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研究生:陳世達
研究生(外文):Shih-dar Chen
論文名稱:五彎仔地滑區地質構造與滑動塊體之研究
論文名稱(外文):A Study on Geological Structure and Sliding Mass Distribution of Slopes in Woo-Wan-Chai Landslide Area, Chiai, Taiwan
指導教授:張睦雄
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:169
中文關鍵詞:斷層區地層構造滑動塊體地質探測邊坡監測
外文關鍵詞:sliding mass.geological structuresubsurface explorationGround monitoring
相關次數:
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台十八線(即阿里山公路)自開通以來,每逢颱風或豪大雨時,經常造成公路沿線之崩坍、滑動等災害。然而坡地造成崩塌及地滑之破壞因素相當複雜,需更明確瞭解地滑區地質構造情況,才能針對這些條件做出最正確的處理整治對策。
本研究於民國八十九年選定五彎仔地滑區(台十八線28K+900∼31K+500)進行調查及及監測工作,內容包含對地表及地層變位、降雨量、地下水位、和地下水流量進行長期之大地監測,以期對該地區邊坡之滑動行為與機制有充分瞭解。經現地監測資料判讀與分析顯示,該地區之邊坡滑動行為與降雨量及地下水位有密切之關聯。然而邊坡滑動之機制與原因,則需對於該地區之地質構造、滑動層面與塊體有更明確的瞭解,始能有效助於整治工作之進行。本研究利用鑽探資料、地球物理探測與現地監測等結果,進行地層層次構造劃分以及重新研判斷層破碎帶與褶皺位置,同時配合現場踏勘來判斷地滑區滑動塊體分佈,並探討各滑動塊體方向與速率。本研究同時說明降雨量與地層滑動之相關性,期能應用於五彎仔地滑區之邊坡災害管理,以減少可能之人員傷亡與財產損失。
Province Road 18, or so-called Mt. Ali highway, has been frequently suffered damages as a result of road subsidence or landslides during heavy rainfalls or typhoon seasons since the construction of the road. In view of the complexity on the cause of the slope failures, the effectiveness of slope mitigation measures relies deeply upon a thorough understanding on the subsurface geologic condition as well as the distribution of sliding masses at the site.
The study herein continues an existing long-term monitoring program in Woo-wan-chai landslide area (the project site) between the mileages 28K+900 and 31K+500 along Province Road 18 initiated in the early of Year 2000. The monitoring content includes surface and subsurface deformations, rainfall, groundwater level and flow. The monitoring data has indicated an intimate relationship among ground deformation, rainfall, and groundwater level at the site. However, the on-site geological structure as well as the sliding mass distribution has never been thoroughly investigated. In accordance, the aim of the current study is to synthesize results of previous geological and geotechnical studies (subsurface explorations, geophysical investigation, and in-situ ground monitoring) that had been carried out at the site. With various kinds of comparison and analysis, the subsurface strata, fault and folding zones, and the distribution of potential sliding masses as well, could therefore be better defined and clarified. The results of this study would assist on landslide mitigation measures and management in Woo-wan-chai area.
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 V
圖目錄 VI

一、序論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究背景 2
1.2.1 地理位置 2
1.2.2 地形 2
1.2.3 降雨 2
1.2.4 歷史災害 3
1.3 研究方法與流程 3

二、文獻回顧 11
2.1 雲科大歷年來於五彎仔之研究 11
2.2 其他單位於五彎仔之研究成果 13
2.2.1 亞新工程顧問公司 13
2.2.2 工研技術研究院 15
2.2.6 青山工程顧問公司 19
2.3 美軍技術分析 22
2.3.1 原理與方法 22
2.3.2 範例 22

三、邊坡滑動監測結果判讀與分析 24
3.1 概述 24
3.1.1 監測規劃 24
3.1.2 監測儀器配置 25
3.2 監測結果分析 27
3.2.1 降雨量 27
3.2.2 地下水位 28
3.2.3 地下水流量 29
3.2.4 地表位移 30
3.2.5 地層位移 31

四、地形變異分析 46
4.1 航造與地形圖判釋 46
4.1.1 五彎仔地形地貌演變過程 46
4.1.2 五彎仔地形地勢演變 51
4.2 數位地形空間變異分析 53
4.2.1 1994~2003年地形水平變異分析 55
4.2.2 1994~2003地表垂直變異分析 58
4.3 公路線型變異分析 61
4.3.1 水平變異 61
4.3.2 垂直變異 62

五、滑動塊體分析 64
5.1 地層構造探測 64
5.1.1 鑽孔資料庫之收集與建立 64
5.1.2 地球物理探測結果 76
5.1.3 地層層次構造 74
5.2 地層破碎帶分析 83
5.3 地表裂隙踏勘 98
5.4 地表與地層位移監測 101
5.4.1 地表伸縮與傾斜區域分佈 101
5.4.2 地層滑動面分析 101
5.5滑動塊體3D呈現 101

