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研究生:王宗憲
研究生(外文):Wang, Tsung-Hsien
論文名稱:柴山崩積層邊坡長期位移機制探討
論文名稱(外文):Investigate on mechanism of long-time landslide for colluvium slope in Chaishan, Kaohsiung
指導教授:范嘉程范嘉程引用關係
指導教授(外文):Fan, Chia-Cheng
口試委員:林德貴古志生蕭達鴻范嘉程
口試委員(外文):Lin, D.G.Ku, C.S.Hsiao, Darn-HorngFan, Chia-Cheng
口試日期:2020-07-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄科技大學
系所名稱:營建工程系
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:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:153
中文關鍵詞:崩積層泥岩常年位移柴山
外文關鍵詞:ColluviumMudstoneLong-time displacementChai-shan village
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摘要
高雄柴山社區常年受側向位移影響,本研究透過整合當地地形、地質、水文地層含水情形及具體變位數據,探討長期位移機制與原因。研究主要以柴山社區附近設立之監測系統,包括GPS座標系統、地層傾斜管、水位觀測井、土壤含水量計及雨量計等監測數據,來進行分析各條件間的關聯性,且結合地理資訊系統對當地之地形條件進行初步研判,並將各因素進行整合,研判區域常年位移機制。
依據2005年至2018年間的監測資料進行分析,結果顯示就同一監測區域內的GPS座標系統及地層傾斜管地表位移結果得知GPS座標系統代表之絕對位移量約為地層傾斜管所代表之相對位移量的4至8倍,因此可推斷於地層傾斜管下方,位於較深層的泥岩有位移產生。另外,藉由地形分析結果顯示地表多為崩積層邊坡,易受外在因素影響,而泥岩面的分布約略與地表地形相近,水分亦容易流往較低窪的溝谷地區。透過土壤體積含水量監測結果可知,淺層崩積層的體積含水量約在10%(旱季)~50%(雨季)間變動;深層泥岩的體積含水量約維持在30%至60%間。因此推估地層下方鄰近海岸而產生一淡海水介面,使地層水分不易排除,並堆積於泥岩中,導致低海拔地區下方泥岩長年維持高飽和狀態。
故本研究研判當地位移主要由三部分所構成,其一為因地表崩積邊坡的不穩定,經外在條件進行誘發所導致之局部邊坡滑動;其二為降雨入滲並軟化崩積層與泥岩介面,引發上方崩積塊體沿介面發生滑動;最後,推測因崩積層下方的高飽和泥岩受長期應力作用而產生泥岩潛變現象,進而使當地發生常年持續的位移。

ABSTRACT
Kaohsiung Chai-shan village is affected by lateral displacement all year round. This study Investigate the mechanism and causes of long-term displacement by integrating local information for topography, geology, hydrological, and formation water content with displacement data. The research method mainly uses monitoring data of GPS coordinate system, inclinometer, soil volume water content, underground water table and rainfall be located in the Chai-shan village to analysis its correlation,and discusses the relationship between various conditions and the displacement behavior.
According to the analysis of the monitoring data from 2005 to 2018, the absolute displacement by the GPS coordinate system and the relative displacement by the inclinometer in the same monitoring area is 4 to 8 times, and than it can be inferred that the mudstone deposit at a depth greater than 30 m, the bottom of the inclinometer, experienced lateral displacement. In addition, the topographic analysis results shows that the surface of slope is mostly composed of colluvium and limestone block, which are susceptible to the influence of external factors. And the mudstone surface distribution is similar to the surface topography, so water at mudstone interface can easily flow to lower valley areas. From the monitoring results of soil volume water content, we can know that the volume water content of shallow colluvium layers varies between 10% (dry season) and 50% (rainy season), while the volume water content of the deeper mudstone remains between 30% and 60%. So that, it is infer that a freshwater-seawater interface is created due to the proximity of the coastline below the stratum, which makes it difficult to remove the water from the formation and accumulates in the mudstone, causing the mudstone at low altitudes remaining highly saturated for long-term time.
Therefore, this study judges that the local displacement is mainly composed of three parts. One is the local slope sliding caused by the instability of the surface colluvial slope and induced by external conditions; the second is the rainfall infiltration and softening the mudstone layer, resulting the interface with the mudstone triggers the sliding of the upper colluvial block along the interface; finally, it is predicted that the high-saturated mudstone below the colluvial layer is subjected to long-term stress and the mudstone creep phenomenon occurs, which in turn causes the local area to undergo perennial continuous displacement.

目錄
摘要 I
ABSTRACT III
誌謝 V
目錄 VII
圖目錄 X
表目錄 XV
第一章、 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.2.1 研究動機 2
1.2.2 研究目的 3
1.3 論文架構 4
第二章、 文獻回顧 6
2.1 於崩積地層的地滑成因 6
2.1.1 地滑發生原因 6
2.1.2 崩塌邊坡滑移案例 8
2.2 壽山監測及調查歷史 9
2.2.1 歷年壽山調查結果 9
2.2.2 柴山社區監測記錄 11
2.2.3 柴山地區泥岩性質 16
第三章、 研究方法與流程及背景資料 20
3.1 研究方法 20
3.2 基地區域概況 22
3.2.1 地理位置 22
3.2.2 地形剖析 23
3.2.3 區域地質 36
3.2.4 岩土性質 40
3.2.5 水文氣候 43
3.2.6 土地使用 50
3.2.7 歷史災害 51
3.3 現地監測系統 59
3.3.1 現地監測系統配置 59
3.3.2 GPS衛星定位系統 68
3.3.3 地層傾斜管 68
3.3.4 雨量觀測站 70
3.3.5 水位觀測井 70
3.3.6 土壤水分計 72
第四章、 監測數據分析 74
4.1 位移行為分析 74
4.1.1 監測數據分析 74
4.1.2 滑動位置推估 92
4.2 地形地質構造與水文分析 99
4.2.1 探討地形地質位置 99
4.2.2 分析常時水位變化 108
4.2.3 探討土層含水分布 115
4.3 降雨量與位移關聯性探討 123
第五章、 常年位移機制探討 131
5.1 高含水地層 131
5.1.1 地電阻探測之成果 131
5.1.2 淡水-海水介面 138
5.1.3 泥岩潛變可能性探討 139
5.2 崩積邊坡常年位移機制探討 140
第六章、 結論與建議 143
6.1 結論 143
6.2 建議 145
參考文獻 146
附錄 一 149

參考文獻
1.Varnes, D.J., 1978, ”Slope movement types and processes”, Landslides : Analysis and Control,pp.11-13.
2.Chai-Cheng., Fan, 2019, ”The mechanism of long-time displacements in Chaisan village, Kaohsiung, Taiwan”, Report published at Chai-shan village on 2019/09/05.
3.張旭葳,2014,「建立降雨情況風化土壤邊坡之水文時間因子與降雨特性之關係」,國立高雄第一科技大學碩士論文。
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5.劉士豪,2013,「已位移邊坡於降雨期間之土壤力學及水文行為」,國立高雄第一科技大學碩士論文。
6.吳俊昇,2012,「山棕寮地滑地降雨警戒基準值之探討」,國立屏東科技大學碩士論文。
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