第十七章重力地質(zhì)作用

塊體運動根本概念：塊體運動：山坡上的塊體〔包括巖石、松散堆積物等〕，由于本身的重力，在外因的觸發(fā)下發(fā)生的垂直下落或沿山坡向下滑移的過程。又稱為重力地質(zhì)作用或負荷地質(zhì)作用。塊體運動具有很大的特殊性：它是一種固體或半固體物質(zhì)的運動，同時塊體本身既是作用的動力也是作用的對象。統(tǒng)一完成破碎、運移及堆積過程。第一節(jié)控制塊體運動的因素斜坡上的物體是否能保持穩(wěn)定取決于兩種作用力的比照。剪切應(yīng)力：來自于物體本身重力沿斜坡向下的剪切分力。剪切強度：取決于物體內(nèi)部的摩擦阻力、內(nèi)部質(zhì)點的聚合力以及植物根系對于土體的固定作用等。平安系數(shù)＝剪切強度/剪切應(yīng)力當平安系數(shù)小于1時，塊體就發(fā)生運動。一、斜坡的坡度顯而易見，山體坡度對于塊體運動起著控制作用。坡度越大，塊體越容易運動，因此在具有高山深谷的山區(qū)塊體運動最容易發(fā)生。二、基巖的類型和產(chǎn)狀的影響如果基巖為均一、完整、鞏固的巖體，那么發(fā)生塊體運動的可能性較??；如果山坡由松軟的風化層或?qū)永砗芎玫捻搸r、泥巖等，那么比較容易發(fā)生滑動。沉積巖的層理面或變質(zhì)巖的頁理面是巖體容易滑動的薄弱面，因此巖層的產(chǎn)狀與山坡產(chǎn)狀的關(guān)系對于塊體運動的發(fā)生關(guān)系密切，如果巖層傾向與山坡一致，那么坡體容易滑動，假設(shè)相反，那么坡體較為穩(wěn)定。三、松散堆積物的狀態(tài)休止角指松散堆積物保持穩(wěn)定的最大坡度角。粒度不同的堆積物具有不同的休止角，超過休止角的堆積物那么容易滑動。四、水和植被一定量的水分的存在可能增加土體的內(nèi)聚力，但是水量過多時水的潤滑作用那么變得顯著，引起土體的不穩(wěn)定；植物根系對于松散堆積物具有固定作用，因此植被覆蓋很好的山坡穩(wěn)定性強于裸露的山坡。五、外部的觸發(fā)力冰雪覆蓋：加重了原來塊體的重量，引起滑動風、雷電作用：使塊體受到短暫的推動力產(chǎn)生運動地震、人工爆破：引起的地面震動，打破原有平衡掏蝕蝕塊體下部失去支撐：垮塌引起塊體運動第二節(jié)塊體運動的類型塊體運動的表現(xiàn)形式由塊體的組成與結(jié)構(gòu)、塊體中水的含量以及坡度等因素決定，此處將塊體運動劃分為與山坡突發(fā)性崩塌相關(guān)的塊體運動和沉積物流三大類：一、與山坡突發(fā)性崩塌相關(guān)的塊體運動：特點是山坡突然發(fā)生破損、破損形成的塊體下落，形成新的穩(wěn)定山坡滑坡：指塊體沿著上凹的弧形面下滑，同時繞水平軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此滑坡發(fā)生后頂面常向后傾斜，可能成群出現(xiàn)，也可能單個產(chǎn)出，面積從幾平方到數(shù)千平方不等。滑坡主要分布在地勢高差大的地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂發(fā)育的地區(qū)或有軟弱的易滑地層分布的地區(qū)。大規(guī)模的滑坡會掩埋村鎮(zhèn)、摧毀廠礦、中斷交通、堵塞江河、破壞農(nóng)田和森林，危害極大。據(jù)山地災(zāi)害研究資料說明，我國已發(fā)現(xiàn)新老滑坡近30萬處，其中災(zāi)害性滑坡1．5萬處，每年因滑坡災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失在10億元以上。因滑坡受災(zāi)或受威脅的，普及全國20個省、自治區(qū)的300多個縣〔市〕，川、滇、陜、甘、青、藏、黔、鄂、寧、晉等10個省、自治區(qū)的面積雖然只占全國面積的40％，但滑坡總數(shù)卻占全國的85％。崩落：指由基巖別離下來的巖塊或土體與植物的混合物從陡峭的山坡上直接落下，巨大的巖塊在崩落過程中碰撞，碎裂，最后堆積在山麓的過程。大塊巖體的崩落稱為巖落，而碎屑物以及土體的混合物發(fā)生崩落那么稱為泥石落或碎屑落。崩滑：指塊體沿滑面〔層面、斷層面、解理面等〕迅速下滑，在崩落過程中碰撞，碎裂，最后堆積在山麓的過程，崩落或崩滑的堆積體成頂端向上的錐形，稱為倒石錐。二、沉積物流：指松散、未固結(jié)的碎屑物質(zhì)與水的混合物像粘稠的流體〔類似于熔化的瀝青或者巖漿〕一樣地流動，流動速度可能只有幾cm/年，也可能與水差不多，沉積物流也分為幾種：泥流：有水飽和的沉積物流，密度大、碎屑物在水中懸浮，懸浮顆粒很少接觸和碰撞，其堆積體缺乏分選性。泥石流形成的條件：1、大量的碎屑物質(zhì)：為泥石流提供物質(zhì)來源。2、儲存碎屑的地形：三面環(huán)山，一面有出口的洼地，坡度不可太陡，在20°左右。3、充足的水源：降水量大的地區(qū)，雨、雪、冰雪融水等提供足夠的水源，而干旱地區(qū)很難發(fā)生泥石流。4、外界的觸發(fā)：雪崩、地震、暴風雨、山區(qū)暴雨之后特別容易爆發(fā)泥石流。我國是一個多山的國家，山地、高原、丘陵占國土面積的60%，復(fù)雜的地質(zhì)條件，使得我國成為世界上泥石流災(zāi)情最嚴重的國家之一。受泥石流危害的主要地區(qū)是西南、西北山區(qū)，其次是青藏高原東部、南部和北部邊緣、秦巴山區(qū)、太行山－燕山－遼南山區(qū)。我國泥石流災(zāi)害情況肆虐的泥石流給城鎮(zhèn)、農(nóng)田、工礦企業(yè)、交通運輸、能源和水利設(shè)施、國防建設(shè)工程等帶來極大的危害，每年都要造成數(shù)億元的經(jīng)濟損失和幾百甚至上千人的傷亡。其中鐵路部門，由于其跨越的區(qū)域廣，是受泥石流危害最嚴重的部門之一。全鐵路沿線有泥石流溝1300多條，威脅著3000公里長度鐵路線的平安。1949－1985年，累計發(fā)生泥石流災(zāi)害1200起，其中造成鐵路被毀、中斷行車的重大災(zāi)害有300起，列車出軌和顛覆的嚴重事故10起，100人以上傷亡的特大事故兩起、33個車站被淤埋41次，每年僅用于復(fù)舊費和改建工程費就高達7000萬元。此外，長江三峽工程庫區(qū)，也有泥石流溝271條，且近期活動有加劇的趨勢，從其開展趨勢預(yù)測，將直接影響庫區(qū)泥沙淤積、航運暢通、城鎮(zhèn)遷建和移民安置。

