风化壳、斜坡重力地貌及其堆积物
一、名词解释风化作用,风化壳,块体运动,休止角,崩塌与撒落,倒石锥与倒石堆,剥蚀坡,土层蠕动,泥流,滑坡,滑床,滑坡台阶,滑坡后壁,冻融泥流阶地二、填空1.根据残积物特征,风化壳在剖面上自上而下可划分为______、______和______。2.依据形态,斜坡可划分为______、______、______、______类型。3.斜坡上的块体运动方式多种多样,依据其运动速度和方式,将斜坡的重力作用类型分为______、______和______。4.滑坡要素包括______、______和______三部分。5.滚动作用是指斜坡上的______,在______作用下顺坡向下发生______现象。根据其规模和运动方式,可以将它划分为______和______。三、简答和论述题1.滑坡野外鉴定的主要标志有哪些?2.分析滑坡和崩塌灾害发育的基本条件,并分析我国滑坡、崩塌发育的总体特征。3.试分析崩塌与滑坡的异同。怎样预防这两种地质灾害?4.简述风化壳的类型及其研究意义。5.风化作用的概念、主要类型及影响因素是什么?6.不同的风化壳类型的气候指示意义如何?
重力地貌及其堆积物
1. 流动作用地貌及其堆积物流动作用是指斜坡上的松散物质或岩层,在重力作用下顺坡向下发生移动的现象。在多数情况下,斜坡上物质的移动速度非常缓慢,为每年几毫米到几厘米,人们难以察觉。但是在某些特殊的气候条件下,如暴雨季节,斜坡上的松散物质饱水,其流动速度也加快,可达每秒几十厘米到几米。常见的流动作用有泥流和蠕动。(1)泥流及其堆积物泥流(solifluction)是斜坡上的厚层风化产物被水浸润饱和后,在重力作用下,顺斜坡向下流动的现象。泥流既可发生在炎热的气候区,也可发育在寒冷的气候区,但在不同的气候条件下,泥流发生的特征不一样。在热带或温带地区,泥流常伴随着暴雨的发生,尤其最易发生在暴雨的中心区,因此泥流是随着暴雨中心的移动而转移的。除了降雨外,斜坡的坡度对泥流的发育也有很重要的影响,其机理是影响斜坡土层的饱水程度。坡度在20° ~40°间,斜坡上的土层饱水度高,适合泥流发育,有时大面积发生; 坡度大于 40°时,水易流失,土层饱水度低,不利于泥流的形成。从斜坡上运移下来的物质在坡脚堆积形成泥流阶地。这种泥流阶地的阶面不平整,也没有河流阶地的二元结构,堆积物无分选、无层理和无磨圆。因此,与河流阶地是很容易区分的。在寒冷的气候区,由于冻融作用,斜坡上的碎石土层被水浸润饱和而发生向下运动的泥流,称融冻泥流。融冻泥流发生在冻土的融化季节,其运动速度很慢,每年以厘米计算。斜坡的坡度略缓,土层的颗粒细小有利于融冻泥流的形成。当融冻泥流向前运动,遇到障碍或坡度变缓时,其前进受阻,可形成台阶状堆积地貌,称融冻泥流阶地。其阶地面平缓,略向下倾斜,前缘有一陡坎,坡度较陡,平面呈弧形,有时为凸出的舌状。融冻泥流阶地分布在山坡到坡脚,形成数个台阶,台阶间没有切割关系,与河流阶地很容易区分。(2)蠕动及其堆积物蠕动(creep)是指斜坡上的土层、岩层和它们的风化碎屑物质在重力作用下,顺坡向下发生非常缓慢的移动现象。根据蠕动的规模和性质,可以将蠕动划分为两大类: 松散碎屑物蠕动和岩层蠕动。