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研究生:黃博寅
研究生(外文):Po-YanHuang
論文名稱:降雨量與地下水位變動對南部地區邊坡穩定性影響之研究
論文名稱(外文):Investigating the Influence of Rainfall-Groundwater Relationship on the Slope Stability at Southern Taiwan
指導教授:李德河李德河引用關係林宏明林宏明引用關係
指導教授(外文):Der-Her LeeHung-Ming Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:218
中文關鍵詞:邊坡穩定降雨量降雨入滲GEO STUDIO  
外文關鍵詞:Slope stabilityRainfallRainfall infiltrationGEO STUDIO
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全球暖化現象惡化造成氣候變遷的情形下,極端氣候頻發使得台灣降雨型態持續在改變,豐枯水期降雨量具有顯著的差異,此差異越往南部越明顯,且近年來南部地區的降雨型態逐漸轉為數年多雨、數年少雨且年雨量差異有增大的情況,對於邊坡而言,此等現象是不利於邊坡穩定的。
為瞭解降雨對不同地質條件的邊坡穩定的影響情形,本研究分別於(1)嘉義縣阿里山公路86k+950處、(2)台南市南橫公路52k+150處及(3)高雄市藤枝林道01k+800處選定試驗邊坡作為代表。採集現地地層樣本進行室內試驗,以了解邊坡的地層分佈及其物理性質與力學特性,同時進行滲透試驗,了解在不同岩性之坡體的滲透性。利用地質鑽探、水位井、傾斜觀測管、地電阻建立各試驗邊坡的地層構造,並設立一長期監測系統以觀測可能滑動面深度及範圍。此外並以GEO STUDIO數值模型依據適當的條件進行數值模擬,探討地下水位變動與邊坡穩定性之關係,再結合各邊坡之雨量資料紀錄以探討不同岩性邊坡之降雨量與地下水位變動之關係,最後整合三處試驗邊坡之降雨量-地下水位變動-邊坡穩定性之間的關係,為研究地區建立以降雨量為基礎的邊坡破壞預警系統。

