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1.1 研究動機

地層滑動為邊坡穩定極重要之一環,過去以來,在地層滑動的量 測上,多使用傳統機械式之量測方法,這些量測方法的主要貢獻就是 用來描述與分析地層滑動。近 20 年間,傾斜度量測儀器直起發展,

並廣泛的使用於地滑監測,也有在壩體、堤岸或其他建築物中當作監 測儀器使用。一般而言,常使用的傾斜度量測儀器主要有兩種形式,

一種為傾斜探管(IP, Inclinometer Probe),另一種為孔內傾斜儀(IPI, In-Place-Inclinometer)。此外,伸張計可量測錨定在地表或鑽孔中已知 點間金屬線的長度變化情形。傳統的量測方法,常需人工定時施測並 擷取資料,缺乏效率與不經濟;使用傾斜探管時,若地層中有薄層剪 動產生,因導管於此處曲率突然變大,將導致儀器無法下放。

其次,傳統之錯動變形量測傳感器(Transducer),乃是將量測物理 量轉換成電壓,由擷取系統記錄並傳輸之。電子感應器對於水、濕氣、

雷擊等不具抵抗性且有溫度效應,常在監測一段時日後,出現不合理 的讀數,造成管理者困擾,使寄望由電子感應器達自動化目的大打折 扣。

基於上述理由,先進地層錯動監測技術有逐漸使用上孔(up-hole) 設備探測被動式(passive)傳感器之趨勢,探測媒介包括電磁波與光,

分別使用同軸電纜與光纖做為傳輸線,其傳感器常為傳輸線之一部 分,此類監測系統兼具機械式之穩定性與電子式之便利性,藉由各系 統整合,可達自動化目的。

TDR 錯動變形量測系統,已能正確地找出地層滑動位置,在地 層錯動變形量量化的課題上,受制於地層滑動破壞模式的複雜性,存 在著待解決的問題。因此本研究著重在簡化錯動變形影響因子下,以 試驗室錯動變形試驗結果,配合 TDR 纜線電阻之傳輸線波傳理論模 擬 TDR 反射訊號,並求出錯動變形量與阻抗之關係。此外亦引進 OTDR 系統施做錯動變形試驗,探討錯動變形量與光損失(loss)關係。

1.2 研究目的

地層錯動變形之量測為大地工程監測實務重要之項目,以往將 TDR 技術應用於變形量測研究存在著某些問題,如變形之量化(錯動 量、剪動帶寬度)、纜線長度影響訊號衰減等。此外,TDR 纜線現場

安裝及灌漿,也影響纜線破壞行為及資料品質,本研究主要針對薄剪 模式進行探討,目的如下:

1.在無剪力帶寬度下,使用不同延長線長度接相同感測電纜,以 TDR 室內錯動變形試驗結果,經由纜線電阻之傳輸線波傳理論 模擬與反算,找出錯動變形量(δ)與阻抗(Z)之關係,進而求出 纜線錯動變形之量化方法。

2.以 OTDR 結合 TDR 室內錯動變形試驗,綜合比較兩者對剪動 靈敏性之差異,並探討 OTDR 光纖感測錯動變形與光損失關 係,評估此種方式之成效。

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