[科普中国]-沙粒蠕动

简介

风吹沙动是近地层中常见的一种自然现象。地表上的裸露沙粒在风力，外来冲击等因素的作用下起跃后，在空中不断加速，又在重力的作用下回落，最终通过冲击地面把从风场中获得的动量传递到地表，同时发生反弹或溅起其他地表颗粒进而形成大规模的风沙流运动。沙粒蠕动简单来说是指沙粒在外力作用下缓慢移动。沙粒蠕动可能出现两种现象：地表沙漠化和蠕动型滑坡。在建筑工程中，一般研究怎么防止和减少沙粒蠕动引起蠕动型滑坡危害。

蠕动又称潜移、潜动。地学上指地表土石层在重力作用下长期缓慢向下移动的一种现象。其移动体与基座之间无明显界面，无论形变量与移动量均属渐变过渡关系。蠕动速率每年不超过数毫米至数厘米。地震地质工作者将一种断层滑动速度相当小、不会产生地震的滑动称为蠕动或蠕滑。蠕动速度极为缓慢，每年仅几毫米至数厘米。蠕动体和不动体之间不存在明显的滑动面或界面，两者间的形变量和蠕动量是渐变过渡的。坡地蠕动主要发生在15°-35°的坡地上。蠕动的发生主要取决于蠕动体的重力和岩土体的内在因素，而地下水则起了润滑剂的作用，促使斜坡表面岩土体蠕移。根据蠕动的规模和岩土体性质，可将蠕动划分为两大类型：

松散层蠕动，指斜坡上的岩石松散碎屑或表层土体由于干湿度、冷热温差而引起体积的涨缩，并在重力作用下顺坡向下发生极其缓慢的蠕动的现象。亦称岩屑蠕动。发生松散层蠕动的基本因素是较强有力的温差和干湿变化、一定的黏土含量和一定的地面坡度。

岩层蠕动，指斜坡上的岩体在自重的长期作用下，发生岩层向临空面的十分缓慢的由松弛、张裂、弯曲直至倒转的变形现象。引起岩层蠕动的主要是在湿热地区由于干湿和温差变化造成，在寒冷地区是由冻融作用所致。另外，山地地区的坡面物质的运动常有发生，一旦发生快速的、大规模式的块体运动时也会有很大的破坏性。

蠕动型滑坡滑坡是指斜坡上的岩体或王体，在重力作用下，沿着软弱面或软弱带整体地或分散地顺坡向下滑动的变形过程与现象。滑坡按照滑动速度可从分为：蠕动型滑坡、慢速滑坡、中速滑坡和高速滑坡。蠕动型滑坡是只能通过仪器观测才能发现，而仅凭人类肉眼难以看见其运动的滑坡。软岩坡体中常发生蠕动型滑坡，此类滑坡活动强度低微，以造成建筑物开裂和一些工程被迫停止等非惨重灾难性的破坏为主。蠕动型滑坡有涉及范围广、发生规模大、危害时间长等恃点，其发生一般要经历漫长的发展演化过程，其中伴随着大量可监测获取的物理信息。 由于蠕动型滑坡自身机理的复杂性、各种诱发因素作用的多样性、不同地质条件下的特殊性，妇动型滑坡的特点表现为：独立性。每个滑坡都是独特的，从发生的机理到诱发因素，再到地质条件都是特殊的个体，因而需要根据每个滑坡的特点分别分析对待。不具备实验性。对于一个存在、潜在的蠕动型滑坡体，滑坡的演化过程等分析不具备进行实验研究的可能性。实际工程中蠕动型滑坡演化过程的独特性和不具备可实验性，不可能通过实验而得到结论。蠕动型滑坡可以分为渐变型、突发型、稳定型。渐变型滑坡主要发生在松散±质斜坡或滑动条件不好、具有显著时效变形特征的岩质斜坡。这类滑坡的孕育和发展演化一般需要经历长时间的变形和应变能的积累，其滑动面需要经过长时间的孕育才能逐渐形成。渐变型滑坡从开始出现变形到最终失稳破坏，一般会经历初始变形、等速变形、加速变形三个阶段。突发型滑坡从出现变形到最终的失稳破坏所经历的时间一般比渐变型滑坡短很多，往往持续数天至数月，甚至仅仅数分钟。该类型滑坡发生前总位移量一般小于渐变型滑坡，但其滑前速率不一定小于渐变型滑坡1。