坡地发育与重力地貌87张幻灯片
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1、第四章第四章 坡地发育与重力地貌坡地发育与重力地貌长期以来坡地的形成与演化就是地貌研究的长期以来坡地的形成与演化就是地貌研究的焦点。这不仅是因为坡地占据焦点。这不仅是因为坡地占据80以上的陆地面以上的陆地面积,而且它也是河流系统的一个重要组成部分,积,而且它也是河流系统的一个重要组成部分,担负着为河流提供水量和泥沙的任务,因此无论担负着为河流提供水量和泥沙的任务,因此无论在研究陆地地貌演化和河流发育中都具有十分重在研究陆地地貌演化和河流发育中都具有十分重要的意义。要的意义。除理论上意义重大以外,坡地研究在生产实除理论上意义重大以外,坡地研究在生产实践中也有重大意义。农业上的水土保持和国土治践中
2、也有重大意义。农业上的水土保持和国土治理需要验机坡地的产水过程和土壤侵蚀机理,各理需要验机坡地的产水过程和土壤侵蚀机理,各种工程设计需要研究各种边坡的稳定性问题。种工程设计需要研究各种边坡的稳定性问题。第一节坡地的概念与分类第一节坡地的概念与分类一、坡地的概念一、坡地的概念坡度大于坡度大于2 的地面称为坡地。的地面称为坡地。坡面地貌过程一般都有重力参与,据研究,坡面地貌过程一般都有重力参与,据研究,坡度小于坡度小于2 的斜面上的物质,尽管有重力的坡向的斜面上的物质,尽管有重力的坡向分量,但是它如此的小以至于对物质的移动不产分量,但是它如此的小以至于对物质的移动不产生作用,只有在坡度大于生作用,
3、只有在坡度大于2 时,重力的坡向分量时,重力的坡向分量对物质移动才有较大贡献。对物质移动才有较大贡献。一个坡地的特征可用三个指标来衡量:一个坡地的特征可用三个指标来衡量:坡度坡长坡形坡度坡长坡形坡度坡度是坡面与水平面之间的夹角角度。它的是坡面与水平面之间的夹角角度。它的大小决定了坡地物质重力坡向分量的大小,对于大小决定了坡地物质重力坡向分量的大小,对于物质的运动速度和运动方式有重要决定意义。物质的运动速度和运动方式有重要决定意义。坡长坡长是指坡地自坡顶至坡脚的斜线长度。坡是指坡地自坡顶至坡脚的斜线长度。坡长的大小在一定程度上决定了坡面的大小,它决长的大小在一定程度上决定了坡面的大小,它决定着坡
4、面的集水面积,通过集水量的多少影响着定着坡面的集水面积,通过集水量的多少影响着坡面水流的性质和物质的侵蚀与堆积。坡面水流的性质和物质的侵蚀与堆积。坡形坡形是指坡面的几何形态,坡形包含着发生是指坡面的几何形态,坡形包含着发生于坡面上地貌过程的信息,对研究坡地的形成,于坡面上地貌过程的信息,对研究坡地的形成,坡面侵蚀与运动的关系有重要意义。坡面侵蚀与运动的关系有重要意义。二、坡地的分类二、坡地的分类坡地占据着地球上坡地占据着地球上80以上的面积,所以以上的面积,所以坡地在生产实践中是经常遇到的处理对象。不同坡地在生产实践中是经常遇到的处理对象。不同的生产目的和研究目的,决定了坡地有许多分类的生产目
5、的和研究目的,决定了坡地有许多分类方法。方法。1、坡地的形态分类、坡地的形态分类主要是根据坡地的组成要素(坡度、坡长、坡形)主要是根据坡地的组成要素(坡度、坡长、坡形)来划分坡地的类型。它包括如下几类划分:来划分坡地的类型。它包括如下几类划分:根据坡度划分:根据坡度划分:极陡坡极陡坡 353535是坡地上松散物质的休止角是坡地上松散物质的休止角陡陡 坡坡 15-35 15-35 15以下的坡地坡面侵蚀减弱以下的坡地坡面侵蚀减弱缓缓 坡坡 5-15 5-15 5以下的坡地坡面侵蚀基本停以下的坡地坡面侵蚀基本停止或极弱止或极弱极缓坡极缓坡 2255 根据坡长划分:根据坡长划分:长长 坡坡 500m
