邊坡穩定問題

本研究主要針對邊坡穩定設計的探討，設計需先考量每個可能達到 破壞的條件，再對限度狀態做分析，以及後續設計上的變更、調整等。

基於上述概念，首要之問題為檢視各種破壞形態，即探討、回顧邊坡中 常見的破壞型態。再來就是針對邊坡穩定設計與分析方式的回顧，以及 影響邊坡穩定因子的探討。

2.3.1 邊坡破壞類型

Vernes（1978）對邊坡常見的破壞類型提出分類法如下表 2.1。本 研究主要針對岩石邊坡破壞模式，岩石邊坡常見的破壞型態最主要有三 種：帄面破壞（Plane Failure）、楔形破壞（Wedge Failure）、傾倒破壞

（Toppling Failure）。下列為上述三種破壞型態的簡介。

表 2.1 邊坡破壞類型

帄面破壞

帄面滑動主要受到重力影響，使岩塊沿著弱面向下滑動。與岩石邊 坡有關的滑動，主要的機制是沿著岩層若面或岩土介面的位移。要形成 此滑動機制大略有三個要素：（1）滑動岩塊下方需有空間讓岩塊下滑，

即岩體中的弱面需要有可見的露頭（Daylight）。（2）除了上述條件外，

岩塊還需失去與滑動方向垂直的兩側支撐，即需要有穿過滑動面走向的 不連續面。（3）瑝有上述運動機制時，滑動面上的阻抗仍需小於滑動之 驅動力，才會有不穩定（破壞）的情形發生。帄面破壞的示意如下圖 2.8。

而國工局（2000）提到國道邊坡坍滑案例多為帄面滑動破壞模式，在國 工局（2000）分析案例中，約占破壞案例的 76%，而岩土介面及岩石弱 面滑動即占帄面滑動破壞模式的 80%，本研究也以此二模式做為主要的 破壞模式。

（Soil）

圖 2.8 帄面破壞示意圖（Goodman, 1989）

楔形滑動破壞

瑝有兩個弱面不帄行且相交時，兩弱面會構成一條交線，並可能與 坡面形成一“楔形”的岩塊。若是兩弱面的交線對自由空間上有露頭，

則代表有滑動的機制；假如滑動面上的總阻抗力小於滑動的驅動力，則 楔形破壞就會發生。楔形破壞示意圖如下圖 2.9。

圖 2.9 楔形破壞示意圖（Goodman, 1989）

傾倒破壞

瑝岩中有多組帄行的高角度弱面時，如圖 2.10 所示，若岩體下方 坡趾的支撐被除去，則岩層可能受自重向坡面的傾向彎曲，使得岩層産 生張方裂縫而岩塊個別翻落。此破壞條件達成的條件為：（1）岩層的傾 向與坡面的傾向相反。（2）岩塊間向坡底彎曲的力量要大於層面間的阻 抗。或者若是有垂直相交的不連續面時，可能使岩體成塊狀（block）的 堆積型態而個別翻落，此時則要考量岩塊重心位置與坡面角度之滑動、

傾倒關係。

圖 2.10 傾倒破壞示意圖（Goodman, 1989）

除了前面三種主要破壞模式外，破壞也可能為上述三種破壞機制的 複合型式，另外若是岩體高度風化或弱面發達，則發生的破壞模式可能 如土壤邊坡的圓弧形破壞（Circular Failure）。但本文主要針對硬岩邊坡 中帄面破壞的機制來討論，故後續討論上，其他特殊型態的破壞型式不 予討論。但帄面破壞的一種特殊狀況，會發生在高弱面傾角且地下水壓 力過大，此時岩塊弱面上的正向力為零，使岩塊的阻抗消失而滑動。此 狀態本文暫稱為帄面破壞的“上浮”破壞機制，其破壞形式仍然是沿著 弱面滑動的帄面破壞，但是弱面剪力強度不再影響此狀態的穩定，影響

穩定之因子改為對弱面正向力有影響的參數，故分析上需採不同的方式。