斜坡地貌与堆积物

第四章第四纪主要沉积物与地貌

第一节风化地貌与残积物

第二节斜坡重力地貌与堆积物第三节流水地貌与沉积物第四节岩溶地貌与洞穴堆积物第五节冰川、冻土地貌与堆积物第六节风力地貌和堆积物与黄土第六节海洋和海陆交替带地貌和沉积物第三节斜坡重力作用与地貌一、斜坡的特征二、斜坡重力作用及其分类三、斜坡重力作用类型及特征四、斜坡的演化五、关于斜坡地质灾害防治的思考一、斜坡特征1.斜坡的分类可按不同特征进行分类，如地貌位置、形态、物质成分、成因、岩石倾向与斜坡的关系等。

基岩斜坡、碎屑坡；

凹形坡、凸形坡；顺向坡、反向坡、切向坡。

侵蚀坡、剥蚀坡、堆积坡和人工坡等等。2.斜坡块体运动

定义：斜坡上的岩体或松散的土体（统称块体）在重力作用下沿斜坡往下运动的过程称块体运动。块体运动是引起斜坡不稳定的主要原因。稳定性：K=抗滑力(Tf)/下滑力(T)

K>1,块体稳定

K<1,块体不稳定

θφ

运动力学分析下滑力T＝Gsinθ

＝ρghsinθ

（3-1）

摩擦阻力Tf=N.tgθ

随着坡度增大，下滑力和摩擦阻力逐渐增大，但是摩擦阻力的增大是有限度的。达到最大摩擦阻力时，块体处于极限平衡状态。这时的坡角叫做内摩擦角φTf=N.tg

φ=G.Cosθ.tg

φ

可见：坡面上岩屑的稳定条件是：

T≤Tf

因此：θ≤

φ

内摩擦角代表了块体下滑刚好启动时的坡角，代表松散物质的自然休止角。自然休止角的大小与岩屑的粒径、密度和含水量相关。由于结构面破裂形成的块体运动还需要克服岩体之间的黏结力。

Tf=N.tgφ

+C.A（3-2）

式3-1,3-2显示块体的稳定性取决于：坡度、土体内摩擦力、土体粘结力、和坡高等因素。湿土时，休止角降低，斜坡变得不稳定二、斜坡重力作用及其分类

按照斜坡上块体运动方式、运动速度和灾害性质可以分为三大类。（表）

滚落作用滑动作用

流动作用斜坡重力作用分类表三、斜坡重力作用类型及特征（一）滚落作用1.崩塌概念：

陡坡上的岩体、土体、块石或碎屑层，在重力作用下，突然发生急剧的快速下移（崩落、翻转和滚落），在坡角处形成倒石堆或岩屑堆，这种现象称为崩塌。山崩：发生在山地的大规模崩塌。塌岸：发生在岸坡塌陷：在岩溶洞穴－土在楼上，水在楼下

