性。n沉積巖互層

32、地區(qū)如夾有軟弱層次的薄層頁巖、泥巖、煤系等地沉積巖互層地區(qū)如夾有軟弱層次的薄層頁巖、泥巖、煤系等地層容易發(fā)生滑坡。這些地層常稱之為易滑地層。層容易發(fā)生滑坡。這些地層常稱之為易滑地層。n巖層的各種結(jié)構(gòu)面，如層面、片理面、斷層面、解理面等，常巖層的各種結(jié)構(gòu)面，如層面、片理面、斷層面、解理面等，常常構(gòu)成滑動帶的軟弱面。特別當(dāng)巖層結(jié)構(gòu)面的傾向與坡向一致，常構(gòu)成滑動帶的軟弱面。特別當(dāng)巖層結(jié)構(gòu)面的傾向與坡向一致，巖層的傾角又小于斜坡的坡角時，最易發(fā)生滑坡。巖層的傾角又小于斜坡的坡角時，最易發(fā)生滑坡。 2、滑坡形成條件 5.3.2 滑坡的力學(xué)機(jī)制及滑坡形成條件 2、滑坡形成條件 5.3.2 滑坡的力學(xué)機(jī)制及

33、滑坡形成條件 （3 3）地下水）地下水 地下水的作用是促使滑坡發(fā)生的極重要的因素，地地下水的作用是促使滑坡發(fā)生的極重要的因素，地下水浸濕斜坡上的物質(zhì)，顯著地降低其下水浸濕斜坡上的物質(zhì)，顯著地降低其抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度。n實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)粘土的含水量增加至實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)粘土的含水量增加至35%35%時，抗剪強(qiáng)度會降低時，抗剪強(qiáng)度會降低60%60%以上，泥巖或頁巖飽水時的抗剪強(qiáng)度，比天然狀態(tài)下以上，泥巖或頁巖飽水時的抗剪強(qiáng)度，比天然狀態(tài)下的抗剪強(qiáng)度降低的抗剪強(qiáng)度降低303040%40%。p如果地下水在隔水頂板上匯集成層，還會對上覆巖層產(chǎn)生如果地下水在隔水頂板上匯集成層，還會對上覆巖層產(chǎn)生浮托力，降低抗滑力。浮托

34、力，降低抗滑力。p地下水還能溶解土石中易溶物質(zhì)，使土石成分發(fā)生變化，地下水還能溶解土石中易溶物質(zhì)，使土石成分發(fā)生變化，逐漸降低其抗剪強(qiáng)度。逐漸降低其抗剪強(qiáng)度。p地下水位升高，還會產(chǎn)生很大的靜水與動水壓力，這些都地下水位升高，還會產(chǎn)生很大的靜水與動水壓力，這些都有利于滑坡的產(chǎn)生。有利于滑坡的產(chǎn)生。5.3.3 滑坡類型及其發(fā)展階段 v滑坡類型 根據(jù)滑坡的物質(zhì)，可劃分為黃土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基巖滑坡。 根據(jù)滑坡和巖層產(chǎn)狀、巖性和構(gòu)造等，可劃分為順層面滑坡、構(gòu)造面滑坡和不整合面滑坡等。 根據(jù)滑坡體的厚度，可劃分為淺層滑坡( (數(shù)米) )、中層滑坡( (數(shù)米到二十米) )和深層滑坡( (數(shù)十米以

35、上) )。 根據(jù)滑坡的觸發(fā)原因，可劃分為人工切坡滑坡、沖刷滑坡、超載滑坡、飽和水滑坡、潛蝕滑坡和地震滑坡等。v 滑坡發(fā)展階段 第一階段為蠕動變形階段，在斜坡內(nèi)部某一部分因抗剪強(qiáng)度小于剪切力而首先變形，產(chǎn)生微小的滑動。 第二階段為急劇變形階段，這一階段長的可達(dá)數(shù)年，短的僅數(shù)月或幾天。 第三階段為劇烈滑動階段，在這一階段中滑動面業(yè)已形成，巖體完全破裂，處于極限平衡狀態(tài)。 第四階段為漸趨穩(wěn)定階段，經(jīng)劇烈滑動之后，滑坡體變形重心降低，趨向停止。5.3.3 滑坡類型及其發(fā)展階段 水土保持 第二章 土壤侵蝕原理滑坡的發(fā)展階段滑坡的發(fā)展階段蠕動變形蠕動變形 急劇變形急劇變形 劇烈滑動劇烈滑動 漸趨穩(wěn)定漸趨穩(wěn)

