本節將對併構崩積土材料參數進行模擬探討其材料參數之差異，將岩塊傾角 固定為 45°，岩塊體積比為 45%，岩塊尺寸、位置等條件皆固定下，探討其材料參 數之差異行為。因本試驗場址之併構崩積土是由基質為沉泥質粘土中鑲嵌岩塊為
性較小較易選定之，但沉泥質粘土取樣困難及取得之試體內部常常夾雜有碎石塊 而非純基質之參數；而 c、ψ值常常也是影響其力學行為之最大因素，但ψ角經 由前節所模擬出之結果差異性並不大，在此僅將對 c 值之影響進行探討，表 5- 3A1 為假定與本次虛擬試驗試體降一幕次(order)之試體為凝聚力低之軟弱土壤，A2 為本次虛擬試驗試體所應用之材料參數，而 A3 為高一個幕次(order)強度較高之 堅硬土壤，圖 5- 73 及表 5- 4 模擬之結果發現本模擬之材料參數與降一幕次之 應力結果差距不大，E 值與ψ也相近。而當採用高一幕次之凝聚力時已與其岩塊 相近，使整體強度大幅提升。
表 5- 3 模擬之材料參數
表 5- 4 模擬之結果
Ultimate Deviatoric Stress
(MPa) E(Mpa)
200kPa 400kPa 800kPa 200kPa 400kPa 800kPa
c(kPa) ψ(°)
A1 0.326 0.615 1.168 127.48 137.86 138.68 15.908 24.343 A2 0.392 0.672 1.225 133.94 138.40 138.78 37.365 24.192 A3 0.942 1.212 1.752 141.49 140.21 138.76 219.210 23.772
0
Axial strain (%)
Deviatoric stress (MPa)
A1-200kPa A2-200kPa A3-200kPa
0
Axial strain (%)
Deviatoric stress (MPa)
A1-400kPa A2-400kPa A3-400kPa
0
Axial strain (%)
Deviatoric stress (MPa)
A1-800kPa A2-800kPa A3-800kPa
圖 5- 73 不同基質凝聚力於不同圍壓下之極限軸差應力與應變曲線
第六章 第六章
第六章 第六章 結論與建議 結論與建議 結論與建議 結論與建議
6.1 結論 結論 結論 結論
本研究主要以梨山地滑區為研究之場址為例，藉由二維與三維虛擬力學試驗 探討併構崩積土材料之力學行為與力學性質，所獲結論如下：
1. 併構崩積土材料可視為由岩石與土壤組合的複合材料，其力學行為與性質決 定於內含岩塊與基質之特性。
2. 併構崩積土中之岩塊變異性高，想由現地取得足夠及雷同之併構崩積土試體 以完成一組完整的三軸試驗幾乎不可能，利用數值模擬的方式來取代實際的 實驗，可視為『虛擬力學試驗』。也因為能達到試體重複性，得以探討影響 其併構崩積土力學行為與性質之重要影響因子。
3. 本研究分別以二維與三維模式方式製作虛擬併構崩積土試體模擬現地取樣 之試體，並進行後續虛擬力學試驗，可探討併構崩積土二維與三維虛擬力學 試驗結果間之差異性。
4. 本研究藉由虛擬試體，由三維併構崩積土虛擬試體剖切成各種不同方位之二 維虛擬試體，可統計與探討一般由二維露頭面推估併構崩積土岩塊特性所可 能出現之變異性，有助於瞭解二維虛擬力學試驗可能導致之偏差。
5. 若歸納比較於相同岩塊特性下之三維與二維虛擬力學試驗結果，可發現於相 同岩塊特性下，三維虛擬三軸試驗會得到較高的極限強度，原因可分析如 下。三維虛擬三軸試驗的結果中，試體內之破壞面沿著岩塊間之基質破壞，
破壞面更為蜿蜒而拉長，所提供阻抗之面積較大，強度與勁度因而相對提高。
6. 併構崩積土之岩塊體積比小於 40%時，由於岩塊無法接觸發揮角色，併構崩 積土之力學行為類似純基質。極限軸差應力、c、ψ與 E 值皆類似純基質之 對應值。隨岩塊體積比增加，岩塊角色逐漸重要，極限強度隨之提升，而岩 塊與基質間之勁度差異甚大，受壓時基質壓縮量較為顯著，因此整體勁度仍 較受基質性質所控制，但當岩塊體積比漸提高，整體勁度將隨之提高。
7. 本研究由三維虛擬試體剖切沿不同露頭面之二維虛擬試體進行二維虛擬力 學試驗，探討極限軸差應力及 c、ψ值等結果受岩塊比變化之影響趨勢，並 與謝孟修(2007)之研究結果相互比較。儘管本研究所剖切之岩塊形狀、傾角 等條件必然與謝孟修(2007)所製作之虛擬試體岩塊組構條件不盡相同，但就 整體影響趨勢而言，則大致相似。
6.2 建議 建議 建議 建議
1. 本研究之三維模擬是以其定性觀點探討三維與二維間之相互差異，若能以大 量虛擬試驗之結果再藉由統計方式歸納其間之定量關係，必可更進一步暸解 彼此之相關影響權重。