松散碎屑物蠕动(土层蠕动)斜坡上松散碎屑或表层土粒,由于冷热、干湿变化而引起体积缩胀,并在重力作用下发生缓慢的顺坡向下移动的现象,称土层蠕动,也叫土爬(soilcreep)。这种土层蠕动的速度非常缓慢,每年为几毫米到几十厘米,所以一时不易察觉出来。但长期的日积月累,其变形量也是可观的,可造成一些灾害,如造成电线杆的倾斜、房屋墙壁扭裂、地下管道扭断等。土层蠕动是通过土层中碎屑颗粒的运动体现出来的,而碎屑颗粒的运动又受土层的温度变化、干湿变化、粘土含量、坡度等因素影响。下面以温度变化为例,讨论土层中碎屑颗粒的运动过程。当土层的温差发生变化时将引起土粒或岩屑发生胀缩,膨胀时碎屑颗粒垂直于斜坡方向抬升,收缩下落时却沿重力方向直落而下,每次胀缩都使土粒或岩屑从斜坡上原来位置向下移动一小段距离(图3-6)。这样日积月累,斜坡上的土粒或岩屑可发生明显的蠕动现象。此外,当土粒体积膨胀时,会发生相互挤压,某些颗粒被挤压向下移动,当再次收缩时,这些颗粒不能回到原来的位置,而是总体上顺坡向下移动一小段距离,从而发生土层蠕动。同样,当土层颗粒收缩时,颗粒之间出现空隙,使上部颗粒失去支撑而下滑,也能引起土层蠕动(图 3-6)。除温度外,土层中的粘土含量也影响土层蠕动的强度。土层中粘土含量越高,土层蠕动现象越明显。这是因为粘土矿物对干湿变化而引起的体积变化比较灵敏,如粘土层中含水 50%,则体积膨胀系数可达 4. 5%。就坡度而言,以 25° ~30°左右斜坡上的土层蠕动最明显。因为大于 30°的斜坡,粘土和水分不易保存,碎屑物质也较少; 而小于 25°的坡地上,重力作用不那么明显,蠕动现象也就减弱了。一般说来,土层蠕动速度接近地表处最大,随着深度增加速度迅速减小。在温带地区,地表以下 20cm 的深处蠕动速度就已很小了。如果粘土含量高,影响深度可达1~2m。土层蠕动堆积物主要为粘土和粉砂质粘土,分布在山坡或山坡脚,无层理。图 3-6 温差变化引起碎屑颗粒移动过程示意图(据 E. B. 桑采尔,1957)图 3-7 岩层蠕动过程示意(据 H. B. 裴纪; 转引自杨景春,1985)基岩岩层蠕动 出露在斜坡上的岩层在重力作用下也会发生十分缓慢的蠕动。覆盖在岩层上面的土层或碎屑层,由于其蠕动作用,对下伏岩层产生拖曳力,致使岩层发生顺坡向下的弧形弯曲(图 3-7)。与土层蠕动相比,发生岩层蠕动的坡度较陡,以 35° ~45°坡度最利于岩层蠕动发生。发生岩层蠕动的岩性一般都比较柔软,以泥质类岩石及其变质岩最常见,如千枚岩、板岩、片岩、页岩、泥岩等。岩层蠕动的深度一般小于 3 ~5m,有时可达到几十米。在一般的情况下,当岩层较薄、岩性较软、坡度很大,岩层呈逆坡倾斜,且倾角较大时,岩层蠕动的深度也较大。2. 滚动作用地貌及其堆积物滚动作用是指斜坡上的块体,在重力的作用下顺坡向下发生快速坠落的现象。其坠落方式可以是垂直降落、滚落、翻滚等。根据滚动作用的方式和规模,可以将它划分为崩塌和撒落。(1)崩塌及其堆积物陡坡上的岩土体在重力作用下,突然发生急剧地向下倾倒、崩落的现象称为崩塌(collapse,eboulement)(图 3-8)。崩塌的速度很快,一般为 5~200m / s。崩塌的规模因地而异,从小于 1m3到108m3。