6、中中 坡坡 50-500m 短短 坡坡 1坡地坡地稳稳定,定,KIp块块体体发发生位移,反之生位移,反之则稳则稳定。定。根据力的分解法则根据力的分解法则T GSin 为为坡角坡角N Gcos在在坡坡地地块块体体处处于于静静止止的的情情况况下下,T 与与Ip大大小小相相等等,方方向向相相反反,作作用用在在同同一一条条直直线线上上。块块体体与与坡坡地地的摩擦力的大小主要与重力的垂向分力有关。的摩擦力的大小主要与重力的垂向分力有关。即即 IpKN K为摩擦系数为摩擦系数这样有这样有 TIpKNGSinK GCosKtg 因此摩擦力因此摩擦力 IpNtg但是受块体垂直坡向分力的影响,但是受块体垂直坡向
7、分力的影响,往往往往不到不到45度时摩擦力最大,这时坡地上的块体处度时摩擦力最大,这时坡地上的块体处于极限稳定状态,所以称这时的坡角为于极限稳定状态,所以称这时的坡角为临界坡临界坡度。度。临界坡度反映了块体与该坡面间摩擦力的大小和临界坡度反映了块体与该坡面间摩擦力的大小和性质,应此可将临界坡角称为块体的那摩擦角,以性质,应此可将临界坡角称为块体的那摩擦角,以表示。若用表示。若用If表示松散块体的抗滑强度,则表示松散块体的抗滑强度,则IfNtgGCostg 因此,坡地上土粒、石块等稳定的条件是:因此,坡地上土粒、石块等稳定的条件是:TIfGSinGcostgtgtg以上关系表明:坡地上块体的稳定
8、,需要以上关系表明:坡地上块体的稳定,需要下滑力小于抗滑强度,而要下滑力小于抗滑强下滑力小于抗滑强度,而要下滑力小于抗滑强度,需坡角小于坡面物质的内摩擦角。当坡角度,需坡角小于坡面物质的内摩擦角。当坡角等于内摩擦角等于内摩擦角时,块体处于极限稳定状态。因时,块体处于极限稳定状态。因此,此,又代表了块体下滑刚好起动的坡角,代表又代表了块体下滑刚好起动的坡角,代表着物质的着物质的休止角休止角。特别对那些没有粘结力的砂。特别对那些没有粘结力的砂层或松散碎屑堆积层来说,内摩擦角与休止角层或松散碎屑堆积层来说,内摩擦角与休止角是一致的。是一致的。2 2、坡地表层岩体与土体的运动、坡地表层岩体与土体的运动
9、这种情况下块体下滑需要克服两种作用力,这种情况下块体下滑需要克服两种作用力,摩擦阻力和块体的粘结力摩擦阻力和块体的粘结力C,这样块体的抗滑强度,这样块体的抗滑强度可表示为可表示为:IfNtgCA C为为粘粘结结力(力(Kg/cm2)A为块为块体与坡面的接触体与坡面的接触面面积积(cm2)C与与块块体的体的组组成物成物质质,结结构及含水量有关构及含水量有关 对于这种块体运动,块体的稳定与否取决对于这种块体运动,块体的稳定与否取决于下滑力与抗滑强度的对比关系。可定义一个于下滑力与抗滑强度的对比关系。可定义一个稳定系数稳定系数KK(Ntg+CA)/T理论上理论上K1 极限稳定状态极限稳定状态K 1
10、稳定稳定K 50岩石坡岩石坡50-60坡高坡高:松散物质:松散物质 45米米 大型崩塌大型崩塌坚硬岩石坡坚硬岩石坡 50米米 大型崩塌大型崩塌2 2、地质条件、地质条件节理、断层、地层产状、岩性等都有影响节理、断层、地层产状、岩性等都有影响3 3、气候条件、气候条件一般来说崩塌是与强烈的物理风化紧密相关一般来说崩塌是与强烈的物理风化紧密相关的,在干燥、日温差的,在干燥、日温差 及年温差较大的地区易发生及年温差较大的地区易发生崩塌,在融冻过程非常强的季节和地区,崩塌比崩塌,在融冻过程非常强的季节和地区,崩塌比较严重较严重(二)(二)触发因素触发因素暴雨、融冰化雪、爆破、地震、人工开挖坡暴雨、融冰
