本 章 所 測 試 的 案 例 中，均 假 設 總 應 力 不 變 的 條 件 下，因 此 有 效 應 力 增 量 直 接 等 於 地 下 水 位 的 下 降 量；但 在 某 些 條 件 下，若 自 由 含 水 層 的 地 下 水 位 面 逐 步 下 降，則 地 層 中 總 應 力 將 發 生 變 化 ， 此 時 有 效 應 力 變 化 不 直 接 等 於 地 下 水 位 之 變 化，而 與 自 由 含 水 層 之 飽 和 度 及 孔 隙 率 有 關 (程 式 中 已 設 為 常 數 )， 而 若 要 使 評 估 結 果 更 為 精 確，則 應 調 查 自 由 含 水 層 之 孔 隙 及 含 水 相 關 參 數，以 對 地 層 中 之 有 效 應 力 增 量 進 行 修 正。但 近 年 來 濁 水 溪 沖 積 扇 沿 海 地 區 之 自 由 含 水 層 因 受 污 染 或 鹽 化，受 抽 用 之 程 度 很 低，因 此 地 下 水 位 變 化 相 當 小 ， 圖 5-20 為 雲 林 金 湖 地 區 之 自 由 含 水 層 與 受 壓 含 水 層 的 地 下 水 位 高 程 歷 線 圖，所 以 本 模 式 應 適 用 於 濁 水 溪 沖 積 扇 之 沿 海 地 區 。
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83/6/15 84/10/28 86/3/11 87/7/24 88/12/6 90/4/19 91/9/1 93/1/14
地下水位高程(m)
自由含水層(深度49m) 受壓含水層(深度150m)
圖 5-20 雲林金湖地區民國 84~92 年自由及受壓含水層之水位歷線圖 對 於 一 處 地 層 下 陷 區 而 言，地 下 水 位 常 是 唯 一 可 藉 以 評 估 地 層 壓 縮 特 性 之 資 料 ； 因 此 Riley(1969)提 出 土 層 架 構 貯 蓄 變 化 概 念，假 設 土 層 之 架 構 壓 縮 均 只 與 地 下 水 位 變 化 有 關，且 呈 線 性 正
相 關，本 模 式 以 Riley(1969)提 出 之 概 念 為 基 礎，正 是 著 言 於 其 實 用 性。但 是 就 黏 土 層 而 言，根 據 土 壤 力 學 之 室 內 試 驗 結 果，顯 示 黏 土 層 之 壓 密 與 有 效 應 力 直 接 變 化 值 之 關 係 並 非 純 線 性，而 與 應 力 之 對 數 值 (log scale)有 較 好 的 線 性 關 聯，Jorgenson(1980)曾 研 究 其 間 之 差 異 性，發 現 土 層 架 構 壓 縮 參 數 與 土 壤 力 學 所 定 義 之 黏 土 壓 縮 參 數 關 係 如 式 (5-7)，
Ssk=0.434×Cc×γw/ p’×(1+e0) (5-7) 其 中 Cc 為 壓 縮 性 指 數
γw為 水 的 單 位 重
p’為 土 層 中 心 之 有 效 應 力 e0初 始 孔 隙 比
Leake(1991) 曾 以 上 述 二 種 不 同 定 義 之 壓 縮 參 數 計 算 同 一 黏 土 層 壓 密 量，其 間 之 差 異 關 係 如 圖 5-19，可 發 現 其 差 異 隨 著 有 效 應 力 的 增 加 而 變 大，土 層 中 之 有 效 應 力 增 加 一 倍 時，其 誤 差 量 可 達 到 約 45%。因 此 對 於 實 際 地 層 而 言，將 以 淺 層 黏 土 產 生 之 誤 差 較 大 。 對 於 深 層 黏 土 ， 以 西 港 國 小 深 度 152~172 公 尺 之 黏 土 而 言，假 設 地 層 浸 水 單 位 重 均 為 98 kN/m2，其 因 地 層 引 起 之 有 效 應 力 約 為 1.6Mpa，而 因 每 一 周 期 地 下 水 下 降 量 最 大 並 未 超 過 10 公 尺 ， 換 算 成 有 效 應 力 增 量 約 0.1Mpa， 相 當 於 有 效 應 力 增 加 6%，
根 據 圖 5-21 查 得 其 間 之 誤 差 值 低 於 3%，因 此 本 模 式 較 適 用 於 深 地 層 之 壓 縮 行 為 評 估 。
本 論 文 應 用 遺 傳 演 算 法 進 行 多 個 地 層 參 數 之 優 選，因 參 數 項 次 多，彼 此 會 交 互 影 響 優 選 過 程，若 未 對 參 數 範 圍 進 行 合 理 化 之 限 制，優 選 出 之 參 數 可 能 不 具 任 何 物 理 上 之 意 義，因 此 在 各 測 試 案 例 中 均 已 地 質 參 數 的 搜 尋 範 圍，根 據 實 際 測 試 之 結 果，礫 石 層 (含 粗 砂 )及 砂 層 之 參 數 值 較 接 近 現 場 之 實 際 量 測 值；而 黏 土 層 (含
常 出 現 之 範 圍，因 此 雖 然 測 試 期 間 預 測 值 與 實 測 值 之 趨 勢 吻 合 程 度 不 錯，但 因 透 水 係 數 明 顯 偏 低，將 導 致 土 層 受 壓 後 變 形 延 遲 時 間 變 長 ， 黏 土 之 延 遲 效 應 受 式 5-3 所 控 制 ， 當 壓 縮 參 數 越 大 或 垂 向 透 水 係 數 越 小 時，黏 土 層 之 壓 縮 時 間 將 變 長，亦 即 若 使 用 遺 傳 演 算 法 推 求 參 數 所 計 算 之 黏 土 壓 縮 完 成 時 間 將 較 實 際 上 為 長，所 以 評 估 之 結 果 有 可 能 會 高 估 地 層 下 陷 之 延 續 趨 勢 。
地層壓縮量計算誤差百分比(%)
地層中之有效應力(p ‘)增加百分比(%)
圖 5-21 以純線性及半對數應力關係求得之地層壓縮參數估算之地層壓密 量差異比較(Leake,1991)