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1、第十八章第十八章 塊體運(yùn)動(dòng)塊體運(yùn)動(dòng)第一節(jié)第一節(jié) 控制塊體運(yùn)動(dòng)發(fā)生的因素控制塊體運(yùn)動(dòng)發(fā)生的因素第二節(jié)第二節(jié) 塊體運(yùn)動(dòng)的類型塊體運(yùn)動(dòng)的類型山坡上塊體山坡上塊體(含巖石、松散沉積物以及它含巖石、松散沉積物以及它們的混合物們的混合物)的向下運(yùn)動(dòng)稱為塊體運(yùn)動(dòng)。發(fā)生在的向下運(yùn)動(dòng)稱為塊體運(yùn)動(dòng)。發(fā)生在陸上或海底,它改造地表形態(tài),同時(shí)會(huì)給人們陸上或海底,它改造地表形態(tài),同時(shí)會(huì)給人們帶來(lái)破壞性的后果。帶來(lái)破壞性的后果。塊體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力是重力。塊體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力是重力。塊體運(yùn)動(dòng)的概念塊體運(yùn)動(dòng)的概念一、重力作用一、重力作用剪切應(yīng)力:物體重力沿斜坡的剪切分力剪切應(yīng)力:物體重力沿斜坡的剪切分力,它力圖使物體沿斜坡向下運(yùn)動(dòng)。,它
2、力圖使物體沿斜坡向下運(yùn)動(dòng)。剪切強(qiáng)度:物體對(duì)向下運(yùn)動(dòng)的阻力,其剪切強(qiáng)度:物體對(duì)向下運(yùn)動(dòng)的阻力,其大小取決于物體的內(nèi)部因素,即塊體的磨擦大小取決于物體的內(nèi)部因素,即塊體的磨擦阻力、塊體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的聚合力、植物根對(duì)阻力、塊體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的聚合力、植物根對(duì)塊體的固結(jié)作用等。塊體的固結(jié)作用等。第一節(jié)第一節(jié) 控制塊體運(yùn)動(dòng)發(fā)生的因素控制塊體運(yùn)動(dòng)發(fā)生的因素安全系數(shù):剪切強(qiáng)度與剪切應(yīng)力之比值。此安全系數(shù):剪切強(qiáng)度與剪切應(yīng)力之比值。此值小于值小于1時(shí),塊體運(yùn)動(dòng)的發(fā)生將是不可避免的;大時(shí),塊體運(yùn)動(dòng)的發(fā)生將是不可避免的;大于于1時(shí),保持穩(wěn)定狀態(tài)。時(shí),保持穩(wěn)定狀態(tài)。山坡因侵蝕或開挖而變陡;地震、大風(fēng)導(dǎo)致山坡因侵蝕或開挖而
3、變陡;地震、大風(fēng)導(dǎo)致剪切應(yīng)力增大;風(fēng)化、植物根腐爛、雨雪水浸潤(rùn)剪切應(yīng)力增大;風(fēng)化、植物根腐爛、雨雪水浸潤(rùn)導(dǎo)致剪切強(qiáng)度削弱。這些都是塊體運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)因?qū)е录羟袕?qiáng)度削弱。這些都是塊體運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)因素。素。二、水的作用二、水的作用水不是塊體運(yùn)動(dòng)的搬運(yùn)介質(zhì),而是同塊水不是塊體運(yùn)動(dòng)的搬運(yùn)介質(zhì),而是同塊體一起作同步運(yùn)動(dòng)。