11、化雪、爆破、地震、人工开挖坡角等。角等。2009年年5月月18日,日,三峡库区重庆巫山三峡库区重庆巫山县龚家坊河段发生县龚家坊河段发生山体崩塌,约两万山体崩塌,约两万立方米泥石滑入长立方米泥石滑入长江江三、三、崩塌崩塌堆积地貌和结构堆积地貌和结构1、崩塌堆积地貌崩塌堆积地貌崩塌的物体在坡角地带形成的堆积体,称为崩塌的物体在坡角地带形成的堆积体,称为倒石堆倒石堆(岩屑堆)(岩屑堆)。倒石堆的坡面坡度一般较大,。倒石堆的坡面坡度一般较大,其其坡度决定于组成倒石堆碎屑物质的颗粒大小,坡度决定于组成倒石堆碎屑物质的颗粒大小,主要是颗粒的休止角。主要是颗粒的休止角。2 2、倒石堆的物质、倒石堆的物质结构
12、结构 组成物质的岩性与坡地的岩性有关组成物质的岩性与坡地的岩性有关。组成物质一般分选性极差,组成物质一般分选性极差,无无明明显显层序。层序。但因重力分选作用,堆顶物质较细,底部边缘物但因重力分选作用,堆顶物质较细,底部边缘物质较粗。质较粗。第三节滑坡及其地貌第三节滑坡及其地貌斜坡上的土体、岩体或碎屑物质在重力作斜坡上的土体、岩体或碎屑物质在重力作用下延一定的滑动面做整体下滑的现象,称为用下延一定的滑动面做整体下滑的现象,称为滑坡滑坡。三、三、滑坡滑坡的形态的形态特征特征1、滑坡体、滑坡体斜坡上向下滑动的那部分岩土体称为滑坡体。它斜坡上向下滑动的那部分岩土体称为滑坡体。它以滑动面与下伏未滑动地层
13、分开。以滑动面与下伏未滑动地层分开。(醉汉林、马刀树)(醉汉林、马刀树)2、滑动面与滑动带、滑动面与滑动带3、滑坡壁滑坡壁4、滑坡阶地滑坡阶地5、滑坡舌与滑坡鼓丘、滑坡舌与滑坡鼓丘6、滑坡洼地与滑坡湖、滑坡洼地与滑坡湖7、滑坡裂缝:、滑坡裂缝:环状拉张裂隙环状拉张裂隙 平行剪切裂隙平行剪切裂隙 前部张裂隙与挤压裂隙前部张裂隙与挤压裂隙 前部放射裂隙前部放射裂隙滑滑 坡坡 形形 态态 示示 意意 图图例例 湖北清江隔河岩水库茅坪滑坡湖北清江隔河岩水库茅坪滑坡2019-4-25,台湾高速公路,台湾高速公路南下南下3.1公里处,公里处,25日下午发生日下午发生有史以来最严重的山体滑坡。有史以来最严重
14、的山体滑坡。二、滑坡的类型、发生过程与影响因素二、滑坡的类型、发生过程与影响因素(一一)滑坡的类型滑坡的类型按组成物质分类按组成物质分类:黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑:黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑层滑坡、基岩滑坡层滑坡、基岩滑坡按滑层厚度分类按滑层厚度分类:浅层滑坡(:浅层滑坡(20米)米)按滑动面与结构之间的关系分类按滑动面与结构之间的关系分类:构造面滑坡、顺层面滑坡、不整合面滑坡构造面滑坡、顺层面滑坡、不整合面滑坡按滑动年代分类按滑动年代分类:古滑坡、老滑坡、新滑坡:古滑坡、老滑坡、新滑坡(二二)滑坡的发展阶段滑坡的发展阶段1、蠕动阶段、蠕动阶段 2、剧烈滑动阶段、剧烈滑动阶段 3、渐趋稳定阶段、
15、渐趋稳定阶段(三三)影响滑坡的因素影响滑坡的因素1、岩性:主要发生在遇水易软化的软弱地层上、岩性:主要发生在遇水易软化的软弱地层上2、构造:软弱结构造产状上倾向与坡向一致,如节理、构造:软弱结构造产状上倾向与坡向一致,如节理面,断层面,不整合面等面,断层面,不整合面等3、地貌:主要通过临空面和坡度、地貌:主要通过临空面和坡度4、气候:主要是通过降水和冰的融化、气候:主要是通过降水和冰的融化5、地下水:、地下水:6、地震与人为因素:、地震与人为因素:第四节蠕动过程及其地貌第四节蠕动过程及其地貌一、蠕动一、蠕动的概念的概念斜坡上的土体、岩体和碎屑物质在重力作用斜坡上的土体、岩体和碎屑物质在重力作用
