摘要

摘要

台灣地區山地約佔總面積之 74%，環境因素複雜，地質地形條件 惡劣，且人為開發未予有效管理，山區道路工程品質未盡週全，因此 使得道路邊坡災害事故頻傳，其中下邊坡填築路堤之破壞多直接導致 路基流失，道路中斷，不僅造成國家經濟嚴重損失，對於當地民生之 發展與交通之安全亦產生極為不良之影響。探討山區道路下邊坡填築 路堤災害之致災原因，以供正確擬訂預防與整治對策，已屬刻不容緩 之課題。

本研究以新竹香山砂土為對象，首先使用直剪浸水強度試驗觀察 不飽和夯實填土之浸水強度變化，建立降雨浸潤影響下之不飽和填土 邊坡分析參數；其次再以邊坡穩定分析程式 STABL 分別針對道路下 邊坡於不同條件時，其浸水強度變化之影響加以分析，藉由分析所得 各安全係數之比較，探討降雨浸潤對於山區道路下邊坡穩定性之影 響，以及傳統邊坡穩定分析可能造成錯誤之盲點。

研究結果顯示，常時狀態為安全之道路下邊坡，於暴雨時，隨著 降雨浸潤之影響，夯實不良之路堤填土層及擋土牆基礎土層均可能因 土壤強度折減而產生邊坡不穩定之現象。而且此種負面變化於傳統邊 坡圓弧分析模式中不易得知，必須以非圓弧破壞模式加以分析方可具 體顯示。由此可知，我國山區道路下邊坡之破壞，其主因之一，即為 傳統邊坡安全分析未充分認知不飽和夯實填土浸水後強度折減之影 響，以及未正確使用邊坡穩定分析模式之故。本研究之成果對於山區 道路下邊坡之安全維護具有積極助益。未來宜參考此一研究方式針對 不同類型之填土材料及擋土牆型式繼續加以探討，以建立山區道路下 邊坡之完整破壞機制。

關鍵字：邊坡穩定分析、凝聚力、降雨、不飽和夯實土壤、強度折減

誌謝

本論文承蒙恩師 吳淵洵博士，於學生研究期間給予細心指導與 指正，使學生在觀念的啟發、專業知識與論文撰寫之觀念上獲益匪 淺，而在論文撰寫期間給予仔細地批閱與指正，使本論文得以順利完 成，並得到口試委員的肯定，學生在此致上最高的敬意，師恩浩瀚學 生將永銘於心。

本論文於發表審查期間，承蒙堅尼士顧問公司 周南山博士及本 校 呂志宗老師於百忙之中撥冗指正，給予諸多寶貴意見，使論文更 臻完善，在此深表謝意。同時亦感謝本校 李煜舲博士及 楊朝平博 士，於求學期間給予的教誨及協助，使學生有更豐富的專業知識，以 完成本論文，在此至感銘謝。

感謝學長姐紀賢、名宏、翔鴻、育箖、銘鋒、維凱、芃逸、金榮、

雪蘭、宜興、安琪等人經驗傳承。感謝同儕凱文、克泰、姿亘、怡伶、

逸泓、禎瑩、政儒、偉哲、柏領等人於課業上互相支持與鼓勵。也感 謝學弟妹振宏、樺姿、逸瑜、俊傑、寬益、玟玲、家宇、志浩、仲謙、

小童、英達、文彥、文成等人的熱心幫忙及關心，在此一併致謝。

最後感謝我摯愛的家人 陳進財先生、 林昇臻女士，感謝您們對 我無微不至的照顧，讓我無後顧之憂順利完成學業，另在成長生涯中 感謝姐虹吟、哥彥佑陪伴、照顧，感恩!。也感謝麻吉好友博仁、世 宏、家華、河豚等人 10 多年來的鼓勵、扶持。亦感謝好友馨儀陪伴 鼓勵以及俞慧、沐萱等人關懷，誠心致謝。最後祝福所有高中、大學 朋友們以及所有認識彥佃，幫助過彥佃的人都身體健康、事事順利。

僅將論文成果獻給我最愛的親人、朋友與恩師，感謝您們！

彥佃謹致

目次

頁次

摘要... I 誌謝... II 目次... III 表次...VI 圖次... VII 附錄表次 ... XII 附錄圖次 ... XIII 符號表 ... XXIV

