第五章 重力侵蚀(5)

1、第 5章 重力侵蚀 5.1 5.1 重力侵蚀作用分析 5.2 5.2 崩塌 5.3 5.3 滑坡 5.4 5.4 错落 5.5 5.5 蠕动 5.6 5.6 崩岗 5.5.7 7 陷穴与泻溜 5.8 5.8 重力侵蚀的防治 5.1 重力侵蚀作用分析 5.1.1 5.1.1 坡面重力侵蚀作用 重力侵蚀是以单个落石、碎屑流或整块土体、是以单个落石、碎屑流或整块土体、 岩体沿坡向下运动的一系列现象。由于坡地重力所岩体沿坡向下运动的一系列现象。由于坡地重力所 移动的物质多系块体形式，故也称为移动的物质多系块体形式，故也称为块体运动。 当重力克服了物体的惯性力和摩擦阻力时，当重力克服了物体的惯性力和摩擦

2、阻力时， 物体就要向下移动。物体就要向下移动。 重力侵蚀的发生多在重力侵蚀的发生多在2525的山地和丘陵，在沟的山地和丘陵，在沟 坡和河谷较陡的岸边也常发生重力侵蚀，由人工开挖坡和河谷较陡的岸边也常发生重力侵蚀，由人工开挖 坡脚形成形成的临空面、修建渠道和道路形成的陡坡坡脚形成形成的临空面、修建渠道和道路形成的陡坡 也是重力侵蚀多发地段。也是重力侵蚀多发地段。 1,斜坡斜坡(包括山坡、岸坡、人工边坡包括山坡、岸坡、人工边坡)上松散堆积物或风上松散堆积物或风 化基岩，由于本身重量而沿着斜坡向下运动或发生垂化基岩，由于本身重量而沿着斜坡向下运动或发生垂 直下落。直下落。 2,在块体运动中地表水、地

3、下水以及地震等因素往往起在块体运动中地表水、地下水以及地震等因素往往起 促进和触发作用。促进和触发作用。 3,块体运动是一种固体或半固体物质的运动，可以是快块体运动是一种固体或半固体物质的运动，可以是快 速运动，也可以是缓慢不易觉察的移动或蠕动。速运动，也可以是缓慢不易觉察的移动或蠕动。 5.1.1 坡面重力侵蚀作用 重力侵蚀的重力侵蚀的类型类型 根据土石物质破坏的特征和移动方式，一根据土石物质破坏的特征和移动方式，一 般地可将重力侵蚀分为般地可将重力侵蚀分为崩塌崩塌、滑坡滑坡、错落错落、岩岩 层蠕动层蠕动、陷穴陷穴、泻泻溜溜、崩岗崩岗、山剥皮山剥皮、地爬地爬等。等。 （1 1）重力）重力 重

4、力是促使斜坡上的物质向下运动的动力。当重力克重力是促使斜坡上的物质向下运动的动力。当重力克 服了物体的惯性力和摩擦阻力时，物体就要向下移动。服了物体的惯性力和摩擦阻力时，物体就要向下移动。 （2 2）地表水）地表水 块体运动程中，水也是一种重要的影响因素，它能促块体运动程中，水也是一种重要的影响因素，它能促 进块体运动的发生。进块体运动的发生。 水可以增大物质的重量。水可以增大物质的重量。 水还起着润滑作用，从而减少松散物质颗粒之间的水还起着润滑作用，从而减少松散物质颗粒之间的 粘结力以及整个物体和基底之间的摩擦阻力。粘结力以及整个物体和基底之间的摩擦阻力。 应应力力及作用及作用 （3 3）地

5、下水）地下水 地下水在流动中具有渗透力，这种力作用在它所流地下水在流动中具有渗透力，这种力作用在它所流 经的沉积物或岩石颗粒上，其方向与水流方向一致，能经的沉积物或岩石颗粒上，其方向与水流方向一致，能 促进沉积物或岩石的破坏。促进沉积物或岩石的破坏。 每当洪水退后河岸易发生坍塌，就是因为这时两岸每当洪水退后河岸易发生坍塌，就是因为这时两岸 的地下水均向河流排泄，其流向与渗透力的方向指向的地下水均向河流排泄，其流向与渗透力的方向指向 岸坡下方，从而破坏河岸的稳定性。岸坡下方，从而破坏河岸的稳定性。 （4 4）地震）地震 块体运动在地震或人工爆炸时也易于发生，这是因块体运动在地震或人工爆炸时也易于

