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研究生: 吳政楠
Wu, Cheng-nan
論文名稱: 高雄都會區地質工程特性分區研究
Zonation of Geological Engineering Characteristics for Kaohsiung Metropolitan Region
指導教授: 吳銘志
WU, Ming-Chee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 地球科學系碩士在職專班
Department of Earth Sciences (on the job class)
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 144
中文關鍵詞: 分級評分地質工程特性分區高雄都會區含水量輭弱地層標準貫入試驗(N)值
外文關鍵詞: Kaohsiung metropolitan, Zoning Classification, Geological Engineering Characteristics, Water Content, Weak Soil, Standard Penetration Test(N)
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  • 摘 要
    高雄都會區的地質分佈狀況大多屬於砂土和黏土互層之現代沖積地層,地質相當輭弱。有鑑於都會區內的土地價格高昂,人口分佈與建築物密度稠密,各項工程興建過程稍有不慎動輒對民眾的生命財產造成極大影響;爰此,必須設法適應地質條件以為規劃利用。
    本研究旨在利用高雄都會區各項公共工程之現有地質鑽探資料及其標準貫入試驗(N)值、地層厚度,以及含水量等參數,利用分級評分制,進行高雄都會區地層輭弱性的判釋。
    研究結果得知高雄市全區輭弱地層之分級大部份為Ⅰ、Ⅱ兩級,全區輭弱地層的特性為普通輭弱至中等輭弱。全區Ⅱ級評分(中等輭弱)之地層的厚度在1.95公尺至39.95公尺之間。Ⅰ級評分(普通輭弱)之地層5.9公尺至36.95公尺之間。
    高雄都會區普遍存在輭弱地層,然而其可以預期,每遇到地質為標準貫入試驗值(N)≦4,土樣含水量(ω)≧LL之輭弱沉泥質砂(SM)地層,在挖掘壁體或排樁時,將因此流入壁體內,造成鄰房基腳下方土壤軟化掏空,因而產生承載力不足,導致發生傾斜、沉陷與龜裂。
    關鍵字:標準貫入試驗(N)值、輭弱地層、含水量、分級評分、地質工程特性分區、高雄都會區

    ABSTRACT
    The engineering geological characteristics of Kaohsiung metropolitan region is significantly related to the distribution of sand and clay layers, which are young in geologic age, and weak in sense of material mechanics. The public construction cost is high due to the high price of the land, and the great density of population and civil construction, for a little careless during the construction work, it will cause a great influence on the lives and property of the neighboring residents. The preplanning for adjustment and adaption of the geological condition is therefore necessitated.
    The purpose of this study is to use the existing geological drilling data of Kaohsiung metropolitan region for public works, e.g., the SPT (N) value, the thickness of soil, existence of groundwater, and the use of the grade classification system; in determining the zoning of formation weakness for the Kaohsiung metropolitan area.
    The results show that class Ⅰ(loose)and class Ⅱ(medium loose) geological stratum is distributed through the whole districts. The class Ⅰ,loose geological stratum , has thickness of weak soil layers range from 1.95 to 39.95 meters. The class Ⅱ, medium loose geological stratum ,has thickness of weak soil layers range from 5.9 to 36.95 meters.
    Based on the above results, the Kaohsiung metropolitan regions are commonly having weak soil distributed. It can be expected to encounter weak stratum of silty sand (SM); of which the geological characteristics are SPT-N ≦ 4, and ω,the water content, ≧ LL, the Liquid Limit.
    KEYWORDS: Standard Penetration Test(N), Weak Soil,Water Content, Zoning Classification, Geological Engineering Characteristics, Kaohsiung metropolitan