2. 本研究的模擬採用 FLAC 有限差分軟體作為工具，有限差分法在運算上岩塊 與基質元素間有共用的節點，彼此無法產生相對移動，故屬於連體力學的範 疇，但實際的試體岩塊與基質間並非緊緊相連，有可能可產生相對滑動，應
屬於非連體的行為，必要時可考慮加入介面元素(interface element)。
3. 由於併構崩積土組成的岩塊與基質的組構條件複雜，要包含所有完整的定性 或定量因子加以討論十分困難。本研究以三維之模擬因模擬之時間過長僅就 岩塊體積比、傾角等兩大因素模擬試體以討論其影響趨勢。但其影響因素之 多如：岩塊之形狀、岩塊數量、岩塊大小等皆為其影響之因素，但現階段討 論未必能將全部情況一一討論之，若能延續此研究沒有全盤考慮到之狀況，
勢必較有可能對類似梨山地滑區的併構崩積土之力學行為作定量的參數描 述。
4. 由於虛擬力學試驗的目的是為了彌補取樣困難與試體不足的缺點，欲藉真實 之併構崩積土用以驗證虛擬力學試驗於實務上有其困難。將來或可用重模人 造試體製作類似岩塊與基質組合之複合性材料進而比較其差異性，以力學試 驗作為佐證，將可令虛擬力學試驗之驗證較為完整。
參考文獻 參考文獻 參考文獻 參考文獻
1. 工業技術研究院能源與資源研究所，”梨山地區地層滑動調查與整治方案規劃 總報告(本文)”，台灣省政府農林廳水土保持局，1993。
2. 方世杰，“中橫公路崩積土坡地力學特性之初步研究”，國立中興大學土木工 程研究所碩士論文，民國七十九年。
3. 何春蓀，”台灣地質概論台灣地質圖說明”增訂第二版，經濟部中央地質調查 所出版，1986。
4. 吳偉豪，”橫向等向性併構岩之製作與力學性質”，國立中央大學土木工程學 研究所，碩士論文，2006。
5. 洪如江，”地工技術在台灣山崩中應用”，邊坡穩定與坍方研討會，民國 68 年，
第 147~172 頁。
6. 唐禎國，「崩積層之的地形特徵與崩積層的行成- 以梨山崩坍地為例」，交 通大學，碩士論文，2007
7. 富國技術工程股份有限公司，“八十八年度坡地災害整治計畫 - 監測系統分 析與應用–委託技術服務”，行政院農業委員會水土保持局第二工程所，民國九 十年二月。
8. 徐鐵良，“地質與工程”，中國工程師協會，2000 年 3 月。
9. 許靖華，「混成岩與台灣之混成岩構造」，中國地質學會會刊，第 31141 卷，
第二期，第 87-92 頁 ，1988。
10. 黃信璋，”中橫公路沉泥質黏土層動態特性之初步研究”， 國立中興大學土木 工程研究所碩士論文，民國八十年。
11. 黃玉麟，「崩積地層的組成及形成機制-以梨山地區為例」，國立交通大學，
碩士論文，2006。
12. 張家銓，「分離元素法於擬脆性岩材微觀破裂機制之初探」，國立台北科技大 學，碩士論文，2007。
13. 董家鈞、楊賢德，”崩基層之分類與工程特性研究”水土保持研究，第八卷第 1 期，2001。
14. 楊東賢，“風化作用對中橫公路板岩強度影響之研究”，國立中興大學土木工 程研究所碩士論文，民國七十九年。
15. 劉啟鋒，”中橫公路崩積土坡地穩定性之研究”，國立中興大學土木工程研究 所，碩士論文，1990。
16. 劉勝華，”梨山崩積層內軟弱材料之力學行為” ，國立交通大學土木工程研究 所，碩士論文，2007。
17. 蔡文傑，「巨觀等向性混成岩製作表面影像與力學性質」，國立中央大學土 木工程研究所，碩士論文，2003。
18. 賴忠良，「滑移型崩積層材料分類及其力學模式-以梨山地滑區為例」，國立 交通大學土木工程研究所，碩士論文，2006。
19. 謝孟修，「崩積層之類併構岩材料力學行為與模式-以梨山地滑區為例」，國
立交通大學土木工程研究所，碩士論文，2007。
20. 羅文驤，「梨山崩積層中類併構岩（板岩夾黏土）之力學行為」，國立交通 大學土木工程研究所，碩士論文，2007。
21. 交通部觀光局參山國家風景區管理處梨山風景區網站 http://www.trimt-nsa.gov.tw/Li/li_home.html
22. Lindquist, E. S., “The strength and deformation properties of mélange,”Ph.D.
Dissertation, Department of Civil Engineering, University of California, Berkeley , 1994.
23. Lindquist, E. S., “The mechanical properties of a physical model mélange,” 7th International IAEG Congress, Lisbon, Portugal, pp.819-850, 1994.