6、发生，这是因 为震动产生的冲击力减小摩擦阻力，而触发了块体运动。为震动产生的冲击力减小摩擦阻力，而触发了块体运动。 应应力力及作用及作用 （5 5）其它）其它 促进块体运动的其它因素还有斜坡的负荷超过斜坡促进块体运动的其它因素还有斜坡的负荷超过斜坡 所能担负的重量、流水或波浪的掏蚀使斜坡过陡、水所能担负的重量、流水或波浪的掏蚀使斜坡过陡、水 的冻结和融化交替发生、滥肆开采斜坡下部的岩石等。的冻结和融化交替发生、滥肆开采斜坡下部的岩石等。 重力侵蚀常常是突然发生，给人们带来很大灾害。特别在重力侵蚀常常是突然发生，给人们带来很大灾害。特别在 山区无论是交通、厂矿、城镇或是大型水利枢纽建设都会山区无

7、论是交通、厂矿、城镇或是大型水利枢纽建设都会 遇到这个问题。遇到这个问题。 应应力力及作用及作用 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 v 土粒岩屑或石块运动土粒岩屑或石块运动 （1 1）应力分析）应力分析 坡面上块体的坡面上块体的重力重力G G 可分解为与坡面平行的可分解为与坡面平行的下滑力下滑力T T与与 垂直坡面的垂直坡面的法向力法向力N N，其关系为：，其关系为： T TG G sinsin N NG G coscos 式中：式中：坡角坡角。 从以上分析知坡面上块体愈重，则下滑力从以上分析知坡面上块体愈重，则下滑力T T愈大。同时坡面愈大。同时坡面 上坡角愈陡，则其下滑力也愈大。上坡角愈陡，则

8、其下滑力也愈大。 坡地表面的土粒岩屑或石块，一方面下滑力坡地表面的土粒岩屑或石块，一方面下滑力T T有促使块体向有促使块体向 下移运的趋向；另一方面由于有摩擦阻力下移运的趋向；另一方面由于有摩擦阻力f f牵制下滑力，使牵制下滑力，使 块体趋向稳定。下滑力大于摩擦阻力则发生位移，反之则块体趋向稳定。下滑力大于摩擦阻力则发生位移，反之则 稳定。如两者相等块体处于极限平衡状态。稳定。如两者相等块体处于极限平衡状态。 G F N T q 摩擦阻力摩擦阻力 增大到块体与坡面间最大摩擦阻力增大到块体与坡面间最大摩擦阻力f f 时块体时块体 处于极限平衡状态。这时处于极限平衡状态。这时下滑力下滑力T T 刚

9、好等于刚好等于摩擦阻力摩擦阻力f f。 与此相应的坡角为临界坡角。与此相应的坡角为临界坡角。 将临界坡角称为该块体与将临界坡角称为该块体与 该坡面间的该坡面间的内摩擦角（内摩擦角（ ）也称也称休止角休止角。 q 若若f f 为松散块体的抗滑强度，则有为松散块体的抗滑强度，则有 F F N Ntgtg G G coscos tgtg 这时，坡面上的土粒、石块等的稳定条件应是：这时，坡面上的土粒、石块等的稳定条件应是： T T f G f G sinsin G G coscos tgtg t tg g tg tg G F N T 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 v 土粒岩屑或石块运动土粒岩屑或石块运

10、动 v 土粒岩屑或石块运动土粒岩屑或石块运动 （2 2）内摩擦角）内摩擦角的影响因素的影响因素 p土、砂和松散岩屑的内摩擦角土、砂和松散岩屑的内摩擦角值随其值随其颗粒大小颗粒大小、形状形状而而 异。异。 n粗大并呈棱角状而又密实的颗粒的休止角大。粗大并呈棱角状而又密实的颗粒的休止角大。 n一般悄况下，风化岩屑离源地愈远，其颗粒因磨蚀圆度一般悄况下，风化岩屑离源地愈远，其颗粒因磨蚀圆度 增加，磨擦力减小，休止角变小。因此愈近坡麓，坡度增加，磨擦力减小，休止角变小。因此愈近坡麓，坡度 也愈缓和。也愈缓和。 p值得注意的是，土的内摩擦角随值得注意的是，土的内摩擦角随含水量含水量而变化。而变化。 n土

11、粒间充满水分将增加润滑性，休止角变小。因此在同土粒间充满水分将增加润滑性，休止角变小。因此在同 样条件下，湿润区的山坡坡度缓，样条件下，湿润区的山坡坡度缓，干干燥区的山坡坡度陡。燥区的山坡坡度陡。 n一般来说山坡坡顶水分不易积累，显得较干燥，坡麓较一般来说山坡坡顶水分不易积累，显得较干燥，坡麓较 湿润，因之，山坡坡度也有从坡顶向坡麓变缓的趋势湿润，因之，山坡坡度也有从坡顶向坡麓变缓的趋势。 v 块体的整体位移 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 （1 1）应力分析）应力分析 坡面上的块体运动并不限于在坡地表面移动，有时沿坡面上的块体运动并不限于在坡地表面移动，有时沿 坡面以下一定深度的软弱面发生整体

