第三章风化作用与坡地重力地貌

第三章风化作用与坡地重力地貌1、风化作用地表岩石与矿物在太阳辐射、大气、水和生物参与下理化性质发生变化，颗粒细化、矿物成分改变，从而形成新物质的过程，称为风化过程或风化作用。风化作用物理风化化学风化生物风化第一节风化作用与风化壳一.风化作用1.物理风化（导致岩石物理性质变化）a.卸荷裂隙b.热力风化c.冻融风化2.化学风化（岩石和矿物被破坏、分解，元素发生分离，导致岩石化学成分发生变化）a.溶解作用（溶解度分五类）b.水解作用c.水化作用d.碳酸盐化作用f.氧化作用3.生物风化a.生物的物理风化b.生物的化学风化风化作用的实质是适应环境卸荷作用引起的剥离作用----席状节理外来晶体的挤压作用:冰楔作用矿物的结晶发生崩解温差引起的热胀冷缩：球状风化生物风化：根劈作用蚂蚁巢穴•物理风化作用物理风化的结果导致：A大块岩石小块岩石；B完整岩石分散岩石；C体积变化：a.单个体积由大变小；b.总体积大；D表面积由小变大。球状风化山东崂山的花岗岩石蛋花岗岩石蛋矿物化学风化的难易顺序：先结晶易风化•化学风化作用影响化学风化的重要因素：水、大气、温度溶解：方解石、岩盐、石膏易溶孔隙水解正长石－－高岭土水化：硬石膏－－熟石膏粘土碳酸盐化作用氧化及生物化学风化铁细菌、硫细菌黄山华山二、风化壳2、风化壳基本特征空间分布上的不连续性,厚度差异大以黏土或碎屑为主,少量残存液体结构疏散、分散性强发育完整的风化壳可分为：土壤－风化土－风化碎石－风化块石－风化裂隙－原岩1、风化壳风化产物残留于原地或覆盖于母岩表面,称为风化壳。3、风化壳的发育阶段元素迁移顺序SCLCaNaKMgSiO2FeAl石英风化壳的发育阶段物理作用为主－碎屑型由表及里高寒高山地区化学作用为主早期：富钙碳酸盐型温带草原气候硅铝－氯化物－硫酸盐型干旱气候中期：硅铝粘土型温带森林气候晚期：铁铝型或砖红壤型热带亚热带湿润气候风化壳发育的影响因素：气候、地貌、岩性、构造和时间第二节坡地重力地貌重力地貌的概念又称块体运动在我国研究块体运动的重要性思考：山崩、雪崩是否都是重力地貌？块体运动的力学分析岩屑或碎块：坡度角θ≤休止角φ稳定整体位移：K稳定1TACNtg块体运动蠕动的概念顺坡向下速度十分缓慢的运动蠕动的类型疏松碎屑蠕动1温差和干湿引起的体积胀缩2粘土含量多少3一定的坡度25°~35°基岩岩层蠕动原因:湿热地区温差和干湿寒冷地区冻融斜坡上的碎屑物质在热胀冷缩的反复作用下移动的示意图块体运动崩塌的概念主要依靠本身的重力坡度陡峻、体积巨大、突然急剧倾倒崩落崩塌的形成条件1地貌：陡峻的坡度和较大的高度2地质：岩性、结构、构造见图3-163气候触发因素暴雨、冰雪融水、爆破、地震、人工开挖坡脚块体运动崩塌的类型山崩规模大危害大散落（落石）为山崩的前奏或余波坍岸河流凹岸海蚀湖蚀崖部位崩塌堆积地貌：倒石堆倒石堆的发育阶段发展中、趋于稳定、稳定白岩崩塌2002年8月24日凌晨1时58分，清江茅坪滑坡后部（高程约560m）左侧白岩危岩体发生了一次方量约25万方的山体崩塌。崩塌时刻产生的地震，周围几公里内居民均有感觉。巨大的灰岩块石从相对高差200m的崖壁倾泻而下，呈舌状堆积于茅坪滑坡520－560m高程一带。崩塌发生后的8月26日，可以发现茅坪滑坡中后部的诸多变化：高程485m一带出现一条长数十米的跌坎状地裂缝，跌坎高1m；高程460m一幢土木平房已严重开裂并向后倾斜。崩塌体前缘附近见大量地裂缝。危岩体主要由二叠系栖霞组巨厚层状石灰岩组成，危岩体下伏泥盆系、石炭系软弱的砂页岩夹煤层，煤层厚0.5~2.5m，平均厚1.5m。