大规模的崩塌可造成局部的重大地质灾害,如1911 年帕米尔的巴尔坦格河谷发生的崩塌,使约 40 × 108m3的土石体从 600m 高的陡坡上崩塌下来,并堵塞河谷形成了长 75km,宽1. 5km,深 262m 的大湖。2008 年 5 月 12 日的汶川大地震造成了大量的山体崩塌,堵塞河谷形成了大量的堰塞湖。依据崩塌发生的地貌位置和崩塌块体的物质特点不同,崩塌有不同的名称,发生在山地的大规模崩塌称为山崩(landslide),在岸坡称塌岸(bank slump),岩溶洞穴崩塌称塌陷(breakdown),在土石体中称坍方(downfall),冰雪的崩塌称雪崩(snow avalanche)。图 3-8 崩塌地貌示意图(据 E. B. 桑采尔,1957)导致崩塌形成的基本条件主要有地貌、地质和气候条件等。在地貌条件中,斜坡的坡度对崩塌形成的影响最明显,一般说来,由松散堆积物组成的坡地,当坡度超过它的休止角时可能发生崩塌。而由坚硬岩石组成的斜坡,坡度一般要在 50°~60°以上时才可能出现崩塌。除坡度外,坡地的相对高度也直接影响崩塌的规模,由松散堆积物组成的陡坡,相对高度超过 40 ~50m 以上时有可能出现大型崩塌; 而由坚硬岩石构成的斜坡,要出现大型崩塌则相对高度应比此大。因此,大型崩塌主要发育在高山峡谷之中,如我国的云贵高原、四川盆地周边的山地、西北地区的几大山脉等地区。此外,陡峻的基岩海岸、湖岸以及河流的凹岸也是崩塌易出现的部位。影响崩塌的地质条件主要为岩石的岩性和地质构造。不同的岩石坚硬程度和黏结强度不同,那么它们的休止角也不一样。在相同的坡度和坡高的地貌条件下,泥岩、页岩等显然要比砂岩、石英岩、花岗岩等易发生崩塌。因此,在自然界由坚硬岩石组成的斜坡就比较陡,而由软岩石构成的斜坡则比较缓。如果坡地是由软、硬岩石相间构成的,而且岩层的倾角很小或水平,这就为崩塌的发生创造了条件。在地质构造条件中,断层、节理、劈理等对崩塌形成的影响最重要。首先是这些地质构造的发育减弱了岩石的强度和聚结力,使一些处在斜坡上的岩块变得不稳定; 其次是当这些破裂面的倾向与坡向一致,并且倾角较大时,可直接形成崩塌块体的分离面; 再者是这些构造的发育加速了风化作用和侵蚀作用,使岩石的缝隙变得更大,进一步降低了岩块在斜坡上的稳定性。气候对崩塌的影响表现在风化作用可造成斜坡上岩块的不稳定,尤其在干旱、半干旱地区,强烈的物理风化作用促使岩石破碎,形成不稳定的岩块,以至于产生崩塌。在寒冷气候区,强烈的冰劈作用使岩石的缝隙扩大,导致崩塌的发生。软硬岩层相间的斜坡,由于差异风化作用使软岩层形成缓坡或凹坡,而硬岩层形成陡坡或悬崖,这些坚硬的岩层易发生崩塌。降雨对崩塌的产生也有影响,雨水既可以破坏岩体的结构,软化粘土夹层,降低岩体之间的聚结力,增加岩体的重量,并导致崩塌的发生; 也可以沿着岩石的节理、断层渗入起到润滑作用,使一些危岩不稳定而产生崩塌。崩塌的发生除了这些形成条件外,还有些触发因素,如爆破、地震、人工开挖坡脚等。爆破和地震给斜坡上的不稳定岩块提供了一个触发力,使其运动,因此在地震时崩塌大量发生。人工开挖坡脚,加大了边坡的坡度,使上部的岩体稳定性降低或失去支撑而产生崩塌,所以在山区修建公路,大规模开挖边坡坡脚,都可造成崩塌的大量发生。