坡地地貌課件

坡地地貌

風化作用（Weathering，RockWeathering）崩塌（崩落）（Dilapidation）滑坡（Landslide）土屑蠕動坡面侵蝕和坡積裙坡面侵蝕和坡積裙

坡地上的風化巖塊、土體在重力和流水作用下發(fā)生的崩塌、滑動或蠕動形成的地貌，稱為坡地地貌。其形成和發(fā)展分兩個階段？——大量不穩(wěn)定巖塊、土體等松散物質的形成；大量松散物質在重力和流水作用下遷移。

第一節(jié)風化作用（Weathering，RockWeathering）

風化作用是指出露于地表的巖石，受到日光照射、溫度變化、水和生物作用，發(fā)生破碎和分解，形成大小不等的巖屑、砂粒、粘土及其他新礦物的作用過程。風化作用可分物理風化、化學風化和生物風化三種類型。2

一物理風化作用（MechanicalWeathering,PhysicalWeathering

）

因溫度變化、空隙水的凍脹過程、干濕變化使巖石鹽類的重結晶以及巖石中的一些礦物發(fā)生溶解，從而使巖石崩裂破碎的過程。

巖石是熱的不良導體，熱脹冷縮當溫度降低到0oC時形成冰，對圍限它的巖石產生可達960Kg/Cm2——冰劈

干旱地區(qū)，巖石鹽類的重結晶作用破壞巖石巖石中易溶礦物被水溶解，形成裂隙球狀風化：某些厚層砂巖或巖漿巖，風化過程常由節(jié)理先把巖石分割成塊體，而后的物理風化特別集中在節(jié)理的棱角部位，因這些部位巖石的溫差變化最大且最迅速，所以最易受剝落。棱角的逐漸剝落使石塊圓化而形成石蛋形態(tài)。由于物理與化學風化綜合作用的結果，可以使巖塊呈同心圓狀薄層脫落，這種現象稱之為球狀風化。3

化學風化作用(ChemicalWeathering)

水溶液以及空氣中的氧和二氧化碳等對巖石的作用，使巖石的化學成分發(fā)生變化的過程，主要通過水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化作用等一系列來進行。

硬石膏水化形成石膏：CaSO4+2H2O→CaSO4

?2H2O

正長石水解成為高嶺土，高嶺土進一步風化成鋁土礦

K2O?Al2O3?6SiO2+n

H2O→Al2O3?2SiO2?2H2O+4SiO2?

nH2O+KOH

Al2O3?2SiO2?2H2O+n

H2O→Al2O3?

nH2O+2SiO2?

2H2O

碳酸化—重碳酸鈣的形成：CaCO3+H2O+CO2→Ca（HCO3）2

黃鐵礦氧化形成褐鐵礦：FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4,12FeSO4+3O2+6H2O→4Fe(SO4)3+4Fe(OH)3

Fe(SO4)3+6H2O→2Fe(OH)3+3H2SO4生物物理風化作用：根系楔子作用，動物的挖掘和穿鑿活動生物化學風化作用：植物分泌各種酸，微生物制造的硝酸、碳酸和硫酸等無機酸，動植物腐殖質分泌的有機酸4風化作用類型及其方式地表的巖石在原地發(fā)生機械破碎，不改變其化學成分和礦物組成，未形成新的礦物——物理風化。包括：溫差風化、冰劈作用、鹽類結晶、層裂等。形成巖屑、砂粒等碎屑。溫差球狀風化冰劈鹽類結晶巖石在原地由于化學反應，形成新礦物——化學風化。包括水解、水化、溶解、氧化等。

下圖為長石經化學風化轉變成粘土。生物風化作用（根劈作用）穴居動物刨鑿作用、生物代謝產生各種酸的腐蝕作用冰劈5

第二節(jié)崩塌（塌落）（Dilapidation）

斜坡上的巖屑或塊體，在重力作用下，快速向下坡移動，稱為崩塌。按照發(fā)生的地貌部位和崩塌的方式又可分成山崩（山岳地區(qū)發(fā)生的大規(guī)模崩塌）、塌岸（河、湖、海岸坡上部物體的失穩(wěn)而崩塌）和散落（巖屑沿斜坡滾動、跳躍式運動）。

特征：速度快（一般為5—200m/s）；規(guī)模差異大（小于1m3—108m3）。

1911年，帕米爾的巴爾坦格河谷的一次大山崩，蹦落物3.6-4.8Gm3，幾分鐘，巖體從600m的高處落下，阻擋河流形成75km×1.5km×262m的大湖散落是指巖屑沿斜坡向下作滾動或跳躍式地連續(xù)運動6

