分析結果與討論

依前述有關分析方法及參數與幾何模型之說明，本研究進行有關程式分 析，資說明分析結果如下，

一、滑動初始位置之分析

由前述討論說明，本研究係於所建立幾何模型坡面上，將原先設定之土體以 DDA進行集塊運動模擬土體破壞後之運動行為。由於需探討不同坡度之影響，則 滑動土體之位置便需先與界定。由於不同坡度條件下，於同一高程條件下，其滑 動距離不同；而相同滑動距離下，其高程不同，其位能不一致，故進行有關高程 及滑動距離敏感度之探討。係採單一塊體於不同坡度條件下，固定不連續接觸面 摩擦角φ（30°）、邊坡坡度100%條件下，分別進行不同坡面滑動距離（10、15、

20、25、30、35、40m）之運算，以探討滑動位置對於塊體滑動停止位置之探討。

根據運算結果顯示，於所分析之不同邊坡坡度條件下，坡面滑動距離愈大，高程 愈高，其滑動停止距離愈遠，但滑動距離大於一定數值後，其滑動停止距離增加 距離有趨緩之趨勢，主要原因在於當位能於扣除克服坡面摩擦力後換成動能，動 能會隨高程之增加而增加，即速度會隨之增加，然高程增加至一定數值後，其速 度會有趨緩之趨勢。根據分析及果顯示於所分析之邊坡坡度下，當坡面滑動距離 為30m時，其塊體停止距離有趨緩之趨勢，如圖5-3所示，故分析之土體初始位置 為坡面距擋土牆30m之處。

0 1 2 3 4 5 6 7

10 15 20 25 30 35 40

塊 體 停 止 距 離 (m)

滑動初始位置(m)

二、邊坡坡度影響之探討

經由幾何模型與分析條件之討論，本研究於不同邊坡坡度條件下，進行有關 邊坡坡度影響之探討，探討之坡面坡度分別為30、40、55、100%下，對於土體滑 動後停止距離之影響，主要分析條件如前所述分別為擋土牆高度為5m、滑動初始 位置為坡面30m處。根據分析結果顯示（圖5-4所示），體滑動後最大停止距離會 隨坡度之增加，但當坡度為55%以後卻出現減少之趨勢，即坡度100%之最大停止 距離反而較55%為小，如所示。

0 2 4 6 8

30 40 55 100

土 體 停 止 距 離 (m)

邊坡坡度(%)

圖5-4 土體停止距離與邊坡度關係圖

分析此一現象，本研究認為係受到滑動之水平速度所控制，可由下列之推導 做一說明，

假設有一邊坡設有一剛體滑動，其滑動距離為S，剛體重為W，邊坡坡角為θ，

剛體與坡面之動摩擦係數為μ，剛體運動之位能為W1，

W1=W*S*sinθ-W*Sconθ*μ (5-1) 假設動能完全轉換為動能，則可得

動能=1/2*m*v²=位能＝W*S*sinθ-W*Sconθ*μ (5-2) 式中m為剛體質量=W/g（g為重力加速度），v為剛體運動速度

則由上式可推得

第一章 緒 論

算所需退縮距離結果比較，結果如圖5-6所示。在坡度為100%以前，本研究分析 結果較與264條之一計算結果為大，然隨坡度之增加有逐漸減少之趨勢。然264 條之一將隨邊坡坡角增加而增加，且此一趨勢非但不會有趨緩之趨勢，相反其增 加趨勢有加劇之現象（如圖2-6所示），而前述討論中得知，在所有分析條件固定 下，土體滑動後停止距離於坡度100%以前達到最大，而隨後有下降趨勢，故建 築技術規則第264條之一確有修正之空間。而本研究之分析結果，於坡度100%較 264條之一為大之原因，主要在於本研究所考慮位能轉換成動能，而於坡度較為 平緩時，水平速度較大，而所形成之堆積部所需停止距離會較大所致。