第一章 緒論 ...1

1.1 研究背景...1

1.2 研究動機及目的 ...1

1.3 研究方法與流程 ...2

1.4 論文內容...2

第二章 文獻回顧 ...4

2.1 山區道路之重要性 ...4

2.2 山區道路之邊坡災害 ...5

2.2.1 邊坡破壞因素...5

2.2.2 邊坡破壞模式與特徵 ...8

2.3 坡地整治之原則 ... 17

2.3.1 邊坡穩定之原理與工法 ... 17

2.4 邊坡設計與分析方法 ... 20

2.4.1 極限平衡法... 20

2.4.2 工作應力法... 21

2.4.3 傳統邊坡穩定分析法 ... 22

2.5 非飽和土壤 ... 22

2.5.1 非飽和土壤之力學行為 ... 23

2.5.2 降雨造成非飽和土壤之弱化機制... 24

第三章 研究方法與流程...27

3.1 直接剪力強度試驗 ... 27

3.2STABL 程式分析 ... 33

3.2.1 分析基本理論... 33

3.2.2 STABL 之特性與功能... 44

3.2.3 STABL 及其前/後處理程式 STEDwin 之資料輸入與程式限 制 ...44

3.2.4 程式分析步驟... 48

3.2.5 邊坡穩定分析安全係數規範值... 48

第四章 試驗結果與分析結果之探討 ...50

4.1 基本物理性質 ... 50

4.2 直接剪力試驗結果 ... 52

4.2.1 土壤夯實度與土壤強度之關係... 57

4.2.2 浸水試驗與 C 值折減... 57

4.3 分析設計程序及概念...60

4.3.1 分析概念... 60

4.4.1 土壤參數及邊坡幾何參數 ... 61

4.4.2 回填土參數... 62

4.4.3 暴雨分析參數... 62

4.5 試驗與分析結果探討...63

4.5.1 邊坡穩定分析正確性之探討 ... 63

4.5.2 填土夯實品質與基礎擾動對道路下邊坡穩定性之影響... 64

4.5.3 浸水時間與浸潤深度對邊坡穩定之影響 ... 74

第五章 結論與建議 ...78

5.1 結論... 78

5.2 建議... 79

參考文獻 ...81

附錄 A STABL 程式於邊坡穩定分析之安全係數 ...85

附錄 B STABL 程式於邊坡穩定之詳細分析結果 ...88

附錄 C EXCEL 試算擋土牆之尺寸斷面圖與穩定分析... 163

表次

表 2.1 坡度與邊坡穩定性之關係………..6

表 2.2 崩坍分類………10

表 2.3 邊坡穩定之原理與工法………19

表 2.4 飽和土壤與不飽和土壤之強度參數（游淳名、魏敏樺、錢 致平，2005）……….………..22

表 3.1 邊坡抵抗滑動破壞之安全係數建議標準………49

表 4.1 香山砂土之基本物理性質………51

表 4.2 夯實度 85%土樣於不同浸水時間之試驗結果………...53

表 4.3 夯實度 90%土樣於不同浸水時間之試驗結果………...53

表 4.4 夯實度 95%土樣於不同浸水時間之試驗結果………...53

圖次

圖 1.1 研究流程………..3

圖 2.1 坡地住宅開發………...4

圖 2.2 坡地農林開發……….….4

圖 2.3 排水系統不當(無尾溝)所造成之下邊坡破壞………...7

圖 2.4 無尾溝破壞之示意圖………..7

圖 2.5 棄土任意傾倒於下邊坡………..7

圖 2.6 崩坍型式之示意圖………...11

圖 2.7 上邊坡沖刷型破壞………13

圖 2.8 沖刷型破壞之示意圖………13

圖 2.9 上邊坡墜落型破壞………13

圖 2.10 墜落型破壞之示意圖………..13

圖 2.11 順向坡平面滑動破壞………..13

圖 2.12 順向坡滑動破壞之示意圖………..13

圖 2.13 上邊坡流動型破壞………..14

圖 2.14 流動型破壞之示意圖………..14

圖 2.15 大量逕流沖蝕破壞………..16

圖 2.16 逕流遇缺口造成沖蝕………..16

圖 2.17 下邊坡圓弧型滑動破壞………..16

圖 2.18 圓弧型滑動破壞之示意圖………..16

圖 2.19 邊坡流動型破壞………..17

圖 2.20 下邊坡流動型破壞之示意圖………..17

圖 2.21 切片法之示意圖………..21

圖 2.22 單一切片受力自由體圖………..21

圖 2.23 非飽和土壤之 Mohr-Coulomb 破壞準則………23

圖 2.24 非飽和土壤之修正凝聚力值變化與破壞包絡線關係………..24

圖 2.25 土壤-水特性曲線……….25

圖 2.26 含水量與 CBR 值之關係………26

圖 2.27 含水量與不排水剪力強度之關係………..26

圖 3.1 直接剪力試驗各部裝置之示意圖………27

圖 3.2(a) 剪力試驗施剪前之示意圖………..28

圖 3.2(b) 剪力試驗破壞後之示意圖………..28

圖 3.3 量秤所需乾土重………29

圖 3.4 調製所需含水量………29

圖 3.5 充分拌合土樣………30

圖 3.6 密封後靜置 24 小時………..30

圖 3.7 潤滑油均勻塗抹直剪環內部………30

圖 3.8 體積控制法均勻將土樣分層夯壓於直剪環內………....31

圖 3.9 修平土壤表面………31

圖 3.10 將試體壓入直剪盒………..31

圖 3.11 將剪力盒安裝於剪力儀………...32

圖 3.12 施加正向應力，靜置 24 小時………32

圖 3.13 於剪力盒中加滿水並靜置 24 小時………32

圖 3.14 施剪力直到試體發生破壞………..33

圖 3.15 圓弧破壞切片之示意圖………..40

圖 3.16 切片法第 n 片作用之示意圖………..41

圖 3.17(a)(b) Bishop 切片法之示意圖………41

圖 3.18(a)非圓弧破壞之示意圖………..42

圖 3.18(b)非圓弧破壞各塊體移動之示意圖………..42

圖 3.19 非圓弧破壞各部力之示意圖………..42

圖 3.20(a) 上方破壞塊體之力學平衡圖………43

圖 3.20(b) 中間破壞塊體之力學平衡圖………43

圖 3.20(c) 下方破壞塊體之力學平衡圖………43

圖 3.21STEDWIN-STABL6 之程式架構………....45

圖 4.1 新竹香山砂土之粒徑分佈曲線………51

圖 4.2 直剪試體之夯實度與含水量………52

圖 4.3 夯實度 85%、OMC-2 土壤之浸水直剪試驗結果………54

圖 4.4 夯實度 85%、OMC 之土壤浸水直剪試驗結果………54

圖 4.5 夯實度 85%、OMC+2 土壤之浸水直剪試驗結果………54

圖 4.6 夯實度 90%、OMC-2 土壤之浸水直剪試驗結果………55

圖 4.7 夯實度 90%、OMC 土壤之浸水直剪試驗結果………55

圖 4.8 夯實度 90%、OMC+2 土壤之浸水直剪試驗結果………55

圖 4.9 夯實度 95%、OMC-2 土壤之浸水直剪試驗結果………56

圖 4.10 夯實度 95%、OMC 土壤之浸水直剪試驗結果………56

圖 4.11 夯實度 95%、OMC+2 土壤之浸水直剪試驗結果………56

圖 4.12 夯實度 85%土壤之凝聚力與 tan

φ

圖 4.13 夯實度 90%土壤之凝聚力與 tan

φ

圖 4.14 夯實度 95%土壤之凝聚力與 tan

φ

圖 4.15 半挖半填之道路示意圖...61

圖 4.16 傳統暴雨分析，參數不變只抬升地下水位面（圓弧破壞模 式分析）... 66

圖 4.17 傳統暴雨分析，參數不變只抬升地下水位面（非圓弧破壞 模式分析）...67 圖 4.18 暴雨分析，地下水位面不變參數改變（圓弧破壞模式

分析）...67

圖 4.19 暴雨分析，地下水位面不變參數改變（非圓弧破壞模式 分析）...68

圖 4.20 暴雨狀態夯實度 85%基礎擾動之非圓弧破壞模式分析...68

圖 4.21 暴雨狀態夯實度 85%基礎擾動之圓弧破壞模式分析... 69

圖 4.22 暴雨狀態夯實度 90%基礎擾動之非圓弧破壞模式分析... 69

圖 4.23 暴雨狀態夯實度 90%基礎擾動之圓弧破壞模式分析... 70

圖 4.24 暴雨狀態夯實度 95%基礎擾動之非圓弧破壞模式分析... 70

圖 4.25 暴雨狀態夯實度 95%基礎擾動之圓弧破壞模式分析... 71

