地貌学02坡地重力地貌.ppt

地 貌 学,主讲人：林叶彬,风化作用,崩塌,滑坡,土屑蠕动,坡面侵蚀与坡积裙,地貌学坡地重力地貌,第二章 坡地重力地貌,错落,地貌学坡地重力地貌,坡地系统概述（An overview of slope system）,坡地系统是由坡面形态、坡面组成物质、坡体空间分布特征与坡面利用方式等因素共同组成的复合地貌系统。,坡度：坡面与水平地面的二面角（陡坡、缓坡）,坡形：坡体纵剖面的空间形态（凸型、凹型、直线型）,坡向：坡面与太阳光线的关系（阴坡、阳坡）,坡长：一般指坡顶至坡脚的距离（长、中、短）,地貌学坡地重力地貌,坡地重力地貌又称块体运动（Mass wasting）是指坡面上的风化碎屑、不稳定土体、岩体主要在重力并常有水分参与的作用下，以单个落石、碎屑流或整块土体、岩体沿坡向下运动的现象。按其作用营力和运动过程，大体可以划分为崩塌、滑坡、错落、蠕动等类型。,风化在坡地地貌形成过程中发挥着重要作用。,一、风化作用,风化作用（Weathering）是指地球表面或近地球表面的岩石在大气圈、水圈、生物圈各种营力作用下在原地产生的物理和化学变化。,根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型，即：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。,地貌学坡地重力地貌,知识回顾：什么是营力？,（一）物理风化（Mechanical Weathering）,物理风化作用又称机械风化作用。指处于地表的岩石，主要由于温度变化在原地产生机械破碎而不改变其化学成分，不形成新矿物的作用。其结果是使岩石整体逐渐崩解破碎，形成岩屑、砂粒等碎屑物。,地貌学坡地重力地貌,根据外力的作用方式，物理风化可以分为热膨胀、卸荷作用、水力作用、盐结晶作用等。,地貌学坡地重力地貌,热膨胀（Thermal expansion）是指由于温度的变化而引起热胀冷缩所导致的岩石表面的破碎现象。这种风化作用通常发生在温差较大的地方，可分为日晒与冻融两个过程。,冰劈或冰楔（Ice wedging）,地貌学坡地重力地貌,卸荷作用（Pressure release）岩石表面压力被释放以后，由于表层的膨胀而产生的破碎现象，又称荷裂。,岩石表层压力被释放后，通常以层状方式剥离。,地貌学坡地重力地貌,水力作用（Hydraulic action）组成岩石的矿物溶解度不同，易溶矿物随水流失后会使岩石分解风化。,盐结晶作用（Salt-crystal growth）岩石中得盐类在结晶过程中会产生体积变化，由此引起的岩石破碎与冻融过程相似。,地貌学坡地重力地貌,（二）化学风化（Chemical Weathering）,位于地表的岩石矿物在水、大气、生物的相互作用下，发生氧化、水解、水化等一系列化学反应，因而改变了岩石的理化性质，甚至形成新的矿物，使岩石疏松甚至逐渐变成松散的土层的过程。,化学风化可分为水解（Hydrolysis）、水化（Hydration）、氧化（Oxidation）、碳酸化（Carbonation）、生物化学风化（Biochemical weathering）等不同类别。,地貌学坡地重力地貌,地貌学坡地重力地貌,地貌学坡地重力地貌,（三）生物风化（Biological Weathering）,是指由于生物的生理活动和分解产物对岩石产生的物理、化学破坏。,因此生物风化又可分为生物物理风化和生物化学风化。前者包括植物根系对岩石的破坏，即根劈作用和动物的挖掘和穿凿活动等；后者为生物在新陈代谢过程中产生的化学物质对岩石的腐蚀。,国外的教科书通常将生物风化列入物理风化的范畴。,地貌学坡地重力地貌,地貌学坡地重力地貌,风化作用,卸荷作用,日晒作用,冻融作用,水力作用,盐裂作用,碳酸化作用,氧化作用,水解作用,根劈作用,地貌学坡地重力地貌,（四）两个术语（Two Terminologies）,风化壳（Weathered crust）岩石经风化作用后残留于原地、不连续覆盖于母岩表面的风化产物。,基岩（Bedrock）位于风化壳之下未经破坏的岩石。,二、崩塌,斜坡上的岩屑或块体，在重力作用下，快速向下坡移动的现象，称为崩塌。