12、位移。这时还遇到坡面以下一定深度的软弱面发生整体位移。这时还遇到 另外一种阻力，即土层或岩层的粘结力另外一种阻力，即土层或岩层的粘结力 C C。块体运动一。块体运动一 定要克服粘结力定要克服粘结力 C C 和摩擦阻力和摩擦阻力 f f 才能发生位移。才能发生位移。 n 块体运动的抗滑强度块体运动的抗滑强度( (抗滑力：块体与坡面间最大 摩擦阻力）为为 F F N Ntgtg 十十CACA 式中：式中：C C粘结力粘结力(kg/cm(kg/cm2 2) )； AA运动块体与坡面的结触面积运动块体与坡面的结触面积(cm(cm2 2) )。 (2) (2) 影响因素影响因素 p土体的粘结力土体的粘结

13、力C C与组成物质的与组成物质的成分、结构成分、结构及及土体含水量土体含水量 多少有密切关系。其中受多少有密切关系。其中受水分水分影响最大。影响最大。 n含水量少、处于干燥状态时，具有极其牢固的性质。含水量少、处于干燥状态时，具有极其牢固的性质。 n如水分增加粘土可变成可塑状态，其强度大大降低，如水分增加粘土可变成可塑状态，其强度大大降低， 极易形成软弱面，土体往往沿此破裂而发生块体运极易形成软弱面，土体往往沿此破裂而发生块体运 动。动。 v 块体的整体位移 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 坚硬岩体的粘结力坚硬岩体的粘结力C C值很大，一般不易发生移动。但值很大，一般不易发生移动。但 岩层中常常

14、存在软弱的结构面岩层中常常存在软弱的结构面( (层面、软弱夹层、断层面、层面、软弱夹层、断层面、 节理面、劈裂面等节理面、劈裂面等) )。软弱结构面的内摩擦角。软弱结构面的内摩擦角和粘结力和粘结力 C C都显著减小都显著减小（粘粘结结力力 C0），因此容易产生破裂面而发，因此容易产生破裂面而发 生块体运动。生块体运动。 v 块体的整体位移 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 (2) 影响因素影响因素 水土保持 第二章 土壤侵蚀原 理 软弱结构面容易引起重力侵蚀软弱结构面容易引起重力侵蚀 总之，坡地上的块仲运动主要受重力引起的下滑和岩 土块体的内摩擦力及粘结力的相互关系而定。 其稳定系数 K K 为

15、K K抗滑阻力/ /下滑力= =N Ntgtg+ +CACA/ /T T 当K K1 1时，岩体或土体处于极限平衡状态； 当K K1 1时，岩体或土体处于不稳定状态； 当K K1时，岩体或土体是稳定的。 工程上一般采用K K23为安全稳定系数。 v 块体的整体位移 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 v 块体的整体位移 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 自然界的山坡大多数的自然界的山坡大多数的K K值值l l，所以都是比较稳，所以都是比较稳 定的。如果坡麓地带因河流侧蚀或人工切坡，改变了定的。如果坡麓地带因河流侧蚀或人工切坡，改变了 坡地形态使边坡角加大，形成陡坎甚至是临空悬崖，坡地形态使边坡角加大，形

16、成陡坎甚至是临空悬崖， 坡面块体突出，不稳定体加大，将促使块体运动发生。坡面块体突出，不稳定体加大，将促使块体运动发生。 5.2 崩塌 5.2.1 5.2.1 崩塌作用方式 斜坡上的岩屑或块 体在重力作用下，快速 向下坡移动称为崩塌。 崩塌过程按块体的地貌 部位和崩塌形式又可分 为山崩、塌岸和散落。 1 1、山崩、山崩 山崩是山岳地区常发生的一种大规模崩塌现象山崩是山岳地区常发生的一种大规模崩塌现象，崩塌，崩塌 体能达数十万立方米。山崩常阻塞河流、毁坏森林和村镇。体能达数十万立方米。山崩常阻塞河流、毁坏森林和村镇。 山崩时大块崩落和小颗粒散落是同时进行的。山崩时大块崩落和小颗粒散落是同时进行的

17、。 2 2、塌岸、塌岸 河岸、湖岸河岸、湖岸( (库岸库岸) )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 海水的掏蚀而发生崩塌，称为塌岸。海水的掏蚀而发生崩塌，称为塌岸。 3 3、散落、散落 散落是岩屑沿斜坡向下作滚动和跳跃式地连续运动。散落是岩屑沿斜坡向下作滚动和跳跃式地连续运动。 其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面，并带有微弱的其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面，并带有微弱的 跳动和向下作旋转运动。跳动和向下作旋转运动。 5.2.1 崩塌作用方式 5.2.2 崩塌分类 崩塌的分类可按不同的原则来考虑，其一是根据组成崩塌的分类可按不同的原则来考虑，其一是根据组成 坡地