圖 4.26 非圓弧破壞模式分析、夯實度、浸水時間與安全係數之關 係（回填土層於乾側夯實）...71

圖 4.27 非圓弧破壞模式分析、夯實度、浸水時間與安全係數之關 係（回填土層於最佳含水量夯實）...72

圖 4.28 非圓弧破壞模式分析、夯實度、浸水時間與安全係數之關 係（回填土層於濕側夯實）...72

圖 4.29 圓弧破壞模式分析、夯實度、浸水時間與安全係數之關係 （回填土層於乾側夯實）...73

圖 4.30 圓弧破壞模式分析、夯實度、浸水時間與安全係數之關係 （回填土層於最佳含水量夯實）...73

圖 4.31 圓弧破壞模式分析、夯實度、浸水時間與安全係數之關係 （回填土層於濕側夯實）...74

圖 4.32 暴雨延時 4hr、夯實度 85%、OMC-2 基礎擾動之非圓弧破 壞模式分析...75

圖 4.33 暴雨延時 4hr、夯實度 95%、OMC 基礎擾動之非圓弧破壞 模式分析...76

圖 4.34 暴雨延時 24hr、夯實度 85%、OMC-2 基礎擾動之非圓弧 破壞模式分析...76 圖 4.35 暴雨延時 24hr、夯實度 95%、OMC 基礎擾動之非圓弧破

壞模式分析...77

附錄表次

附錄 A.1 表 A-1 邊坡穩定分析之安全係數(基礎未擾動) ………86 附錄 A.2 表 A-2 邊坡穩定分析之安全係數(基礎擾動) ………87

附錄圖次

附錄 B.1 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊 坡穩定分析(圖 B-1 邊坡常時，夯實度 85%OMC-2)………90 附錄 B.1 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-2 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2)………90 附錄 B.2 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-3 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2)……91 附錄 B.2 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-4 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2) ……91 附錄 B.3 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-5 邊坡常時，夯實度 85%OMC) ………92 附錄 B.3 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-6 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC) …………92 附錄 B.4 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-7 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC) …………93 附錄 B.4 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-8 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC) …………93 附錄 B.5 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-9 邊坡常時，夯實度 85%OMC+2) ………94 附錄 B.5 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-10 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2) ……94 附錄 B.6 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-11 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2) ……95 附錄 B.6 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-12 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2) ……95 附錄 B.7 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-13 邊坡常時，夯實度 90%OMC-2) ………96 附錄 B.7 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-14 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2) ……96 附錄 B.8 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-15 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2) ……97 附錄 B.8 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-16 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2) ……97 附錄 B.9 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-17 邊坡常時，夯實度 90%OMC) ………98 附錄 B.9 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-18 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC) …………98 附錄 B.10 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-19 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC) ………99 附錄 B.10 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-20 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC) ………99 附錄 B.11 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-11 邊坡常時，夯實度 90%OMC+2) ………100 附錄 B.11 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-22 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2) …100 附錄 B.12 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-23 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2) ..101 附錄 B.12 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-24 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2)..101 附錄 B.13 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-25 邊坡常時，夯實度 95%OMC-2) ..………102 附錄 B.13 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-26 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2) …102 附錄 B.14 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式之