塌方：发生在土石体中冰崩和雪崩：发生在冰雪中。（1）崩塌作用特征岩块以分散集合体翻滚坠落持续时间短运动速度快（一般为5—200m/s）；规模差异大（小于1m3—108m3）破坏力强。是一种重要的地质灾害80至90年代初期我国几次大的崩塌1980年6月，湖北盐池河磷矿发生灾难性大崩塌，高160m，体积约100万方的山体突然崩塌，冲击浪将四层大楼抛至河对岸撞碎，有280多人丧生。1987年9月1日凌晨，巫溪县城南龙头山发生大崩塌，摧毁县电力公司六层楼一幢、私人旅社两家，民房20余户，掩埋公路干线70余米，直接经济损失达270万元。1992年5月，宝成线190km处发生大崩塌，造成运输中断长达30多天，抢险费用一千多万元；由于断道给四川省和成都市造成的间接损失达数亿元。（2）崩塌作用的形成条件地貌条件：崩塌只能发生在陡峻的斜坡地段。对于松散物组成的斜坡，坡度需大于碎屑物的休止角45°，黄土大于50°，坚硬岩石大于50º—60º。地质条件：在节理发育、构造破碎的坚硬岩层上（照片）。片理、劈理、岩层顺向和坡向相一致的变质岩；垂直节理发育的黄土；构造运动强烈、地层挤压破碎、地震频繁的区域也容易发生崩塌。气候条件：崩塌是和强烈的物理风化作用密切相关的。在气温日较差和年较差大的干旱、半干旱区域，容易发生崩塌；冻融过程强烈的区域。青藏公路旁岩石的崩塌风州工务段崩塌次数与坡度高度关系斜坡坡度<4545~5050~6060~7070~8080~90合计崩塌次分比24.619.312.329.810.53.5100斜坡高度(米)<2020~3030~4040~5080~90合计崩塌次数21110112357百分比3.519.317.519.340.4100（3）崩塌的触发因素气象因素：雷电、暴雨等人类活动：边坡设计过高、过陡；不适宜地采用大爆破；施工程序不当；对潜在崩塌体认识不足；改变了斜坡外形，产生大规模崩塌地震因素：5级以上的破坏性地震汶川地震诱发的次生地质灾害（4）崩塌发生的前兆崩塌的前缘掉块、坠落、小崩塌发生；崩塌的脚部出现新的破裂形迹，嗅到异常气味；不时听到岩石撕裂摩擦错碎声；

出现热气、地下水等异常；

动植物出现异常现象。（5）崩塌的治理（6）崩塌作用产物——崩塌堆积物倒石堆发育的三个阶段倒石堆划分为三个发育阶段：正在发展中的倒石堆：陡峻，新鲜断裂面，坡度陡。趋于稳定的倒石堆：较和缓的轮廓，岩块风化，呈上陡下缓的凹形坡，表面碎屑有一定固结。稳定的倒石堆：坡面和缓，呈上凹形，结构紧密，部分胶结，生长植被。

1、不利于形成崩塌的气候条件地区是（）

A、日温差较大B、年温差较大

C、半干旱地区D、半湿润地区2、引起崩塌的触发因素很多，下列不属于触发因素的是（）

A、人工开挖坡地下部B、人工开挖坡地上部

C、爆破或地震D、暴雨或融水复习题2、错落错落：岩体沿陡坡、陡崖上平行发育的一些近于垂直的破裂面发生整体下坐位移，其垂直位移大于水平位移。移动岩体基本上保持原岩结构和产状。特点：整体下坐位移，垂直位移大于水平位移：无破碎和翻滚3、撒落

（1）撒落作用特征撒落——斜坡（30-50度）上的风化碎石在重力作用下，长期不断往坡下坠落的现象。剥蚀地貌：剥蚀坡堆积地貌：倒石锥特点：分布面积大随时可以发生多以分散的单个石块发生构不成大的危害形成条件与环境：物理风化强烈区破裂构造发育区脆性岩石区地形陡峻斜坡（2）撒落作用的产物——倒石锥倒石锥的特点：

A、沉积学特征

粒性：岩性单一，与所在斜坡一致；

粒径：大小混杂

粒态：无磨圆，以角砾为主，

粒向：排列无明显定向，有时看见较大砾石A轴平行斜坡走向

结构构造：无沉积层理；略显上部细、下部粗的特点。B、地貌特征

分布于坡脚处；形态呈锥状体C、环境特征

多发生在寒、旱地区（二）滑动作用——滑坡（Slide）1.滑坡作用特征2.滑坡的分类3.滑坡形成条件4.滑坡发生的过程5.滑坡发生的前兆6.滑坡地质灾害7.滑坡的防治（二）滑动作用——滑坡（Slide）1.滑坡作用特征斜坡上的土体、岩体或其他碎屑堆积物，主要在重力作用和水的参与下，沿一定的滑动面做整体下滑运动的现象，称为滑坡。滑坡要素示意图1．滑坡体：斜坡上向下滑动的那部分土体或岩体。其上的树木随土体滑动而歪斜，称为醉树。2．滑动面和滑动带：滑坡体沿斜坡主体滑动的面。呈向上凹的圆弧形。上陡下缓，中部接近水平，前缘出口常成逆向反坡。滑动面有时只有一个，有时有几个。滑动面上有磨光面和擦痕。有时见滑动面上下明显的扰动和拖曳褶皱现象，构成滑动带。3.滑坡床：

