非彈性應變回復法(ASR)結果

本次 ASR 實驗以清水地熱 IC-21 號井鑽探計畫所取得之岩芯以進行 ASR 實驗。

該計畫之目的為採集深度六百至八百公尺處之岩芯。期間挑選符合完整、均質且 無可視裂隙之岩芯進行 ASR 實驗，總計施作實驗樣本共九個，表列如下：

表4. 1 ASR 樣本採樣深度簡表。

九個樣本，於九個方向上實際量測到的 X、Y、Z、XY、YX、YZ、ZY、ZX 與 XZ 方向之原始數據如下圖 4.4(a)-(i)。每個方向量測兩組實驗數據，並以其平

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

(i)

圖4. 4 (a)-(i) ASR 實驗非彈性應變回復量。每個方向各有兩組量測資料。由(b) 圖中可以看出，樣本 2 所記錄的結果受到外界嚴重干擾，無法使用。

九個樣本所量測之非彈性應變回復透過 Eqn. 4.1 所求得之主應變回復量如 圖 4.5。圖中紅色、綠色與藍色曲線分別代表最大、次大與最小應變主軸之非彈 性應變回復量；黑色表平均應變回復量。由於樣本 2 在實驗過程中發生 PE 袋破 裂進水的情況，使得應變計受到影響，因此所記錄到的應變回復量有相當大的波 動與誤差(圖 4.3-b)，在下一章節討論時，將予以屏除，不加以討論。

圖4. 5 非彈性應變主軸之非彈性應變回復量解算結果。圖中紅色(ɛ1)、綠色(ɛ2) 及藍色(ɛ3)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^m)圓點則表示平均非彈性應變回復量。

各個樣本所解算出之非彈性應變主軸之空間位態投影圖如圖 4.6。圖中紅色、

綠色與藍色點分別表示三維空間中，最大、次大與最小應變主軸投影的方向。由 於應變解壓過程中會呈現略為浮動的現象，因此以倒三角形與正方形分別表示各 軸浮動的起點與終點；圓形則代表平均值。

由圖 4.6 中可見，九個樣本在最大應變主軸(ε1)的方向上有著一致性，皆 受到東北-西南的擠壓。然較深處樣本(5,6,7,8 與 9)因其次大應變主軸(ε2)垂 直於地表，故呈現走向滑移斷層的應力場；而較淺處的樣本(2,3)因最小應變主 軸垂直地表，而呈現逆斷層之應力場；樣本 1 與 4 則呈現次大應變主軸(ε2)與

圖4. 6 ASR 應變主軸之下半球投影圖。紅、綠與藍色分別代表空間中最大、次大 與最小應變主軸。倒三角形與正方形表示應變釋放過程中的漂移起點與終點；圓 形表平均應變軸。

應力大小方面，依照 Lin et al. (2006)中所使用的方法(詳見本文 3.2.8) 進行運算，可以求得各樣本所在深度之應力大小(表 4.2)。由表中可見此區之 應力比值偏低，介於 0.03 與 0.37 之間。空間中之最大主應力介於 54.41 至 30.32MPa 間；最小主應力則介於 26.43 至 19.45MPa 之間。

表4. 2 應力深度對照表。經由 ASR 實驗解算出各樣本於該深度所受之三維主應 力、平均應力與應力比值。右側灰色欄位之顏色表示不同範圍之應力比值。