上世纪七十年代，危岩体下伏石炭系内有大规模采煤活动，至2000年12月停止一切乱采活动。几十年的采掘活动，极大破坏了白岩危岩体的完整性。危岩体顶部发育大量拉裂缝，近年自然冲沟干枯，树木枯萎。整个危岩体体积估计超过1000万m3，其崖脚高程在510~620m，崖顶高程在650~800m。此次发生的崩塌，体积超过20万m3，其中后壁宽170m，倾角近直立达840，壁高110m，堆石体坡角380。目前，危岩体上安装有监测设备。这次发生的危岩体崩塌主要归因于采空区的自然演化，对崖下茅坪滑坡产生了极为不利影响，但不是滑坡活动诱发的。今后还有发生类似崩塌的可能性。白岩崩塌不会造成对堵江的直接影响。白岩危岩体远观茅坪滑坡及其上部近期发生的白岩崩塌全景重庆武隆崩塌滑坡的概念沿一定的滑动面整体下滑重力和水的作用滑坡地貌特征1滑坡体2滑动面或滑动带3.滑坡后壁和滑坡台阶：围椅状陡崖高度代表滑坡下滑的距离。滑坡壁上常留有擦痕。阶梯状的地面，叫滑坡台阶。“醉林”4.滑坡舌和滑坡鼓丘5.滑坡洼地与滑坡湖6.滑坡裂缝：滑坡地面裂缝纵横交错，甚为破碎，按裂缝展布方向、位置、性质，可划分为四种：①后缘拉张裂缝；②前缘（下部）鼓张裂缝；③两侧羽状剪切裂缝；④中部横向“凸”型裂缝。滑坡体与滑坡壁滑坡体、滑坡壁与滑坡阶地滑坡体、滑坡壁与滑坡阶地千将坪滑坡千将坪滑坡近景三峡水库区秭归县千将坪滑坡2007年5月10日凌晨5时，湖北省巴东县木竹坪村发生大面积山体滑坡，造成清江一级支流桥河被阻断，200多栋民房受损，所幸目前并无人员伤亡。截至13日，已有18栋房屋垮塌，当地政府争取14日疏散所有受灾农户246户658任，滑坡的总方量已达800万立方米，而且险情仍在进一步加剧，不时还有滑坡体内岩石和泥土滚入河道。相关部门对灾区实行了断电、停渡、封航，并对滑坡实行24小时监测，力求将损失减到最低限度。暴雨引起的滑坡－1暴雨引起的滑坡－2滑坡的力学机制及形成条件滑坡的力学机制力矩平衡原理滑坡的形成条件斜坡的地貌特征：高度、陡度、外形植被等斜坡的物质组成与地质结构地下水滑坡滑动的原因斜坡形态改变大气降水和大下水震动滑坡的类型及发育阶段按运动形式：牵引式和推动式滑坡的发育阶段蠕动变形阶段剧烈滑动阶段渐趋稳定阶段醉林－－马刀树古滑坡的识别滑坡的防治对滑坡要进行综合治理，针对不同情况采用减、排、固、挡等工程措施排水工程在滑坡体外为开挖截水沟，使流水不能进入滑坡区内，在滑坡区内修建与滑坡方向平行或斜交的排水沟过程，减少滑坡体的含水量减重与反压工程在滑坡体的上部挖方，减轻重量，在下部或前缘填方，以增加滑坡体的抗滑力拦挡工程在滑坡体前方建立挡土墙，但只能适用于中小型滑坡，挡土墙根部要切入基岩0.5m或稳定土层2m以下，在墙背后和墙上也应分别修渗水沟和泄水孔八渡滑坡被誉为“南方丝绸之路”、大西南的呼唤、大西南的希望之路的南昆铁路，1990年5月1日破土动工，1997年全线通车。它是我国继成昆铁路之后在艰险山区修建的又一条国家一级干线，南昆铁路是在我国地质条件最复杂的山区修建的大铁路干线，高瓦斯煤层、高地应力、大滑坡体、溶洞、膨胀岩、软土、地震断裂带等严重地质病害密布干线穿越90%以上的区域，被称为地质“迷宫”，这里施工环境最艰险，为战胜各种地质病害，高新科技应用也最密集。八渡滑坡整治工程1997年南昆八渡滑坡(两级深切层滑坡、640×104m3)在雨季施工过程中复活蠕变加剧，对八渡车站造成极大威胁，1998年经整治已基本稳定，整治工程耗资约1亿元。八渡车站滑坡预应力锚索危岩体地表防排水工程