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第十一屆國際岩石力學會議高雄大學土環系翁孟嘉助理教授宣讀論文

四、會議摘要報告

4.1 大會演講

澳洲籍 Ted Brown 博士發表本屆姆勒講座,講題為「岩石力學-採礦的入門科學:

地下巨量採礦的挑戰(Rock Mechanics –The Basic Mining Science: Challenge in

Underground Mass Mining)」,針對露天開採礦場開挖至用地界限或採掘深度較大後,再 利用地下開採的概念,基於岩石力學觀念,考量岩柱(pillar)的穩定性與各種破壞模式,

進行兼顧安全、效率與效益的採礦設計。

4.2 主題 T1:岩石工程與環境議題

本主題共收錄 26 篇論文,包括 12 篇口頭發表與 14 篇海報發表論文。專題演講由 葡萄牙代表 C. Dinis da Gama 教授報告「岩石工程實務中的環境限制(Environmental Constraints in Rock Engineering Practice)」,基於環境影響評估的觀點,說明岩石工程設 計應該考量的環境衝擊課題,消弭或減小衝擊的對策,並例舉葡萄牙某礦場開發選址的 案例說明。主題報告則由荷蘭代表 Robert Hack 整理收錄之論文,除將論文分類整理簡 介外,亦特別針對岩石工程與環境相關的論文加以介紹,如 Johansson 等有關芬蘭核廢 棄物處置的岩石力學研究、Barton 有關節理與岩體受熱的閉合特性變形與在高放射性廢 棄物的應用等。

主題 T1 中 Barton 教授的口頭發表將節理行為的研究進行完整的整理,並深入探討 在正向閉合行為下的熱傳與應力耦合效應,研究成果十分豐碩。另中國大陸余中齊(音) 等報導了浙江省中部地區 1992 年發現的某處古洞穴,推估開挖於 2000 年以前,附近地 層為粉砂岩,開挖的目的與技術不詳,無支撐保護。其中 10 洞穴保存良好無坍塌現象,

另 14 處則已坍塌,其研究透過坍塌與未坍塌洞穴的比較指出,洞口較小且洞內充滿水 等條件,有利於減緩岩石的風化以至於洞內的保存,且由洞穴自立達 2000 年以上指出,

岩石工程目前多以 50 至 100 年為設計服務年限,或許可以予以延長。

4.3 主題 T2:從岩石特性談模擬分析

本主題共收錄 90 篇論文,包括 36 篇口頭發表與 54 篇海報發表論文。專題演講由 智利代表 Loren Lorig 先生報告「在地質中使用數字(Using Numbers from Geology)」,系 統地說明了連續體模式與非連續體模式以及相應的數值分析方法在各種地質問題的模 擬與應用,其報告的一大重點係透過塊狀岩體破壞模式的觀察與岩體局部變形差異的比 較,提出連續體模式常使用的代表性體積元素可能不存在的觀點,大膽地挑戰了以往發 展數十年的分析方法。主題報告則由中國大陸代表馮夏庭(Xia-Ting Feng)整理全數收錄 論文,強調岩石力學的模擬分析必需依據試驗結果,考量應力路徑與狀態的影響,並以 其個人研究成果加以說明。

T2 為本屆國際岩石力學會議投稿論文最多的主題,論文內容極為多元,不僅包括 岩石力學各種試驗方法與成果,理論模式的探討,各種數值模擬方法亦有大量的論文發 表,其中應用非連續體元素法(distinct element method)發展的顆粒流動程式(particle flow code,PFC)為本屆會議相當引人注目的一大主題,此程式為近年新發展的數值分析方 法,許多研究者應用在探討各種岩石力學課題的宏觀模擬以及微觀行為。台大土木系鄭 富書教授等發表的 The Use of a Bonded-particle Model for Studying the Mechanical

Behavior of Weak Rock,從岩石微觀組成與力學試驗結果出發,利用 PFC 2D 程式探討 岩石孔隙率與顆粒面積比對於力學特性的相關性,其成果可闡釋岩石微觀組成對於宏觀 力學性質的影響,文中並提出岩石孔隙在分析上的考量方法,為相當出色的論文之一。