16、下顺坡发生缓慢下移的现象称为下顺坡发生缓慢下移的现象称为蠕动蠕动。移动速度。移动速度有的仅有若干有的仅有若干mm/a有的可达几十有的可达几十cm/a。蠕动现象在温润湿热地区主要由于干湿和温蠕动现象在温润湿热地区主要由于干湿和温差变化所引起,在干旱和半干旱地区主要由温差差变化所引起,在干旱和半干旱地区主要由温差所造成,在寒冷地区主要由冻融作用和温差变化所造成,在寒冷地区主要由冻融作用和温差变化所引起。所引起。坡坡 面面 上上 的的 蠕蠕 动动 现现 象象二、二、蠕动蠕动的类型的类型1 1、松散层蠕动松散层蠕动可分两类可分两类(1 1)土溜土溜:斜坡上被水饱和的松散碎屑物质斜坡上被水饱和的松散碎屑
17、物质在重力作用下缓慢下溜的现象在重力作用下缓慢下溜的现象。(2 2)土爬土爬:斜坡上的碎屑物质由于干湿、温斜坡上的碎屑物质由于干湿、温度变化造成体积涨缩压动作用下向下缓慢移动的度变化造成体积涨缩压动作用下向下缓慢移动的现象。造成土爬的主要原因有:现象。造成土爬的主要原因有:冻融交替冻融交替 温度变化温度变化 干湿变化干湿变化。2 2、岩体蠕动岩体蠕动斜坡上的岩体在本身的重力作用下,发生十斜坡上的岩体在本身的重力作用下,发生十分缓慢的塑性变形或弹性变形。主要出现在页岩、分缓慢的塑性变形或弹性变形。主要出现在页岩、片岩、千枚岩、粘土岩等柔性岩层组成的坡地上。片岩、千枚岩、粘土岩等柔性岩层组成的坡地
18、上。岩体蠕动的特征:岩体蠕动的特征:沉积岩和变质岩分布地区,沉积岩和变质岩分布地区,可看到岩层及其风化碎屑蠕动的变形现象。岩层可看到岩层及其风化碎屑蠕动的变形现象。岩层的蠕动深度差异大,一般在的蠕动深度差异大,一般在35米,最大的可达米,最大的可达到到4050米,深度大小取决于岩性、产状和坡度米,深度大小取决于岩性、产状和坡度三个因素。岩层越软,坡度越大,蠕动深度越大。三个因素。岩层越软,坡度越大,蠕动深度越大。造成岩体蠕动的原因造成岩体蠕动的原因 在在3545 陡坡上的表层岩体,在岩石本身陡坡上的表层岩体,在岩石本身自重力的长期作用下,应力超过了岩体本身的弹自重力的长期作用下,应力超过了岩体
19、本身的弹性限度,发生了破裂变形,或由于长期受力的结性限度,发生了破裂变形,或由于长期受力的结果,发生了弹塑性变形。对于软弱岩层在自重力果,发生了弹塑性变形。对于软弱岩层在自重力作用下首先发生弧形弯曲的弹塑变形,接着出现作用下首先发生弧形弯曲的弹塑变形,接着出现拉张裂隙,最后形成向下坡的缓慢位移。拉张裂隙,最后形成向下坡的缓慢位移。蠕蠕 动动 的的 过过 程程蠕动形成的鳞片状山坡蠕动形成的鳞片状山坡第五节坡面冲刷第五节坡面冲刷坡面冲刷主要指坡地片状流水对坡坡面冲刷主要指坡地片状流水对坡面面的侵蚀的侵蚀作用。作用。一一、雨滴击溅侵蚀雨滴击溅侵蚀暴雨和雨强很大的雨滴,它们以较大的速度暴雨和雨强很大的
20、雨滴,它们以较大的速度降到地表坡地上对土粒有打击分散作用,引起土降到地表坡地上对土粒有打击分散作用,引起土粒移动。这种作用称为粒移动。这种作用称为雨滴击溅侵蚀雨滴击溅侵蚀。据计算一直径据计算一直径5mm的雨滴降落到地面的速度的雨滴降落到地面的速度为为9.5m/s,其动量为,其动量为62g.cm2/s2,如果这个动能如果这个动能的向下坡分量全部传递给的向下坡分量全部传递给10坡面上直径坡面上直径5mm的的石英砂粒,这个砂粒就可以石英砂粒,这个砂粒就可以0.61m/s的速度开始的速度开始移动。移动。雨滴击溅侵蚀作用的雨滴击溅侵蚀作用的强度在坡地各部分是不一强度在坡地各部分是不一样的。一般来说坡地上