崩塌的分類1.物質成分崩積物崩塌表層風化物崩塌沉積物崩塌基巖崩塌2.移動形式和速度散落型滑動型流動型（北京西山一帶又稱龍扒）7

崩塌的形成條件

地形條件地質條件（節(jié)理、斷層、地層產狀和巖性）氣候條件（日溫和年溫差較大的干旱、半干旱地區(qū),以物理風化作用，為主，崩塌常發(fā)生在降雨季節(jié)，見實例——2005年6月4日凌晨5時發(fā)生在川黔鐵路的驚險一幕）

地震因素

人為因素一般大于33o的山坡都可發(fā)生移動無水情況下，一般巖屑的坡度休止角（SlopeAngle）是33o-35o；干沙的休止角是35o-40o；粘土的休止角可達40o

相對高度>50m，可能發(fā)生大型崩塌結構較致密的原生黃土，超過50o時才會崩塌；結構較松散次生黃土，30o就會崩塌8

崩塌的地形控制因素–坡度和相對高度

一般大于33o的山坡都可發(fā)生移動無水情況下，一般巖屑的坡度休止角（SlopeAngle）是33o-35o；干沙的休止角是35o-40o；粘土的休止角可達40o

相對高度>50m，可能發(fā)生大型崩塌結構較致密的原生黃土，超過50o時才會崩塌；結構較松散次生黃土，30o就會崩塌9

暴雨傾盆，一塊塊十余米長、重數百噸的巨石突然滾落，剛好砸中從山下開過的運貨火車。飛速行駛的運貨火車當即偏移軌道，歪著“腦袋”、碾著枕木“喀喀”滑行300米后停下，堅如鋼的混凝土枕木被碾出無數條“傷痕”。這是2005年6月4日凌晨5時發(fā)生在川黔鐵路綦江東升壩段的驚險一幕。事發(fā)后，通往廣州、昆明等鐵路線同時中斷。百噸巨石令救援人員感到頭疼《重慶晨報》供圖川黔鐵路綦江段，清除堆積在鐵道上的泥土重慶時報圖10圖2-3云南昭通地震區(qū)老寨堡大崩塌立體圖（根據朱海之）FigTheLaozhaibao

DilapidationsolidplotofZhaotongearthquakeregioninYunnanprovince(AfterZhuhaizhi)11

崩塌的堆積地貌和結構崩塌堆積地貌—倒石堆和倒石裾

倒石堆（巖屑堆）－－崩塌堆積形成的半錐形的地貌．：沿斜坡崩塌的物體在坡度平緩的坡麓地帶，堆積的半錐形體，一般不超過幾百平方米，有時也可形成面積達十多平方米的巨大倒石堆。幾個倒石堆連接在一起形成倒石裾倒石堆和倒石裾12基坡基底11(a)12(b)21(c)1233211234(d)基坡4321圖倒石堆基坡后退與倒石堆發(fā)育圖結論：“頂點上移”，被倒石堆埋藏的下部不再被破壞。

崩塌的物質結構：一般較大的巖塊可以滾動到倒石堆的邊緣部位才停下來，而較小的碎屑多堆積在倒石堆的頂部。從垂直剖面上看，較粗的巖屑分布在倒石堆的下部，向上逐漸變細。13

第三節(jié)滑坡（Landslide）

斜坡上的大塊巖（土）體，由于地下水和地表水的影響，在重力作用下，沿著滑動面整體向下滑動，稱為滑坡?；瑒用嬷笌r層面或斷層面。14

滑坡體的運動假設斜坡上塊體沿著以O為中心，R為半徑的圓弧ABEC滑動當處于平衡時，有力矩方程：P·a=Q·b+f·RP—主動部分塊體AGDE的重力Q—被動部分塊體DCE的重力f—滑動面上的摩檫力a、b—O1、O2到OE的距離當上述方程不成立時，且P增加或f減小時產生滑坡，反之，不易滑動。OaO1PGAO2QbfRBECD滑坡作用力圖解示意圖Theforcediagrammaticsketchoflandslide主動部分被動部分b滑動力矩=穩(wěn)定力矩（抗滑動力矩）15

影響滑坡體的因素

地下水(孔隙水降低細顆粒之間的吸附力；地下水溶解土體中的膠結物；飽和巖土體會增加重量；形成動壓力、使土體滑動；對滑動面潤滑作用）地表水（岸邊的掏蝕作用，降水的下滲作用試土體滑潤）斜坡巖石結構和巖性地震（觸發(fā)因素）