地質(zhì)結(jié)構(gòu)的長期演變和發(fā)育是泥石流發(fā)生的根本原因。但加速其開展的重要原因，是人類的生產(chǎn)活動改變了自然環(huán)境。近四十年來，工礦企業(yè)遷入山區(qū)，城鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田和水利建設(shè)不斷開展，濫伐森林、草坡過牧、陡坡墾植、開礦棄渣、筑路棄土、劈山引水等話動，地表自然結(jié)構(gòu)被破壞，生態(tài)環(huán)境惡化等因素最終促使了泥石流的發(fā)生。粒流：不含水或含水較少的沉積物流，在粒狀流中沉積物的全部重量是靠碎屑相互接觸或互相碰撞而支撐的，粒流中最為常見的是顆粒流，特點是沉積物碎屑主要是砂，不含水，其形成是由于砂體堆積坡腳超過休止角。蠕動：最為緩慢的重力流，通常出現(xiàn)在山坡表層，發(fā)生蠕移的物質(zhì)是土體及其下墊基巖頂部，速度在每年幾cm以內(nèi)，例如坡腳為33°時，土體蠕移速度僅有0.02mm/年。蠕動可以引起山坡上樹干發(fā)生彎曲〔馬刀樹〕或直立巖層頂部的彎曲，寒冷地區(qū)的土體蠕移雨土體的反復(fù)冰凍融化有關(guān)。塊體運動不僅發(fā)生在陸地上，而且在海洋中也廣泛分布，形式包括海底滑坡、崩塌以及沉積物流，其規(guī)模往往遠遠大于陸地上，例如濁流就是在大陸坡上常見的一種重力流。第三節(jié)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防當滑坡、泥石流運動速度較快，并且當滑坡上，或者滑坡、泥石流運移路徑上有城鎮(zhèn)、村莊分布時，常常由于人們猝不及防而造成巨大生命、財產(chǎn)損失。所以，人們又常把滑坡、泥石流稱為突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。所謂突發(fā)性，也是相對而言。事實上，所有滑坡、泥石流活動都要經(jīng)歷一個孕育→發(fā)生→開展→休止的過程，只是時間上有的長、有的短。在孕育階段，都或多或少、或顯或隱地有一些前兆顯示。如果能及時捕捉到這些前兆，就為我們防災(zāi)、避災(zāi)贏得了珍貴時間。一、如何預(yù)防、躲避滑坡災(zāi)害1、注意日?；顒硬徽T發(fā)滑坡災(zāi)害選擇平安場地修建房屋不要隨意開挖坡腳

不隨意在斜坡上堆棄土石

管理好引水和排水溝渠

2、注意發(fā)現(xiàn)滑坡前兆山坡上出現(xiàn)裂縫坡腳松脫鼓脹

斜坡局部沉陷

斜坡上建筑物變形

泉水井水異常變化

地下發(fā)出異常聲響2、抑制滑坡開展、監(jiān)視滑坡動態(tài)抑制滑坡開展