地质学基础第十七章 块体作用.DOC

第十七章 块体运动（负荷地质作用） １．概述 一、概念 地表各种土层、岩体，由于自重，并在外因的触发下发生的垂直下落或沿斜坡下移的作用。（重力地质作用，块体运动） 二、特点 1. 固体或半固体的物质运动 2. 运动的块体即是动力又是地质作用的对象。动力是本身的重 力，同时强调块体本身的破坏，及其对岩石的破坏。 3. 地质体 旧平衡→新平衡的过程。 三、动力来源 1.重力重力是决定块体运动的内因，地面上任何物体受自身重力影响都有沿坡向下移动的趋势。 2.触发力引起块体运动的外因。 ①降雨是水分的加入，一方面加重了块全重量，同时起润滑作用。 ②冰雪覆盖，加重块体重量。 ③风吹、雷电轰击，使块体受到暂短的推力。 ④地震、人工爆破、震动。 ⑤掏蚀、块体下部失去支撑。 按块体物质的组成，坡度的陡缓，运动速度的快慢，将块体运动分为 崩落、潜移、滑动、流动。 ２．崩落、潜移和滑动作用（固体运动） 一、崩落作用指陡坡上的岩块脱离基岩，迅速向下垮落并沿山坡滚动，最终在坡脚下堆积的整个过程。 常发生在高山地区及河岸、海岸的陡崖处，当地形坡度４５时易发生崩落作用。 １． 崩落的发生及运动 在陡坡、岩坎上的岩块，往往具有明显的或隐伏的裂隙，长期风化作用下裂隙逐渐扩大，一旦外界触发，很容易发生崩落。 例如1山陡坡上近陡坡边缘的岩石，由于山体的侧向压力在临空面集中，外界触发，即可向临空面崩崩击，发生山崩。 （２）断层带的岩坎上，岩石裂隙发育易发生崩落。 根据崩落物的运动可分为三种崩落形式 （１） 撒落发生在岩石裂隙发育的陡崖上，指沿裂隙碎裂的大小岩块， 向山坡下滚落的过程。 滚石向坡下运动，有跳跃式和滚动 式两种形式。 一般近球状滚动 棱角状跳跃 通常滚石开始运动是以速度慢以滚动为主，很快由于策略加速度的影响，速度加快，就变成了跳跃式运动。 滚石在运动中一面撞击破坏斜坡上的基岩，同时也不断粉碎自身，随着山坡变缓，以及滚石滚石、滚石基岩之间的碰撞、磨擦，使滚石动能减小，最终堆积在山脚下，完成了撒落的全部过程。 （2）.翻落大块岩体脱离基岩后，若下部支撑没被破坏，则岩体向外侧呈弧形翻落。 特点有暂短的悬空呈自由落体运动。 （3）．坠落陡崖底部由于河水、海浪或人工掏蚀作用后，上面岩石失支撑，而坠落来。 坠落的岩块先是沿卸荷隙向下滑动，而后脱离岩体，快速附落。 2．崩落物的堆积 倒石堆崩落下一步来的碎屑在平缓的坡脚下堆积成为不规则的锥形体。（堆积物大小混杂，颗粒棱角状，岩性与斜坡一致）。 倒石堆是暂性的堆积物，很快会被地面流水或海浪搬走。地史中崩落现象很普遍，但倒石堆很少保留下来。 坍陷堆积 地下洞溶，矿井采空区等造成上部岩层坍陷到洞中，如云南路南，P2玄武岩，嵌在P1的白石灰岩凹地中，玄武岩面积可达几千米2，如不仔细观察误以为火山喷发的地形现象。但事实上属坍陷堆积。 二、潜移作用 地表土层岩层长期缓慢地向斜坡下方的运动过程。 特点1. 运动速度极为缓慢。顺坡蠕动。N mmN cm/y 2 . 移动体与不动体之间无明显的界面。两者之间的移动量 是渐变的，属粘滞性运动。 1. 土层潜移 斜坡上的土层长期绶慢的向下蠕动。通常通过观察地面物体如，电线杆倾斜、“马刀树”等了解土层潜移情况 在寒冷地区，土层的潜移，主要是由于冻和消融的交替引起的。 温湿地区，干湿交替使粘土矿物的体积膨胀与收缩交替也可引起 潜移。 西北地区潜移现象常见。 b a c 岩层 土层 2. 岩层挠曲 与坡交角较大的岩层在重力作用下导致较为塑性的基岩顶部发生挠曲， 三、滑动作用 斜坡土层或坚硬的岩层，沿一个或几个滑动面向下移动的过程。 引起滑动作用的力学机理是这样的斜坡上的岩体应力分布如图当剪切应力超过滑动体的抗切强度时，岩体沿此方向滑动。 滑动面 // 剪切面 典型的滑动作用是滑坡。滑坡要素 水份的加入使岩石的抗切强度减弱，亦发生滑坡，90滑坡发 生在雨季，滑坡不仅发生在地面，还可以在湖底，海底发生水下滑坡，沉积物被水充分饱和后大面积整体的向下滑移。滑坡常给人类带来巨大的危害。 1963年，意大利一次水库滑坡，3亿方岩石以25-30米/秒速度下滑，5000万立方水被挤出，洪水毁灭了下游小镇约3000人死亡。 水库及山区滑坡问题是重大的工程地质问题。滑坡在海底亦可引起大范围的海底地震。 3.流动作用 一、大量的岩屑、泥土与水的混合物沉斜坡和谷地作快速流动的过程。 按固体碎屑的成分分 ① 泥流固体物质以粉砂、粘土为主，含水量达30的稠状流 体，常见于黄土地区。 ② 石流棱角状的石块与水的混合流体。 ③ 泥石流大量的泥沙、石块被水充分饱和的粘性流体顺坡快 速流动。 泥石流的形成条件 １． 大量的碎悄物质山区崩落、洪积、坡积物丰富，为泥石 流提供了碎屑来源。 ２． 储存碎屑的地形三面环山，一面有出口的洼地中，不可太 陡20 ３． 充分的水源降水量大的地区，雨、雪、冰雪融水，为泥石 流提供了充足的水源。干旱地区不易形成泥石流。 ４． 外界触发雪崩、地震、暴风雨，山区的暴雨之后常发生 泥石流现象。 泥石流从上游下游可分为三个区段 泥石流的产生有突然爆发的特点一旦泥流形成，大量的泥、石形成的“泥流”象一条巨龙翻腾，通常把泥石流的最前端中叫做龙头，“龙头”的石浪可高达几十米，因此，随着“龙头”的推进，可以摧毁前面一切障碍物，进行强烈的剥蚀搬运。以至最终的沉积作用。 泥石流对人类是危害极大的地质灾害，给国民经济造成的损失是很大的，例如我国云南东川地区的公路自1963年-----1985年，已有29座桥，被泥石流冲毁和游埋，所有跨越泥石流堆积区的路面都被11.5米的泥砂石块掩埋，清淤量达148万立方，比造这条公路的土方量还要大得多。 5