臺灣博碩士論文加值系統

宜專一線專用公路為太平山國家森林遊樂區唯一的對外聯絡道路，也是國內相當重要的自然景觀旅遊路線，於該道路里程數約10km的蘭台苗圃路段，每逢颱風豪雨即產生相當明顯的坡面滑動與路面塌陷災害，自民國94年海棠颱風過後，其狀況持續加劇，已嚴重影響用路安全。爲探求災害發生機制，林務局羅東林區管理處經初步鑽探與監測得知，該地區主要的滑動機制來自於陡峻的地形條件、不良的地質狀況和降雨入滲，使得整個坡面有朝東南方向滑動的趨勢。爲求對該坡面有更明確的掌握，本研究分別利用有限元素分析法和有限差分分析法，模擬邊坡穩定狀態，並與林務局羅東林區管理處規劃報告中以極限強度分析法建議之工程方案進行比較分析，所獲致之結論與建議對該地區邊坡滑動後續規劃設計與監測調查研究有積極參考價值。

The Yilan Special Route No.1 is the only connection road to the Taipin Mountain Forest Recreation Area, and is also an important tourist track for its natural landscape in Taiwan. However, landslides due to typhoon and heavy rainfall frequently occurred around milage stake 10km on this the road near the Lantai Nursery After the 2005 Haitang typhoon which aggravate the landslides within the study area, the traffic safety of Special Route No. 1 was seriously degraded. In order to understand the landslide mechanism of the area, the Loudong Forest District Office had drilled several reconnaissance holes with instrumentation installed over the known landslide area. It was concluded that the main landslide mechanism was attributed to the precipitous terrain, the inferior geological condition and the abundant surface infiltration within the area. A southeastward displacement of the landslide was also detected from the results of the instrumentation. In this research, a finite element scheme and a finite difference analysis were used to model the stability of slopes in the study area.Comparison was made among the results of these analyses with the results from the limited equlibrium analysis which were suggested in earlier reports of Loudong Forest District Office over the study area. Through this research, the stability status and the trend of landslides were better understood, and the conclusion drawn from this study can also be of great value in planning the
remedial meassures of the area.

摘 要 1
ABSTRACT 2
目錄 4
表目錄 9
圖目錄 10
第一章 緒論 13
1.1前言 13
1.2研究動機與目的 14
1.3研究方法與流程 18
1.4研究內容 19
第二章 文獻回顧 20
2.1山崩定義與類型 20
2.2 邊坡破壞原因、處理原則與工法 22
2.2.1邊坡破壞原因 22
2.2.2預防坡地災害處理原則 22
2.2.3邊坡穩定工法 23
2.3 抗滑樁簡介 24
2.3.1抗滑樁種類 24
2.3.2 版樁牆與間隔排樁 25
2.3.3 土壤拱效應 25
2.3.4 抗滑排樁設計 26
2.4邊坡數值模擬之運用 27
2.5數值模擬方法選用背景 28
2.5.1極限平衡法 29
2.5.2有限差分 29
2.5.3有限元素法 34
2.5.4綜合分析 37
第三章 研究區域基本資料 48
3.1地理環境與位置 48
3.2地形與地質 49
3.3氣象與水文 50
3.4地滑區災害歷史 51
第四章 調查成果資料彙整分析 57
4.1地表調查與監測儀器配置 57
4.1.1地表調查 57
4.1.2監測儀器配置 58
4.2水文地質調查資料彙整 59
4.2.1鑽孔岩芯調查成果 59
4.2.2地電阻調查成果 60
4.2.3地下水流速與滲透係數 61
4.3監測儀器調查成果彙整 63
4.3.1地下水位觀測成果 63
4.3.2傾斜管觀測成果 66
4.4調查成果判釋 69
第五章 數值模擬方法選用與簡介 78
5.1 FLAC程式簡介 78
5.1.1 FLAC理論架構 78
5.1.2 FLAC計算基本原理 79
5.1.3 FLAC材料模型 82
5.1.4 FLAC安全係數定義 83
5.1.5 FLAC程式使用特色 85
5.2 Plaxis程式簡介 86
5.2.1 Plaxis理論架構 86
5.2.2 Plaxis材料模型 87
5.2.3 Plaxis安全係數定義 89
第六章 邊坡穩定模型建立與分析 93
6.1 地滑原因探討 93
6.2 模型建立條件與材料參數 93
6.2.1 FLAC程式分析模式選用及參數律定 94
6.2.2 Plaxis程式分析模式選用及參數律定 95
6.3 數值模型可靠性及使用評估 95
6.3.1數值模型可靠性評估 95
6.3.2梅姬颱風降雨事件之邊坡穩定分析 97
6.3.3分析軟體使用之比較分析 99
第七章 整治工法分析與評估 108
7.1 整治工法概述 108
7.2 整治工法數值模擬 109
7.2.1第一期整治方案模擬分析 109
7.2.2抗滑樁成效與替代方案之模擬與評估 110
7.2.3 第二期以後整治方案分析 112
7.3整體坡面穩定性評估 114
第八章 結論與建議 121
8.1結論 121
8.2建議 123
參考文獻 125
附錄A 129
附錄B 139

