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論文中文名稱:砂頁岩層面浸水引致強度弱化與警戒管理值之探討 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Study on Strength Reduction of Sand-Shale Due to Soaking and Warning Management Values [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
出版年度:97
中文姓名:林建華
英文姓名:Chien-Hua Lin
研究生學號:95428038
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2008-07-19
論文頁數:142
指導教授中文名:陳水龍
口試委員中文名:張國楨;陳卓然
中文關鍵詞:砂頁岩層面平均絕對誤差率剪力強度折減量
英文關鍵詞:Sand-Shale LayerMean Absolute Percentage of ErrorShear StrengthReduction
論文中文摘要:山坡地約佔全台灣面積的四分之三,而西部麓山帶地質區為砂頁岩層面者佔相當大的比例。砂頁岩層面浸水,其強度易弱化進而改變其工程性質,每當降雨即易造成層面之剪力強度減低,許多地層之滑動面常發生在砂岩與頁岩之層面上。如何災前探求可能災變區域,並進行監控及整治,以減少傷亡損失,便成為災害防治的重要課題。
依據過去九份地區整體坡地滑動評估成果,發現降雨對現地之土壤強度的弱化影響顯著,地層皆沿著砂頁岩層面上滑動,可知水對砂頁岩層面有潤滑作用。因此,本研究以數值軟體PLAXIS進行邊坡穩定分析,由滑動點位移量之計算值與量測值進行比對,以平均絕對誤差率為評估標準,最後選用等比例剪力強度折減方式,建立降雨量與剪力強度之關係模式。藉由降雨量反算土壤強度的折減量,再由折減量推算現地位移量,同時以平均絕對誤差率為評估標準,與監測資料進行比對。經由模擬整體邊坡到破壞值時,以折減破壞值為管理值之制訂標準,提出一套適用於九份地區的警戒管理值。
論文英文摘要:Slopes account for 3 quarters of the entire Taiwan. Most of the western hills are geologically covered in sand-shale layers. When soaked in water, the strength of sand-shale layers tends to drop and their engineering properties become different. The shear strength of the layers reduces whenever there is rainfall. The sliding surface of many landslides occurs at sandstone and shale layers. It has become a critical issue for disaster prevent to investigate potential disaster areas before disasters happen, and start appropriate monitoring and remediation in order to minimize possible casualty.
According to the results of overall landslide evaluation at Chioufen area in the past, it is found that rainfall has significant weakening effects on local soil strength, and the ground slides along the sand-shale layer. It is clear that water serves as lubricant between sand-shale layers. Therefore, the numeric software PLAXIS is introduced for slop stability analysis. The calculated and measured values of displacement at sliding point are compared with mean absolute percentage of error as criteria of evaluation. Finally, the shear strength reduction of equal proportion is chosen to establish the relationship between rainfall and shear strength. From rainfall, the reduction of soil strength is calculated, and in turn the on-site displacement, which is compared with monitoring data with mean absolute percentage of error as criteria of evaluation. A complete set of warning management values specifically for Chioufen is established with the reduction of failure as the criteria for management values when the overall simulation of slope stability reaches the failure threshold.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究方法 2
1.4研究內容 2
第二章 文獻回顧 3
2.1台灣山坡地之特性 3
2.2砂頁岩坡地崩坍之原因 3
2.3含水量對礦物摩擦力之影響 7
2.4含水量對岩石材料力學性質之影響 9
2.5岩石材料浸水弱化之數值分析 16
2.5.1九份地區崩塌地之數值分析 16
2.5.2林肯大郡崩塌地之數值分析 19
2.6坡地預警系統之相關文獻建議管理值 23
第三章 砂頁岩邊坡滑動之調查與監測 30
3.1地理與交通位置 30
3.2土地使用概況 31
3.3地形與地質 33
3.4氣候 33
3.5地滑區之調查與監測 34
3.5.1監測方法 36
3.5.2台陽停車場及其下方邊坡 41
3.5.3台陽停車場至九份國小之間的監測 51
3.5.4九份國小及其周圍之監測 62
第四章 砂頁岩邊坡之數值模擬 74
4.1有限元素法之理論背景 74
4.1.1有限元素法之優點 74
4.1.2有限元素法之限制 75
4.1.3有限元素法之土壤組合律 75
4.1.4有限元素軟體之材料參數介紹 83
4.1.5有限元素軟體於邊坡穩定分析之應用 84
4.2降雨對邊坡穩定性的影響 89
4.3數值模擬 91
4.3.1砂頁岩層面浸水弱化之模擬 91
4.3.2分析結果與討論 134
4.3.3建議採用之管理標準值 136
第五章 結論與建議 138
5.1 結論 138
5.2 建議 139
參考文獻 140
論文參考文獻:[1] Brinkgreve,R. B. J., “PLAXIS manual”,1998.
