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研究生: 陳建宏
Chen, Jian-Hong
論文名稱: 小林村獻肚山深層崩塌地質構造及地質材料特性之研究
The Characteristics of Geological Structures and Material Properties of Hsien-du-shan Rock Avalanche at Hsiaolin, Chiahsien, Kaohsiung
指導教授: 吳建宏
Wu, Jian-Hong
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 142
中文關鍵詞: 莫拉克颱風深層崩塌小林村糖恩山砂鹽水坑頁岩
外文關鍵詞: Typhoon Morakot, rock avalanche, Hsiaolin, Tangenshan Sandstone, Yenshuikeng Shale
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  • 摘要
    2009年8月中度莫拉克颱風侵襲台灣,其所引進的西南氣流形成高強度及長延時的降雨型態,且降雨中心集中在中南部山區,連日的豪雨使得高雄縣甲仙鄉小林村東北方的獻肚山發生深層崩塌,進而造成小林村滅村事件,而深層崩塌的發生是有跡可尋的,以小林村為例,該區域內有高縣DF006及高縣DF007兩條件土石流潛勢溪流通過,且常因大雨發生土石流災害,再者獻肚山之山區道路於崩塌前已有隆起和凹陷等現象出現,表示該區域已有速度較緩慢的地滑現象發生。
    該區域之地層構造中上部為一崩積土層,中間夾層為鹽水坑頁岩,底層為糖恩山砂岩,崩積土層主要為鹽水坑頁岩及糖恩山砂岩風化後之堆積物;由已出露的糖恩山砂岩滑動面可看出有許多不連續面分佈,該滑動面為一圓弧形的順向坡,其受大地應力之擠壓而產生褶皺,力學試驗結果顯示糖恩山砂岩為中等硬岩,透水係數為10-11cm/sec;鹽水坑頁岩為易吸收水分之地質材料,力學試驗結果為軟弱岩石,透水係數為10-7cm/sec,其受大地應力作用後易產生裂縫,地層較為破碎;由現地量測之滑動面位態顯示滑動面傾角介於23°~30°之間,現地材料之高含水量重模試體直接剪力試驗結果之內摩擦角介於21.4°~25.5°之間,由試驗結果顯示現地土層於高含水量的狀態下有發生滑動的趨勢。

    Abstract
    Typhoon Morakot brought heavy rainfall to Taiwan on 8 August 2009. The rainfall center was located at the mountain in southern Taiwan and induced a deadly rock avalanche at Hsiaolin, Chiahsien, Kaohsiung country. Two debris flow channels (Kaohisung County DF006 and Kaohsiung County DF007) were known in Hsiaolin, and were always induced debris flows after raining. In addition, uplifts and subsidence were available at the path on the Hsien-du-shan slope and were considered as unstable precursors before it failed.
    The Hsien-du-shan slope was consisted of colluvials at the top, Yenshuikeng Shale at the middle, and the Tangenshan Sandstone at the bottom. The colluvial soils were consisted of weathered Yenshuikeng Shale and Tangenshan Sandstone. Numerous discontinuities are distributed on the sliding surface, which is an arc dip slope, of the Tangenshan Sandstone. The mechanical test results show that the strength of Tangenshan Sandstone is classified as a medium strong rock, and its hydraulic conductivity is 10-11cm/sec. In addition, the strength of Yenshuikeng Shale is weak, and its hydraulic conductivity is 10-7cm/sec. The shale is easy to be fractured under large geologic stresses. The dip angle of the sliding surface is in the range of 23°~30°. The internal friction angle of the remolded soils with high water contents sample is 21.4°~25.5° by direct shear tests. Therefore, the soils with high water content are easy to slide.

    目錄 第一章 緒論 1 1-1研究背景 1 1-2研究動機與目的 4 1-3研究內容與流程 5 第二章 文獻回顧 8 2-1研究區域概述 8 2-1-1地理位置 8 2-1-2地形、地層與地質構造 9 2-1-3流域水系 16 2-2崩塌概述 18 2-2-1崩塌之定義 18 2-2-2崩塌之分類 20 2-2-3發生崩塌之原因 24 2-2-4崩塌與地滑之差異 24 2-3獻肚山相關研究 25 2-3-1陳樹群等(2009)高雄縣小林村獻肚山巨型深層崩塌引致之地形變遷特性 25 2-3-2李錫堤等(2009)小林村災變之地質背景探討 27 2-3-3唐昭榮等(2009)遽變式山崩之PFC3D模擬初探-以草嶺與小林村為例 29 2-3-4吳佳峻(2010)小林村災害歷程重現之探討 31 2-4現地透水試驗 32 2-4-1 Boutwell Permeameter現地透水試驗 32 2-4-2 Hoek & Bray現地透水試驗 33 第三章 試驗方法及儀器介紹 36 3-1材料來源及試體製作方法 36 3-1-1現地材料取樣地點 36 3-1-2試體製作 38 3-2儀器介紹 40 3-2-1十噸直接剪力試驗機 40 3-2-2重模試體模具 43 3-2-3消散耐久性試驗機 44 3-2-4超音波量測設備 44 3-2-5MTS載重試驗機 45 3-2-6應變量測系統 47 3-2-7圍壓加載系統 49 3-2-8巴西張力試驗 51 3-2-9三軸透水試驗 52 3-2-10現場工地密度試驗 52 3-2-11地質材料礦物成份分析試驗 54 3-2-12抽真空馬達 54 3-2-13現地透水試驗 55 3-2-14崩塌區水源pH值及導電率 56 3-3試驗方法及步驟 57 3-3-1土壞一般物性試驗 57 3-3-2重模試體直接剪力試驗 59 3-3-3消散耐久性試驗 62 3-3-4吸水率試驗 64 3-3-5超音波試驗 65 3-3-6單壓強度試驗 66 3-3-7三軸壓縮試驗 67 3-3-8巴西張力試驗 68 3-3-9三軸透水試驗 69 3-3-10現地透水試驗 70 3-3-11現地位態量測 72 3-3-12現場工地密度試驗 72 3-3-13地質材料礦物成份分析試驗 73 3-3-14邊坡湧水之水質分類 73 第四章 試驗結果與分析 77 4-1一般性質試驗 77 4-1-1物性試驗 77 4-1-1-1滑動面土壤 77 4-1-1-2糖恩山砂岩及灰色鹽水坑頁岩 81 4-1-2消散耐久性試驗 82 4-1-3三軸透水試驗 82 4-1-4吸水率試驗 84 4-1-5超音波試驗 84 4-2力學性質試驗 85 4-2-1重模土壤反覆直接剪力試驗 85 4-2-2巴西張力試驗 92 4-2-3單壓強度試驗 93 4-2-4三軸壓縮試驗 96 4-3化學成分分析 104 4-3-1滑動面土壤 104 4-3-2糖恩山砂岩及鹽水坑頁岩 107 4-3-3邊坡湧水化學成分分析試驗 108 4-4現地試驗 110 4-4-1現場工地密度試驗 110 4-4-2現地透水試驗 111 4-4-3現地位態量測 114 4-4-4崩塌區水源pH值及導電率試驗 120 4-5小結 127 第五章 結論與建議 132 5-1結論 132 5-2建議 133 參考文獻 134 附錄 138 自述 142

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    下載圖示 校內:2015-08-31公開
    校外:2015-08-31公開
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