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研究生：	曾國鈞 Tseng, Kuo-Chun
論文名稱：	降雨引致地下水位變動對公路邊坡穩定影響之研究 Investigating on the Influence of Groundwater Variation Induced by Rainfall on the Stability of Highway Slope
指導教授：	李德河 Lee, Der-Her
共同指導教授:	林宏明 Lin, Hung-Ming
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：	2015
畢業學年度：	103
語文別：	中文
論文頁數：	117
中文關鍵詞：	邊坡穩定、降雨量、地下水位變動
外文關鍵詞：	Slope stability, Rainfall, Groundwater variation
相關次數：	點閱：79 下載：5
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近年來全球暖化現象快速惡化，並造成全球氣候變遷，極端氣候發生頻率升高使得臺灣的降雨型態亦產生改變。為了瞭解降雨行為而改變對我國南部山區邊坡防災工作之衝擊，本研究以進入阿里山國家森林遊樂區的公路(台18線)和連結台灣東西向的南部橫貫公路(台20線)上的代表性邊坡做為研究對象，探討降雨對公路邊坡穩定性的影響，兩路段都是台灣南部山區重要的路線，其暢通性和安全性是道路使用人和公路單位所嚴重關心的。
本研究選擇台18線公路之崩積層邊坡和台20線公路之泥質砂岩、砂頁岩互層邊坡做為研究對象。除了收集相關的雨量、地質資料外，並進行地層鑽探及地電阻探測，用以瞭解邊坡的地層分佈。同時也設置傾斜觀測管、地下水位計以觀測邊坡變動及地下水的變化等。經由觀測得知試驗邊坡的地層構造、岩盤滲透性以及邊坡變動方向及地層變動深度等，最後透過有限元素法耦合極限平衡法對邊坡作穩定分析。
由台18線試驗邊坡模擬麥德姆颱風之降雨量引致地下水位變動關係，模擬的36時階中因入滲造成地水位變動，在第10個時階該邊坡穩定之安全係數達臨界值1之下，成果確知降雨引致地下水位變動對於邊坡穩定性的影響。
台20線試驗邊坡則是模擬由常時地下水位線(262m)以等變動量(1m)來增加水位高程，進而模擬地下水位變動量對邊坡穩定之安全係數的影響。模擬結果中變動量8m至20m呈現線性變化，以此段線性變化進行回歸分析，推估求得該試驗邊坡之安全係數達臨界值，地下水位須上升23.6m。
由研究成果確知降雨如何影響在台18和台20線之崩積層與砂頁岩互層邊坡地下水位變動對於邊坡穩定性的影響。

The rainfall patterns in Taiwan changed in recent years due to the impact of global warming and climate change. In this study, groundwater variation at colluvium slope located in Taiwan Highway No. 18 and alternating sandstone and shale slope located at Taiwan Highway No. 20 were investigated. Besides collecting the local precipitation and geology information, borehole drilling and electrical resistivity tomography test were performed toclarify the depth and the distribution of the underground geologic formations. In addition, monitoring devices, such as inclinometers and ground water level meters, were installed to monitor the slope and ground water level. Finally, the finite element analysis was conducted to integrate the results from observed geology soil layer structure, permeability of bedrock, slope sliding direction, and depth of sliding to the result of limit equilibrium method.

摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 VI
目錄 VII
表目錄 XI
圖目錄 XIII
照片 XVI
第一章	緒論 1
1-1	研究背景及動機 1
1-2	研究內容	1
第二章	文獻回顧	4
2-1	邊坡崩塌	4
2-1-1	崩塌定義	4
2-1-2	崩塌原因	6
2-1-3	崩塌分類	7
2-2	降雨對邊坡穩定之影響 10
2-3	邊坡穩定分析法 12
2-3-1	極限平衡法 13
2-3-2	有限元素分析法 17
第三章	研究區域概述 20
3-1	研究區域-阿里山公路(台18線) 20
3-1-1	地理位置與地形概述	 20
3-1-2	地質與地質構造 21
3-1-3	水系概述	23
3-1-4	降雨 23
3-2	研究區域-南橫公路(台20線) 25
3-2-1	地理位置與地形概述	 25
3-2-2	地質與地質構造 25
3-2-3	水系概述	27
3-2-4	降雨 28
第四章	野外現地調查監測 33
4-1	試驗邊坡選定 33
4-1-1	台18線試驗邊坡 33
4-1-2	台20線試驗邊坡 34
4-2	地質鑽探結果 35
4-3	監測儀器	38
4-3-1	地電組 38
4-3-2	自記式水位計 38
4-3-3	傾斜觀測儀 40
4-4	地電阻調查 42
4-4-1	18線試驗邊坡 42
4-4-2	台20線試驗邊坡 44
4-5	雨量站監測 46
4-5-1	台18線試驗邊坡之降雨記錄 46
4-5-2	台20線試驗邊坡之降雨記錄 48
4-6	地下水位監測及滲透係數量測	50
4-6-1	台18線試驗邊坡地下水位變動情形 51
4-6-2	台20線試驗邊坡地下水位變動情形 54
4-7	傾斜管觀測 55
4-7-1	台18線試驗邊坡 55
4-7-2	台20線試驗邊坡 61
第五章	室內試驗與數值軟體介紹 64
5-1	基本物理試驗 64
5-1-1	試驗方法	64
5-1-2	試驗結果	66
5-2	直接剪力試驗 68
5-2-1	試驗方法	68
5-2-2	試驗儀器	69
5-2-3	試驗結果	71
5-3	GEOSTUDIO軟體簡介 76
5-3-1	邊坡穩定分析(SLOPE/W) 76
5-3-2	滲流分析(SEEP/W)	77
5-3-3	分析方法與流程 78
第六章	結果與討論 80
6-1	台18線試驗邊坡 80
6-1-1	數值模型建構與參數設定 80
6-1-2	地下水位分析結果 86
6-1-3	安全係數分析 89
6-1-4	不同雨型分析 90
6-2	台20線試驗邊坡 92
6-2-1	數值模型建構與參數設定 92
6-2-2	地下水位變化與安全係數關係	96
第七章	結論與建議 100
7-1	結論 100
7-2	建議 102
參考文獻	103
附錄A 地質鑽探紀錄表 108
附錄B 岩心箱照片 114
附錄C 岩心參數 117
                                    

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校內：2020-09-03公開
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