,地貌学坡地重力地貌,（一）崩塌的作用方式,按崩塌发生的地貌部位和崩塌方式，可以分为山崩、塌岸和散落。,山崩(Debris avalanches)是山坡上的岩石、土壤快速、瞬间滑落的现象。,地貌学坡地重力地貌,河岸、湖岸（库岸）或海岸的陡坡，由于河水、湖水或海水的冲蚀，或地下水的潜蚀作用以及冰冻作用，在岸坡的水面位置常被掏空，使岸坡上部物体失去支持而发生崩塌，称为塌岸(Topple)。,散落(Rockfalls)是岩屑沿斜坡向下作滚动或跳跃式地连续运动。其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面，并带有微弱的跳动和向下作旋转运动。,地貌学坡地重力地貌,散落,塌岸,山崩,地貌学坡地重力地貌,前者包括崩积物崩塌、表层风化物崩塌、沉积物崩塌、基岩崩塌。,（二）崩塌的分类,崩塌的分类可按不同的原则来考虑：一是根据坡地的物质组成分类，另一是根据崩塌的移动形式分类。,后者包括散落型崩塌、滑动型崩塌、流动型崩塌。,上述各种类型崩塌并不是孤立存在的，在一次崩塌中可以有几种形式的崩塌同时出现，或者由一种崩塌形式转变为另一种崩塌形式。,地貌学坡地重力地貌,（三）崩塌形成的条件,地形条件 地形条件包括坡度和坡地相对高度。不同岩性的山坡，形成崩塌的坡度也不完全相同。同一种岩性但结构不同，它们的休止角也不同。,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接影响。在节理和断层发育的山坡上，岩石破碎，很易发生崩塌。当地层倾向和山坡坡向一致，常沿地层层面发生崩塌。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，也易发生崩塌。,地貌学坡地重力地貌,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。在日温差和年温差较大的干旱半干旱地区，物理风化作用较强，较短时间内岩石就会风化破碎。,4.地震 地震是崩塌的触发因素之一。地震时能形成数量多而规模很大的崩塌体。,此外，暴雨、强烈的冰雪融化、爆破、人工开挖坡脚等也可引起崩塌地发生。,地貌学坡地重力地貌,斜坡上的物体，它的重力切向分力和垂向分力是随着山坡坡度大小而变化的。一般大于33的山坡不论岩屑大小，都将有可能发生移动。,地貌学坡地重力地貌,坡度对崩塌的影响最为明显，当山坡坡度达到一定角度时，岩屑重力的切向分力能够克服摩擦阻力而向下移动。,地貌学坡地重力地貌,（四）崩塌堆积地貌和结构,崩塌堆积地貌 沿斜坡崩塌的物体在坡度较平缓的坡麓地带，堆积成半锥形体，称倒石堆（岩屑堆）。,2.崩塌的物质结构 倒石堆碎屑颗粒大小混杂，没有明显的排列层序。从垂直剖面上看，较粗大的岩屑分布在倒石堆的下部，向上逐渐变细。,地貌学坡地重力地貌,汶川-理县段5.12地震形成的倒石堆,地貌学坡地重力地貌,雅安市宝兴县陇东镇赶羊沟,地貌学坡地重力地貌,基坡后退与倒石堆纵剖面发展示意图,地貌学坡地重力地貌,（五）崩塌防治的工程措施,遮挡 即遮挡斜坡上部的崩塌物。拦截 在坡脚或半坡上设置拦截构筑物。支挡 在岩石突出或不稳定的大孤石下面修建支挡墙。护墙、护坡镶补沟缝 用片石填补空洞，水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。刷坡、削坡 在危石孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段，采用刷坡技术放缓边坡。排水,三、滑坡,斜坡上的大块岩（土）体，由于地下水和地表水的影响，在重力作用下，沿着滑动面整体向下滑动，称为滑坡（Landslide）。,地貌学坡地重力地貌,根据发生滑动的斜坡物质性质不同，可把滑坡分成黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑层滑坡和基岩滑坡。,地貌学坡地重力地貌,雅安市宝兴县中学,（一）影响滑坡形成的因素,地貌学坡地重力地貌,地下水 地下水可使土（岩）体发生复杂的物理化学过程而失去稳定，产生滑坡。