21、部样的。一般来说坡地上部大于下部,这主要是因为大于下部,这主要是因为上部的地下水位比下部高,上部的地下水位比下部高,土粒之间的凝聚力较小,土粒之间的凝聚力较小,易被击溅,再者上部击溅易被击溅,再者上部击溅下来的物质对下部坡面也下来的物质对下部坡面也有保护作用。有保护作用。二、二、坡面坡面径流径流侵蚀侵蚀在干旱半干旱地区在干旱半干旱地区流水侵蚀是十分重要的流水侵蚀是十分重要的一种侵蚀作用。流水侵一种侵蚀作用。流水侵蚀作用在一个斜坡上作蚀作用在一个斜坡上作用的强度是变化的。根用的强度是变化的。根据强度的差异可将坡地据强度的差异可将坡地的流水侵蚀分成如下几的流水侵蚀分成如下几个带:个带:不明显不明显
22、冲刷带冲刷带:位于位于分水岭附近,水量很小,冲刷分水岭附近,水量很小,冲刷微弱。微弱。冲刷带冲刷带:位于斜坡中部,位于斜坡中部,该带除了本身接受的降水该带除了本身接受的降水外,还有上部大量的降水注入,水流聚集在相对低洼处,外,还有上部大量的降水注入,水流聚集在相对低洼处,形成有固定流路的水流,侵蚀作用增强。形成有固定流路的水流,侵蚀作用增强。淤积淤积带带:位于坡麓地带,位于坡麓地带,该带尽管因上部大量降水该带尽管因上部大量降水的汇入,水量增大,但上部各带侵蚀形成的物质也随之的汇入,水量增大,但上部各带侵蚀形成的物质也随之进入,到了该带由于坡度降低,水流中负载的含量达到进入,到了该带由于坡度降低
23、,水流中负载的含量达到了饱和,大量的物质堆积下来,形成堆积带。了饱和,大量的物质堆积下来,形成堆积带。三、坡面流三、坡面流一般来说,影响流水侵蚀的因素主要有坡长一般来说,影响流水侵蚀的因素主要有坡长L,坡度坡度I,坡面面积,坡面面积M,植被状况,地下水位高低等。,植被状况,地下水位高低等。但最重要的还是前三个因素。据野外观测所得的经但最重要的还是前三个因素。据野外观测所得的经验公式,坡面流水侵蚀作用的侵蚀量验公式,坡面流水侵蚀作用的侵蚀量W与与L,I,M有有如下关系:如下关系:W=AI0.75L0.5M1.5A为比例系数为比例系数侵蚀面与坡度的关系:一般理解侵蚀面与坡度的关系:一般理解I越大越
24、大W越大越大最大侵蚀的坡度最大侵蚀的坡度 4050四、坡积物四、坡积物坡麓地坡麓地带带由片状水流堆由片状水流堆积积下来的松散沉下来的松散沉积积物物称坡称坡积积物,它构成的地貌叫物,它构成的地貌叫坡积裙坡积裙,坡,坡积积物有如物有如下几个特征:下几个特征:1、磨磨圆圆度与分度与分选选性差。性差。2、自裙自裙顶顶至前至前缘缘,物,物质质由粗由粗变细变细。3、在垂直方向上有在垂直方向上有层层理。理。4、岩性岩性较单较单一。一。坡积裙坡积裙 第六节第六节坡地发育坡地发育过过程程坡度坡度运运动动速度速度对对水分的要求水分的要求地貌形地貌形态态分布地区分布地区剥剥蚀蚀堆堆积积崩塌崩塌60-705-200m
25、/s可可以以没没有有水水,水促水促进进运运动动崩塌壁崩塌壁 倒石堆倒石堆可可发发生生在在种种类类地地区区,非非地地带带性性过过程程,在在物物理理风风化化强强地区地区强强撒落撒落30-70较较快快对对水水无无严严格格要要求求撒落坡撒落坡小小 型型 倒倒石堆石堆非非地地带带性性过过程程,在在物物理理风风化化过过程程强强的地区明的地区明显显错错落落35快快可以没水可以没水错错落壁落壁 错错落体落体 非地非地带带性性类类型型滑坡滑坡20较较快快,快快时时几到几十几到几十m/s需要水且需要水且较较多多 滑坡壁滑坡壁 滑坡体滑坡体非非地地带带性性,在在半半干干旱旱及及暴暴雨集中的地区雨集中的地区较较多多土