人為因素

巖層傾向和斜坡傾向一致，而α巖層<α斜坡易滑坡松散沉積層發(fā)生的滑坡，多與粘土夾層有關或沉積物和基巖面之間滑動片狀巖石（千枚巖、頁巖、泥灰?guī)r）地區(qū)，由于巖石遇水軟化產生滑坡16

土（巖）體顆粒之間的孔隙水降低細顆粒之間的吸附力地下水溶解土體中的膠結物飽和水分的土（巖）體，增加了單位體積的重量地下水形成動壓力，使土體滑動地下水沿著滑動面運動，起到潤滑作用地下水對滑坡的影響17

滑坡的形態(tài)特征要素1.環(huán)狀張裂隙2.滑坡壁——（3）3.滑坡階地——（4）4.醉漢樹5.滑動面——（2）6.分支滑動面7.擠壓裂隙8.滑坡體——（1）9.滑坡洼地或水池10.滑坡鼓丘——（5）11.滑坡微褶皺12.平行羽狀拉張裂隙滑坡裂隙——（6）滑坡示意圖縱剖面（b）平面(c)橫剖面滑坡主要特征要素18

滑坡的類型和發(fā)展滑坡的類型物質成分巖層產狀、巖性和構造的關系順層滑坡構造面滑坡不整合面滑坡誘發(fā)原因黃土滑坡粘土滑坡碎屑滑坡基巖滑坡人工切坡滑坡沖刷滑坡超載滑坡飽水滑坡潛水滑坡地震滑坡誘發(fā)原因牽引滑坡推動滑坡19滑坡的發(fā)展蠕動變形階段滑動階段停息階段平衡破壞，產生塑性變形，微小滑動斜坡上拉張裂隙出現地下水下滲，兩側出現剪切裂隙滑動面逐漸形成滑動面下滑，形成滑坡鼓丘，裂隙錯距不斷加大滑動面的下方出口處，渾濁的地下水流出滑坡體受阻，能量消盡，趨于平衡20名詞解釋：坡地地貌；

崩塌；倒石堆

；簡答

：1.坡地地貌的形成與發(fā)展分哪兩個階段？

2.影響風化作用的因素有哪些？

3崩塌的形成條件和觸發(fā)因素有哪些？

4影響滑坡的因素有哪些？滑坡的主要（形態(tài)特征）要素有哪些

？作業(yè)下課了謝謝指導Goodluck!21第四節(jié)土屑蠕動（EarthCreep）

斜坡上的碎屑或土壤顆粒在重力作用下緩慢向下坡運動，稱為土屑蠕動。它的形成主要是由于溫度變化或溫度變化而引起斜坡碎屑和土屑顆粒的物理性質變化所致土屑蠕動形成的各種現象（根據H.B.裴紀）地面標志：電線干斜歪、樹干彎曲及斜歪、土墻和籬笆向坡下傾斜、破面草皮向下方脫落等。22

第五節(jié)坡面侵蝕和坡積裙

大氣降水或雪（冰）融化后，在傾斜的坡地上，形成面（片）狀水流，此種水流是由許多細小的股流組成，無固定流路，在這種水流作用下，可使坡面降低，稱為坡面流水侵蝕。被侵蝕的物質堆積在坡腳處，稱為坡積物，它們圍繞坡地邊緣分布，形狀似衣裙的花邊，稱為坡積裙。23

一坡面流水侵蝕—雨滴沖擊作用和坡面徑流侵蝕Vmax=7-9m/s，大沖擊力d土?！?.5mm，濺離地面60cm,水平濺距〉1.5m10%坡面上受沖擊后，約60%-70%向下坡移動，只有25%-40%向上移動沖擊f上坡>f下坡雨滴沖擊作用24侵蝕強度和坡度的關系（根據F.G.倫勒）結論：坡面侵蝕強度與坡度和坡長的變化復雜，20°-60°之間的坡面侵蝕強度最大；?坡面徑流侵蝕侵蝕力與地形、土壤、植被等因素有關

降水強度不變時坡面實際受雨面積和坡度的關系，其中oa1、oa2

、oa3、oa4

為相同長度的坡面25

二坡積裙形態(tài)結構

坡積裙的縱剖面呈微凹下的曲線，坡度一般為7°-10°，邊緣逐漸變緩。其物質成分取決于坡地的基巖成分。坡積裙的結構A.坡積裙上部；B.前緣部分；C.邊緣部；