,土（岩）体颗粒间的孔隙水将降低细颗粒间的吸附力；地下水能溶解土体中的胶结物，如黄土中的碳酸钙，使土体失去粘结力；地下水增加空隙压力，降级抗剪强度；饱含水分的土（岩）体，增加土体单位体积的重量，因而加大平行滑动面的重力分力；地下水沿滑动面运动，使摩擦系数减小，阻力降低。,地貌学坡地重力地貌,2.地表水,河水的侵蚀或海浪、湖浪的冲击，在河岸、海岸和湖岸（库岸）的坡脚水面附近进行掏蚀，使岸坡物体失去支持而产生滑坡；降雨或融雪时，将有一部分水分渗透到土壤中，将其浸润而使之滑动。,地貌学坡地重力地貌,3.岩石结构与岩性,4.地震,5.人类活动,地貌学坡地重力地貌,（二）滑坡的形态特征,一次滑坡发生以后，会在地表产生很多地貌形态：滑坡体、滑动面、滑坡壁、滑坡阶地、滑坡鼓丘等。,地貌学坡地重力地貌,滑坡阶地,滑坡鼓丘,滑坡壁,滑坡体,滑动面,地貌学坡地重力地貌,（三）滑坡的发展,滑坡的发展可分为三个阶段，即：蠕动变性阶段岩（土）体产生塑性变形、某些部位开始微小滑动、斜坡上出现拉张裂隙、滑动面逐渐形成。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、滑坡裂隙不断加大、滑动面的下方有浑浊地下水流出。停息阶段滑坡体能量消耗、趋于稳定、松散土石块逐渐压实、地表裂隙逐渐闭合、滑坡壁变缓。,地貌学坡地重力地貌,（四）崩塌与滑坡的比较,另外在形成速度上，崩塌比滑坡更剧烈。,四、错落,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。它的特征是垂直位移量大于水平位移量。,地貌学坡地重力地貌,错落可以看作是崩塌与滑坡的中间类型。,1.滑坡水平位移大于垂直位移；错落则以垂直位移为主。,2.一般滑坡位移速度较缓慢，延续时间长；而错落体位移速度快，能在很短的时间内达到新的平衡。,地貌学坡地重力地貌,（一）错落的形成条件,1.地质条件,2.地貌条件,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大断层、大节理的地方。另外有断层相接触的或层理十分发育的岩层也有利于错落的形成。,错落主要出现在山区峡谷河道两侧受到强烈侧蚀的部位。新修水库的库岸、海蚀崖、湖蚀崖等处也常出现。发生错落的地面坡度一般大于35。,地貌学坡地重力地貌,（二）崩塌、错落与滑坡的对比,五、土屑蠕动,斜坡上的碎屑或土壤颗粒在重力作用下缓慢向下坡运动，称为土屑蠕动（Soil creep）。,地貌学坡地重力地貌,由于颗粒或岩屑之间的相对位移小，运动过程缓慢，短期内不易察觉。但经过长时间的形变，斜坡上各种物体就会显现出来。,土屑蠕动的形成主要是由于温度变化或湿度变化而引起斜坡碎屑和土壤颗粒的物理性质改变所致。另外，植物根的生长和动物的践踏也有助于斜坡上的土屑蠕动。,地貌学坡地重力地貌,地貌学坡地重力地貌,地貌学坡地重力地貌,地貌学坡地重力地貌,六、坡面侵蚀和坡积裙,大气降雨或冰雪融化后，在倾斜的坡地上，形成面（片）状水流。在面状水流作用下，坡面降低，称为坡面流水侵蚀。被侵蚀的物质堆积在坡脚处，称坡积物，它们围绕坡地边缘分布，形似衣裙的花边，称坡积裙。,地貌学坡地重力地貌,坡面侵蚀作用范围广，侵蚀量大，尤其在由松散细粒沉积物组成的裸露斜坡上更为明显，易造成水土流失。,坡面流水侵蚀只出现在降雨或融雪时期，因而雨滴冲击作用和坡面径流冲刷是坡面流水侵蚀的两种主要作用。,1.雨滴冲击作用,地貌学坡地重力地貌,（一）坡面流水侵蚀,2.坡面径流侵蚀,在坡面流水作用下，被带到平缓的坡麓地带堆积下来的沉积物，叫坡积物。坡积物围绕坡地形成的形似裙摆的地貌即为坡积裙。,坡积裙顶部的物质一般较粗，前缘的一般较细。但由于每次降雨的强度不等，坡面径流量和侵蚀强度不同，不同粒径的碎屑物堆积范围存在差异，产生坡积物在垂向上的粗细变化。,地貌学坡地重力地貌,（二）坡积裙,思考与练习,1.影响风化作用的主要因素。（掌握）2.块体运动的方式有哪些？（掌握）3.崩塌的形成条件与触发因素是什么？（掌握）,地貌学坡地重力地貌,名词解释,块体运动、风化作用、物理风化、化学风化、风化壳、倒石堆、坡积裙（以上要求掌握）根劈作用、崩塌、滑坡、错落、蠕动（以上为了解）,简要回答,