綜合討論

茲分別討論飽和壓密不排水三軸試驗、三軸壓密透水試驗、土壤 水份特性曲線試驗以及不飽和排水三軸試驗的試驗結果。

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3.3.1 飽和壓密不排水三軸試驗之討論

將昇福坑試驗結果與金山三和坑(圖 3-21)及南投神木(圖 3-22)、豐 丘(圖 3-23)之試驗結果進行比較，昇福坑之行為略有不同；昇福坑之 應力與應變關係的轉折點，發生在應變為1%~2%，其他兩試驗地點皆 發生在1%之前；由此可知昇福坑土樣之彈性模數略低。

由應力與應變關係，昇福坑土樣在轉折點後的行為與神木地區之 結果較為相似，試體之剪脹行為較不明顯；而神木地區土樣之黏土含 量約佔8%，同樣屬於細粒含量較多之地點。

另外，比較各土石流源頭材料之剪力強度參數，如表3-11 所示。

昇福坑之 c’值達到了 9.6kPa。而所得之ψ’值為 30.2°，與其他試驗所 得值差距達6°~10°；整體而言，雖然 c 值略有提昇，但是昇福坑之剪 力強度仍然較低。

值得一提的是，昇福坑為侯硐土石流發生之源頭，為小集水區的 崩塌，而真正土石流之發生處位於大粗坑。

3.3.2 三軸壓密透水試驗之討論

透水試驗進行了兩處地點，包括昇福坑與大粗坑。前人研究之結 果如表3-12 所示；大粗坑試驗所得之透水係數與三和坑、神木、豐丘 之結果相近，約為10^-3 cm/sec，屬於中等透水性；由上述之結果，可 以反應出土石流現地材料的特性。土石流發生之材料必須具有一定之 透水性，才可能形成土石流。如果透水性太低，水不容易入滲，超額 水壓會集中於土層表面，可能只會形成表面破壞；反之，如果透水性 太高，入滲之水容易排除，則形成之流體濃度不夠。因此，適度透水 性為土石流發生的重要條件之一。

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昇福坑土壤之透水性較其他各試驗地點低，主因在於昇福坑之土 壤含有較高比例的黏土，由於其滲透性較差，故邊坡發生淺層的破壞。

另外，昇福坑與大粗坑之土壤都具有消散性，尤其昇福坑的消散 情況更為明顯，這是金山三和坑、南投神木、豐丘等地所沒有的現象。

3.3.3 土壤水份特性曲線試驗之討論

將昇福坑試驗結果與三和坑試驗結果(圖 3-24)進行比較，兩者曲 線的趨勢十分接近。

將三和坑與昇福坑之試驗結果與 Vanapalli 等人(1999)之試驗結果 進行比較，如圖3-25。三和坑與昇福坑之曲線為 Vanapalli 圖中介於沉 泥與砂土之間，飽和度與基質吸力的關係以低基質吸力的部分為主。

3.3.4 不飽和排水三軸試驗

(1) 應力應變曲線

將昇福坑試驗結果(圖 3-10)與三和坑之試驗結果(圖 3-26)進行比 較，兩者在應力-應變曲線上的趨勢略有不同，主要的差別還是在應力 轉折點發生的位置。昇福坑試體之轉折點發生約在應變達3%~4%時，

較三和坑慢(約 2%)。不過兩地的試驗結果均顯示，在不飽和狀態時，

試體的應力轉折現象並不明顯。

再將昇福坑之飽和不排水試驗(圖 3-1)與不飽和排水三軸試驗(圖 3-10)進行比較，兩者最大之差別在於轉折點後之行為。飽和試體之剪 脹行為並不明顯，但是飽和試體有明顯的應變硬化的現象。

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(2) ψ^b之影響

在昇福坑試體中，所得之ψ^b約在 15°~35°之間，與三和坑之結果 (表 3-13)進行比較，可發現昇福坑在不飽和狀態下，基質吸力對土壤 強度的提高更為明顯。且由於現地之含水量為12%(表 3-6)，基質吸力 影響有限。

(3) 與土壤水份特性曲線之比較

在不飽和三軸試驗中，當基質吸力大於某一特定值時(在此稱 mt)，含水量變化很少，故基質吸力的變化對試體的力學行為之影響會 越來越小；

由於不飽和三軸試驗之土壤試體受到軸差應力、水壓、氣壓的同 時作用，試體之行為當然與土壤水份特性曲線有所差異。而由試驗結 果得知，mt值均較水分特性曲線轉折點之基質吸力來的大，在昇福坑 中，不飽和三軸試驗之mt為60kPa，而水份特性曲線轉折點之基質吸 力為25kPa；在三和坑中，所對應之值分別為 75kPa 與 40kPa。。

(4) 與經驗公式之比較

昇福坑之試驗結果與經驗公式( (3-3)式)差距很大，經驗公式有明 顯低估的現象；三和坑之試驗結果與經驗公式差距較小(圖 3-27)，但 在低基質吸力會略有高估的現象。整體而言，並無法歸納出試驗結果 與經驗公式的關係。

在土石流源頭處，現地之土石材料以礫石為主，故土壤水份特性 曲線在低基質吸力下即有明顯之轉折點，這與經驗公式曲線為線性的 的假設不符；而經驗公式之線形受到土壤之體積含水比影響很大，更 容易有誤差產生。

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