斜坡重力作用

介紹

斜坡重力作用發(fā)生原因主要營(yíng)力是重力，并不一定需要其他外營(yíng)力參與，故稱斜坡重力作用。因?yàn)槭且詭r土塊體方式運(yùn)動(dòng)，故又稱為塊體運(yùn)動(dòng)或塊體坡移。地球表面無論是陸上或水下都有起伏不平的地形,斜坡分布廣泛,如山坡、谷坡、海岸、湖岸斜坡、海水下的大陸架和大陸坡。斜坡重力作用在這些斜坡上都可發(fā)生。其結(jié)果使斜坡后退，坡高、坡度減小，產(chǎn)生大量巖土塊、巖屑和土粒,供流水等其他外營(yíng)力剝蝕和搬運(yùn)。所以,斜坡重力作用是地表外動(dòng)力剝蝕夷平作用的一個(gè)重要組成部分。這種作用常常危害交通線路，水利水電設(shè)施或工業(yè)民用建筑，規(guī)模大的甚至掩埋村鎮(zhèn)，造成人員傷亡，成為一種地質(zhì)災(zāi)害。

促使斜坡上巖、土塊體順坡下移的力是巖、土塊體自身重力平行于斜坡的切向分力,可用 Gsinα表示（見圖）。其中G為重力；α為斜坡坡角。使巖、土塊體保持于斜坡上不致下移的力是摩擦力，它等于巖、土塊體自身重力垂直于斜坡面的法向分力(Gcosα)與摩擦系數(shù)(f)之積，即fGcosα。如fGcosα大于Gsinα，則巖、土塊體在斜坡上保持穩(wěn)定不動(dòng)；兩者相等則處于極限平衡狀態(tài)；一旦Gsinα超過fGcosα，則巖、土體即產(chǎn)生順坡向下運(yùn)動(dòng)。

斜坡坡角增大，則Gsinα增大而后者減小，即促進(jìn)巖、土塊體順坡向下運(yùn)動(dòng)。因此流水或波浪侵蝕谷坡或海、湖岸坡坡腳或人工開挖坡腳，使坡角變陡，常可誘發(fā)斜坡上巖、土塊體下滑或崩落。如f值減小,則fGcosα減小，也可促進(jìn)巖、土體下移。風(fēng)化作用和水對(duì)巖、土體的浸潤(rùn)軟化作用均可減小f值,所以也可誘發(fā)巖、土體順坡下移。地震加速度引起的瞬時(shí)慣性力也可使Gsinα加大，fGcosα減小,所以強(qiáng)烈地震常伴有大量巖、土塊體的順坡向下快速運(yùn)動(dòng)，造成地震災(zāi)害。1933年四川迭溪地震，岷江河谷斜坡的巖體大規(guī)模滑入岷江之中，古城迭溪?dú)в谝坏?。流水侵蝕、降雨、地震、人工開挖坡腳及坡頂加載等是斜坡重力作用的重要誘發(fā)因素。

根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式和速度,以及參與運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)屬性,可將斜坡上的重力作用分為崩落作用、滑動(dòng)作用、流動(dòng)作用和蠕動(dòng)作用。前三者運(yùn)動(dòng)速度都較大，容易察覺；后者運(yùn)動(dòng)速度很小，以致難于察覺，故也稱潛移作用。

崩落作用　陡峻斜坡上的巖塊或巖體，主要由于受張力在不產(chǎn)生剪切位移的情況下突然脫落，如自由落體一樣從空氣中墜落或沿坡跳躍、滾動(dòng)，快速(5～200米/秒）向坡下運(yùn)動(dòng)，最終堆積于坡腳的整個(gè)過程。工程上稱為崩塌。多發(fā)生在坡度大于45°的高陡巖質(zhì)斜坡上。高寒或干旱氣候區(qū)，物理風(fēng)化強(qiáng)烈，最易發(fā)生崩塌。其中規(guī)模極大的一般稱為山崩。如1980年湖北遠(yuǎn)安鹽池河山崩，崩落巖石體積達(dá)幾百萬至數(shù)千萬立方米。規(guī)模極小的只有個(gè)別塊巖石墜落則稱墜石。翻落、墜落的巖塊在順坡向下跳動(dòng)、滾動(dòng)過程中，與斜坡巖體碰撞，并碎成大大小小的巖塊和碎石，最終堆積于平緩坡腳，成為崩積物。其外形為半錐形體，稱倒石堆。倒石堆坡度一般為30°～35°。大石塊慣性大，多集中于下部，向上逐漸變細(xì)。碎屑多有棱角。