指滑动面以下的稳定岩土体。滑坡床与地面的交界线称为滑坡周界，它圈定了滑坡作用的范围。滑坡壁：滑坡体与坡上方未动土石体之间，由一半圆形的围椅状陡崖分开，这个陡崖称为滑坡壁。滑坡壁是滑动面露出的部分，它的高度代表下滑的距离。滑坡阶地：滑坡体下滑时，由于滑坡体各个部分移动的速度差异，产生分支滑动面，使滑坡体分裂成为几个滑坡阶地。由于滑坡体沿弧形滑动面滑动，因此滑坡阶地原有地面都向内倾斜呈反坡地形。滑坡舌与滑坡鼓丘：滑坡体前缘常呈舌状突出，称为滑坡舌。在滑坡体移动过程中，滑坡舌前面由于受到阻力挤压而鼓起，称为滑坡鼓丘。滑坡湖与滑坡洼地：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。有时因地表水或地下水出露而形成滑坡湖。滑坡裂隙：滑坡刚滑动时，地面出现的纵横交错的裂隙。滑坡地貌滑坡的分类(表)2.分类3.滑坡形成条件A.岩性条件：

具有易滑地层B.地质构造条件:

具有软弱面——滑动面(图3-11)C.地貌条件：

20-40°的斜坡，有效监控面D.气候和水分条件

滑坡体加重、滑动面抗滑力削弱E.地震滑动面松动、土层液化F.人工活动开挖边坡—边坡失稳并形成有效临空面、垦荒—水土流失、加载—下滑力加大。滑动面常沿层理、节理面、断裂面、不整合面、劈理面和透水层与不透水层界面发生4.滑坡发生的过程A、蠕动变形阶段斜坡上岩（土）体的平衡状况受到破坏后，产生塑性变形，有些部位因滑坡阻力小于滑坡动力而产生微小滑动。随着变形的发展，斜坡上开始出现拉张裂隙。裂隙形成后，地表水下渗加强，变形进一步发展，滑坡两侧相继出现剪切裂隙，滑动面逐渐形成。B、滑动阶段滑动面已形成，滑坡体向下滑动，滑坡前缘形成滑坡鼓丘，一些滑坡裂隙也相继出现，裂隙错距不断加大，在滑动面的下方出口处，常有浑浊的地下水流出。C、稳定阶段滑坡体滑动后，不断受阻，能量消耗，滑坡体趋于稳定。

5.滑坡发生的前兆

1)、滑坡前缘出现放射状裂缝、土体隆起现象；2)、滑坡后缘裂缝急剧扩大，并不断出现新裂缝，后部快速下座，四周岩土体松弛；

3)、滑动带岩土体因摩擦错动发出声响，裂缝中冒出热气或冷气；

4)、泉水、民井出现异常现象；

5)、动植物出现惊恐异常现象；

6)、树林出现歪斜现象。6.滑坡地质灾害

遍布各省（区、市）。西南、西北分布广、规模大，东部山地分布较多，但规模小，已经构成灾害的数以十万计。

遭受滑坡灾害严重危害和威胁的有500多个县（市）、20多条铁路干线，大约近万公里线路，60多个大型矿山和100多个大型企业，山区公路普遍受危害。

7.滑坡的防治“防”的两种含义成功的例子：1985年6月12日，三峡新滩滑坡的成功预报。3000万方（超大型），1371人安全疏散。“治”就是阻止滑坡的发生主要有三个途径：减轻各种因素的作用改变边坡内部力学性质直接阻止滑坡启动发生1985年6月12日凌晨，随着一声巨响，地动山摇，0.7平方公里崖坡整体滑动，约600万立方米土石从800米高处直冲下来，古镇新滩顷刻之间被倾覆，从此在地图上消失。300万立方米土石冲入长江，在80米长的河床上垫高17米，掀起36米高的涌浪，将对岸的石砌仓库卷入江中，江水向上回流13公里，下游27公里仍有1米高巨浪，致使13艘机动船、64艘木船沉没或损坏，船工死亡10人、伤8人。幸运的是,由于预报准确，古镇1371多居民早已撤离，无一伤亡。