4.4 主題 T3:岩坡、基礎與露天採礦

本主題共收錄 46 篇論文,包括 22 篇口頭發表與 14 篇海報發表論文。專題演講由 西班牙代表 Alcibiades Serrano 教授報告「虎克-布朗破壞準則在岩石淺基礎與深基礎 承載力的應用(Bearing Capacity of Shallow and Deep Foundations in Rock with the Hoek

and Brown Failure Criterion)」,依據基礎的破壞模式,考慮極限平衡狀態,利用虎克-

布朗破壞準則探求岩石基礎承載力的估算方法。另南韓代表 So-Keul Chung 整理收錄論 文的主題報告,系統地分析了各篇論文的方法論,包括理論背景採用極限平衡法或考慮 應力-應變關係、連續體模式或非連續體模式、應用試驗方式、解析方法或數值方法估 算工程行為、以及各種數值方法的應用等,並回顧自 1987 年以來在此一主題各種方法 論應用情況的演進,為相當精彩的一場主題報告。

4.5 主題 T4:隧道、地下坑室與地下採礦

本主題共收錄 75 篇論文,包括 28 篇口頭發表與 47 篇海報發表論文。專題演講由 南非代表 Dick Stacey 教授報告「岩石工程師是否適當地考量採礦的風險(Are Rock Engineers Addressing Risk Appropriately in Mining)」,係基於風險分析的觀點,檢視既有 岩石力學理論的應用性,以及岩石工程師在採礦工程風險識別、分析與管理上所應拌演 的角色等。主題報告則由俄羅斯代表 Sergey Yufin 介紹收錄論文,其將全數論文依據方 法論分類後,選擇各方法論的代表性論文以及數個有趣的案例加以介紹。

隧道、地下坑室與地下採礦向來為國際岩石力學會議的主流,本屆收錄論文數量亦 僅次於主題 T2,論文多數以實際案例或問題為背景,說明工程行為或物理現象後,再 透過各種理論與方法進行模擬分析,以尋求機制的瞭解、工程對策的分析或優化等。台 大土木系黃燦輝教授等以海報發表的 Elucidating the Anisotropic Squeezing Behavior of New Guanyin Tunnel 以及台北科大王泰典助理教授口頭發表的 Study on Tunnel

Excavation Disturbed Zone in Weak Rock with Time-dependent Behavior 等論文,亦屬此 類。另瑞士安柏格顧問公司 Hagedorn 等發表 Gotthard Base Tunnel: Rock Burst

Phenomenon during Construction of a Multifunctional Section in a Fault Zone Area,透過高 岩覆隧道岩爆引致地震現地監測所得資料,採用 UDEC 和 3DEC 程式分析對隧道的影 響,亦為相當有趣的報導。

4.6 主題 T5:地震工程與岩石動力學

本主題共收錄 27 篇論文,包括 14 篇口頭發表與 13 篇海報發表論文。專題演講由 日本代表 Takashi Akiyama 先生報告「日本核能電廠基礎與邊坡耐震穩定評估方法 (Evaluation Method of Seismic Stability of Foundation/Slope at Nuclear Plants in Japan)」,其 內容主要報導日本依據近年來地震地質學與地震工程學上研究的成果,於 2006 年頒佈 最新的核能電廠耐震設計評估準則,並依據最新準則,檢討過去依據舊的準則設計的核 能電廠基礎與邊坡的耐震穩定性。主題報告則由葡萄牙代表 J. Vieira de Lemos 整理收錄 論文,其亦將全數論文依據方法論分類後,選擇各方法論的代表性論文,分別介紹其研 究背景、方法與成果等。

4.7 主題 T6:石油工程與碳氫化合物(液態天然氣)貯存

本主題共收錄 13 篇論文,包括 7 篇口頭發表與 6 篇海報發表論文。專題演講由法 國代表 Pierre Berest 教授報告「長期行為預測的程度(To What Extent Can We Predict the Long-term Behavior)」,透過考慮地下坑室開挖引致擾動造成岩體滲透特性變化、以及油 氣貯存可能對岩體滲透行為的影響,探討地下坑室長期行為的預測程度。另巴西代表 Sergio Fontoura 進行了主題報告,其將每一篇收錄論文簡要地介紹研究的背景、目的、