18、的物质结构分类，其二是根据崩塌的移动形式分类。坡地的物质结构分类，其二是根据崩塌的移动形式分类。 1、根据组成坡地的物质结构分类 （1 1）崩积物崩塌崩积物崩塌：山坡上已经过崩塌的岩屑和沙土等物：山坡上已经过崩塌的岩屑和沙土等物 质，处于很松散状态。质，处于很松散状态。 （2 2）表层风化物崩塌表层风化物崩塌：在地下水沿风化层下部的基岩面：在地下水沿风化层下部的基岩面 流动时，引起风化层沿基岩面崩塌。流动时，引起风化层沿基岩面崩塌。 （3 3）沉积物崩塌沉积物崩塌：由厚层的冰积物、冲积物或火山碎屑：由厚层的冰积物、冲积物或火山碎屑 物组成的陡坡，由于结构松散，形成的崩塌。物组成的陡坡，由于结构

19、松散，形成的崩塌。 （4 4）基岩崩塌基岩崩塌：在基岩山坡上沿节理面、层面或断层面：在基岩山坡上沿节理面、层面或断层面 等发生的崩塌。等发生的崩塌。 2、根据崩塌体移动形式和速度分类 散落型崩塌，在节理或断层 发育的陡坡，或是软硬岩层相同 的陡坡，或是由松散沉积物组成 的陡坡，常常形成散落型崩塌。 滑动型崩塌，这类崩塌沿一 滑动面发生，有时崩塌土体保持 了整体形态，这种类型的崩塌和 滑坡很相似。 流动型崩塌，降雨时斜坡上 的松散岩屑、砂和粘土，受水浸 透后产生流动崩塌。 5.2.3 崩塌形成条件 1 1、地形条件、地形条件 地形条件包括地形条件包括坡度坡度和和坡地相对高度坡地相对高度。 （1

20、1）坡度坡度：坡度对崩塌的影响最为明显，一般大于：坡度对崩塌的影响最为明显，一般大于3333 的山坡不论岩屑大小都将有可能发生移动。的山坡不论岩屑大小都将有可能发生移动。 不同岩性的山坡，形成崩塌的坡度也不完全相同。在无不同岩性的山坡，形成崩塌的坡度也不完全相同。在无 水情况下，一般岩屑坡的坡度休止角是水情况下，一般岩屑坡的坡度休止角是30303535，干，干 沙的休止角为沙的休止角为35354040，粘土的休止角可达，粘土的休止角可达4040左右。左右。 如果为同一种岩性但其结构不同，它们的休止角也不同。如果为同一种岩性但其结构不同，它们的休止角也不同。 例如原生黄土的结构较致密，超过例如原

21、生黄土的结构较致密，超过5050的坡地才会发生的坡地才会发生 崩塌，而次生黄土的结构较松散，崩塌，而次生黄土的结构较松散，3030左右就发生崩塌。左右就发生崩塌。 （2 2）坡地相对高度坡地相对高度：坡地相对高度和崩塌的规模有关，：坡地相对高度和崩塌的规模有关， 一般当坡地相对高度超过一般当坡地相对高度超过50m50m时，就可能出现大型崩塌。时，就可能出现大型崩塌。 2、地质条件 岩石中的节理、断层、地层产状和岩性等都对崩塌有直岩石中的节理、断层、地层产状和岩性等都对崩塌有直 接影响。接影响。 q在节理和断层发育的山坡岩石破碎，很易发生崩塌。在节理和断层发育的山坡岩石破碎，很易发生崩塌。 q当

22、地层倾向和山坡坡向一致，而地层倾角小于山坡坡当地层倾向和山坡坡向一致，而地层倾角小于山坡坡 度角时，常沿地层层面发生崩塌。度角时，常沿地层层面发生崩塌。 q软硬岩性的地层呈互层时，较软岩层易受风化，形成软硬岩性的地层呈互层时，较软岩层易受风化，形成 凹坡，坚硬岩层形成陡壁或突出成悬崖易发生崩塌。凹坡，坚硬岩层形成陡壁或突出成悬崖易发生崩塌。 5.2.3 崩塌形成条件 3、气候条件 气候可使岩石风化破碎，加快坡地崩塌形成 的时间。在日温差、年温差较大的干旱、半干旱 地区，物理风化作用较强，在较短时间内岩石就 会风化破碎。 5.2.3 崩塌形成条件 例如兰新铁路一些新开挖的花岗岩路例如兰新铁路一些