    目 錄 頁數 摘要…………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………Ⅱ 誌謝…………………………………………………………………Ⅲ 目錄…………………………………………………………………Ⅳ 表目錄………………………………………………………………Ⅶ 圖目錄………………………………………………………………Ⅷ 符號說明……………………………………………………………Ⅹ 第一章緒論…………………………………………1 1-1 前言……………………………………………………1 1-2 研究目的………………………………………………1 第二章 理論基礎與文獻回顧……………………………………2 2-1 理論基礎………………………………………………3 2.1.1 輭弱土壤的成因類型…………………………3 2.1.2 輭弱地層的分佈和工程性質…………………4 2-2 前人研究………………………………………………7 2-3 研究區域概況…………………………………………22 2.3.1 區域地質………………………………………24 2.3.2區域水文概況…………………………………27 2.3.3 氣候條件………………………………………29 第三章 研究方法…………………………………………………32 3-1 SPT-N值修正…………………………………………35 3-2 鬆輭弱地層層的判斷方式…………………………37 3-3 評分機制……………………………………………38 3-4 輭弱地層分佈圖之製作……………………………39 第四章 結果與討論………………………………………………40 4-1 各行政分區輭弱地層分佈情形……………………40 4.1.1 評分等級Ⅰ之輭弱地層的分佈概況…………40 4.1.2 評分等級Ⅱ之輭弱地層的分佈概況…………41 4-2 高雄市各行政區輭弱地層之工程性質……………42 4.2.1高雄市全區 Nmin……………………………43 4.2.2高雄市全區含水量……………………………43 4.2.3高雄市全區輭弱地層…………………………43 4-3 高雄都會區捷運系統興建過程之災害與地質關係 之探討………………………………………………54 第五章 結論與建議………………………………………………56 5-1結論……………………………………………………56 5-2建議……………………………………………………56 參考文獻……………………………………………………………58 附錄…………………………………………………………………61 附錄一、高雄都會區捷運系統與鐵路地下化沿線工程地質特性 鑽探………………………………………………………62 附錄二、標準貫入試驗(ASTM D1586-84)……………………114 附錄三、相對密度…………………………………………………117 附錄四、壓密試驗…………………………………………………119 附錄五、敏感度……………………………………………………122 附錄六、阿太堡限度試驗及指數…………………………………125 附錄七、高雄捷運路網圖…………………………………………128 附錄八、高雄捷運興建過程沿線破壞案例(O1車站工程)……130 附錄九、高雄捷運興建過程沿線破壞案例(Ⅱ)-捷運O7至O8 車站間潛隧盾道工程……………………………………136 附錄十、統一土壤分類法…………………………………………141 自述…………………………………………………………………144 表 目 錄 表2-1 輭弱地層的物理力學指………………………………………6 表2-2 輭弱地盤評分分級表…………………………………………14 表2-3 各種輭弱地層之工程性質估比較……………………………17 表3-1 地層輭弱程度評分機制表……………………………………38 表4-1 高雄市各行政區輭弱地層之工程性…………………………42 附表一、高雄都會區捷運系統沿線工程地質特性鑽探資料—紅線63 附表二、高雄都會區捷運系統沿線工程地質特性鑽探資料—橘線91 附表三、臺鐵高雄都會區鐵路地下化沿線工程地質特性鑽探資料97 附表四、標準貫入試驗(SPT)值N與概估黏土強度比較表………116 附表五、標準貫入試驗(SPT)值N與概估砂土強度比較表………116 附表六、統一土壤分類之符號說明…………………………………143 圖 目 錄 圖2.1 高雄市地理位置與行政劃分圖………………………………22 圖2.2 高雄市區域地質圖圖…………………………………………23 圖2.3 高雄市地區之工程地質分區圖………………………………26 圖2.4 高雄市地區之區域水文概況…………………………………28 圖2.5 高雄氣象站降雨量統計圖……………………………………30 圖2.6 高雄氣象站降雨日統計圖……………………………………30 圖2.7 高雄氣象站日照統計圖………………………………………31 圖3.1 高雄都會區地質鑽探井位分佈圖……………………………32 圖3.2 有效地質鑽探資料井位分佈圖………………………………33 圖3.3 研究工作流程示意圖…………………………………………34 圖3.4 簡化柱狀地層剖面圖…………………………………………39 圖4.1 評分等級Ⅰ之輭弱地層的上部高程等值線圖………………44 圖4.2 評分等級Ⅰ之輭弱地層的下部高程等值線圖………………45 圖4.3 評分等級Ⅱ之輭弱地層的下部高程等值線圖………………46 圖4.4 評分等級Ⅱ之輭弱地層的下部高程等值線圖………………47 圖4.5 評分等級Ⅰ輭弱地層之等厚度圖……………………………48 圖4.6 評分等級Ⅱ輭弱地層之等厚度圖……………………………49 圖4.7 評分等級Ⅰ輭弱地層之Nmin值等值線圖……………………50 圖4.8 評分等級Ⅱ輭弱地層之Nmin值等值線圖……………………51 圖4.9 評分等級Ⅰ輭弱地層之含水量(%)等值線圖……………52 圖4.10評分等級Ⅱ輭弱地層之含水量(%)等值線圖……………53 圖4.11 O1車站與輭弱地層之關係……………………………………55 圖4.12 CO2區段標與輭弱地層之關係………………………………55 附圖四-1 壓密試驗裝置……………………………………………121 附圖四-2 壓密試驗之半對數壓密曲線……………………………121 附圖七-1 高雄捷運路線網分佈圖…………………………………129 附圖八-1 工程位置圖………………………………………………131 附圖八-2 O1車站S60M附近連續壁單元湧砂事故位置圖…………133 附圖八-3 鑽孔平面分佈及地層柱狀圖……………………………134 附圖八-4 事故之破壞機制示意……………………………………135 附圖九-1 CO2 區段標捷運車站及隧道工程位置示意圖…………138 附圖九-2 捷運O7至O8車站沿線地質剖面圖………………………138 附圖十-1 Casagrande塑性圖………………………………………142

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2009-10-28公開
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