26、溜土溜3-5几几-几十几十cm/y要要求求适适当当的的水水分分土溜体土溜体地地带带性性,热热带带水水分分很很多多的的地区和寒冷地区地区和寒冷地区土爬土爬10-15几几-几几 十十mm/y要求一定的水要求一定的水 蠕蠕动动坡坡地地带带性性,一一般般在在寒寒冷冷地地区区和半干旱地区和半干旱地区岩岩 体体 蠕蠕动动35慢慢无无严严格要求格要求蠕蠕 动动 岩岩体体非地非地带带性性过过程程坡坡 面面 冲冲刷刷2,40-50最最强强速速度度在在不不同同带带有有变变化化要求有水要求有水冲刷坡冲刷坡 坡坡积积裙裙非非地地带带性性过过程程,在在降降水水集集中的地区中的地区强强烈烈一、坡面过程特征概况一、坡面过程
27、特征概况二、二、坡地发育坡地发育模式模式(一)(一)DavisDavis的模式的模式在戴维斯看来,坡地地貌的发育是从一个比在戴维斯看来,坡地地貌的发育是从一个比较平坦的地面开始的,这个初始的平坦地面称为较平坦的地面开始的,这个初始的平坦地面称为始准平原始准平原。始准平原始准平原由于地壳的加速抬升,在极短的时间由于地壳的加速抬升,在极短的时间内被抬升到一个较高的高度,这时原来始准平原上内被抬升到一个较高的高度,这时原来始准平原上的河流开始强烈下切,形成河流沟谷,沟谷的斜坡的河流开始强烈下切,形成河流沟谷,沟谷的斜坡与始准平原平面有一个明显的坡折,坡地的发育与始准平原平面有一个明显的坡折,坡地的发
28、育就就是从沟谷的斜坡开始的。是从沟谷的斜坡开始的。在在沟沟谷谷和和河河流流的的斜斜坡坡上上,由由于于风风化化作作用用等等因因素素的的影影响响,在在坡坡面面片片状状水水流流的的作作用用下下,坡坡地地上上部部成成凸凸形形,坡坡面面下下部部成成凹凹形形,整整个个坡坡地地剖剖面面是凸凹形坡。是凸凹形坡。如如在在构构造造稳稳定定的的条条件件下下,这这种种坡坡度度剖剖面面的的演演化化将将主主要要在在风风化化和和片片流流侵侵蚀蚀作作用用下下,使使坡坡地地上上部部的的凸凸形形坡坡不不断断降降低低,最最终终形形成成准准平平原原,在在准准平平原原上上残残留留的的一一些些较较缓缓山山丘丘称称残残丘丘。因因为为该该理
29、理论论是是以以坡坡地地被被侵侵蚀变低为特征的,故又被称为蚀变低为特征的,故又被称为蚀低理论蚀低理论。(二)(二)W.PenckW.Penck的模式的模式 W.Penck的的坡坡地地发发育育模模式式是是以以构构造造活活动动和和外外力力侵侵蚀蚀之之间间关关系系的的对对比比为为出出发发点点的的。在在他他看看来来构构造活动和外力侵蚀的关系可分为三种:造活动和外力侵蚀的关系可分为三种:构造抬升小于外力侵蚀,即构造相对稳定条构造抬升小于外力侵蚀,即构造相对稳定条件下,件下,形成形成凹形坡凹形坡。构造上升与外力侵蚀相等,并且上升是均速构造上升与外力侵蚀相等,并且上升是均速的,形成直形坡的,形成直形坡。构造上
30、升大于外力侵蚀速度,并且上升是加构造上升大于外力侵蚀速度,并且上升是加速的,形成凸形坡速的,形成凸形坡。W.Penck认认为为,在在地地貌貌旋旋回回这这样样长长的的地地质质时时期期内内,分分水水岭岭和和主主谷谷不不可可能能均均匀匀降降低低,当当主主谷谷谷谷底底接接近近均均衡衡剖剖面面,下下切切作作用用趋趋于于停停顿顿之之后后,山山坡坡将将以以一一个个固固定定的的角角度度平平行行后后退退;后后退退过过程程中中上上段段坡坡面面始始终终与与原原始始坡坡面面平平行行,呈呈直直线线形形坡坡,而而下下段段坡坡面面则则逐逐渐渐变变缓缓,并并在在山山前前形形成成山山足足剥剥蚀蚀面面。这这种种学学说说认认为为山