滑動(dòng)作用　陸上或水下斜坡上的松散土體或軟弱巖體，沿一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)面產(chǎn)生剪切位移，呈單個(gè)或多個(gè)塊體向下滑移的過程?；率腔瑒?dòng)作用的典型產(chǎn)物?；碌囊?guī)模和滑動(dòng)速度變化范圍很大，一般其規(guī)模較崩塌大，速度較崩塌小。規(guī)模巨大的滑坡常為高速，且滑落后往往碎裂解體轉(zhuǎn)化為碎屑流動(dòng)。如灑勒山滑坡，從滑動(dòng)到停止僅一分鐘，前緣竟向前推進(jìn) 900米。水下滑動(dòng)作用可在坡度很緩的大陸架上發(fā)生，且往往規(guī)模巨大。這是因?yàn)榻诳焖俣逊e的泥質(zhì)和粉、細(xì)砂質(zhì)沉積物極其疏松，有時(shí)還有氣體，抗剪強(qiáng)度很低，稍有振動(dòng)和擾動(dòng)即可大規(guī)?；瑒?dòng)?；瑒?dòng)后可轉(zhuǎn)化為濁流(見濁積巖)，向前推進(jìn)很遠(yuǎn),通過大陸斜坡在深海盆地邊緣沉積下來,成為濁流沉積物，有些則形成濁積扇。

流動(dòng)作用　各種含水量的塊石、碎石、土?；蛩鼈兊幕旌衔?，以各種不同速度順坡向下流動(dòng)的過程。此類作用常由高陡坡上發(fā)生的大型崩塌、滑坡碎裂解體轉(zhuǎn)化而來，即不含水的巖石碎塊碎屑，通過相互碰撞傳遞動(dòng)量，產(chǎn)生類似流動(dòng)的高速連續(xù)運(yùn)動(dòng)。由粘土及粉沙組成的滑動(dòng)土體，如含水量達(dá)30%，在滑動(dòng)中即可轉(zhuǎn)化為粘稠流體順坡流動(dòng),稱為泥流。在寒冷地區(qū),當(dāng)凍結(jié)層表層融化而下層未融化時(shí)，表層融解土即因飽水而順坡下流，稱為融凍泥流。如大量融雪水或降水?dāng)y帶大量泥、沙、石塊快速順坡向下流動(dòng)即形成泥石流。

蠕動(dòng)作用　斜坡上的碎屑物、表土層或軟弱巖體，在重力作用下的長(zhǎng)期緩慢蠕動(dòng)過程。其速度每年只幾毫米至幾厘米。水的浸潤(rùn)作用、凍結(jié)和融化，濕漲和干縮都可促進(jìn)蠕動(dòng)作用的產(chǎn)生。

參考書目

李叔達(dá)主編：《動(dòng)力地質(zhì)學(xué)原理》，地質(zhì)出版社，北京，1983。

斜坡蠕動(dòng)變形是地應(yīng)力、重力等自然營(yíng)力長(zhǎng)期作用的結(jié)果。

利用重力分級(jí)法分離米糙

谷糙重力分級(jí)篩最初在工廠只是被應(yīng)用在谷糙分離工序，它代替了傳統(tǒng)的谷糙平轉(zhuǎn)分離篩，實(shí)踐當(dāng)中起到了相當(dāng)明顯的谷糙分離效果。我們研究發(fā)現(xiàn)稻谷、米粒的顆粒大小以及重量之間存在差異，當(dāng)工作面有一定斜度的情況下上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，顆粒之間相互產(chǎn)生摩擦力，這樣就可以把谷糙或大米非常顯著地分成幾層(上層：糙米；下層：稻谷?；蛏蠈樱核槊?；中層：整米和碎米混合體；下層：所需整齊度的米，即成米)為此，我們大膽嘗試，對(duì)用于谷糙分離的重力分級(jí)篩進(jìn)行了改進(jìn)，建立了白米分級(jí)中的重力分級(jí)法。改進(jìn)后的白米重力分級(jí)篩(見圖1)通過江蘇省興化市8家出口大米加工企業(yè)應(yīng)用，反映很好。不僅提高了生產(chǎn)量，保證了整齊度的準(zhǔn)確、穩(wěn)定、一致，大大降低了包間差，而且，碎米中含的整米顯著減少，極大地降低了損耗，經(jīng)濟(jì)效益也顯著提高 。2100433B