六、滑動塊體之滑動速率與方向綜合分析 109
6.1 滑動塊體滑動方向研判 109
6.2 滑動塊體速率研判 113
6.3 滑動速率與降雨量之關係 113

七、結論與建議 121
7.1 結論 121
7.2 建議 122

參考文獻 124

附錄A 鑽探資料相關圖表 126
附錄B 暴雨前後資料相關圖表 147




























表目錄
表1-1 五彎仔地區雨量統計表 5
表2-1 測孔監測彙整表(至民國94年1月止)(林勝義2005) 12
表2-2 地下水位管理準則(林勝義2005) 13
表2-3 雨量管理準則(林勝義2005) 13
表2-4各鑽孔之最高與最低的地下水位(88.02.24~88.06.02)(工研院
1999) 16
表2-5 各滑動塊體穩定性綜合研判表(青山2006) 21
表2-6 雲林縣地區雨量站2003年各月份雨量統計(王天南2005) 23
表3-1 日本地滑管理值 34
表3-2 測孔監測資料彙整表 45
表4-1 五彎仔各年份地形圖 51
表5-1 地球物理探測項目與目的 66
表5-2 阿里山五彎仔資料庫鑽孔RQD<20%佔鑽孔長度百分比 87
表5-3 暴雨前後地下水位變化量(單位:m) 90
表5-4 傾度盤方向傾斜變化量
(依據青山之監測資料2004.06.18~2006.01.19) 102
表5-6 各傾斜測孔可能滑動面深度 103
表6-1 五彎仔地滑區潛在滑動塊體綜合診斷表 112













