第五章重力侵蚀.ppt

第5章 重力侵蚀 教学目的：分析重力侵蚀发生机制及其发展规律，阐述 重力侵蚀形式及影响重力侵蚀的自然因素。掌握防治重力侵蚀的基本原理。 教学方法：以教师课堂讲授为主，学生自学、参阅课外 书及野外实习为辅。 计划学时：约4学时。 第 5 章 重力侵蚀 5.1 重力侵蚀作用分析 5.2 崩塌 5.3 滑坡 5.4 错落 5.5 蠕动 5.6 陷穴与泻溜 5.7 黄土高原重力侵蚀特征及分布 5.8 重力侵蚀预测 5.9 重力侵蚀防治措施 5.1 重力侵蚀作用分析 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、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，故也称为块体运动。 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。 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。 水在重力侵蚀中的作用 （1）增大物质重量 （2）润滑作用 （3）水流动产生渗透力 （4）水产生浮托力 5.1.2 坡面重力侵蚀应力 土粒岩屑或石块运动 坡面上块体的重力G 可分解为与坡面平行的下滑力T与垂直坡面的法向力N，其关系为： T＝G sinθ N＝G cosθ 式中：θ―坡角。 从以上分析知坡面上块体愈重，则下滑力T愈大。同时坡面上坡角愈陡，则其下滑力也愈大。 摩擦阻力τ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。这时下滑力T 刚好等于摩擦阻力τf。与此相应的坡角为临界坡角。 将临界坡角称为该块体与该坡面间的内摩擦角（ φ ），以φ来表示。若τf为松散块体的抗滑强度，则有 块体的整体位移 块体运动有时还遇到另外一种阻力，即土层或岩层的粘结力C。此时其块体运动的抗滑强度为： τf＝N·tgφ十C·A 式中：C―粘结力(kg／cm2)；A―运动块体与坡面的结触面积(cm2)。 土体的粘结力与组成物质的成分、结构及土体含水量多少有密切关系。 总之，坡地上的块体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 为 K＝抗滑阻力/下滑力=N·tgφ+C·A/T 当K＝1时，岩体或土体处于极限平衡状态； 当K＜1时，岩体或土体处于不稳定状态； 当K＞1时，岩体或土体是稳定的。 工程上一般采用K＝2～3为安全稳定系数。 1、直线破裂面 2、圆弧破裂面 5.1.3边坡的发展与演化 幼年期 壮年期 老年期 5.2 崩塌 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。 山崩是山岳地区常发生的一种大规模崩塌现象，崩塌体能达数十万立方米。 河岸、湖岸(库岸)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。 散落是岩屑沿斜坡向下作滚动和跳跃式地连续运动。 5.2.2 崩塌分类 根据组成坡地的物质结构 崩积物崩塌，山坡上已经过崩塌的岩屑和沙土等物质，处于很松散状态。 表层风化物崩塌，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。 沉积物崩塌, 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。 基岩崩塌，在基岩山坡上沿节理面、层面或断层面等发生的崩塌。 根据崩塌体移动形式和速度 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 地形条件 地形条件包括坡度和坡地相对高度。坡度对崩塌的影响最为明显,一般大于33°的山坡不论岩屑大小都将有可能发生移动。 坡地的相对高度和崩塌的规模有关，一般当坡地相对高度超过50m时，就可能出现大型崩塌。 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接影响。在节理和断层发育的山坡岩石破碎，很易发生崩塌。 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。 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