表目錄
表1.1台灣地區山坡地面積統計表 16
表2.1 山崩分類表（Varnes） 38
表2.2 塊體運動分類表 39
表2.3山崩分類表（張石角） 40
表2.4邊坡穩定工法 41
表2.5山坡地穩定工法 42
表2.6防治工法編碼表 42
表2.7各種山崩形態之建議分析方法 43
表4.1蘭台苗圃鑽探孔位彙整表 71
表6.1 蘭台地區地質單元參數 100
表6.2 Plaxis與FLAC操作及圖形輸出比較表 100
表7.1抗滑排樁施設前後觀察點水平位移表 115
表7.2地下水位與觀察點合位移表 116

圖目錄
圖1.1宜專一線9.9k路面下陷及擋土牆開裂照片 16
圖1.2研究流程圖 18
圖2.1常見的山崩類型 44
圖2.2抗滑排樁類型 45
圖2.3版樁簡化壓力分佈示意圖 45
圖2.4版樁變形與土壓力分佈 45
圖2.5 土拱效應示意圖 46
圖2.6 Terzaghi土拱效應應力模式 46
圖2.7一次微分中間差分近似值圖示 47
圖2.8偏微分有限差分近似值指定點位示意圖 47
圖3.1研究範圍位置圖 53
圖3.2研究範圍週邊地質圖 54
圖3.3平均月降雨量分布與海拔高度關係圖 55
圖3.4歷年相片基本圖、正攝影像對照圖 56
圖4.1地表徵兆位置圖 73
圖4.2監測儀器位置圖 73
圖4.3弱面位態立體投影 74
圖4.4地電阻測線位置圖 74
圖4.5地電阻測線RIP-L-1成果圖 75
圖4.6地電阻測線RIP-L-2成果圖 75
圖4.7地電阻測線RIP-L-3成果圖 75
圖4.8 蘭台地區地下水位等高線圖 76
圖4.9傾斜管變位、地下水與降雨量關係圖 77
圖4.10蘭台地區可能滑動塊體分布圖 77
圖5.1 FLAC程式運算過程 91
圖5.2 標準二維差分網格示意圖 92
圖5.3（a）典型三角形元素與速度向量 92
（b）四邊形元素分割方式 92
（c）等值節點力的轉換示意圖 92
圖6.1 蘭台地區地質剖面圖 102
圖6.2 剖面位置示意圖 102
圖6.3 A-A剖面傾斜管變形圖 103
圖6.4 A-A剖面Plaxis總位移量圖與孔位對照圖 103
圖6.5 A-A剖面FLAC位移量圖與孔位對照圖 104
圖6.6 A-A剖面FLAC塑性變形分布圖與孔位對照圖 104
圖6.7 B-B剖面傾斜管變形圖 105
圖6.8 B-B剖面Plaxis總位移量圖與孔位對照圖 105
圖6.9 B-B剖面FLAC水平移量圖與孔位對照圖 106
圖6.10 B-B剖面FLAC塑性變形分布圖與孔位對照圖 106
圖6.11梅姬颱風A-A斷面邊坡穩定分析比較圖 107
圖7.1地滑區整治分期規劃配置圖 116
圖7.2第一期抗滑樁工程斷面示意圖 117
圖7.3第一期抗滑樁工程施作前後變位比較圖 118
圖7.4觀察點分布圖 119
圖7.5第二期排樁施作後坡面位移增量圖 119
圖7.6第一期抗滑樁設置後全段面最大合位移圖 120

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