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研究生:溫裕宏
研究生(外文):Yu-Hung Wen
論文名稱:近斷層帶自然邊坡破壞行為之研究
論文名稱(外文):A Study on the Co-seismic Landslides inArea Adjacent to Fault
指導教授:林慶偉林慶偉引用關係
指導教授(外文):Ching-Weei Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:地球科學系碩博士班
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:FLAC崩塌地斷層
外文關鍵詞:FaultLandslideFLAC
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  為了解近斷層帶自然邊坡受到地震以及斷層抬升之影響,本研究選定五處因921集集地震,所誘發之崩塌地進行野外調查,並以邊坡穩定分析PC-STABL5及FLAC軟體,來做擬靜態以及動態之分析。

  評估斷層抬升對自然邊坡破壞的影響,由PC-STABL5分析軟體分析結果得知:(1)斷層在地表的破裂抬升,明顯降低邊坡安全係數。(2)當邊坡被斷層沿著坡腳抬升之後,崩塌的範圍將受斷層位置控制,破壞的位置是從斷層抬升之上盤發育,且緊臨著斷層在地表的抬升處。(3)對斷層切過坡面之邊坡而言,當斷層位處地表淺處,會使得邊坡崩塌的範圍擴大,並且破壞範圍會下切加深至斷層所在位置;但當斷層位於地表深處,對於崩塌地之發育,則比較沒有影響。

  就地震對邊坡動態行為之影響而言,經由FLAC軟體之分析發現:(1)邊坡受到地表加速度的影響,首先從較表層之材料發生破壞,而隨著地表加速度的持續作用,邊坡較深處的材料,也持續受到破壞而崩落。(2)邊坡在長時間之地表加速度作用之下,於地震發生當時雖然已經發生崩塌,但是由於邊坡組成材料所受到的破壞非常之大,有可能在更深部形成一潛在破壞面,所以經由再次之誘發事件,例如再發生地震、颱風所帶來之豐沛雨量…等,則有可能再次發生崩塌。
  The influen of earthquake-induced uplifting on landsliding in area adjacent to surface ruptures of the chi-chi earthquake were studied by using the slope stability analysis program STABL5.through the study of four outcrops,three preliminary results were obtained. Firet, not only the ground acceleration but also the uplifting of surface ruptures significantly decereases the safety factor of the study slopes. Second, the position of sliding surface is mainly controlled by the location of surface ruptures when surface rupture run through the toe of hill slopes. Third, the surface ruptures enlarge the damage area when they cut through the hill slopes. The study results show that the existence of surface rupture not only significant decreasing the safety factor of the study slope but also changing its failure area.
摘要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅰ
誌謝‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅱ
目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅲ
表目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅶ
圖目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅷ
照片目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅹ

第一章 緒論
  1.1 前言 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
  1.2 研究動機與目的 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3
  1.3 研究方法及流程 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4
  1.4 研究區域概況 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6
    1.4.1 地形 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6
    1.4.2 地質構造 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6

第二章 前人研究
  2.1 山崩發生機制 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9
  2.2 地震對邊坡破壞影響 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 10
    2.2.1 地表加速度與邊坡破壞之關係 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10
    2.2.2 震央距離與邊坡破壞之關係 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11
    2.2.3 斷層距離與邊坡破壞之關係 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
    2.2.4 地層種類與邊坡破壞之關係 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
    2.2.5 坡度與邊坡破壞之關係 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13
    2.2.6 地震引發之崩塌地面積規模 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13

第三章 研究方法與流程
  3.1 PC-STABL5 程式簡介 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15
    3.1.1 PC-STABL5 程式概述 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15
    3.1.2 PC-STABL5 程式的運算方法 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16
    3.1.3 PC-STABL5 用於本邊坡穩定之分析流程 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥19
  3.2 FLAC 程式簡介 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20
    3.2.1 FLAC 程式概述 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥23
    3.2.2 FLAC 程式的運算程序 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥23
    3.2.3 組合律模式(Constitutive Model) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24
    3.2.4 FLAC 程式之特殊功能-動態分析(Dynamic Analysis) ‥‥‥‥‥25
    3.2.5 FLAC 程式用於本數值模擬之分析流程 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27

第四章 PC-STABL5 邊坡穩定分析研究成果
  4.1 野外調查‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥30
  4.2 斷層平行坡面抬升破壞形式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31
    4.2.1 選定研究邊坡 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31
    4.2.2 研究邊坡穩定分析結果Ι:邊坡安全係數變化 ‥‥‥‥‥‥‥35
    4.2.3 邊坡穩定分析結果Π:邊坡滑動位置 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38
  4.3 斷層斜切坡面抬升破壞形式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
   4.3.1 選定研究邊坡 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
   4.3.2 PC-STABL5 用於本研究邊坡之分析流程 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥48
   4.3.3 研究邊坡穩定分析結果Ι:邊坡安全係數變化 ‥‥‥‥‥‥‥‥50
   4.3.4 邊坡穩定分析結果Π:邊坡滑動位置 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥51

第五章 FLAC 數值模擬動態分析結果
  5.1 選定研究邊坡 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥54
    5.1.1 邊坡穩定結果分析 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥55
    5.1.2 FLAC 動態分析結果 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥60

第六章 討論
  6.1 PC-STABL5擬靜態分析結果討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥66
    6.1.1 斷層平行坡面抬升破壞形式 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥66
    6.1.2 斷層斜切坡面抬升破壞形式 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥67
    6.1.3 邊坡穩定分析以及野外調查驗證比較結果 ‥‥‥‥‥‥‥‥69
  6.2 FLAC動態分析結果討論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
    6.2.1 FLAC動態分析結果討論Ⅰ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
    6.2.2 FLAC動態分析結果討論Ⅱ:
       數值模擬以及野外調查驗證結果分析 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥71
    6.2.3 PC-STABL5與FLAC穩定分析結果比較‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72
  6.3 研究邊坡敏感度分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥73
    6.3.1 研究邊坡敏感度分析結果 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥73
    6.3.2 研究邊坡敏感度分析結果討論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥76

第七章 結論與建議
  7.1 結論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥78
    7.1.1 斷層抬升對邊坡破壞之影響 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥78
    7.1.2 地表加速度對邊坡破壞之影響 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥78
  7.2 建議‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥79

參考文獻‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥80
附錄A 研究邊坡之風化覆蓋層力學性質回歸分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥84
附錄B 研究邊坡四震測資料‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥89
附錄C 研究邊坡五地震力作用時間破壞續序列表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥91

照片‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 96
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