研究方法與成果等,除加以註解以及對作者提出適度的建議外,並深入淺出地分析了此 一主題的論文,導讀與整理皆十分精彩。

4.8 主題 T7:安全評估與風險管理

本主題共收錄 9 篇論文,包括 8 篇口頭發表與 1 篇海報發表論文。專題演講由美國 代表 Herbert Einstein 教授報告「自實驗至觀察法的更新改變不確定性(Changing

Uncertainties through Updating from Experiments to the Observation Method)」,報告中對於 岩石工程不確性的消弭或減低的流程,進行了系統的整理,並例舉實例加以說明。主題 報告則由加拿大代表 Joe Carvalho 簡單地介紹了此一新興的岩石力學新課題,並概要的

介紹了各篇論文。

4.9 洛佳獎論文發表

日本籍 Hideaki Yasuhara 博士發表「熱傳-水力-應力-化學耦合效應下岩石裂隙 滲透特性的演化(Thermo-Hydro-Mechano-Chemical Couplings that Define the Evolution of Permeability in Rock Fractures)」,主要在熱力場、水力場、應力場與化學環境下,試驗 岩石裂隙的滲透特性並建立描述方程式,再透過迭代運算,模擬耦合效應對滲透特性的 影響。在水力與應力耦合方面,係透過平行板與立方律假設,建立不同應力條件下的滲 透控制方程式;在化學與水力耦合方面,則考慮傳導(convection)、擴散(diffusion)與析 出(precipitation)等不同情況,建立滲透控制方程式,並納入溫度的影響。其耦合效應屬 單向耦合,即應力影響水力特性,但水力不影響應力的變化。另外,其研究在熱力場、

應力場與化學場對滲透特性的描述雖多使用簡單的模式,但其建立的熱傳-水力-應力

-化學耦合效應下滲透特性的演化過程,不僅物理意義鮮明,對於此一問題亦提供相當 實用的模擬程序。

4.10 S05 地下結構維護與修補特殊場次研討會

此特殊場次研討會係由國際岩石力學學會岩體中地下結構維護與修補委員會 (ISRM Commission on Maintenance and Repair of Underground Structures in Rock Masses) 所舉辦,包括 9 篇論文的口頭發表以及辯論(debate),發表的論文包括了葡萄牙岩體中 地譸工程維護與修補案例介紹(L. Riberiro e Sousa)、日本隧道維護技術近況(Toshihiro Asakura 等)、山岳隧道受震損害與變形機制(Yoshihiro Shigeta 等)、高岩覆煤礦應用案例 (He Manchao)、西班牙 Bilbao 地下鐵舊隧道的整併(Manuel Romana)、交通隧道維持營 運條件下擴挖方法的探討(F. Tonon)、葡萄牙 Juncal 隧道修補案例(M. Hohermuth)、應用 地理資訊系統在瑞士公路隧道異狀識別的初步探討(F. Sandrone 等)、以及隧道維護與人 工智慧技術的應用(R. Leal e Sousa 等)等,地下工程維護與修補議題為建設高峰期過後

了全球此領域最近的案例,並開放問題的辯論。觀察與會人員與發表者,應為此領域具 實務經驗或深感興趣者。由於理論與實務皆未臻完善,大多數論文係以案例報導的方式 發表,參與的 40 多位人員對各論文亦提出相當多的問題,包括檢測與安全評估的方法、

異狀成因的研判、維護與修補設計的準則或依據、維護與修補成效的確認與追蹤等…,

發表者亦時有招架不住之態,全場頗有華山論劍的感覺。此種特殊場次研討會的辦理方 式,對於相關領域從業與研究人員知識與技術的分享與交流,實有更全面與深入的效果。

五、與會心得

本屆國際岩石力學會議擴大舉辦,收錄論文數量達 286 篇,創下以往的記錄,其中

本屆國際岩石力學會議擴大舉辦,收錄論文數量達 286 篇,創下以往的記錄,其中

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