坡地发育与重力地貌

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1、第四章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焦点。这不仅是因为坡地占据80％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，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要的意义。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。第一节　坡地的概念与分类一、坡地的概念坡度大于2°的地面称为坡地。坡面地貌过程一般都有重力参与，据研究，坡度小于2°的斜面上的物质，尽管有重

2、力的坡向分量，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2°时，重力的坡向分量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：坡度　坡长　坡形坡度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，对于物质的运动速度和运动方式有重要决定意义。坡长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。坡形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，坡面侵蚀与运动的关系

3、有重要意义。二、坡地的分类坡地占据着地球上80％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。不同的生产目的和研究目的，决定了坡地有许多分类方法。1、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）来划分坡地的类型。它包括如下几类划分：①根据坡度划分：极陡坡>35°35°是坡地上松散物质的休止角陡坡15°-35°15°以下的坡地坡面侵蚀减弱缓坡5°-15°5°以下的坡地坡面侵蚀基本停止或极弱极缓坡2°－5°②根据坡长划分：长坡>500m中坡50-500m短坡<50m划分依据是，大于500m的长度和小于50m的长度均不利于

4、坡面侵蚀③根据坡形划分：直线坡　凸形坡　凹形坡　复合坡2、坡地成因分类地球上的任何地貌都是内外营力相互作用的结果，因此根据坡地的成因，将其分为：①内力成因坡坡地主要由地壳的构造运动，岩浆作用和地震活动造成，如断层坡，火山坡，地震坡等。②外力成因坡由外力作用为主形成的坡地。根据作用于坡地上的外力过程类型，可将其再分为：流水作用的坡、湖水作用的坡、波浪作用的坡、冰川作用的坡、风沙作用的坡、寒冻作用的坡、………………各种外力在形成坡地上的作用主要有两类作用：侵蚀和堆积，根据坡地形成的方式，可将其分为：侵蚀坡：由外力侵蚀作用形成堆积坡：由外力堆积

5、作用形成3、坡地组成物质分类根据组成坡地的物质类型可将其分为：基岩坡　碎屑坡　土坡不同的坡地物质有着不同的结构和性质，它们对坡地的稳定性有重要意义。如在干燥的坡地上，粘土的凝聚力较强，在较大的坡度上仍较稳定，而砾石的凝聚力较小，只有在较小的坡地上才稳定。4、坡地的工程稳定分类根据坡地的稳定性可分为：稳定坡　不稳定坡不同的工程对坡体的稳定性有不同的要求，故确定稳定坡的指标也不一样。一般工程上用稳定系数来衡量坡地的稳定性。稳定系数K＝抗滑坡度/下滑力，理论上K>1坡地稳定，K<1坡地不稳定。但为了工程的安全，对一般的工程来说：确定K≥2-3为

6、稳定坡。三、坡面上的地貌过程与块体运动的力学分析坡面上进行的物质和能量转换，使坡地形态不断变化的过程称为坡面过程。前面提到坡度大于2°时重力对物质运动的影响占据了较重要的位置，因而在重力作用下的各种块体运动是坡面过程的主要形式之一。此外，坡地还接受大气降水，降水时形成的水流冲刷，土壤水作用等对坡地的演化也有重要意义。坡地上块体运动的力学机制：坡地上的块体运动主要有两种形式，一是位于坡面上的松散土粒和岩屑的移动，二是坡地表层一定软弱面上的土体、岩体的移动。1、坡面上土粒、岩屑的运动坡面上的岩屑主要受三个力的作用：重力G摩擦力Ip支撑力FG可

7、分解为垂直于坡地的分力N和平行于坡面的下滑力T。块体在坡地上能否发生运动取决于与Ip的对比关系，若T>Ip块体发生位移，反之则稳定。根据力的分解法则T＝GSinθθ为坡角N＝Gcosθ在坡地块体处于静止的情况下，T与Ip大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。块体与坡地的摩擦力的大小主要与重力的垂向分力有关。即Ip＝KNK为摩擦系数这样有T＝Ip＝KNGSinθ＝KGCosθK＝tgθ因此摩擦力Ip＝Ntgθ但是受块体垂直坡向分力的影响，θ往往不到45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临界坡度。临界坡度反

8、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ϕ表示。若用If表示松散块体的抗滑强度，则If＝Ntgϕ＝GCosθtgϕ因此，坡地上土粒、石块等稳定的条件是：T≤