23、新开挖的花岗岩路 堑，仅四、五年时间路堑边坡岩石就遭堑，仅四、五年时间路堑边坡岩石就遭 到强烈风化，形成崩塌到强烈风化，形成崩塌。 4、地震及其它 5.2.3 崩塌形成条件 （1 1）地震地震：地震是崩塌的触发因素。地震时能形成数量：地震是崩塌的触发因素。地震时能形成数量 多而规模很大的崩塌体。多而规模很大的崩塌体。 n例如1920年宁夏海原8.5级地震，有650多处发生大规模崩 塌(其中有一部分是滑坡)，地震形成的崩塌分布在上万平 方公里范围内。 n1970年秘鲁境内的安第斯山附近发生一次大地震，当时 从50006000m高山上倾泻下来的岩块和冰块等崩塌体， 连抛带滚波及到10km以外。 （

24、2 2）其它其它： 在山区进行各种工程建设时，如不顾及自然地形条在山区进行各种工程建设时，如不顾及自然地形条 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 森林和在陡坡上开垦荒地也常引起崩塌。森林和在陡坡上开垦荒地也常引起崩塌。 5.3 滑坡 滑坡 (landslide) 定义 滑坡（slip， landslide， slope slide）： 坡面岩体或土体整体下滑或位移的现象 滑塌或坐塌：滑坡体发生面积很小、滑落面 坡度较陡。 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、滑坡体、滑坡体

25、斜坡上向下滑动的那部分土体或岩体称之为斜坡上向下滑动的那部分土体或岩体称之为滑坡体滑坡体。 滑坡体上的树木随土体滑动而东歪西斜称之为滑坡体上的树木随土体滑动而东歪西斜称之为醉林醉林。 n由于整体下滑，土体大体还保持着原有结构，它以由于整体下滑，土体大体还保持着原有结构，它以 滑动面与下伏未滑地层分割开来，滑坡体与其周围滑动面与下伏未滑地层分割开来，滑坡体与其周围 不动土体在平面上的分界线称之为滑坡周界，它圈不动土体在平面上的分界线称之为滑坡周界，它圈 定了滑坡作用范围。定了滑坡作用范围。 n滑坡体规模大小不一，从十几立方米到几亿立方米。滑坡体规模大小不一，从十几立方米到几亿立方米。 滑坡体沿之

26、下滑的面称为滑动面。在均质 土体中其剖面为一个近似半圆弧形，通常上陡 下缓，中部接近水平，前缘出口处常常形成逆 向的反坡。 滑动面附近的土体有明显的扰动或拖曳褶 皱等现象构成滑动带。滑动带的厚薄不一，从 数厘米到数米不等。 2、滑动面或滑动带 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 滑坡体与坡上方末动土石体之间，由一半圆形 的围椅状陡崖分开，这个陡崖称为滑坡壁。一般坡 度为6080，高度从数厘米至数米不等。 滑坡体下滑时，因滑体各段移动速度的差异产 生分支滑动面，使滑坡体分裂成为几个错台，称之 为滑坡台阶。 3、滑坡壁与滑坡台阶 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特

27、征 滑坡体前缘常呈舌状突出称为滑坡舌。由于滑 坡舌是被推动的，故称被动主体。滑体上部则称为 主动主体。 滑体在滑动过程中滑坡舌前面常因受阻、挤压而 鼓起，称滑坡鼓丘。 4、滑坡舌与滑坡鼓丘 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 滑坡滑动后，在滑坡壁下部和滑坡台阶的后缘，即 滑坡台阶的反坡处，常常形成滑坡洼地。 有时因地面积水或地下水出露而形成滑坡湖或湿地。 5、滑坡湖与滑坡洼地 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 6、滑坡裂缝 5.3.1 5.3.1 滑坡的地貌特征滑坡的地貌特征 滑坡地面裂缝纵横交错甚为破碎，按其受力状况滑坡地面裂缝纵横交错甚为破碎，按其受力

28、状况 可以分为四种：可以分为四种： （1 1）环状拉张裂缝环状拉张裂缝，由滑坡体向下滑动时产生的拉力，由滑坡体向下滑动时产生的拉力 造成的，属拉张裂缝。造成的，属拉张裂缝。 （2 2）剪切裂缝剪切裂缝，因滑动土体与相邻不动土体之间相对，因滑动土体与相邻不动土体之间相对 位移产生剪切力造成。位移产生剪切力造成。 （3 3）鼓张裂缝鼓张裂缝，分布在滑体的下部，因滑体下滑受阻，分布在滑体的下部，因滑体下滑受阻， 使土体隆起形成的张开裂缝。使土体隆起形成的张开裂缝。 （4 4）扇形张裂缝扇形张裂缝，在滑坡体最前缘，因滑坡舌向两侧，在滑坡体最前缘，因滑坡舌向两侧 扩散而形成的扇形或放射状张裂缝。扩散而形