36、定v斜坡形態(tài)的改變 山區(qū)斜坡常常因河流凹岸側(cè)蝕和人工開挖坡腳，造成高陡的邊坡而發(fā)生滑坡，或是在坡頂堆積棄土，或建造工程建筑物，這些不但改變了斜坡的外形，也加大了承載力，使基部的土體加大下滑力，可能發(fā)生滑坡。 5.3.4 影響滑坡因素的分析影響滑坡因素的分析 v大氣降水和地下水變化 n大雨、暴雨以及相隨的大量地下水活動，使土體容量驟增，加大滑動力，減小抗滑力導(dǎo)致滑坡發(fā)生。n山區(qū)河流水位具有很大變幅，高水位時滑帶浸水范圍擴(kuò)大，增加土體容重，降低抗滑強(qiáng)度。5.3.4 影響滑坡因素的分析影響滑坡因素的分析 v震動影響 5.3.4 影響滑坡因素的分析影響滑坡因素的分析 p震動造成砂層或粗粉砂層的震動造成

37、砂層或粗粉砂層的，促，促使發(fā)生滑坡。使發(fā)生滑坡。n這種過程如發(fā)生在地下水面以上，可引起地這種過程如發(fā)生在地下水面以上，可引起地面沉陷；面沉陷；n如發(fā)生在地下水面以下，則引起浸水的砂或如發(fā)生在地下水面以下，則引起浸水的砂或粉砂的液化發(fā)生流動。粉砂的液化發(fā)生流動。p地震和不適當(dāng)大爆破施工還直接地震和不適當(dāng)大爆破施工還直接，促使發(fā)生滑坡，震級高的為害尤烈。促使發(fā)生滑坡，震級高的為害尤烈。5.4 錯落 5.4.1 錯落的特征 錯落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面錯落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面發(fā)生整體下坐位移。它的特征是發(fā)生整體下坐位移。它的特征是。n錯落體比較完整，大體上保持

38、了原來的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀。錯落體比較完整，大體上保持了原來的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀。n錯落體在形態(tài)上呈階梯狀，常常只有一級，多級的較少。錯落體在形態(tài)上呈階梯狀，常常只有一級，多級的較少。n錯落體的后緣為幾乎垂直的錯落體的后緣為幾乎垂直的(70(70左右左右) )錯落崖或錯落坎。錯落錯落崖或錯落坎。錯落坎附近，有大致與它平行的較順直的裂縫。坎附近，有大致與它平行的較順直的裂縫。n錯落體的基部有擠壓鼓包等現(xiàn)象。錯落體的基部有擠壓鼓包等現(xiàn)象。n錯落以重力作用為主，水的作用較次。錯落以重力作用為主，水的作用較次。n錯落一般沿高傾角且比較平直的滑動面下坐錯落一般沿高傾角且比較平直的滑動面下坐位移，錯落體邊緣沒有反傾斜塊體

39、，即不發(fā)位移，錯落體邊緣沒有反傾斜塊體，即不發(fā)生反向剪力對滑動力的抗衡。生反向剪力對滑動力的抗衡。n一次錯落發(fā)生后，坡面將有相當(dāng)長的穩(wěn)定時一次錯落發(fā)生后，坡面將有相當(dāng)長的穩(wěn)定時間。（是采取整治措施的重要時機(jī)）間。（是采取整治措施的重要時機(jī)）5.4 錯落 5.4.1 錯落的特征可以把錯落列為崩塌與滑坡之間的中間類型。可以把錯落列為崩塌與滑坡之間的中間類型。5.4.2 錯落發(fā)生條件和原因 1 1、形成條件、形成條件（1 1）地貌條件）地貌條件 錯落主要出現(xiàn)在錯落主要出現(xiàn)在受到強(qiáng)烈側(cè)受到強(qiáng)烈側(cè)蝕的部位。新修水庫的蝕的部位。新修水庫的等處等處也常出現(xiàn)。也常出現(xiàn)。n發(fā)生錯落的地面坡度一般大于發(fā)生錯落的地