崩塌后在陡坡上形成的围椅状的剥蚀地貌,称为崩塌陡坎,而崩塌下来的岩块在坡下堆积形成的地貌称为倒石堆(talus)。倒石堆的碎屑物质大小混杂、松散多孔、无层理、无分选,沿陡壁下部分布。正在发育的倒石堆岩屑杂乱、松散、孔隙大、岩块表面新鲜、很少风化、无草生长,坡面陡峻; 而稳定的倒石堆岩屑孔隙间被细粒风化物充填、结构密实、局部胶结、表面无新鲜岩块、生长草丛,坡面和缓,呈凹形。(2)撒落及其堆积物撒落(dispersion)是斜坡上的岩石碎屑在重力作用下,长期不断向坡下坠落的现象。与崩塌相比,撒落的不同之处是: 坠落的岩块体积较小,长年断续发生,斜坡在 30°~50°间常见,岩块以滚落的运动方式为主,灾害性小。图 3-9 倒石锥形态结构示意图(据 E. B. 桑采尔,1957)撒落是坡地(基岩坡)常见的重力作用现象,其形 成 的 剥 蚀 地 貌 称 为 剥 蚀 坡(denudationalslope),而滚落下来的岩屑在坡脚堆积形成的地貌称为倒石锥(talus cone)(图 3-9)。倒石锥呈上尖下圆的半锥状体,贴在陡坡脚发育,锥面坡角约 30°,与砂砾的天然休止角相当。如果陡坡较长,倒石锥则沿着坡脚或坡麓地带形成倒石锥群,这时的锥体形态不明显。倒石锥堆积物与倒石堆堆积物有所不同,前者具有一定的分选和岩性变化,在撒落过程中较粗的角砾在惯性的作用下滚得较远,构成锥体的下部,而细砾滞留在锥体的上部,因此堆积物从锥顶到锥底是由细至粗变化的。另外,倒石锥的堆积物较细。正在形成发展的倒石锥,表面岩屑新鲜裸露,无风化; 而停止发展的倒石锥表面生长草被或灌丛,堆积物被风化或胶结。3. 滑动作用地貌及其堆积物斜坡上的岩土体在重力及水的作用下,沿着一定的滑动面(或滑动带)作整体下滑的过程称为滑坡(landslide),又称地滑。滑坡是一种严重的山地地质灾害,对人们的生命财产、生存环境、自然资源产生重要影响。在 2008 年的汶川地震时,在唐家山发生大型滑坡,将涧河堵塞形成一个蓄水达 2. 4 ×108m3的堰塞湖。(1)滑坡特征A. 滑坡要素滑坡要素包括滑坡体、滑动面和滑床 3 部分(图 3-10)。图 3-10 滑坡形态结构示意图(据严钦尚等,2004)滑坡体(landslide-mass)从斜坡上向下滑动的那部分土体或岩体称为滑坡体,简称滑体,它以滑动面与下伏的滑床分开。滑坡体与其周围不动岩土体在平面上的分界线称为滑坡周界,它圈定了滑坡作用的范围。在滑动时,滑坡体的两侧、前缘及表面会发生局部崩塌或土石翻滚现象,各部位的滑动速度也有所不同,在两侧和后部形成节理。在滑动的过程中,滑坡体的滑动具有一定的整体性,因此岩土体大体上保持原有结构,但滑坡体中的地层产状变化大,与围岩产状明显不同。滑坡体上的树木随着滑动而东倒西歪形成醉汉林,或滑坡之后,生长成马刀树。滑坡的规模大小不一,从 10m3到 108m3。滑动面(slipping plane)(或滑动带)滑坡体沿之下滑的面称为滑动面。滑动面的形态与滑动面的成因及岩土体的性质有关,在均质的土体中,滑动面为近半圆弧形,通常是上陡下缓,中部接近水平(图 3-10),前缘常形成逆向的反坡; 沿构造软弱面发育的滑动面,则依构造面的产状而定,变化较大。滑动面有时只有一个,有时有几个,后者可分出主滑动面和分支滑动面。