29、成的扇形或放射状张裂缝。 2005-9-23 土壤侵蚀原理土壤侵蚀原理 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 8 7 7 9 9 9 9 9 9 1010 滑坡形态结构示意图滑坡形态结构示意图 滑坡形态结构示意图滑坡形态结构示意图 滑坡 (landslide) 滑坡的地貌特征 滑坡体 醉林 滑动面 滑坡壁 滑坡台阶 滑坡舌 滑坡鼓丘 滑坡湖与滑坡 洼地 5.3.2 滑坡的力学机制及滑坡形成条件 1 1、滑坡滑动的力学机制、滑坡滑动的力学机制 斜坡上的土体、岩体是否滑动，依其力学平衡是否斜坡上的土体、岩体是否滑动，依其力学平衡是否 遭到破坏而定。土坡的稳定系数遭到破坏而定。土坡的稳定系数K

30、 K为：为： K K 总抗滑力矩总抗滑力矩 / /滑动力矩滑动力矩 对于均质土坡来说，滑动面上各点的抗滑阻力为对于均质土坡来说，滑动面上各点的抗滑阻力为: : F F = Ntg= Ntg 十十C C。 式中：式中：C C和和 为常数为常数； N N为重力垂直于坡面的分力为重力垂直于坡面的分力； 为内摩擦角。为内摩擦角。 由于斜坡土体、岩性特性不同，滑动面的性质也由于斜坡土体、岩性特性不同，滑动面的性质也 不一样，力学分析和计算方法也不相同。不一样，力学分析和计算方法也不相同。 2、滑坡形成条件 5.3.2 滑坡的力学机制及滑坡形成条件 （1 1）斜坡的地貌特征）斜坡的地貌特征 斜坡的地貌特征

31、决定了斜坡内部应力分布状态及斜坡的地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及 地表流水特征地表流水特征。特别是斜坡的特别是斜坡的高度高度、陡度陡度和和外形外形， 是决定滑动力大小的主要因素。是决定滑动力大小的主要因素。 n一般外貌起伏和缓、坡度不大、植被覆盖较好的一般外貌起伏和缓、坡度不大、植被覆盖较好的 山坡，大多是比较稳定的。山坡，大多是比较稳定的。 n但在高陡的山坡或陡崖，斜坡上部的软弱面形成但在高陡的山坡或陡崖，斜坡上部的软弱面形成 临空状态，加大了滑动力并减小了抗滑力，使斜临空状态，加大了滑动力并减小了抗滑力，使斜 坡上部土体或岩体处于不稳定状态，容易产生滑坡上部土体或岩体处于不稳定状态，

32、容易产生滑 坡。坡。 （2 2）斜坡的物质组成与地质结构）斜坡的物质组成与地质结构 斜坡的物质组成与地质结构也直接影响着滑坡的发生与斜坡的物质组成与地质结构也直接影响着滑坡的发生与 否，它们的否，它们的抗剪强度抗剪强度、抗风化抗风化、抗软化抗软化、抗冲刷抗冲刷的能力不同，的能力不同， 发生滑坡的频率也不一样。发生滑坡的频率也不一样。 n粘土和松散堆积层浸水后，粘聚力骤降，大大增加了其可滑性。粘土和松散堆积层浸水后，粘聚力骤降，大大增加了其可滑性。 n沉积岩互层地区如夹有软弱层次的薄层页岩、泥岩、煤系等地沉积岩互层地区如夹有软弱层次的薄层页岩、泥岩、煤系等地 层容易发生滑坡。这些地层常称之为易滑

33、地层。层容易发生滑坡。这些地层常称之为易滑地层。 n岩层的各种结构面，如层面、片理面、断层面、解理面等，常岩层的各种结构面，如层面、片理面、断层面、解理面等，常 常构成滑动带的软弱面。特别当岩层结构面的倾向与坡向一致，常构成滑动带的软弱面。特别当岩层结构面的倾向与坡向一致， 岩层的倾角又小于斜坡的坡角时，最易发生滑坡。岩层的倾角又小于斜坡的坡角时，最易发生滑坡。 2、滑坡形成条件 5.3.2 滑坡的力学机制及滑坡形成条件 2、滑坡形成条件 5.3.2 滑坡的力学机制及滑坡形成条件 （3 3）地下水）地下水 地下水的作用是促使滑坡发生的极重要的因素，地地下水的作用是促使滑坡发生的极重要的因素，地

