既有試驗成果

過去因工程或研究計畫的執行，有甚多學者及工程單位探討梨山 崩積材料的力學性質者（蘇苗彬，1990、亞新顧問，1990、林柄森，

1991、蔡光榮，1987、工研院，1993）。依藤原明敏的分類，梨山崩 積層可分為崩積土層、風化岩層、軟弱粉砂質黏土層、及岩盤等，其 強度及膠結性不一，新鮮岩盤處常帶有劈理及節理，取得完整試體不

易。因此早期多用重模試體或明坑開挖得到之崩積土壤進行試驗。劉 盛華(2007)將過去前人研究所得的力學性質整理如表 2-3，分別討論 各類材料在重模以及自然試體下強度參數，對崩積土層材料而言，c 值並未有太大不同，重模試體摩擦角除了工研院範圍差異較大外，其 餘得到的Φ’大多在 29 ~ 35°間。 中華工程(1996)與林炳森(1991) 的天然試體，摩擦角則有6° ~ 10°的差距，大致上略低於重模強 度。滑動面的碎屑黏土方面，重模後Φ’的範圍 9° ~ 23°，天然試體 18° ~ 45°，該摩擦角範圍偏差值過大，因此本研究將重新規劃試驗探 討。

表2-3 前人研究梨山結果 (摘自劉盛華, 2007)

崩積土 0 35 0 29.0-34.5 0.17-1.6 33.0-38.0 19.0-3.90 33.5-35.0 0.1-2.2 15-45 0.04-1.97 27.1-27.5 強至中度風

工業技術研究院能源資源研究所(1993)調查梨山地層滑動，對此 處地層材料做相關的室內試驗，其中直接剪力試驗採用四號篩以下之 顆粒重模試體進行六組試驗；三軸試驗則以取自滑動面附近土樣，以 自然沉降重模所得試體進行試驗。試驗結果如表2-4、2-5。表 2-5 顯 示以自然沈降法所得的重模土樣，主要由黏土、粉土或黏土質粉土所 組成，重模後三軸試驗所得的凝聚力與抗剪角偏低，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，可能是重模的夯實能 量不同，且材料也不盡相同所致。

表2-4 四號篩以下重模直接剪力試驗結果(工研院(1993)) 項目 C＇ ψ＇ 備註

1 0.6 36 預壓6(kg/cm^2) 2 0.2 39 預壓3(kg/cm^3) 3 0.2 23

4 0 23 5 0.05 20 6 0.3 38

表2-5 三軸 SCU 試驗結果(工研院(1993))

方世傑(1990)、楊東賢(1990)、黃信璋(1991)於梨山中橫公路台 7 甲 73k 處做鑽孔及塊狀試體取樣，鑽孔分佈於 B-1、B-4 滑動體上，見 圖2-7。圖中 BH1~BH6 為方世傑等人所佈鑽孔位置。N1、N2 為黃玉 麟(2006)於 B-9 滑動體鑽探孔位。

圖2-7 方世傑(1990)等於台 7 甲 73 k 鑽孔、篩分析及塊狀取樣位置圖

方世傑(1990)研究中橫公路附近崩積土坡地力學特性，表 2-6 為 一般物理性質結果；表2-6 顯示崩積土在現地含水量狀況下其膠結性 不良；現地取得塊狀土體進行大型直接剪力試驗結果，凝聚力介於 0.017~0.25kg/cm²之間，摩擦角在31.9°~38°之間；利用鑽探在滑動面 處的沉泥質黏土的土樣，其直接剪力試驗結果為凝聚力0.13 kg/cm²， 摩擦角18.2°，而三軸試驗(三段式飽和壓密不排水)到得到結果為，凝 聚力0.29 kg/cm^2，摩擦角 18.5°，方世傑推估此沉泥質黏土為造成 滑動的主因；崩積土的壓縮性：壓縮指數0.15~0.16，再壓縮指數為

0.014~0.018，預壓密壓力 0.3~0.5 kg/cm^2，此預壓密壓力推估為覆土 層因滑動而造成解壓；而岩石的耐久性試驗則被歸納為中高耐久性之 岩石。

表 2-6 一般物理性質試驗結果(方世傑(1990))

註：分類法與黃玉麟(2006)做比較，崩積土同(SY’或 SY)；灰色板岩 碎屑類似(SG)，沉泥質粘土稱為軟弱帶(C)

系列消散性耐久試驗、超音波試驗、單壓試驗與點載重試驗。研究成 果將地層材料分為崩積土、破碎板岩崩積層、沉泥質黏土層、新鮮岩 盤。試驗結果顯示崩積土風乾含水量0.12%、密度 2.7g/cm³、比重 2.70、吸水率 0.32%，沉泥質黏土層風乾含水量 0.26%、密度

2.67g/cm³、比重 2.69、吸水率 0.57%。黏土礦物經由 X 光繞射分析得 排水壓縮強度試驗有效凝聚力0.13~0.29kg/cm²，有效摩擦角18.2~18.5

°，標準貫入值因孔位不同約在10~14 與 4~6，屬於軟弱至中等硬度 之黏土，單向度壓密曲線Cc=0.088~0.092、Cr=0.023~0.024。

由上述梨山地區崩積土層的相關研究，方世傑(1990)等人將梨山

強度可能受到顆粒大小所控制；板岩主要組成礦物為雲母，因此容易 受到風化作用，而依照風化程度的差異也反映在板岩顆粒的形狀上，

在模擬風化作用，風化循環次數愈高其超音波速愈低，單壓強度也愈 低。

中興大學與工研院所做的梨山崩坍地材料力學試驗，大多在研究 軟弱的粉土質黏土的力學行為，對於崩積土層與風化板岩層僅以直剪 試驗定義力學參數，但其組成相較於粉土質黏土更複雜且顆粒大小不 一。

各類研究都對崩積層分類有不同的定義，為避免混淆，於下列表 做比較、本研究接下來則統一採用唐禎國(2007)的分類，見表 2-7

表 2-7 唐禎國(2007)與過去研究者對梨山崩積層歸納

註：唐禎國(2007)解釋，當板岩岩塊含量超過 50%，則以灰色板岩在前。當黏土含量較多，則以灰色黏土或黃色板岩在前

由於試驗用岩心試體取得不容易，因此研究此地層組成材料的力 學性質與材料參數，多以重模試體進行試驗。但即使為天然取得之試 體，其力學參數也存在著一個相當大的矛盾：以黃玉麟(2006)鑽探所 取得之岩心為例，圖2-8 為黃玉麟(2006)所定義灰色板岩夾黃色黏土 (SY)，位於 N-2 12 ~ 16m。圖中明顯看出即使在相同分層中，取樣位 置稍許差異，則可能造成試體組成不同導致實驗結果偏差，以此結果 決定該層力學參數則略嫌粗糙。應分別考慮各層岩石與土壤組成差 異、岩塊含量，並利用試驗得到該含量下強度參數。此外其崩積土或、

沉泥質黏土或風化板岩等材料，材料強度低，崩積土膠結性差，似乎 不適合做消散耐久性試驗來瞭解材料本身的風化耐久性。

圖 2-8 N-2 12 ~ 16 m 岩心圖(黃玉麟(2006))