31、山坡平行后退,故称坡平行后退,故称山坡蚀退说。山坡蚀退说。(三)(三)C.L.KingC.L.King的模式的模式King的的模模式式是是对对Penck理理论论第第一一种种情情形形的的发发挥挥,即即构构造造相相对对稳稳定定条条件件下下,形形成成凹凹形形坡坡,最最后形成山麓剥蚀平原后形成山麓剥蚀平原。(三)(三)M.A.CarsonM.A.Carson等的观点等的观点地球上大部分坡地都可被分为三部分:上部凸形地球上大部分坡地都可被分为三部分:上部凸形坡,下部凹形坡以及位于两者之间的坡地主体部分称坡,下部凹形坡以及位于两者之间的坡地主体部分称为主坡。主坡的形成可以是简单的也可是由多个单元为主坡。主
32、坡的形成可以是简单的也可是由多个单元复合起来的。复合起来的。凸形坡是由于风化,蠕动和降雨击溅的综合作用凸形坡是由于风化,蠕动和降雨击溅的综合作用下形成的下形成的。凹形坡是由坡面冲刷和溶解引起的谷坡后退而产凹形坡是由坡面冲刷和溶解引起的谷坡后退而产生的生的。坡地的发育主要不是取决于上两个部分,而是坡地的发育主要不是取决于上两个部分,而是取决于主坡的演化。主坡的发育可能主要通过下述取决于主坡的演化。主坡的发育可能主要通过下述三种方式完成:三种方式完成:主坡后退主坡后退主坡变缓主坡变缓主坡变短主坡变短各种气候条件下,风化,片状水流作用和影响各种气候条件下,风化,片状水流作用和影响坡地变化的因素不同,
33、故各种气候条件下,主坡的坡地变化的因素不同,故各种气候条件下,主坡的变化方式也是不一样的。变化方式也是不一样的。在在干干旱旱半半干干旱旱条条件件下下,特特别别是是半半干干旱旱条条件件下下,植植被被稀稀少少,物物质质疏疏松松,坡坡面面冲冲刷刷强强烈烈。主主坡坡以以后后退退为为主主,缩缩短短和和变变缓缓较较弱弱,形形成成的的坡坡地地凹凹形形较明显。较明显。在在温温湿湿地地区区,由由于于植植被被条条件件较较好好,表表面面冲冲刷刷较较弱弱,坡坡面面过过程程主主要要是是蠕蠕动动和和雨雨滴滴的的击击溅溅引引起起的的,它它们们的的作作用用主主要要是是使使主主坡坡缩缩短短和和变变缓缓,主主坡坡的的后后退退比比
34、较较次次要要,因因此此坡坡地地较较多多的的以以凸凸形形坡坡的的形形式式发发育。育。第七节夷平面第七节夷平面一、夷平面的概念与成因一、夷平面的概念与成因横横切切一一切切时代代形形成成的的地地层与与构构造造的的,由由剥剥蚀夷平作用形成的平坦地形称夷平作用形成的平坦地形称夷平面夷平面夷夷平平面面的的形形成成需需要要一一个个基基本本条条件件,这就就是是地地壳壳运运动要要有有一一个个相相当当长的的相相对稳定定时期期,所所谓地地壳壳运运动相相对稳定定,是是指指一一个个地地区区的的构构造造上上升升速速率要小于外力作用的剥率要小于外力作用的剥蚀速率。速率。相当长的时期有多长?这取决于剥蚀作用对地相当长的时期有
35、多长?这取决于剥蚀作用对地表的夷平强度,一把来说剥蚀作用强度大的地区需表的夷平强度,一把来说剥蚀作用强度大的地区需要的时间较短,而剥蚀作用弱的地区所需的时间较要的时间较短,而剥蚀作用弱的地区所需的时间较长。长。Schumm.S.A 根据现代地表的平均剥蚀速度计根据现代地表的平均剥蚀速度计算,在不出现均衡调整的条件下,剥蚀掉算,在不出现均衡调整的条件下,剥蚀掉1500m厚厚的岩石,大约需要的岩石,大约需要300万年到万年到1亿亿1千万年的时间。千万年的时间。至于各种不同气候条件下地表的剥蚀速率怎样?剥至于各种不同气候条件下地表的剥蚀速率怎样?剥蚀一定的地表需要多长时间,仍需深入研究。蚀一定的地表