圖目錄
圖1-1 五彎仔地理位置圖(工研院1999) 6
圖1-2 五彎仔地理地質構造圖(中央地質調查所) 7
圖1-3 民國85年賀伯颱風造成五彎仔第四迴頭彎路段路面嚴重龜裂
8
圖1-4 民國92年6月26日邊坡滑動後台18線31K+340路段路基流
失情形 8
圖1-5 民國92年6月26日五彎仔邊坡滑動區正視圖 9
圖1-6 研究流程圖 10
圖2-1 日雨量與累積雨量圖(2000年~2005年) 11
圖2-2 舊(1974)與新(1984)坍方分佈圖(亞新工程顧問1984) 14
圖2-3 鑽孔C-1~C-8地下水位與降雨量變化圖(工研院1999) 15
圖2-4 C-1鑽孔傾斜管觀測結果(工研院1999) 16
圖2-5 C-2鑽孔傾斜管觀測結果(工研院1999) 16
圖2-6 C-3鑽孔傾斜管觀測結果(工研院1999) 17
圖2-7 C-5鑽孔傾斜管觀測結果(工研院1999) 17
圖2-8 C-7鑽孔傾斜管觀測結果(工研院1999) 17
圖2-9 五彎仔第區潛在滑動體分佈圖(工研院1999) 18
圖2-10 滑動塊體研判示意圖(青山2004) 20
圖2-11 雨量差異與權重及等級統計圖(王天南2005) 23
圖3-1 邊坡滑動監測與分析規劃圖 24
圖3-2 現場儀器分佈圖 26
圖3-3 歷年雨量監測結果 27
圖3-4 地下水位人工定期監測結果 28
圖3-5 測孔04-5地下水位自動化監測結果(林勝義2005) 29
圖3-6 地下水出流量量測結果 30
圖3-7 地表位移監測結果 31
圖3-8 測孔C-1合位移~深度圖 35
圖3-9 測孔C-3合位移~深度圖 36
圖3-10 測孔C-11合位移~深度圖 37
圖3-11 測孔04-4合位移~深度圖 38
圖3-12 測孔B-1合位移~深度圖 39
圖3-13 測孔B-8合位移~深度圖 40
圖3-14 測孔C-7A合位移~深度圖 41
圖3-15 測孔C-10合位移~深度圖 42
圖3-16 測孔04-1合位移~深度圖 43
圖3-17 測孔04-2A合位移~深度圖 44
圖4-1 1992年五彎仔航空照片(聯勤測量署1992) 47
圖4-2 1997年五彎仔航空照片(青山2004) 48
圖4-3 2001年五彎仔航空照片(公路總局第五區處2002) 49
圖4-4 2003年五彎仔航空照片(青山2004) 50
圖4-5 1994年數位地形圖 52
圖4-6 1997年地形圖(工研院1989) 52
圖4-7 2003年地形圖(青山2004) 53
圖4-8 邊坡滑動造成地表高程變化示意圖 54
圖4-9 邊坡滑動等高線分佈圖(水平變異) 54
圖4-10 邊坡滑動沉陷與隆起關係圖(垂直變異) 55
圖4-11 1994年與1999年等高線變異分析 56
圖4-12 1999年與2003年等高線變異分析 57
圖4-13 1994年與2003年等高線變異分析 57
圖4-14 1994~2003年間地表沉陷與隆起等值線 59
圖4-15 1994~2003年地形變異沉陷等級 60
圖4-16 1994~2003年地形變異隆起等級 60
圖4-17 X-Y平面道路線形變異分析 61
圖4-18 C-7各深度水平偏移(2000/7/18~2001/7/18) 62
圖4-19 X-Z剖面道路線型變異分析 63
圖4-20 Y-Z剖面道路線型變異分析 63
圖5-1 阿里山五彎仔所有鑽孔平面位置圖 65
圖5-2 地球物理探測位置(大吉勝2002,青山2004) 67
圖5-3 E-A側線地電阻影像剖面探測剖面圖(大吉勝2002) 69
圖5-4 E-B側線地電阻影像剖面探測剖面圖(大吉勝2002) 69
圖5-5 E-1側線地電阻影像剖面探測剖面圖(青山2004) 70
圖5-6 E-2側線地電阻影像剖面探測剖面圖(青山2004) 70
圖5-7 E-3側線地電阻影像剖面探測剖面圖(青山2004) 70
圖5-8 E-4側線地電阻影像剖面探測剖面圖(青山2004) 71
圖5-9 E-5側線地電阻影像剖面探測剖面圖(青山2004) 71
圖5-10 反射震測S-1結果示意圖(青山2004) 72
圖5-11 反射震測S-2結果示意圖(青山2004) 72
圖5-12 反射震測S-3結果示意圖(青山2004) 73
圖5-13 折射震測S-4結果示意圖(青山2004) 74
圖5-14 剖面線平面位置圖 76
圖5-15 阿里山五彎仔-E212320剖面 77
圖5-16 阿里山五彎仔-E212440剖面 78
圖5-17 阿里山五彎仔-E212560剖面 79
圖5-18 阿里山五彎仔-N2592200剖面 80
圖5-19 阿里山五彎仔-N2592320剖面 81
圖5-20 阿里山五彎仔-N2592440剖面 82
圖5-21 阿里山五彎仔地滑區歷年斷層平面位置推估圖 84
圖5-22 岩心破碎程度(>60%)平面分佈圖 85
圖5-23 剪裂帶(35%)平面分佈圖 86
圖5-24 暴雨時斷層帶地下水位可能變化示意圖 89
圖5-25 降雨期間地下水監測間隔 89
圖5-26 颱風前後地下水累積與消散區平面分佈圖 91
圖5-27 含水層、破碎帶、剪裂帶平面分佈圖 93
圖5-28 五彎仔地滑區地質構造綜合研判結果平面示意圖 94
圖5-29 剖面A與B平面位置圖 95
圖5-30 A-A剖面 96
圖5-31 B-B剖面 97
圖5-32 歷年研究區踏勘紀錄(工研院1999,雲科大2002、2004,
青山2004) 99
圖5-33 五彎仔地滑區潛在滑動塊體分佈範圍 100
圖5-34 結構物傾度盤變化量
(依據青山之監測資料2004.06.18~2006.01.19) 104
圖5-35 剖面A潛在滑動塊體 105
圖5-36 剖面B潛在滑動塊體 106
圖5-37 各潛在滑動體剖面線平面位置圖 107
圖5-38 五彎仔地滑區潛在滑動塊體3D呈現 108
圖6-1 潛在滑動塊體之滑動方向與速率 110
圖6-2原地表、擾動岩層與岩盤地形比較圖 111
圖6-3 鑽孔C-1降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 115
圖6-4 鑽孔C-3降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 115
圖6-5 鑽孔04-4降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 116
圖6-6 鑽孔C-2A降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 116
圖6-7 鑽孔B-8降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 117
圖6-8 鑽孔C-5降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 117
圖6-9 鑽孔C-5A降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 118
圖6-10 鑽孔04-1降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 118
圖6-11 鑽孔C-7降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 119
圖6-12 鑽孔C-7A降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 119
圖6-13 鑽孔C-10降雨量與位移量之關係圖(滑動塊體N10) 120
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[8]青山工程顧問有限公司,2004,交通部公路總局第五區養護工程處台18線28.9K∼31.5K(五彎仔)地滑區調查、整治規劃及安全評估第一階段報告書。
[9]青山工程顧問有限公司,2004,交通部公路總局第五區養護工程處台18線28.9K∼31.5K(五彎仔)地滑區調查、整治規劃及安全評估第二階段報告書。
[10]青山工程顧問有限公司,2005,交通部公路總局第五區養護工程處台18線28.9K∼31.5K(五彎仔)地滑區調查、整治規劃及安全評估第三階段報告書。
[11]青山工程顧問有限公司,2004,交通部公路總局第五區養護工程處台18線28.9K∼31.5K(五彎仔)地滑區調查、整治規劃及安全評估第四階段報告書。
[12]青山工程顧問有限公司,2004,交通部公路總局第五區養護工程處台18線28.9K∼31.5K(五彎仔)地滑區調查、整治規劃及安全評估第一階段報告書。
[13]青山工程顧問有限公司,2004,交通部公路總局第五區養護工程處台18線28.9K∼31.5K(五彎仔)地滑區調查、整治規劃及安全評估第五階段報告書。
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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