它對(duì)塊體運(yùn)動(dòng)起著重要體一起作同步運(yùn)動(dòng)。它對(duì)塊體運(yùn)動(dòng)起著重要作用,它減小土體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力以及作用,它減小土體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力以及減小巖塊與基底之間的磨擦阻力,從而促進(jìn)減小巖塊與基底之間的磨擦阻力,從而促進(jìn)塊體運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。塊體運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。地殼巖層中的逆掩斷層使巨大的巖塊發(fā)地殼巖層中的逆掩斷
4、層使巨大的巖塊發(fā)生大距離的水平運(yùn)動(dòng),這是斷裂面中充填了生大距離的水平運(yùn)動(dòng),這是斷裂面中充填了以水為主的流體后產(chǎn)生了浮力效應(yīng)。汽車在以水為主的流體后產(chǎn)生了浮力效應(yīng)。汽車在雨后的路面上易于側(cè)滑、甚至翻車也是同一雨后的路面上易于側(cè)滑、甚至翻車也是同一道理。道理。一、與山坡突發(fā)性崩塌相關(guān)的塊體運(yùn)動(dòng)一、與山坡突發(fā)性崩塌相關(guān)的塊體運(yùn)動(dòng)第二節(jié)第二節(jié)塊體運(yùn)動(dòng)的類型塊體運(yùn)動(dòng)的類型崩塌崩塌陡坡上的巖、土體在重力作用下,忽然、陡坡上的巖、土體在重力作用下,忽然、迅速地向坡下垮落的現(xiàn)象,稱為崩塌。規(guī)模巨大迅速地向坡下垮落的現(xiàn)象,稱為崩塌。規(guī)模巨大的巖體或山體發(fā)生崩塌稱為山崩。的巖體或山體發(fā)生崩塌稱為山崩。崩塌時(shí)塊體運(yùn)
5、動(dòng)速度一般為崩塌時(shí)塊體運(yùn)動(dòng)速度一般為5200m/s。崩塌往往發(fā)。崩塌往往發(fā)生在很陡的斜坡地帶,如具懸崖的峽谷地帶或海、湖岸地生在很陡的斜坡地帶,如具懸崖的峽谷地帶或海、湖岸地帶,坡度常大于帶,坡度常大于6070。這些陡坡通常。這些陡坡通常由堅(jiān)硬而裂由堅(jiān)硬而裂隙發(fā)育的巖石組成,尤其在垂直節(jié)理發(fā)育或?qū)永?、劈理的隙發(fā)育的巖石組成,尤其在垂直節(jié)理發(fā)育或?qū)永?、劈理的傾向與坡向一致的地方更易發(fā)生崩塌。傾向與坡向一致的地方更易發(fā)生崩塌。崩塌發(fā)生是巖石中已有裂隙隨著風(fēng)化作用的不斷進(jìn)行崩塌發(fā)生是巖石中已有裂隙隨著風(fēng)化作用的不斷進(jìn)行而進(jìn)一步擴(kuò)大和發(fā)展,使陡坡處于極不穩(wěn)定狀態(tài),一旦遇而進(jìn)一步擴(kuò)大和發(fā)展,使陡坡處于極
6、不穩(wěn)定狀態(tài),一旦遇到地震、暴雨或不合理地開挖坡腳、地下采空等因素的觸到地震、暴雨或不合理地開挖坡腳、地下采空等因素的觸發(fā),巖體即發(fā)生崩塌。發(fā),巖體即發(fā)生崩塌。大規(guī)模崩塌會(huì)嚴(yán)重破壞鐵路、公路、礦山、村鎮(zhèn)和良大規(guī)模崩塌會(huì)嚴(yán)重破壞鐵路、公路、礦山、村鎮(zhèn)和良田,危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全,造成巨大災(zāi)害。田,危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全,造成巨大災(zāi)害。1.崩落:陡峭山坡上巖體沿山坡崩落過(guò)程崩落:陡峭山坡上巖體沿山坡崩落過(guò)程中發(fā)生碰撞、變碎,無(wú)數(shù)碎塊沿山坡滾動(dòng)、跳中發(fā)生碰撞、變碎,無(wú)數(shù)碎塊沿山坡滾動(dòng)、跳躍或滑動(dòng),最后休止堆積于山麓。躍或滑動(dòng),最后休止堆積于山麓。2.崩滑:陡峭山坡上塊體下滑堆積于山麓。崩滑:陡峭山坡上塊
