第二章 文獻回顧
2.3 梨山地滑地區以往相關研究
2.3.3 前人研究成果
劉啟鋒(1990)研究中橫公路台七甲線 72K+500 處的崩積土坡穩定性之 研究,利用明坑(A-1、A-2 崩積土)取樣與試井開挖取回現地土樣進行試驗;
由於現地崩積土最大顆粒粒徑高達7 英吋,在考慮尺寸效應影響下,超出直 剪儀器所允許容納之範圍,因此使用模擬現地級配方法,縮小現地級配製作 試體,直接按級配比例製作重模試體。先秤出各篩號所需乾細粒料重,均勻 噴水攪拌後,將土料分三層夯實至直剪盒內,進行室內直接剪力試驗。實驗 結果得到重模土樣之c 值為 0 kg/ cm2,φ值約 35°。而對邊坡穩定具關鍵性 之砂質粘土,以重模土樣進行不壓密不排水與壓密不排水直剪試驗,估計 cu=0.21 kg/ cm2,φu=9.15°;ccu=0.38 kg/ cm2,φcu=15.67°。另外在直接剪 力試驗結果得知,在試體最大顆粒粒徑變大,細粒料含量減少時,凝聚力(c)
有逐漸變小的趨勢(圖 2-8),而φ值與試體最大顆粒粒徑改變及細料含量關 係,大致上φ值隨著試體最大顆粒粒徑增加而上升,與細料含量之關係則較 不明顯,可能因試驗儀器不同及試體大小尺寸影響所致(圖 2-9)。
圖 2-8 崩積土直接剪力試驗結果細料含量(F)與凝聚力(c)之關係(劉啟鋒,
1990)
圖 2-9 崩積土直接剪力試驗結果細料含量與內摩擦角之關係(劉啟鋒,
1990)
工業技術研究院能源與資源研究所(1993)做梨山地區地層滑動的調查,
取崩積層之材料做室內試驗。直剪試驗-採集滑動面附近土樣,並取小於 0.165cm(10#篩)以下之土壤顆粒製作試體,與水拌合後採重力方式自然沉澱 後再進行重模、飽和、不排水試驗,結果如表2-3。三軸(飽和壓密不排水 SUU)試驗-本試驗試體採用四號篩以下之顆粒進行重模,一共進行五組試 驗,試驗結果如表2-4。三軸試驗結果膠結性與抗剪角偏低,性質如同土壤;
剪力試驗的抗剪角則較三軸試驗結果高出很多,推估可能是重模的夯實能量 不同所導致。
表 2-3 直接剪力試驗結果(能資所,1993)
強度降低,是為邊坡滑動主要原因之一。研究中亦考慮地層中存有此黏土夾 層時,以極限平衡法分析軟體PC STABL5 進行邊坡穩定分析,假定破壞模 式為修正之Janbu 法,分析所得之安全因數 F.S 為 0.82,研判邊坡確有相 當程度之崩塌可能性(圖 2-10 及 圖 2-11)。
圖 2-10 中橫公路台七甲線 72k+500m 地形圖(蘇苗彬等人,1990)
圖 2-11 台七甲線 72k+500m 邊坡穩定分析(蘇苗彬等人,1990)
林炳森等人(1991)研究台七甲線 73k 邊坡(即台汽車站下方)滑動情形,
項目包含現地調查、滑動觀測、崩積土力學試驗及邊坡穩定分析。由現地調 查發現,在邊坡尚未滑動破壞前,滑動體之主坍壁有往上邊坡發展之現象,
並形成張力裂縫。由位移觀測樁之觀測結果(圖 2-12),在 37 天內(79.1.11
~79.2.17)地表之最大滑移量高達 12 公尺,相較於一般情況下最大滑移量僅 5~7 公尺高出了許多,平均滑移速度為 16.2 公尺/天,且滑動方向均指向地 下水滲流出口處。民國79 年 4 月在連續降雨之作用下,邊坡沿著沈泥質黏 土層崩滑而下。邊坡穩定分析所考慮地層為崩積土層、沈泥質黏土層及新鮮 板岩層,當滑動面沿著沈泥質黏土層之軟弱帶滑移時,安全係數為0.77(圖 2-13)。研究中並進行崩積層與沈泥質黏土層之剪力強度試驗,如表 2-5 所示。
表 2-5 各土層剪力強度試驗結果(林炳森,1991) 試驗結果
土層類別 試驗方式
c(㎏/㎝ 2) φ(deg)
崩積層 大型直接剪力試驗(現地含水量) 0.017 38
崩積層 大型直接剪力試驗(浸水一天) 0.16 33
沈泥質黏土層 小型直接剪力試驗(現地含水量) 0.13 18.2
沈泥質黏土層 小型三軸試驗(SCU)(現地含水量) 0.29 18.5
圖 2-12 台七甲線 73k 地表位移樁滑動方向(自林炳森,1991)
圖 2-13 台七甲線 73k 邊坡穩定分析(林炳森等人,1991)