在滑动面上,有时发育清晰的擦痕、阶步、磨光面。在滑动面附近的岩土体受滑动的影响,出现明显的扰动或拖曳褶皱现象,而构成滑动带,其厚度自数厘米到数米不等。滑床(landslidebed)位于滑动面之下,支撑滑坡体而本身未经移动的斜坡组成部分称为滑床,也叫滑坡基座(landslidefoundation)。受滑动的影响,靠近滑动面附近的滑床常具有塑性变形。B.滑坡的地貌特征滑坡后壁(landslidecliff)与滑坡台阶(landslideterrace)当滑坡体下滑时,在滑坡体上方的滑床上形成一个半圆形的围椅状陡壁称为滑坡后壁(图3-10),是滑动面露出的部分。滑坡后壁的坡度大,一般在60°~80°,高度为数十厘米到数十米,表示滑坡垂直下滑的距离。如果是新滑坡,滑坡后壁新鲜,无草生长,其顶部边缘比较锐利;如果是老(古)滑坡,则表面风化,并生长植被,其顶部边缘比较圆滑。在滑坡后壁上有时有地下水渗出,形成泉。滑坡台阶是滑坡体下滑后在斜坡上形成的阶梯状地形。滑体下滑时各段的移动速度不同,产生多个分支滑动面,则形成多级滑坡台阶。由于滑体沿弧形滑动面滑动,因此滑坡台阶原始地面皆向内坡倾斜形成反向坡(图3-10),这是区别河流阶地的一个重要特征。滑坡舌(landslidetongue)与滑坡鼓丘(landslidedrumlin)滑坡体前缘,呈舌状突出的地形称滑坡舌。滑体在滑动的过程中,滑坡舌前面或底部受阻、挤压而鼓起的小丘称滑坡鼓丘。在滑坡鼓丘的内部,因滑体的推挤可形成小型揉皱或逆冲断层。滑坡洼地(landslidedepression)与滑坡湖(landslidelake)滑坡后,在滑坡台阶后部的反向坡处,地势相对低洼,形成滑坡洼地。若积水就形成滑坡湖。滑坡裂缝(landslidejoint)在滑体的滑动过程中,由于滑体各个部位的受力状况不同,形成了不同性质、形态和方向的滑坡裂缝,有环状拉张裂缝、剪切裂缝、鼓起裂缝、扇形裂缝。环状拉张裂缝发育在滑坡后壁和滑坡体的后缘,与滑坡后壁方向大致平行,它是由滑体下滑时产生的拉力形成的。剪切裂缝主要发育在滑坡体中部及两侧,是因滑动岩土体与相邻不动岩土体之间相对移动产生的剪切力造成的。鼓起裂缝发育在滑体的下部,由于滑体下滑受阻,使岩土体隆起形成张裂缝。扇形张裂缝分布在滑体的最前缘,因滑坡舌向两侧扩展而形成扇形或放射状张裂缝。(2)滑坡的形成A.滑坡形成的条件滑坡的形成受多种因素的影响,主要有岩性、地质构造、地貌、气候、诱发条件等。岩性条件岩性是影响滑坡发生的基本条件,滑坡主要发生在未固结的第四纪沉积物、泥质类沉积岩及其变质岩中,如泥岩、页岩、泥灰岩、千枚岩、板岩、片岩、黄土、坡积物等。因这类岩石相对较软、可塑性强、富含亲水性粘土矿物,如蒙脱石、伊利石、高岭石,它们易于吸水加重岩体负荷,使岩土体容易变形滑动。在节理发育的坚硬岩石中也常发育滑坡。地质构造条件主要的作用是为形成滑动面创造条件,如断层面、层理面、节理面、不整合面、劈理面等都可发育成滑动面(图3-11),因为这些构造面都是岩层中的软弱带,其结合力弱,地下水易于沿其渗透,减小其摩擦力,降低抗滑力。当这些构造面与斜坡的倾向一致,并且倾角小于坡角时,最易导致滑坡。地貌条件影响滑坡的地貌条件最主要的是斜坡的坡度和有效临空面。