土樣準備與試驗儀器

本研究砂箱試驗，使用寶山第二水庫庫區粉質砂土為試驗土樣，

其粒徑分佈曲線如圖 3- 2所示；土壤係先以#4 標準篩過濾較大礫石 塊，再用通過#4 標準篩之土樣進行試驗，過篩後的土樣將其放置室 溫下自然乾燥數天，以模擬現地初始的乾燥狀態。砂箱的尺寸大小為 60cm×60cm×60cm，為降低砂箱邊界對於地電阻量測時的電流場產生 邊界效應的影響，填入土樣深度應盡可能等於電探測線展距，規劃砂 箱中的電探測線展距為 50cm 右，因此填入之土樣深度至少為 50cm，此外砂箱內模擬地層的土壤條件需與率定模內的土壤相同，

為使後續砂箱降雨模擬所建立的率定關係得以和率定模的基本率定 結果做相關的比對與驗證，固定砂箱土樣與率定模土樣在約略相同乾 密度

左

γd =15.5kN/m³的土層條件下，將自然乾燥後的寶二水庫土樣，以 大型夯錘分層均勻夯入約50cm深的土壤厚度，如圖 3- 3。

圖 3- 2 寶二水庫土樣粒徑分佈曲線(姚奕全，2007)

圖 3- 3 大型夯錘將土樣分層夯入砂箱(姚奕全，2007)

在砂箱試驗中所使用到的主要相關儀器設備有二類，即 TDR 量 測系統、及地電阻量測系統，以下將對各實驗儀器設備做一簡單說明。

TDR 量測設備

TDR100，如圖 3- 4所示，可配合多工器（Multiplexer）同時量測不 同TDR感測器，並搭配資料擷取器（Datalogger）具有可程式化、自 動化量測的功能來輔助降雨初期的資料密集量測。至於TDR感測器方 面則是如前述章節在率定土樣基本關係時所使用的小型TDR cone感 測器；貫入式探頭有利於感測器置入砂箱進行資料量測，又其本身貫 入土壤中所佔體積較小，故可降低感測器本身材料電阻對於地電阻量 測時的電場影響。

圖 3- 4Campbell TDR 100 量測儀 地電阻量測設備

在地電阻量測系統方面，本研究所使用的地電阻探測儀器為法國 IRIS公司所生產的SYSCAL PRO Switch 48，如圖 3- 5所示，可連接 48 頻道電極，主機內部含電源傳送器（transmitter），訊號接收器

（receiver）與電源供應器（booster），在電源供應部分可依施測需求 外接直流式電源提供更大電流，另外為了滿足二維或三維的施測配 置，可以利用Switch Pro box外接更多電極纜線以達到需求。由於本 研究為小尺寸室內砂箱模擬，因此在連結的傳輸纜線與電極棒方面，

使用24 頻道集線器兩個，如圖 3- 6，共 48 頻道搭配 2.5 公分不銹鋼 釘為電極棒來進行地電阻量測。而研究預計以三維電探進行砂箱試驗 之探測，因此使用三維反算軟體AGI EarthImager 3D Ver. 1.3.7，將電 探主機所量得視電阻率分佈（Apparent Resistivity）經過反算最佳化 分析後，以獲得砂箱內土壤真實的電阻率分佈情形。

圖 3- 5 地電阻探測儀-SYSCAL PRO Switch 48

圖 3- 6 ERT 24 頻道集線器