34、 下水浸湿斜坡上的物质，显著地降低其下水浸湿斜坡上的物质，显著地降低其抗剪强度抗剪强度。 n实验证明当粘土的含水量增加至实验证明当粘土的含水量增加至35%35%时，抗剪强度会降低时，抗剪强度会降低 60%60%以上，泥岩或页岩饱水时的抗剪强度，比天然状态下以上，泥岩或页岩饱水时的抗剪强度，比天然状态下 的抗剪强度降低的抗剪强度降低303040%40%。 p如果地下水在隔水顶板上汇集成层，还会对上覆岩层产生如果地下水在隔水顶板上汇集成层，还会对上覆岩层产生 浮托力，降低抗滑力。浮托力，降低抗滑力。 p地下水还能溶解土石中易溶物质，使土石成分发生变化，地下水还能溶解土石中易溶物质，使土石成分发生变

35、化， 逐渐降低其抗剪强度。逐渐降低其抗剪强度。 p地下水位升高，还会产生很大的静水与动水压力，这些都地下水位升高，还会产生很大的静水与动水压力，这些都 有利于滑坡的产生。有利于滑坡的产生。 5.3.3 滑坡类型及其发展阶段 v滑坡类型 根据滑坡的物质，可划分为黄土滑坡、粘土滑坡、碎 屑滑坡和基岩滑坡。 根据滑坡和岩层产状、岩性和构造等，可划分为顺层 面滑坡、构造面滑坡和不整合面滑坡等。 根据滑坡体的厚度，可划分为浅层滑坡( (数米) )、中层 滑坡( (数米到二十米) )和深层滑坡( (数十米以上) )。 根据滑坡的触发原因，可划分为人工切坡滑坡、冲刷 滑坡、超载滑坡、饱和水滑坡、潜蚀滑坡和地

36、震滑坡等。 v 滑坡发展阶段 第一阶段为蠕动变形阶段，在斜坡内部某一部分因 抗剪强度小于剪切力而首先变形，产生微小的滑动。 第二阶段为急剧变形阶段，这一阶段长的可达数年， 短的仅数月或几天。 第三阶段为剧烈滑动阶段，在这一阶段中滑动面业 已形成，岩体完全破裂，处于极限平衡状态。 第四阶段为渐趋稳定阶段，经剧烈滑动之后，滑坡 体变形重心降低，趋向停止。 5.3.3 滑坡类型及其发展阶段 水土保持 第二章 土壤侵蚀原 理 滑坡的发展阶段滑坡的发展阶段 蠕动变形蠕动变形 急剧变形急剧变形 剧烈滑动剧烈滑动 渐趋稳定渐趋稳定 v斜坡形态的改变 山区斜坡常常因河流凹岸侧蚀和人工开挖 坡脚，造成高陡的边坡

37、而发生滑坡，或是在坡 顶堆积弃土，或建造工程建筑物，这些不但改 变了斜坡的外形，也加大了承载力，使基部的 土体加大下滑力，可能发生滑坡。 5.3.4 影响滑坡因素的分析影响滑坡因素的分析 v大气降水和地下水变化 n大雨、暴雨以及相随的大量地下水活动，使土体容 量骤增，加大滑动力，减小抗滑力导致滑坡发生。 n山区河流水位具有很大变幅，高水位时滑带浸水范 围扩大，增加土体容重，降低抗滑强度。 5.3.4 影响滑坡因素的分析影响滑坡因素的分析 v震动影响 5.3.4 影响滑坡因素的分析影响滑坡因素的分析 p震动造成砂层或粗粉砂层的震动造成砂层或粗粉砂层的，促，促 使发生滑坡。使发生滑坡。 n这种过程

38、如发生在地下水面以上，可引起地这种过程如发生在地下水面以上，可引起地 面沉陷；面沉陷； n如发生在地下水面以下，则引起浸水的砂或如发生在地下水面以下，则引起浸水的砂或 粉砂的液化发生流动。粉砂的液化发生流动。 p地震和不适当大爆破施工还直接地震和不适当大爆破施工还直接， 促使发生滑坡，震级高的为害尤烈。促使发生滑坡，震级高的为害尤烈。 5.4 错落 5.4.1 错落的特征 错落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面错落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面 发生整体下坐位移。它的特征是发生整体下坐位移。它的特征是 。 n错落体比较完整，大体上保持了原来的结构和产状。错落体比较完整，大体

39、上保持了原来的结构和产状。 n错落体在形态上呈阶梯状，常常只有一级，多级的较少。错落体在形态上呈阶梯状，常常只有一级，多级的较少。 n错落体的后缘为几乎垂直的错落体的后缘为几乎垂直的(70(70左右左右) )错落崖或错落坎。错落错落崖或错落坎。错落 坎附近，有大致与它平行的较顺直的裂缝。坎附近，有大致与它平行的较顺直的裂缝。 n错落体的基部有挤压鼓包等现象。错落体的基部有挤压鼓包等现象。 n错落以重力作用为主，水的作用较次。错落以重力作用为主，水的作用较次。 n错落一般沿高倾角且比较平直的滑动面下坐错落一般沿高倾角且比较平直的滑动面下坐 位移，错落体边缘没有反倾斜块体，即不发位移，错落体边缘没