7、體下滑堆積于山麓。崩落和崩滑造成倒石錐;在山麓的堆積體呈頂崩落和崩滑造成倒石錐;在山麓的堆積體呈頂端朝上的錐形。端朝上的錐形。崩塌的主要方式:崩塌的主要方式:美國(guó)加州塞麥特國(guó)立公園巖體崩塌產(chǎn)生的巖屑堆美國(guó)加州塞麥特國(guó)立公園巖體崩塌產(chǎn)生的巖屑堆滑坡滑坡是指斜坡上的土體或巖體在重力作用和是指斜坡上的土體或巖體在重力作用和其他因素的影響下,沿著一定的軟弱面或軟其他因素的影響下,沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體地向下滑動(dòng)。弱帶整體地向下滑動(dòng)?;掠苫麦w、滑動(dòng)面滑坡由滑坡體、滑動(dòng)面(帶帶)、滑床、滑、滑床、滑動(dòng)臺(tái)階和滑坡壁等組成?;乱话惆l(fā)生在以動(dòng)臺(tái)階和滑坡壁等組成?;乱话惆l(fā)生在以粘土質(zhì)為主的土層或泥質(zhì)
8、巖及其變質(zhì)巖的分粘土質(zhì)為主的土層或泥質(zhì)巖及其變質(zhì)巖的分布區(qū)?;瑒?dòng)面大多沿著巖層面、破裂面或透布區(qū)?;瑒?dòng)面大多沿著巖層面、破裂面或透水層與不透水層之間的分界面發(fā)育。沖刷形水層與不透水層之間的分界面發(fā)育。沖刷形成的陡岸或人工開挖的陡坎最易形成滑坡。成的陡岸或人工開挖的陡坎最易形成滑坡。地震、降雨和融雪等是誘發(fā)滑坡的重要地震、降雨和融雪等是誘發(fā)滑坡的重要因素?;碌男纬蛇^(guò)程,從初期的巖土體緩因素。滑坡的形成過(guò)程,從初期的巖土體緩慢蠕動(dòng)至快速滑動(dòng)一般需較長(zhǎng)時(shí)間,有的歷慢蠕動(dòng)至快速滑動(dòng)一般需較長(zhǎng)時(shí)間,有的歷時(shí)幾個(gè)月或幾年;但也有突然爆發(fā)的滑坡。時(shí)幾個(gè)月或幾年;但也有突然爆發(fā)的滑坡?;瑒?dòng)速度通常較緩慢,但
9、滑動(dòng)中期中可出現(xiàn)滑動(dòng)速度通常較緩慢,但滑動(dòng)中期中可出現(xiàn)短時(shí)間的劇滑階段,速度可達(dá)每秒幾十米。短時(shí)間的劇滑階段,速度可達(dá)每秒幾十米。大規(guī)模的滑坡常常掩埋村鎮(zhèn)、摧毀廠礦、中大規(guī)模的滑坡常常掩埋村鎮(zhèn)、摧毀廠礦、中斷交通、堵塞江河、破壞農(nóng)田、毀壞森林。斷交通、堵塞江河、破壞農(nóng)田、毀壞森林?;铝Ⅲw圖滑坡立體圖臺(tái)灣滑坡臺(tái)灣滑坡二、沉積物流二、沉積物流沉積物沉積物(泥、砂、石塊等泥、砂、石塊等)與水與水(或空氣或空氣)組成的運(yùn)動(dòng)性流體。組成的運(yùn)動(dòng)性流體。1.泥流:有水飽和的沉積物流,密度大,泥流:有水飽和的沉積物流,密度大,碎屑物在水中懸浮,碎屑顆粒很少接觸和碎屑物在水中懸浮,碎屑顆粒很少接觸和碰撞。碰撞