滑坡治理工程框图排水滑坡地区地表排水布置抗滑桩与挡墙

抗滑抗滑滑坡防治工程1、泥流泥流是斜坡上的厚层风化土石（或黄土、红土）被水浸润饱和后，在重力作用下往斜坡下缓慢（有时迅速）流动的现象。发生区域：

热带、温带:发生于暴雨集中区，坡度20¬40之间。寒冷气候区：形成冻融泥流。地貌：泥流阶地、泥流阶地群（融冻泥流）堆积物：泥土与碎石混杂，无分选和层理。稀性泥石流的主要物源。（三）流动作用2、土层蠕动1.定义斜坡上的表层岩屑，受温差或冻胀影响，在重力作用下发生顺坡缓慢移动的现象。（土爬）2.特点：速度慢，几mm~几十cm/年。但长期积累也会引起建筑物的破坏。3.原因：重力作用，斜坡上碎石片热胀冷缩，使土层缓慢移动。（三）流动作用3、片流作用和坡积物3.1片流作用1）定义：降雨或冰雪融化后在斜坡表面上形成的面状水流（片流）对坡面的破坏作用。2.破坏可以带走雨滴溅起的泥沙，对坡面上松散的土层产生较均匀的破坏作用，即面状洗刷作用。它是水土流失的重要原因。坡度为45度时片流作用最强。（三）流动作用3、片流作用和坡积物3.1、片流作用（三）流动作用3、片流作用和坡积物3.2坡积物（三）流动作用3、片流作用和坡积物四、斜坡的演化斜坡的发展和演化是指斜坡的高度、坡度、稳定性三个方面的变化。总趋势：高——低；陡——缓；不稳定——稳定。不同坡度，重力作用的方式不同（图）不同坡度的重力作用类型a和b、>50:崩塌、错落、撒落C、40~20：滑动D、20~30：土层蠕动E、20以下:片流作用斜坡发展的两种基本观点W.M.戴维斯“平行下降说”在坡面流水作用下，斜坡按下凹形坡面平行降低其高度与坡度，最终形成有圆顶残丘的和缓地形。M.彭克“平行后退说”改造斜坡的动力为重力作用，在斜坡演化过程中上部重力作用不断进行，使陡坡不断平行后退，最终形成有尖顶残丘和山足剥蚀面的和缓地形。彭克认为：斜坡的发展是由于重力作用而非流水作用，即使到晚期仍有崩塌、错落之类的重力作用发生。斜坡发展的两种基本观点的评述：

实际情况：斜坡演化受岩性、地质构造、气候、植被和人为活动影响，演变过程复杂，既有平行下降为主的地区（湿润气候区）；也有平行后退为主地区（干燥区），甚至同一地区平行下降和平行后退交替进行。五、关于斜坡地质灾害防治的思考目前斜坡地质灾害防治的问题构造—地貌—气候—地质灾害耦合关系研究

斜坡系统—斜坡地貌过程与斜坡地质灾害防治构造地貌气候地质灾害构造—地貌—气候—地质灾害耦合关系研究

本章小结1、崩塌：

▬剥蚀地貌：崩塌陡坎

▬堆积地貌：倒石堆

▬倒石堆的特点：碎屑物质大小混杂、松散多孔、无层理、无分选，沿陡壁下部分布。2、撒落：剥蚀地貌：剥蚀坡堆积地貌：倒石锥倒石锥的特点：上部细、下部粗，细土充填裂隙；显示粗略的分选。最厚处在斜坡由陡变缓处。3、片流作用▬剥蚀地貌：细沟（犁沟）。▬堆积地貌：坡积裙▬坡积裙（裾）：其宽度在山坡较陡处窄，缓坡地带则较宽。在平缓丘陵区