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研究生:吳穎顥
研究生(外文):Ying-hao Wu
論文名稱:層間介面剪力強度參數之探討
論文名稱(外文):An Investigation of Shear Strength Parameters for Layer Interfaces
指導教授:許澤善許澤善引用關係
指導教授(外文):Ze-shan Syu
口試委員:林正紋宋見春
口試委員(外文):Jheng-wun LinJian-chun Song
口試日期:2013-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:土木工程學系
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:地滑層間介面剪力抵抗強度參數土石流底部流速水力梯度
外文關鍵詞:landslidelayer interfaceshear strength parameterdebris flowbottom velocityhydraulic gradient
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台灣位於環太平洋地震帶上,坡地斷裂帶地形特徵明顯,公路、橋梁、隧道及大壩等工程相鄰之坡地,經常在平時、地震時或豪雨時受到地滑或土石流等坡地災害之影響。
對於斷裂帶地形特徵明顯的坡地而言,地滑經常出自於成層土層之脫層滑動破壞,因此在邊坡穩定分析所採用的剪力抵抗強參數理應源自滑動破壞穿過層間介面之剪力試驗。然而由許多大型脫層滑動破壞之案例顯示,不僅是滑動破壞前之設計分析,甚至是滑動破壞後之災因調查,均可發現邊坡穩定分析所採用的剪力抵抗強度參數均源自滑動破壞穿過某一土層之剪力試驗結果。而對於滑落至野溪或河谷之成堆的土石而言,當土石在洪水中流動時,目前文獻亦普遍採用滑動破壞穿過某一土層之剪力試驗結果來發展土石流機制,因而在與實際狀況不符的情況下使得土石流機制變得十分紛歧。
為求改進上述問題,本論文藉由林肯大郡及國道3號3.1k處所發生的地滑災變,深入探討在脫層滑動破壞之邊坡穩定分析中,唯有使用介面間之剪力抵抗強度參數,才能在試驗條件與現地狀況一致的情況下,有效掌握現地滑動破壞行為。本論文亦嘗試藉由上游水流在土石堆孔隙空間滲流之概念,探討土石碎塊懸浮所需條件,亦即土石碎塊底部流速Vb 或土石堆水力梯度i大於臨界值,進而求得趨於唯一之臨界條件,並解決過去國內土石流臨界條件紛歧之學術問題。
Taiwan is located in the Pacific Rim seismic belt with obvious displaced landform characteristics of slope fault zones such that slopes near construction projects of roads, bridges, tunnels and dams are under frequent impacts of disasters such as landslide and debris flow during normal time, earthquake, or torrential rain.
For slopes with obvious displaced landform characteristics of fault zone, landslides are often resulted from the delamination sliding failure of layered soil such that the shear strength parameters adopted by slope stability analysis should be obtained from the shear test of sliding failure along the layer interface. However, as indicated by numerous cases of large scale delamination sliding failures, it can be found during the design analysis prior to sliding failure or even the investigation of disaster cause after the sliding failure that the shear strength parameters adopted by slope stability analysis are obtained from the result of shear test of sliding failure penetrating through a specific soil mass. For piles of debris fallen into the wild creek and river valley, the result of shear test of sliding failure penetrating through certain soil mass has also been widely adopted by current literatures to develop the mechanism of debris flow. Therefore, such inconsistency with actual condition has led to rather diversified mechanisms of debris flow.
For improving aforementioned issue, in this dissertation the landslide disasters that took place in Lincoln Residence and 3.1km at National Highway No. 3 have been used as the examples for in-depth investigation of the use of interface shear strength parameters to effectively define the in-situ landslide failure behavior in the slope stability analysis after delamination sliding failure with test conditions consistent with the in-situ conditions. In this dissertation an attempt has also been made to use the principle for debris to suspend when bottom velocity Vb (or hydraulic gradient i) is greater than its critical value. Such a new concept is helpful to unify the academic problem of disputes over debris flow mechanisms.
誌 謝 i
摘要 ii
Abstract iv
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xii
第一章、緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 5
1.3 研究步驟 6
第二章、文獻回顧 8
2.1 地滑機制 8
2.2 林肯大郡災變之地滑機制 10
2.2.1 台灣科技大學之調查結果 14
2.2.2 逢甲大學之調查結果 21
2.3 國道3號3.1k坡地災變之地滑機制 30
2.3.1 國道3號3.1k之地滑機制 31
第三章、研究內容與研究方法 38
3.1 邊坡滑動面之剪力抵抗強度參數 38
3.1.1滑動面穿過頁岩層或砂岩層 38
3.1.2 滑動面穿過砂岩層與頁岩層間之介面 39
3.2 土石流構成要件 40
3.2.1土石流之定義 40
3.2.2土石流專業構成要件 41
3.3 土石流臨界條件之探討 42
3.3.1 地滑機制下土石流臨界條件之探討 42
3.3.2 漂浮機制下土石流臨界條件之探討 42
3.4 層間介面滑動引發地滑災變之案例探討 43
3.4.1 林肯大郡地滑所需剪力抵抗強度參數之探討 43
3.4.2 國道3號3.1k地滑所需剪力抵抗強度參數之探討 47
第四章、研究結果之比較與討論 51
4.1 土石流之臨界條件探討結果 51
4.1.1 地滑機制下之土石流臨界條件 51
4.1.2 土石懸浮機制下之土石流臨界條件 55
4.2 藉由介面抵抗強度參數檢視林肯大郡地滑 64
4.2.1 滑動面深度為10.5m 64
4.2.2 滑動面深度為13.7m 68
4.2.3 滑動面深度為17.4m 72
4.2.4 結果之比較與討論 75
4.3 藉由介面抵抗強度參數檢視國道3號3.1k地滑 76
4.3.1 滑動面錯動量為零 80
4.3.2 滑動面錯動由靜止轉為慢速滑動 81
4.3.3 滑動面錯動由慢速滑動轉為快速滑動 82
4.3.4 結果之比較與討論 83
第五章、結論與建議 85
5.1 結論 85
5.2 建議 86
參考文獻 87
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網址:http://blog.udn.com/bauswj/3279876
[2]警察廣播電臺,國道3號七堵路段山崩,交通中斷生死一瞬間
網址:http://www.pbs.gov.tw/magazine/detail.aspx?cateid=363&;sid=576
[3]Youtube網站,Debris Flow event, 01 Aug 2012, Rio Monzoni Trento-Italy ,
網址:http://www.youtube.com/watch?v=aKm6zUaTr_s
[4]Youtube網站,Debris Flow ,
網址:http://www.youtube.com/watch?v=FVLo4tdPyeU
[5]Youtube網站,Winthrop Debris Flow 005,
網址:http://www.youtube.com/watch?v=p5Qz_U9m1-0
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[9]許澤善、趙子澤、林文章(1998),台灣地滑重大案例之探討,台
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[10]林肯大郡山坡議題網站
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實,台北縣板橋市,台北縣政府出版。
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