40、面坡度一般大于35354040。而。而錯落地點(diǎn)的上部山坡可以相當(dāng)平緩，不足錯落地點(diǎn)的上部山坡可以相當(dāng)平緩，不足4040。5.4.2 錯落發(fā)生條件和原因 （2 2）地質(zhì)條件）地質(zhì)條件 錯落主要發(fā)生在粘結(jié)力較大的地層或堅(jiān)硬錯落主要發(fā)生在粘結(jié)力較大的地層或堅(jiān)硬巖層組成的陡崖或陡坡上常有巖層組成的陡崖或陡坡上常有、的地方。的地方。n 大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明坡角大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明坡角 、內(nèi)摩擦角、內(nèi)摩擦角 和錯落和錯落破裂面的角度破裂面的角度A A的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為 A A（ + + ）/2/21、形成條件、形成條件2 錯落發(fā)生原因 山坡下部減少了支撐力量，如原為接近極限平衡的山坡，當(dāng)河流下切側(cè)蝕或波

41、浪強(qiáng)烈擊撞，或人工開挖路塹，造成隱伏的傾斜軟弱面下端處于臨空狀態(tài)，都是引起錯落的因素。 5.4.2 錯落發(fā)生條件和原因 5.5 蠕動 5.5.l 蠕動特征 蠕動主要是指土層、巖層和它們的風(fēng)化碎屑物質(zhì)在重力作用控制下，順坡向下發(fā)生的十分緩慢的移動現(xiàn)象。n移動的速度每年小的只有若干 毫米，大的可達(dá)幾十厘米。n根據(jù)蠕動的規(guī)模和性質(zhì)，可以將蠕動劃分為兩大類型，即疏松碎屑物的蠕動與巖層蠕動。 5.5.2 松散層蠕動(土屑或巖屑蠕動) 斜坡上松散巖屑或表層土粒，由于冷熱、干濕變化而引起體積脹縮，并在重力作用下常常發(fā)生緩慢的順坡向下移動。 引起松散土粒或巖屑蠕動的因素是多方面的。v溫差和干濕變化 溫差和干濕

42、變化引起土?；驇r屑發(fā)生脹縮，膨脹時碎屑顆粒垂直于斜坡方向上抬，收縮下落時卻是沿重力方向直落而下。 n在寒冷地區(qū)，凍融作用是引起土屑或巖屑蠕動的主要因素。n在溫濕地區(qū)主要是因溫差變化(包括凍融過程)或干濕變化引起土?；驇r屑發(fā)生脹縮。5.5.2.1 引起松散層蠕動的因素v粘土含量 碎屑中粘土含量越多，蠕動現(xiàn)象越明顯。干濕變化對巖塊碎屑體積脹縮的影響是微小的，而對粘土的影響特別大，對塑性指數(shù)較高的膨潤粘土影響則更大。 5.5.2.1 引起松散層蠕動的因素如粘土層中含水如粘土層中含水50%，則體積膨脹系數(shù)可達(dá)，則體積膨脹系數(shù)可達(dá)4.5%。v 坡 度 蠕動雖然可以出現(xiàn)在各種坡度的坡面上，但以在2530左

43、右的坡地上最明顯。 除此之外，蠕動還受到植物的搖動、動物踐踏以及人類活動等因素的影響。5.5.2.1 引起松散層蠕動的因素5.5.3 基巖巖層蠕動 暴露于地表的巖層在重力作用下也發(fā)生十分緩慢的蠕動。蠕動的結(jié)果使巖層上部及其風(fēng)化碎屑層順坡向下呈弧形彎曲。巖層雖然發(fā)生彎曲，但并不擾亂層序，甚至在蠕動了的碎屑層中，層次都依然可見。 水土保持 第二章 土壤侵蝕原理一一 崩崗崩崗1.1.定義定義崩崗是山坡劇烈風(fēng)化的巖石、土體受水力與崩崗是山坡劇烈風(fēng)化的巖石、土體受水力與重力的混合作用，向下崩落和受沖刷的侵蝕重力的混合作用，向下崩落和受沖刷的侵蝕現(xiàn)象?，F(xiàn)象。發(fā)生特征發(fā)生特征重力重力+ +水力水力1.1.南方花崗巖地區(qū)南方花崗