10、。泥石流、碎屑流。泥石流、碎屑流。2.粒流:不含水或含水少的沉積物流,粒流:不含水或含水少的沉積物流,顆粒流顆粒流(砂砂)。塊體運(yùn)動(dòng)在海底分布極其廣泛,主要表塊體運(yùn)動(dòng)在海底分布極其廣泛,主要表現(xiàn)為海底滑坡、滑塌以及沉積物流。其規(guī)現(xiàn)為海底滑坡、滑塌以及沉積物流。其規(guī)模往往比陸上大得多。模往往比陸上大得多。由海底滑塌及滑坡常常引起沉積物流,由海底滑塌及滑坡常常引起沉積物流,濁流就是其中最為常見的一種。濁流就是其中最為常見的一種。泥石流泥石流是突然爆發(fā)的、含有大量泥砂、是突然爆發(fā)的、含有大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)并具有強(qiáng)大破壞力的特殊洪石塊等固體物質(zhì)并具有強(qiáng)大破壞力的特殊洪流。流。泥石流是介于流水與滑
11、坡之間的一種地泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質(zhì)作用。典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎質(zhì)作用。典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當(dāng)?shù)牡匦螚l件下,大量的水體浸透山坡或適當(dāng)?shù)牡匦螚l件下,大量的水體浸透山坡或溝床中的固體堆積物質(zhì),使其穩(wěn)定性降低,溝床中的固體堆積物質(zhì),使其穩(wěn)定性降低,飽含水分的固體堆積物質(zhì)在自身重力作用下飽含水分的固體堆積物質(zhì)在自身重力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng),就形成了泥石流。泥石流是一種發(fā)生運(yùn)動(dòng),就形成了泥石流。泥石流是一種災(zāi)害性的地質(zhì)現(xiàn)象。泥石流經(jīng)常突然爆發(fā),災(zāi)害性的地質(zhì)現(xiàn)象。泥石流經(jīng)常突然爆發(fā),來(lái)勢(shì)兇猛,可攜帶巨大
12、的石塊,并以高速前來(lái)勢(shì)兇猛,可攜帶巨大的石塊,并以高速前進(jìn),具有強(qiáng)大的能量,因而破壞性極大。泥進(jìn),具有強(qiáng)大的能量,因而破壞性極大。泥石流所到之處,一切盡被摧毀。石流所到之處,一切盡被摧毀。形成泥石流的三個(gè)基本條件是:形成泥石流的三個(gè)基本條件是:地勢(shì)陡峻,流域面積大,山高溝深;地勢(shì)陡峻,流域面積大,山高溝深;有豐富的固體碎屑物質(zhì);有豐富的固體碎屑物質(zhì);在短時(shí)間內(nèi)有充沛的水量。在短時(shí)間內(nèi)有充沛的水量。特大暴雨或連續(xù)降雨后的暴雨,都是觸發(fā)泥石流的重特大暴雨或連續(xù)降雨后的暴雨,都是觸發(fā)泥石流的重要條件。在冰川發(fā)育區(qū)和積雪區(qū),泥石流的爆發(fā)還與氣候要條件。在冰川發(fā)育區(qū)和積雪區(qū),泥石流的爆發(fā)還與氣候突然增溫或雪崩有關(guān)。泥石流中固體物質(zhì)的體積含量一般突然增溫或雪崩有關(guān)。泥石流中固體物質(zhì)的體積含量一般大于大于15%,最多時(shí)可達(dá),最多時(shí)可達(dá)80%;容重常大于;容重常大于1.3t/m3,最大,最大時(shí)可達(dá)時(shí)可達(dá)2.3t/m3。泥石流的流速通常為。泥石流的流速通常為57m/s,極快時(shí)可,極快時(shí)可達(dá)達(dá)7080m/s。由于泥石流容重大、流速快,因此不僅有。由于泥石流容重大、流速快,因此不僅有極其強(qiáng)大的搬運(yùn)能力,而且其侵蝕、搬運(yùn)和沉積過(guò)程極為極其強(qiáng)大的搬運(yùn)能力,而且其侵蝕、搬運(yùn)和沉積過(guò)程極為迅速。泥石流具有突然爆發(fā)、歷時(shí)短暫、來(lái)勢(shì)兇猛、破壞迅速。泥石流具有
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