36、需要多长时间,仍需深入研究。不不同同气气候候条条件件下下,坡坡地地发发育育的的模模式式是是不不同同的的,在在湿湿润润地地区区地地表表坡坡地地的的演演化化是是以以蚀蚀低低为为特特征征的的,即即最最后后形形成成准准平平原原。而而在在半半干干旱旱的的温温带带与与亚亚热热带带地地区区,坡坡地地的的发发育育是是以以蚀蚀退退的的方方式式进进行行的的,即即后后退退形形成成山山麓麓剥剥蚀蚀面面。不不管管是是山山麓麓剥剥蚀蚀面面还还是是准准平平原,它们都是夷平面的形成形式。原,它们都是夷平面的形成形式。地地球球上上的的气气候候是是变变化化的的,根根据据研研究究第第三三纪纪时时的的全全球球平平均均气气温温要要比比
37、现现在在高高出出十十几几到到二二十十度度。第第三三纪纪时时的的亚亚热热带带一一直直可可以以展展布布到到现现在在的的寒寒带带地地区区。气气候候带带的的变变化化造造成成一一个个地地区区的的外外力力作作用用方方式式可可以以发发生生变变化化。因因此此,无无论论从从夷夷平平面面的的形形成成方方式式上上还还是是从从一一个个夷夷平平面面的的形形成成上上都都说说明明,夷夷平平面面的的成成形形是多成因的。是多成因的。二、夷平面的形成时代二、夷平面的形成时代构造运构造运动动是有旋迴性的,即构造相是有旋迴性的,即构造相对稳对稳定的定的时时间间与构造相与构造相对对活活动时动时期是交替出期是交替出现现的。构造活的。构造
38、活动动的的旋迴性将造成多旋迴性将造成多级级夷平面的形成。夷平面的形成。现现在的构造地在的构造地质质学学说说研究表明,新生代期研究表明,新生代期间发间发生的喜生的喜马马拉雅运拉雅运动动可可以划分以划分为为以下几个构造活以下几个构造活动时动时期:期:喜马拉雅运动第一幕喜马拉雅运动第一幕 始新世早中期始新世早中期喜马拉雅运动第二幕喜马拉雅运动第二幕 中新世初中新世初喜马拉雅运动第三幕喜马拉雅运动第三幕 第三纪末第四纪初第三纪末第四纪初与此相对应,中国的夷平面可以分为两级夷平面:与此相对应,中国的夷平面可以分为两级夷平面:形成时代形成时代 华北地区华北地区 青海高原青海高原 长江中下游地区长江中下游地
39、区E2-E3 北台期夷平面北台期夷平面 山顶面山顶面 山系期山系期 N1-N2 唐县期夷平面唐县期夷平面 盆地面盆地面 鄂西期鄂西期 夷平面形成时代的确定方法:夷平面形成时代的确定方法:年界法年界法 相关沉积法相关沉积法 残留残留风风化壳法化壳法 三、夷平面的变形三、夷平面的变形夷夷平平面面形形成成以以后后,受受后后期期的的构构造造活活动动的的影影响响,经经常常发发生生变变形形和和变变位位,这这为为研研究究夷夷平平面面形形成成以以后后的的构构造造活活动动性性质质,强强度度提提供供了了依依据据。夷夷平平面面的的变变形形常常见的有以下四种类型。见的有以下四种类型。1、断裂变形断裂变形2、拗曲变形与断裂变形拗曲变形与断裂变形3、掀斜上升与断裂掀斜上升与断裂变变形形 复复习习与思考与思考一、名一、名词词解解释释崩塌;滑坡;蠕动;坡积裙;山麓剥蚀面;岛状山;准平崩塌;滑坡;蠕动;坡积裙;山麓剥蚀面;岛状山;准平原原二、思考二、思考题题1.简简述崩塌形成的条件和地貌特征。述崩塌形成的条件和地貌特征。2.从滑坡形成的力学机制(从滑坡形成的力学机制(图图示)和条件及示)和条件及类类型出型出发发,谈谈谈应谈应如何治理滑坡?如何治理滑坡?3.简简述坡述坡积积裙的裙的结结构特征构特征4.图图示并示并对对比彭克坡地比彭克坡地发发育模式和戴育模式和戴维维斯坡地斯坡地发发育模式育模式
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