有利于滑坡发生的斜坡坡度为20°~40°,若小于20°,滑坡体获得的下滑力较小,滑坡不易发生;若大于40°,斜坡上的地下水位低,滑体和滑动面含水少,这也不利于滑坡的形成。有效临空面是滑动面在斜坡上的最低出露位置与坡脚之间的空间,是滑坡发生的一个必要条件,为滑坡体下滑提供了空间,因此在河谷、湖岸、河岸等部位易发生滑坡。气候条件大雨、暴雨最易导致滑坡的发生,这是因为降雨形成的地表水渗入滑坡体和滑动面,加重了滑体的负荷,加大了下滑力,而渗入滑动面的地下水又加强了滑动面的润滑作用,减小了抗滑力,从而导致滑坡发生,因此有“大雨大滑,小雨小滑,无雨不滑”之说。另外,在河谷中筑坝,使水位上升,水渗入到斜坡上的滑坡体和滑动面中,也易导致滑坡。图3-11地质构造与滑坡滑动面的关系(据北京地质学院《地貌学与第四纪地质学》,1959)诱发条件 诱发条件是指导致滑坡发生滑动的触发因素,主要有地震、火山爆发、人类活动等。地震引起土体内部结构变化、老滑动面松动、土层液化等,使滑坡体不稳定而滑动,更重要的是地震给滑坡体提供了一个触发力,使斜坡上原来稳定的岩土体产生滑动。强烈的火山爆发产生地震,同样也能提供触发力。人类修建公路、开挖边坡等使斜坡上的岩土体失去支撑可导致滑坡; 在斜坡上堆放废石、建造房屋等加重了岩土体负荷也会导致滑坡; 不适当人工爆破也会破坏岩土体结构,同样可导致滑坡产生。图 3-12 滑坡阶段变形示意图(据 《滑坡防治》,1976)B. 滑坡形成过程蠕动变形阶段 是在重力长期作用下,岩土体发生的非弹性变形。它表现为岩土体出现松弛、微小剪切位移、扭转、岩层弯曲等现象。随着变形的逐渐发展,在滑坡体的后部出现断续的张裂缝,渗水加强,岩土体负荷加重,使裂缝变形进一步发展加深加宽; 岩土体的中部开始微微蠕动向前挤压,随着蠕动变形区的扩大,在岩土体两侧开始出现断断续续的羽状剪切裂缝。这时滑动面已潜伏存在,并在滑体中部蠕动变形区底部局部出现滑动面位移,但速度缓慢(图 3-12(a))。蠕动变形阶段,长的可达数年,短的仅数月或几天。一般来说,滑坡规模越大,这个阶段就越长。如雅砻江大滑坡,1960年山体开始出现变形,直到 1967 年 6 月才发生大规模的滑坡。对该阶段的认识和观测非常重要,通过对滑坡各种数据的观测进行滑坡预报,可最大限度地减少灾害损失,或为在滑坡发生之前进行防治提供科学依据。滑动阶段 在经过蠕动变形阶段之后,斜坡上的岩土体变形比较严重,内部的抗滑力减小。首先在蠕动区的后上部在重力作用下形成滑动面,不断地向前下部挤压,使前下部出现新的滑动面。当上、下部的滑动面连成一体,并与后部和边部的裂隙贯通时,抗滑力被下滑力克服,滑坡就进入滑动阶段。在滑动时,牵引滑坡段(也称主滑地段)因失去后缘支撑呈阶梯状下落,形成阶梯状滑坡; 推动滑坡地段(也称抗滑地段)因挤压形成一系列逆冲断层和褶皱,前缘被推挤形成滑坡鼓丘。这一阶段滑体移动速度比蠕动变形阶段快,一般每分钟达数米至数十米。如果斜坡较陡,含水量高,甚至可达每秒几十米,这种高速滑坡属崩塌性滑坡。稳定阶段 经快速滑动之后,滑坡体变形,重心下降,下滑能量渐渐减小直至耗尽,抗滑力增大,位移速度逐渐减慢,并趋向停止。因挤压使滑体固结性提高和水分减少,土体自重压实和裂隙消失,滑坡趋于稳定。