二、块体运动

块体运动是指在重力作用下,岩体或土体沿斜坡向下的运动。这种运动通常与地表水及地下水的作用有关。根据其运动的速度和性质,可分为崩落、滑动和蠕动等几种,并相应地形成各种地貌。

(一)崩落

陡峭斜坡上土体、岩体、岩层,由于重力作用而发生突然的、快速的下移运动,称为崩落。崩落形成崩塌崖壁,而在坡下则形成岩堆(倒石堆)(图6-2)。

崩落多发生在岩石破碎的陡坡上。在寒冷和干旱气候地区,由于物理风化强烈,岩石裸露破碎,崩落作用比较普遍。在松散堆积物组成的坡地上, 其坡度只要大于碎屑物的休止角,崩落即可发生。

山坡上大规模的崩塌称为山崩。如 1911 年帕米尔的巴尔坦格河谷的山崩,约 40×108m3 的土石体从 600 米高处崩塌下来,堵塞河谷,形成长 76 公里、宽 1.5 公里、深 262 米的大湖。

崩落使坡面后退,在坡麓发育着由坠积物组成的岩堆。岩堆上尖下圆, 大致呈半锥状,由大小不一,棱角明显,排列不规则的块石、碎屑等组成, 其中较粗的碎石,因具较大的动能,往往滚落较远。

当岩堆堆积之初,坡面光秃,块石散乱。但当崩落作用趋向微弱时,崖壁变缓,碎石块体变小,且受一定风化。以后崩落停止,岩堆表面长有植被, 甚至发育土壤。

(二)滑动(滑落)

浸湿的岩体、土体或碎屑堆积物,在重力作用下,沿滑动面发生整体下滑的现象叫作滑坡。滑坡由滑坡体和滑动面组成(图 6-3)。

斜坡上土石体的滑动,是在其重力引起的下滑力大于其内部软弱结构面上的抗滑力时发生的。因此,土石体的滑动和滑坡的产生常常与下列因素有关。

  1. 地下水和地表水 地下水和地表水浸湿坡面物质,使其软化,增加可塑性,降低粘聚力和摩擦力,同时使岩层含水,增加重量,这样就增大了滑坡体的滑动力。所以在地下水丰富和坡体含水过多的地方,特别是连续降雨后,有大量雨水下渗时,滑坡极易发生。

  2. 岩性与地质构造 岩石有无软弱面存在,地质构造是否有利于聚水,对滑坡的产生有很大关系。坚实完整的岩层,发生滑坡的可能性较小; 松软的岩层,被水浸湿后,发生软化,极易发生滑坡。当上部为透水层,下部为隔水层时,则在隔水层顶面易于聚水,也容易形成上部岩层的下滑。断面层、节理面及岩层面是天然的软弱面,尤其在岩层内夹有粘土层,岩层倾角较大,倾向与坡面一致,倾角小于坡面时,更加容易形成滑坡。

  3. 斜坡形态 产生滑坡的斜坡坡度,一般为 20°—40°,过陡的斜坡, 其重力作用主要表现为崩落。通常,对滑坡影响最大的是坡脚被掏蚀或挖掘后使斜坡形态发生改变的地方。如在坡脚不断受水流、波浪掏蚀后,斜坡下部会逐渐变陡而失去支撑,引起上部块体的下滑。

此外,风化作用、地震等,也都在不同程度上影响到滑坡的发育。斜坡上进行蓄水灌溉,也是引起滑坡的原因之一。滑坡的发生往往不是由于某一个因素,而是多种因素综合作用的结果。

典型的滑坡有下列形态特征:

位于滑动面之上的滑坡体,常表现为旋转运动,使水平岩层内倾,树木歪斜,成为“醉林”。随着滑坡体的下滑,形成一系列滑坡地貌形态(见图6-3)。这些形态是辨认滑坡的重要标志。

①滑坡壁与滑坡阶地 滑坡壁是滑坡体下滑后,在滑动面上端与滑坡体间所形成的陡壁,高一、二米到数十米不等。由于滑坡的分级下滑,滑坡体因而被分割成阶梯状,叫滑坡阶地。阶地面由于滑坡体的旋转运动,常微向滑坡内倾斜。

②滑坡垄丘与洼地 由于滑坡体的推挤,在滑坡体的前缘常形成小型隆起形态,称滑坡垄丘。它们有的是圆形小丘,有的是长条形小垄。垄丘的背后,局部相对低凹的地方,常有积水或沼泽化,即为滑坡洼地。

③滑坡裂缝 滑坡壁后缘、滑坡体两侧及前缘隆起处常有各种形式的裂缝。滑坡壁后缘由于滑坡体下滑的张力,常形成平行于滑坡壁的环状裂缝。滑坡体两侧由于滑坡体主滑线下滑较快,在两侧产生剪力,形成与轴线斜交的裂缝;下部隆起处,则因隆起张力,常产生与滑动方向相垂直的裂缝;前缘因滑坡舌向两侧扩散,而形成放射状裂缝。

(三)蠕动

蠕动主要是指土屑蠕动。是坡面上的岩屑、土体在重力作用下,顺坡发

生极缓慢移动的现象。蠕动主要出现在 15°—30°的坡地上。坡度较大的坡地,难以保存粘土和水分;而小于 15°的坡地,重力作用不明显。土屑蠕动的原因主要是土层中冻结与融解、干与湿和温度等因素的变化,导致坡地上的土屑时胀时缩,在胀缩过程中,受重力的作用,使土屑向坡地下方逐步移动。

土屑蠕动平常不易察觉,但经过相当长的时间之后,可以发现碎屑层或土层发生弯曲,斜坡上的物体发生变形(图 6-4)。

在山区,坡面物质的块体运动常有发生。在发生快速的、大规模的块体运动时,可以摧毁道路、桥梁及其他工程设施,甚至破坏或掩埋农田或村庄, 给人民的生命财产带来很大的危害。