[2] Google 地球網站http://earth.google.com/
[3] Hoek,E. & Bray,J. W., “Rock Slope Engineering”, Revised 3rd Edition ,1981.
[4] Horn, H. M. and Deere, D. U., “Frictional Characteristics of Minerals, ” Geotechnique, Vol.12, No.4, P.319-335, 1962.
[5] Lewis,C.D, “Industrial and Business Forecasting Method, ” Butterworths Scientific, London, 1982.
[6] Lin, M. L. and Hung, J. J., “The Influence of Moisture Content on Mechanical Properties of some Sedimentary Rocks in Taiwan, ” Proc. of the 7th southeast Asian Geotechnical Conference, Hong Kong, 1982.
[7] Lin, M. L., Jeng, F. S., Tsai, L. S. and Huang, T. H. “Wetting weakening of tertiary sandstones—microscopic mechanism,” Environmental Geology,Vol. 48, Issue 2, P. 265-275, 2005.
[8] Zienkiewicz, O. C., Humpheson, C. and Lewis, R. W., “Associated and non-associated visco-plasticity and plasticity in soil mechanics,” Geotechnique Vol. 25, No. 4, P.671-689, 1975.
[9] 日本高速道路調查會,「地すべり危險地におけるとろ動態觀測施工に關する研究(その3)報告書」,1988。
[10] 中央氣象局網站http://www.cwb.gov.tw/
[11] 中興大學水土保持學系,「台北縣九份地區地滑地調查計畫期末報告書」,1998。
[12] 正昇探勘有限公司,「台北縣瑞芳鎮九份地滑地調查地質鑽探試驗報告書」,1997。
[13] 朱凌毅,「砂岩弱化微觀機制之實驗研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,1998。
[14] 李怡德,「軟弱砂岩弱化行為研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,1996。
[15] 李卓倫,「邊坡穩定數值模擬分析—以林肯大郡坡地災害為例」,碩士論文,國立中興大學水土保持學系,2004。
[16] 青山工程顧問有限公司,「九份地區地層滑動監測與評析第五期計畫觀測成果報告書」,2008。
[17] 青山工程顧問有限公司,「九份地區地層滑動監測與評析第四期計畫觀測成果報告書」,2005。
[18] 青山工程顧問有限公司,「九份地區地層滑動監測與評析第三期計畫觀測成果報告書」,2003。
[19] 林慶偉、謝正倫,「建立山坡地住宅地區危險預警通報系統可行性研究,成大防災中心,P41,2000。
[20] 林經捷,「降雨對邊坡穩定性之影響-以九份地滑地為例」,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災研究所,2006。
[21] 林煜卿,「新竹寶山地區泥質岩層力學性質之研究」,碩士論文,國立中央大學應用地質研究所,1998。
[22] 洪如江,「初等工程地質學大綱」,2002。
[23] 紀宗吉、林朝宗、劉桓吉,「林肯大郡-地層動災變原因之探討」,地質,第18卷第一期,1998。
[24] 胡邵敏,「砂岩與頁岩之邊坡穩定問題」,邊坡穩定與坍方研討會論文專集,台灣台北,P117~145,1979。
[25] 翁孟嘉,「麓山帶砂岩之力學特性及其與微組構關係研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,2002。
[26] 許慶祥,「膠結不良岩層力學行為之研究」,碩士論文,國立中興大學土木工程學系,2002。
[27] 陳堯中、廖洪鈞、林宏達、陳志南,「汐止林肯大郡災變原因探討」,地工技術,第68期,1998。
[28] 葉福源,「九份地滑地之研究」,碩士論文,國立海洋大學河海工程學系,2001。
[29] 廖洪鈞,廖瑞堂,「坡地社區開發安全監測手冊」,1999。
[30] 張文清,「林肯大郡砂頁岩互層之剪力性質探討」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,1998。
[31] 鄒政樺,「九份地滑地穩定性之探討」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,1998。
[32] 經濟部中央地質調查所網站http://www.moeacgs.gov.tw/main.jsp/
[33] 楊凱勝,「FLAC與STABL程式於邊坡穩定分析之比較研究」,碩士論文,中原大學土木工程學系,2003。
[34] 鄧子榆,「以有限元素法進行邊坡穩定分析之研究」,碩士論文,中原大學土木工程學系,2001。
[35] 藤原明敏,「地滑調查與解析」,理工圖書株式會社,1970。
[36] 嚴國禎,「錦水頁岩殘餘強度與草嶺邊坡穩定關係之研究」,碩士論文,國立中興大學土木工程學系,2000。
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