坡穩定分析(圖 B-27 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2)…103 附錄 B.14 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-28 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2) ..103

坡穩定分析(圖 B-29 邊坡常時，夯實度 95%OMC) .………104 附錄 B.15 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-30 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC) ………104 附錄 B.16 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-31 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC) ……105 附錄 B.16 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-32 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC) ……105 附錄 B.17 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-33 邊坡常時，夯實度 95%OMC+2) ………106 附錄 B.17 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-34 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2) …106 附錄 B.18 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-35 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2) ..107 附錄 B.18 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-36 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2) ..107 附錄 B.19 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-37 邊坡常時，夯實度 85%OMC-2) ………108 附錄 B.19 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-38 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2)……108 附錄 B.20 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-39 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2)…109 附錄 B.20 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-40 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2)…109 附錄 B.21 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-41 邊坡常時，夯實度 85%OMC) ………..110 附錄 B.21 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-42 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC)…………110 附錄 B.22 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-43 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC) ………111 附錄 B.22 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-44 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC)………111 附錄 B.23 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-45 邊坡常時，夯實度 85%OMC+2)……….112 附錄 B.23 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-46 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2)……112 附錄 B.24 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-47 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2)…113 附錄 B.24 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-48 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2)…113 附錄 B.25 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-49 邊坡常時，夯實度 90%OMC-2)………...114 附錄 B.25 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-50 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2)……114 附錄 B.26 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-51 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2)……115 附錄 B.26 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-52 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2)……115 附錄 B.27 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-53 邊坡常時，夯實度 90%OMC) ………..116 附錄 B.27 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-54 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC 模型)……116 附錄 B.28 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-55 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC 模型)…..117 附錄 B.28 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-56 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC)………117 附錄 B.29 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-57 邊坡常時，夯實度 90%OMC+2)………..118 附錄 B.29 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-58 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2) ……118