24. Lindquist, E. S., and Goodman, R. E., “Strength and deformation properties of a physical model mélange,” Proceedings of the 1st North American Rock Mechanics Symposium, Texas, USA, pp. 843-850, 1994.
25. Medley, E. W.,“The Engineering characterization of melanges and similar block-in-matrix rock (bimrock) ,”Ph.D. Dissertation, Department of Civil Engineering, University of California,Berkeley, 1994.
26. Medley, E. W.,“Using stereological method to estimate the volumetric proportions of blocks in melanges and similar block in matrix rock (bimrocks),” 7th International IAEG Congress,Lisboa,Portugal,pp.1031-1040, 1994.
27. Medly, E. W.,Goodman, R. E.,“ Estimating the block volumetric proportions of mélanges and similar block-in-matrix rocks（bimrock）(bimrocks),”Proceedings of the 1st North American Rock Mechanics Symposium, Texas, American, pp.851-858, 1994.
block-in-matrix rocks(bimrocks). 5th North American Rock Mechanics Symposium.
Toronto, Canada: pp.599-606, 2002.
29. Medley, E.W. Orderly Characterization of Chaotic Franciscan Melanges. Feldsbau, J. of Engineering Geology, Geomechanics and Tunnelling. 19, pp.20-33, 2001.
30. Medley, E.W. Observation on Tortuous Failure Surface in Bimrock. Feldsbau, J.
of Engineering Geology, Geomechanics and Tunnelling. 22 pp.35-43, 2004.
31. Medley, E.W. Characterization of Bimrock (Block/Soil Mixtures)With Apllication to Slope Stability Problem. Eurock 2004 & 53rd Geomechanics Colloquium Salzburg, 2004.
32. Medley, E.W.Engineering the Geological Chaos of Franciscan and Other
Bimrocks. 42ND American Rock Mechanics Association.San Francisco,June 29~July 2,2008.
33. Varnes,D.J.,“Slope movement types and processes,”Landsldes:Analysis and Control, National Acad. Sci., Trans. Res. Board, Special Report 176,Washington, DC.11-13, 1978.
34. Wakabayashi j., “Francisan complex,California:Problems in recognition of mélanges,and the gap between research knowledge and professional practice,”42ND American Rock Mechanics Association.San Francisco,June 29~July 2,2008.