In order to understand the slope stability at different geological conditions affected by rainfall, this research investigates the colluvium slope located at 86k+950 milestone of Ali Mountain Highway in Chiayi Country, the alternating sandstone and shale slope located at 52k+150 milestone of Southern Cross-Island Highway in Tainan City and the shale slope located at 01k+800 milestone of Tengchih Forest Road in Kaohsiung.The site stratum sample were collected for laboratory tests to understand the stratum distribution of slope along with its mechanics characteristics. The borehole drilling, water well, inclinometer, electrical resistivity tomography test were adopted to generate the stratum model of each slope, and a monitoring system was established to observe the location and the behaviour of the possible sliding plane. Furthermore, the relationship between the change of underground water level and the stability of slope was explored. Then, the rainfall, the underground water influctuation and the stability of slope of the three trial slopes were integrated to establish of a slope failure pre-warning system.
摘要 I
Abstract II
誌謝 IX
目錄 XI
表目錄 XV
圖目錄 XVII
照片目錄 XXII
第一章、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機及目的 2
1-3 研究方法 4
1-4 研究流程 5
第二章、文獻回顧 8
2-1 邊坡破壞 8
2-1-1 邊坡崩塌之定義與地形特徵 8
2-1-2 邊坡破壞之分類與類型 12
2-1-3 邊坡破壞之可能原因 16
2-2 邊坡破壞之穩定性基準 19
2-2-1 國外邊坡之穩定性研判基準 19
2-2-2 國內邊坡之穩定性研判基準 21
2-3 降雨入滲對邊坡穩定性的影響 23
2-3-1 降雨參數之定義與影響 23
2-3-2 降雨型態對邊坡的影響 26
2-3-3 降雨入滲引致邊坡滑動之機制 28
2-3-4 南部地區因降雨引致邊坡破壞之相關研究 31
2-4 邊坡穩定分析方法 34
2-4-1 極限平衡法 34
2-4-2 有限元素法 38
第三章、研究區域環境概述 40
3-1 嘉義縣-台18線阿里山公路 40
3-1-1 地理位置及交通 40
3-1-2 地形與地質構造 41
3-1-3 水文特性 43
3-2 台南市-台20線南橫公路 45
3-2-1 地理位置及交通 45
3-2-2 地形與地質構造 46
3-2-3 水文特性 47
3-3 高雄市-藤枝林道 50
3-3-1 地理位置與交通 50
3-3-2 地形與地質構造 51
3-3-3 水文特性 52
第四章、研究邊坡現地調查與室內試驗 55
4-1 場址選定及鑽探結果 55
4-1-1 嘉義縣-台18線研究場址 55
4-1-2 台南市-台20線研究場址 56
4-1-3 高雄市-藤枝林道研究場址 58
4-1-4 研究場址地質綜合比較 59
4-2 傾斜觀測管之判釋 60
4-2-1 儀器介紹與原理 60
4-2-2 嘉義縣-台18線研究場址 62
4-2-3 台南市-台20線研究場址 67
4-2-4 高雄市-藤枝林道研究場址 71
4-2-5 研究場址鑽孔滑動面深度比較 73
4-3 地電阻之現地施測 73
4-3-1 儀器介紹與原理 73
4-3-2 嘉義縣-台18線研究場址 76
4-3-3 台南市-台20線研究場址 79
4-3-4 高雄市-藤枝林道研究場址 82
4-4 降雨量與傾斜觀測管之變化關係 85
4-4-1 嘉義縣-台18線研究場址 85
4-4-2 台南市-台20線研究場址 97
4-4-3 高雄市-藤枝林道研究場址 101
4-5 地下水位監測及滲透性 104
4-5-1 滲透係數量測 104
4-5-2 嘉義縣-台18線研究場址 107
4-5-3 台南市-台20線研究場址 112
4-5-4 高雄市-藤枝林道研究場址 115
4-6 室內試驗 117
4-6-1 基本物理性質試驗 117
4-6-2 直接剪力試驗 122
4-6-3 岩石單軸壓縮試驗 128
第五章、綜合討論與分析 132
5-1 數值模擬程式GEO STUDIO 132
5-1-1 降雨滲流分析(SEEP/W) 132
5-1-2 邊坡穩定分析(SLOPE/W) 133
5-1-3 數值模擬分析流程 135
5-2 嘉義縣-台18線研究場址 137
5-2-1 模型建構與邊界條件設定 137
5-2-2 材料參數與雨場設定 139
5-2-3 分析滑動面選定 142
5-2-4 地下水位滲流模擬結果 145
5-2-5 降雨入滲與邊坡穩定之關係 148
5-2-6 地下水位變化與邊坡穩定之關係 149
5-3 台南市-台20線研究場址 152
5-3-1 模型建構與邊界條件設定 152
5-3-2 材料參數與雨場選定 154
5-3-3 分析滑動面選定 157
5-3-4 地下水位滲流模擬結果 159
5-3-5 降雨入滲與邊坡穩定之關係 162
5-3-6 地下水位變化與邊坡穩定之關係 163
5-4 高雄市-藤枝林道研究場址 166
5-4-1 模型建構與材料參數設定 166
5-4-2 分析滑動面選定與設定地震加速度 168
5-4-3 地下水位變化與邊坡穩定之關係 171
5-5 降雨-地下水-邊坡穩定性之關係 173
5-5-1 降雨與地下水位變動之關係 173
5-5-2 地下水位變動與邊坡穩定性之關係 177
5-5-3 降雨與邊坡穩定性之關係 178
第六章、結論與建議 180
6-1 結論 180
6-2 建議 183
參考文獻 184
附錄A 試驗場址鑽探報告 193
附錄B 試驗場址岩心箱照片 205
附錄C 試驗場址岩石力學試驗照片 211
附錄D 口試委員建議 216


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10.經濟部水利署網站,http://www.wra.gov.tw,2016。

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