0 2 4 6 8 10

30 40 55 100 150 200 250

264條之一計算結 果

本研究計算結果

退縮距離(m)

坡度(%)

圖5-6 本研究結果與建築技術規則264條之一比較

三、不連續接觸面摩擦角φ

本研究針對不連續接觸面摩擦角φ之影響分析探討，係以坡度100%條件下，

分別以30、35、40°進行分析運算，分析結果如圖5-7所示。由分析結果顯示，土 體滑動後停止距離會隨著坡角之增加而減少然影響並不顯著，主要由於摩擦角φ 愈高，所提供之阻抗愈大，而土體之位能扣除阻抗後所轉換之動能愈小，故土體 速度愈小，而土體滑動後停止距離亦隨之減少。

第一章 緒 論 第五章 DDA 數值模擬及分析結果

0 1 2 3 4 5 6 7

30 35 40

土 體 停 止 距 離

(m) 不連續接觸面摩擦角φ

圖 5-7 土體停止距離與不連續接觸面摩擦角φ關係圖

而前述之討論分析可得下列結論，

1、由本研究於所設定之分析條件下，以DDA程式進行有關邊坡土體滑動後停止距 離之探討，所考慮條件與建築技術規則264條之一（ (1 tan )

1≥ H2 + θ

D ）相當，

而本研究根據分析結果，於坡度100%以前會達到最大值，且與建築技術規則 264條之一所計算之退縮距離大致相當，故此一規定於本研究所考慮之條件下 應可確保山坡地住宅開發之安全。然建築技術規則264條之一所計算之退縮距 離會隨著坡角增加而增加，於坡角接近90度時，甚至會趨於無窮大，此一現 象明顯不合理，以本研究結果顯示，建議於264條之一增加最大值之限制，避 免過大之退縮距離。以本研究結果顯示，當擋土牆高度為5m時，所計算之邊 坡土體滑動後停止距離不超過7m， 建議可由此一方向進行有關條文修正。

2、由本研究分析結果不連續接觸面摩擦角φ愈大，邊坡土體滑動後停止距離愈 小，而檢視建築技術規則於264條之一、二，之規定中均未考慮摩擦角φ之影 響，主要原因在於法規規定係考慮大部分邊坡滑動後之行為，故以較危險狀

態進行分析後所得，而不將摩擦角φ納入。然264條之三有關順向坡之退縮距 離卻又考慮將順向坡長度及界面抗剪強度納入，與前述之一、二之精神不一 致，實有再檢討修正之必要。

3、以本研究所分析之案例條件，所求得之最大土體停止距離為7.29m，為 H+2.29m，以本研究分析結果262條之一可為H+3m，而如欲取較為保守，可採 2H為退縮距離；而分析所求得土體最小停止距離為5.39m，較以264條之一計 算結果為大，故264條之一應在增加最小退縮距離數值之訂定，以本研究分析 結果而言，可訂定為5m。

4、本研究以DDA程式進行有關分析及模擬，於所設定條件下，分析求得建築物距 擋土牆坡角退縮距離，然山坡地土壤、水文及植生之變異性頗大，而邊坡又 有不同破壞模式（如落石災害），以單一公式或數值欲確保山坡地建築物之 安全性，仍有力有未逮之處，退縮距離應朝性能式審議精神方面著手，條文 規定為最小距離，而真正所需距離應設置審議委員考量現地情形再予決定。

5、基於風險管理之理念，山坡地建築物所處之邊坡穩定依相關法規需設有擋土 設施，其邊坡穩定安全性雖可達到設計要求，但邊坡上方出現小規模土石滑 動，卻是無法完全避免，故建築物退縮距離之規定有其必要，而建築物外牆 作為擋土設施，其結構安全雖可以透過工程設計方法達到安全，但如發生上 邊坡土石滑落，則由於缺乏退縮距離，將會有重大傷亡之虞，故仍不應以建 築物外牆作為擋土設施之用。