第五章 討論
5.1 現地應力主軸方向
比較 MIM 和 T-TECTO 3.0 最新一期解算結果與 ASR 實驗結果，將可以了解與 評估宜蘭清水地熱區不同尺度現地應力的狀態（圖 5.1）。
由圖中可以發現空間中最大應力主軸（σ1）的位態相當一致：呈東北－西 南方向的擠壓；而最小應力主軸（σ3）則因為應力比值偏低，容易有 σ２與 σ3 軸互換的現象，因而散落在一與 σ１軸垂直的大圓上，往西北－東南向拉張。
圖5. 1 (a)MIM 最新一期解算結果。左圓代表最大應力主軸（σ１)投影圖；右圓 表示最小應力主軸（σ３)投影圖。(b) T-TECTO 3.0 最新一期計算結果。左圖為 空間中三應力主軸投影圖，方形由大到小分別代表 σ１、σ２與 σ３；右側則為所 對應之應力莫爾圓。(c)ASR 實驗結果之三應力主軸投影疊合圖（除樣本 2）。紅 色、綠色與藍色則分別代表 σ１、σ２與 σ３。圖中紅色箭頭表最大應力擠壓方向；
5.2 不同樣本間非彈性應變回復量之差異與比較
各樣本間的非彈性應變回復量並無顯著隨深度變化的現象（圖 5.2）。由圖 5.2 可見樣本 1, 2, 4 有著較高的非彈性應變回復量(ɛ1>3000; ɛ m>1000)，而樣 本 3 及 5-9 則有著較一致偏低的應變回復量ɛ 1<800; ɛ m<300)。
造成此一現象主要由是於應變量(ε )取決於應力強度(σ )與岩石材料特性 (C ) (Eqn. 5.1)：
σ = C ε Eqn. 5.1
因此樣本 1, 2, 4 所在之深度，有可能承受較大的應力場，亦或是此深度岩 層的岩石材料特性較軟，因而有著較大的應變回復量。如有需要可以透過岩石力 學試驗機進行試驗以求的岩石材料參數。
圖5. 2 非彈性應變主軸之非彈性應變回復量解算結果。圖中紅色(ɛ 1)、綠色(ɛ 2) 及藍色(ɛ 3)圓點代表空間中最大、次大與最小應變主軸之非彈性應變回復量。黑 色(ɛ )圓點則表示平均非彈性應變回復量。
5.3 孔隙水壓效應
由於從所量測到的非彈性應變回復量中有觀察到收縮之現象，如樣本 3,5,6, 7,8,9 的ℰ 有先膨脹後收縮的現象，以及樣本 3,5,6,8,9 的ℰ 產生直接收縮的現 象。此現象有可能是孔隙水壓逸散時造成岩芯收縮的情形（Brereton, 1995）。 因此本研究依據 Brereton(1995)提出的公式（Eqn.5.2），將觀察值拆解成應力 相關之ℰ 與孔隙水壓相關之 β 兩部分。
II. 若解壓膨脹與水壓逸散收縮兩者之間的特徵時間兩者近似時(τ≒λ)，
會出現無限多組解的情況。
因此，目前我們仍然假設孔隙水壓效應對岩心的影響為等向性。
圖5. 3 樣本 7 曲線擬合結果。上方假設孔隙水壓具等向性；下方假設孔隙水壓 具正交異向性。
圖5. 4 樣本 8 曲線擬合結果。上方假設孔隙水壓具等向性；下方假設孔隙水壓
5.4 移除孔隙水壓後的應力值
依據所量測到的非彈性應變回復量，透過 Lin et al. (2006)的計算方法，
可以求出各個樣本於該深度的三軸主應力大小與應力比值(表 5.1)。今假設孔隙 水壓逸散對岩芯造成的收縮效應具有等向性，在經由 MATLAB 曲線擬和並移除孔 隙水壓效應之後，可以求得各深度有效應力(effective stress)的值(表 5.2)。
由(表 5.2)中可以發現：
I. 有效應力的應力比值(Ф)極低，數值也更具有一致性。
II. 樣本 1 與樣本 6，在移除液壓效應之後，出現 σ2軸與 σ3軸大小互 換的現象，此一現象主要是因為此深度應力比值極低，故 σ2軸與 σ3軸數值相近。
表5. 1 總應力深度對照表。依照 Lin et al. (2006)計算方法所求得之結果。右 側灰色欄位之顏色表示不同範圍之應力比值。
表5. 2 有效應力深度對照表。經由曲線擬和並移除水壓效應之後，所計算出之 有效應力結果。右側灰色欄位之顏色表示不同範圍之應力比值。
5.5 現地應力與深度變化關係
將前面章節所求得總應力與有效應力，分別對照深度作圖(圖 5.5,圖 5.6)。
由圖 5.5 中可以看出，總應力在深度 650m 以上的地方，σ2與 σ3數值十分接近，
故容易發生兩軸互換的現象，因此深度 650m 以上的地方會出現平移斷層與逆斷 層；而 σ2與 σ3兩者隨著深度漸深，遂有明顯差距，故深度 650m 以下之樣本，
僅有平移斷層之應力場。有效應力方面(圖 5.6)：σ2與 σ3數值呈一致的趨勢並 且隨深度變大，且 σ1隨深度變化的趨勢的更加劇烈。假設應力場連續，可推測 此處下方的深部應力場會是低應力比值(Ф)的平移斷層應力場。
圖5. 5 總應力-深度梯度圖。透過 ASR 實驗求得之總應力-深度梯度圖。圖中 紅色、綠色與藍色點分代表空間中最 大、次大與最小應力值。紫色表垂直 淨岩壓。
圖5. 6 有效應力-深度梯度圖。將 ASR 結果經曲線擬和並移除水壓效益後之 有效應力-深度梯度圖。圖中紅色、綠 色與藍色點分代表空間中最大、次大 與最小應力值。紫色表垂直淨岩壓。
第六章 結論
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