坡穩定分析(圖 B-59 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2)…119 附錄 B.30 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-60 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2)…119 附錄 B.31 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-61 邊坡常時，夯實度 95%OMC-2)………...120 附錄 B.31 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-62 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2)……120 附錄 B.32 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-63 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2)…121 附錄 B.32 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-64 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2)…121 附錄 B.33 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-65 邊坡常時，夯實度 95%OMC)………..122 附錄 B.33 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-66 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC)…………122 附錄 B.34 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-67 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC)………123 附錄 B.34 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊坡

穩定分析(圖 B-68 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC)………123 附錄 B.35 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-69 邊坡常時，夯實度 95%OMC+2)………..124 附錄 B.35 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-70 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2) ……124 附錄 B.36 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-71 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2)…125 附錄 B.36 基礎擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-72 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2)…125

附錄 B.37 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式 之邊坡穩定分析(圖 B-73 邊坡常時，夯實度 85%OMC-2)………127 附錄 B.37 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-74 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2).127 附錄 B.38 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-75 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%

OMC-2)………..128 附錄 B.38 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-76 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%

OMC-2) ……….128 附錄 B.39 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-77 邊坡常時，夯實度 85%OMC)………..129 附錄 B.39 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-78 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC)……129 附錄 B.40 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-79 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC)…130 附錄 B.40 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-80 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC)….130 附錄 B.41 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-81 邊坡常時，夯實度 85%OMC+2)……….131 附錄 B.41 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-82 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2).131 附錄 B.42 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-83 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%

OMC+2)……….132 附錄 B.42 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-84 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%

OMC+2) ………132 附錄 B.43 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式

附錄 B.43 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式 之邊坡穩定分析(圖 B-86 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2).133 附錄 B.44 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-87 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%

OMC-2)………..134 附錄 B.44 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-88 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%

OMC-2) ……….134 附錄 B.45 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-89 邊坡常時，夯實度 90%OMC)………..135 附錄 B.45 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-90 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC)……135 附錄 B.46 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-91 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC)…..136 附錄 B.46 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-92 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC)…..136 附錄 B.47 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-93 邊坡常時，夯實度 90%OMC+2) ………..137 附錄 B.47 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-94 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2).137 附錄 B.48 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-95 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%

OMC+2)……….138 附錄 B.48 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-96 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%

OMC+2) ………138 附錄 B.49 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-97 邊坡常時，夯實度 95%OMC-2)………139 附錄 B.49 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-98 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2).139

附錄 B.50 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式 之邊坡穩定分析(圖 B-99 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%

OMC-2)………..140 附錄 B.50 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-100 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%

OMC-2) ……….140 附錄 B.51 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-101 邊坡常時，夯實度 95%OMC) ………141 附錄 B.51 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-102 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC)…..141 附錄 B.52 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-103 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC)…142 附錄 B.52 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 非圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-104 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC)…142 附錄 B.53 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-105 邊坡常時，夯實度 95%OMC+2)……….143 附錄 B.53 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-106 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%

OMC+2)……….143 附錄 B.54 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-107 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%

OMC+2)……….144 附錄 B.54 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 非圓弧破壞模式

之邊坡穩定分析(圖 B-108 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%

OMC+2)……….144 附錄 B.55 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-109 邊坡常時，夯實度 85%OMC-2).………145 附錄 B.55 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-110 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2)…145