滑坡的稳定可以是暂时的,也可以是长久的,这取决于影响滑坡的因素,一旦滑坡再蓄能量之后,滑坡仍将再次活动。滑坡发生之后,滑坡体停止下滑堆积下来形成滑积物(slide deposit)。滑积物一般分布在山坡的坡脚或谷地中,多数呈长条状,由岩土体碎屑物质构成。碎屑物质非常杂乱,地层产状无规律性,无分选和磨圆,岩石碎屑大小相差悬殊。(3)滑坡的分类由于研究目的和内容的不同,滑坡分类的依据也不一样,一般根据滑坡岩性、滑动面类型、滑坡厚度、滑坡成因、滑坡年代、运动形式等方面进行划分(表 3-4)。表 3-4 常见的滑坡分类方案(4)古滑坡的识别古滑坡并非永远稳定,一旦引起滑坡的条件成熟,它可能复活重新活动,因此对古滑坡的识别具有重要的意义。滑坡发生后,在地貌和地质上将留下遗迹,这些遗迹是识别古滑坡的重要证据,主要有以下几个方面:滑坡后壁遗迹 滑坡后壁能够在较长时间内保存,它是识别古滑坡的重要标志。在平面上,滑坡后壁为围椅状陡崖或洼地; 在剖面上为上陡下缓的弧形。如果滑坡发生的时间不长,陡壁仍可能平滑,甚至可见擦痕。如果滑坡沿着一个带发育多个,那么滑坡后壁地貌则呈线状分布。反坡台阶、洼地和马刀树 滑坡形成的滑坡台阶与正常的斜坡和河流阶地面的倾向不同,滑坡台阶的台面向山坡方向倾斜,形成反向坡。在反向坡与滑坡后壁之间形成洼地,有时积水形成湖泊或湿地。如果滑坡发生的时间较长,那么湖泊或湿地可能消失,而残留下薄层纹泥堆积。在滑坡体上有时可见到醉汉林和马刀树。对马刀树的年龄与未受滑坡影响的树木年龄进行比较研究,可以大致查明滑坡发生距今的时间。坡脚出现渗泉和大孤石 在古滑坡的坡脚处常有泉水渗出或残存泉水的痕迹。发生在河流凹岸的滑坡,当滑坡舌伸入河中时可形成不协调的突出堆积体,受河水冲蚀,在河流凹岸残留大孤石,并迫使河流移向凸岸。斜坡上单沟转向与双沟同源 在滑坡后壁与滑体后缘之间的弧形带上,地面流水在此汇聚,经侵蚀形成单沟转向和双沟同源地形,与平顺斜坡上的树枝状水系或平行状水系呈不协调状态。岩层倾向异常 经滑动后,滑坡体中的地层产状变化比较大,有点杂乱无章,甚至出现与原来地层产状相反的情况,与滑坡体周围的地层产状不协调。思考题1)研究风化壳的物质构成和类型的意义?2)为什么在中国的西南地区滑坡、崩塌非常发育?3)在复杂地形地区进行土建工程时如何减少斜坡地质灾害?
滑坡的分类
目前滑坡的分类方案很多,各方案所侧重的分类原则不同。有的根据滑动面与层面的关系,有的根据滑坡的动力学特征,有的根据规模、深浅,有的根据岩土类型,有的根据斜坡结构,还有根据滑动面形状和滑坡时代等。由于这些分类方案各有优缺点,所以仍沿用至今。(一)按滑动面与层面的关系分类1.均质滑坡又称无层滑坡,发生在同一岩性的岩体或土体中的滑坡,滑动面不受层面的控制,而是决定于斜坡的应力状态和岩土的抗剪强度,滑动面呈圆弧形或其他曲面(图3-3)。在黏土、黏性土和黄土等土体斜坡中较为常见。图3-3 质滑坡(据李治平,2002)图3-4 层滑坡(据孔思丽,2001)2.顺层滑坡这种滑坡一般沿着岩层层面或平行层面的裂隙面发生滑动,特别是有软弱岩层存在时,易成为滑动面。顺层滑坡是自然界分布较广的滑坡,而且规模较大(图3-4)。1963年10月9日发生在意大利的Vajont水库滑坡即为一大型顺层滑坡,滑动体积为2.6×108m3。