40、有反倾斜块体，即不发 生反向剪力对滑动力的抗衡。生反向剪力对滑动力的抗衡。 n一次错落发生后，坡面将有相当长的稳定时一次错落发生后，坡面将有相当长的稳定时 间。（是采取整治措施的重要时机）间。（是采取整治措施的重要时机） 5.4 错落 5.4.1 错落的特征 可以把错落列为崩塌与滑坡之间的中间类型。可以把错落列为崩塌与滑坡之间的中间类型。 5.4.2 错落发生条件和原因 1 1、形成条件、形成条件 （1 1）地貌条件）地貌条件 错落主要出现在错落主要出现在受到强烈侧受到强烈侧 蚀的部位。新修水库的蚀的部位。新修水库的等处等处 也常出现。也常出现。 n发生错落的地面坡度一般大于发生错落的地面坡度

41、一般大于35354040。而。而 错落地点的上部山坡可以相当平缓，不足错落地点的上部山坡可以相当平缓，不足4040。 5.4.2 错落发生条件和原因 （2 2）地质条件）地质条件 错落主要发生在粘结力较大的地层或坚硬错落主要发生在粘结力较大的地层或坚硬 岩层组成的陡崖或陡坡上常有岩层组成的陡崖或陡坡上常有、 的地方。的地方。 n 大量统计结果表明坡角大量统计结果表明坡角 、内摩擦角、内摩擦角 和错落和错落 破裂面的角度破裂面的角度A A的经验关系式为的经验关系式为 A A（ + + ）/2/2 1、形成条件、形成条件 2 错落发生原因 山坡下部减少了支撑力量，如原为接近极限 平衡的山坡，当河流

42、下切侧蚀或波浪强烈击撞， 或人工开挖路堑，造成隐伏的倾斜软弱面下端处 于临空状态，都是引起错落的因素。 5.4.2 错落发生条件和原因 5.5 蠕动 5.5.l 蠕动特征 蠕动主要是指土层、岩层和它们的风化碎屑物质 在重力作用控制下，顺坡向下发生的十分缓慢的移动 现象。 n移动的速度每年小的只有若干 毫米，大的可达几十厘米。 n根据蠕动的规模和性质，可以 将蠕动划分为两大类型，即疏松 碎屑物的蠕动与岩层蠕动。 5.5.2 松散层蠕动(土屑或岩屑蠕动) 斜坡上松散岩屑或表层土粒，由于冷热、 干湿变化而引起体积胀缩，并在重力作用下 常常发生缓慢的顺坡向下移动。 引起松散土粒或岩屑蠕动的因素是多方面

43、的。 v温差和干湿变化 温差和干湿变化引起土粒或岩屑发生胀缩，膨 胀时碎屑颗粒垂直于斜坡方向上抬，收缩下落时却 是沿重力方向直落而下。 n在寒冷地区，冻融作用是引起土屑或岩屑蠕动的 主要因素。 n在温湿地区主要是因温差变化(包括冻融过程)或 干湿变化引起土粒或岩屑发生胀缩。 5.5.2.1 引起松散层蠕动的因素 v粘土含量 碎屑中粘土含量越多，蠕动现象越明显。干湿 变化对岩块碎屑体积胀缩的影响是微小的，而对粘 土的影响特别大，对塑性指数较高的膨润粘土影响 则更大。 5.5.2.1 引起松散层蠕动的因素 如粘土层中含水如粘土层中含水50%，则体积膨胀系数可达，则体积膨胀系数可达4.5%。 v 坡

44、 度 蠕动虽然可以出现在各种坡度的坡面上，但 以在2530左右的坡地上最明显。 除此之外，蠕动还受到植物的摇动、动物践 踏以及人类活动等因素的影响。 5.5.2.1 引起松散层蠕动的因素 5.5.3 基岩岩层蠕动 暴露于地表的岩层在重力作用下也发生十 分缓慢的蠕动。蠕动的结果使岩层上部及其风 化碎屑层顺坡向下呈弧形弯曲。岩层虽然发生 弯曲，但并不扰乱层序，甚至在蠕动了的碎屑 层中，层次都依然可见。 水土保持 第二章 土壤侵蚀原 理 一一 崩岗崩岗 1.1.定义定义 崩岗是山坡剧烈风化的岩石、土体受水力与崩岗是山坡剧烈风化的岩石、土体受水力与 重力的混合作用，向下崩落和受冲刷的侵蚀重力的混合作用，向下崩落和受冲刷的侵蚀 现象。现象。 发生特征发生特征 重力重力+ +水力水力 1.1.南方花岗岩地区南方花岗岩地区 5.6 崩岗 水土保持 第二章 土壤侵蚀原 理 崩岗