该滑坡使当时世界上最大的双曲拱坝失效,并造成坝下游2600人丧生。3.切层滑坡滑移面切过岩层面而发生的滑坡称为切层滑坡。此类滑坡受结构面组合,裂隙和软弱夹层的控制。滑动面常呈圆柱状或对数螺旋曲线(图3-5)。图3-5 层滑坡(据孔宪立,1997)(二)按滑坡的动力学性质分类这种分类法又称为巴普洛夫分类,可分为推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡和平移式滑坡(图3-6)。图3-6 坡的不同动力学类型(据巴普洛夫,1903)1.推动式滑坡这种滑坡主要是由于斜坡上部张开裂隙发育或因堆放重物施加荷载或在坡上部进行建筑等,引起上部失稳而推动下部滑动。2.牵引式滑坡这种滑坡首先是斜坡下部先滑动,然后逐渐向上扩展,引起由下而上的滑动,往往发生在坡脚掏空的斜坡,一级一级错落。例如,四川省云阳镇大桥沟内侧长江阶地沉积的黄褐色黏性土,由于东西两沟流水掏蚀坡脚,引起黏土滑动,由下至上逐渐形成五个滑动面和五个滑坡台阶(图3-7)。3.混合式滑坡这种滑坡一般是始滑部位上下结合,共同作用,这种类型较为常见。4.平移式滑坡这种滑坡的滑动面一般较平缓,始滑部位分布于滑动面的许多点,这些点同时移动,逐渐连接形成统一滑面。图3-7 型牵引式滑坡示意图(重庆云阳大桥沟滑坡)(据李智毅,1990)(三)按滑坡形成时间分类1.新滑坡近期发生的滑坡,一般易发生在处于河谷发育时期的沟谷中。滑坡形态特征明显,具活动性。2.老滑坡形成时间较久,滑坡堆积物掩覆在河漫滩之上的滑坡。滑坡形态特征较清晰,暂时稳定,但易复活。3.古滑坡形成时间久远,一般发生在河流接地侵蚀时期或稍后,滑坡前缘高程与河流侵蚀基准面相当。滑坡形态特征受到严重改造,但依稀可辨,一般较为稳定,不易复活。(四)按组成滑坡的主要物质成分分类1.堆积层滑坡发生在各种松散堆积层中的滑坡称堆积层滑坡。其多出现在河谷缓坡地带或山麓的坡积及其他重力堆积层中。它的产生往往与地表水、地下水的直接参与有关。滑坡体一般多沿下伏的基岩顶面,或不同成因的堆积物的接触面,以及堆积层本身的松散层面滑动。滑坡体厚度一般为几米到几十米。2.黄土滑坡发生在黄土层中的滑坡称黄土滑坡。它的产生常与黄土固有的垂直裂隙及黄土的湿陷性有关,多见于河谷两岸高阶地的前缘斜坡上,常成群出现。其中有些滑坡的滑动速度很快,变形剧烈,破坏力极强。3.黏土滑坡发生在均质或非均质黏土层中的滑坡称黏土滑坡。黏土滑坡的滑动面呈圆弧形,滑动带呈软塑状。黏土的干湿效应明显,干缩时多张裂,遇水作用后呈软塑或流动状态,抗剪强度急剧降低,多发生在久雨或受水作用后。4.基岩滑坡发生在各种基岩岩层中的滑坡属基岩滑坡。它多沿岩层层面、裂隙面、断层面或其他构造软弱面滑动。岩层滑坡多发生在由砂岩、页岩、泥岩、泥灰岩以及片理化岩层(片岩、千枚岩等)组成的斜坡上。(五)按滑动面深度分类1.浅层滑坡多指滑动面最大深度小于6m的滑坡。2.中层滑坡多指滑动面最大深度为6~20m的滑坡。3.深层滑坡多指滑动面最大深度为20~50m的滑坡。4.超深层滑坡指滑动面最大深度大于50m的滑坡。(六)按滑坡体规模大小分类按滑坡体规模大小,可分为:①小型滑坡,滑坡体1×107m3。