邊坡穩定分析(圖 B-111 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2).146 附錄 B.56 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-112 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC-2).146 附錄 B.57 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-113 邊坡常時，夯實度 85%OMC)………147 附錄 B.57 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-114 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC)……..147 附錄 B.58 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-115 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC)……148 附錄 B.58 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-116 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC)……148 附錄 B.59 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-117 邊坡常時，夯實度 85%OMC+2)………149 附錄 B.59 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-118 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2)..149 附錄 B.60 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-119 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2).150 附錄 B.60 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 85%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-120 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 85%OMC+2).150 附錄 B.61 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-121 邊坡常時，夯實度 90%OMC-2)………151 附錄 B.61 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-122 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2)...151 附錄 B.62 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-123 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2).152 附錄 B.62 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-124 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC-2).152 附錄 B.63 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-125 邊坡常時，夯實度 90%OMC)………...153 附錄 B.63 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-126 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC)……..153 附錄 B.64 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-127 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC)…..154 附錄 B.64 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-128 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC)……154 附錄 B.65 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-129 邊坡常時，夯實度 90%OMC+2)………155 附錄 B.65 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-130 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2)..155 附錄 B.66 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-131 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2).156 附錄 B.66 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 90%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-132 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 90%OMC+2).156 附錄 B.67 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-133 邊坡常時，夯實度 95%OMC-2)………157 附錄 B.67 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-134 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2).157 附錄 B.68 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-135 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2).158 附錄 B.68 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC-2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-136 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC-2).158 附錄 B.69 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-137 邊坡常時，夯實度 95%OMC)………159 附錄 B.69 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-138 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC)……159 附錄 B.70 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-139 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC)……160 附錄 B.70 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC 圓弧破壞模式之邊

坡穩定分析(圖 B-140 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC)……160

邊坡穩定分析(圖 B-141 邊坡常時，夯實度 95%OMC+2)………161 附錄 B.71 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-142 邊坡暴雨浸水 4HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2).161 附錄 B.72 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-143 邊坡暴雨浸水 12HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2).162 附錄 B.72 基礎不擾動、有止滑榫，填土夯實度 95%OMC+2 圓弧破壞模式之

邊坡穩定分析(圖 B-144 邊坡暴雨浸水 24HR 強度折減，夯實度 95%OMC+2).162

符號表

FS＝安全係數 C＝土壤凝聚力

σ＝滑動面上正應力

φ

u

u

'

c

φ

φ

τ

r

L

∆

∆ L

≅ b

α

b

p：總切片數

τ

τ

第一章 緒論

1.1 研究背景

台灣山地約佔總面積之 74%，在地小人稠之限制下，平地使用空 間逐漸飽和。為了增加可用空間，縮短城鄉差距，民生發展必須轉向 山區延伸，道路之闢建即為山區開發之首要步驟。由於台灣之地質地 形條件複雜且環境因素惡劣，因此在山區道路開發之過程中，以擋土 結構配合挖填作業為最常見之施工方式，但人為開發必破壞自然環境 生態平衡，且多涉及超限的坡地利用，因此每逢風災豪雨，隨即引致 災變發生。如何安全與環境平衡兩者兼顧，實為工程師執行山區道路 開發時必須深思之重要課題。

1.2 研究動機及目的

台灣地區屬副熱帶海島型氣候，多雨多颱風影響，且近年來全球 氣候變遷，氣象異常，更使台灣頻頻出現超大豪雨現象，經常造成山 區道路發生坍滑、落石，以及土石流等影響，導致山區道路嚴重受損、

交通中斷，進而影響當地經濟之發展與人民生命財產之安全。

道路邊坡災害之發生原因，除自然因素之外，尚包括人為開發之 影響，其中規劃、設計、施工及營運推廣任一環節執行錯誤均可造成 邊坡之不穩定（吳淵洵、周南山、2006）。

傳統邊坡穩定之設計分析，均未考量不飽和土壤強度浸水弱化之 影響，且多以最簡單之圓弧分析進行破壞面之蒐尋，因此對於人為填 築之道路下邊坡，可能導致分析時發生錯誤，高估邊坡之安全係數（吳 淵洵、周南山、2006）。

本研究之主要目的，為確定不飽和填土浸水強度折減與山區道路 下邊坡破壞之關聯性並討探傳統邊坡穩定分析方式之正確性。除可進 一步確定降雨時，不飽和夯實填築邊坡之穩定性變化，亦可導正傳統 邊坡穩定分析之錯誤，對於山區道路下邊坡之安全維護具有極大助 益。

1.3 研究方法與流程

本研究以浸水直剪強度試驗模擬不飽和夯實填土之浸水強度變 化並選用 STABL 程式進行邊坡穩定分析，用以確認山區道路下邊坡 之破壞原因。研究項目與流程如圖 1.1 所示。

1.4 論文內容

本論文共分成五章，其內容概要說明如下：

第一章 緒論：說明研究背景、動機與目的、研究方法及內容。

第二章 文獻回顧：介紹山區道路之重要性、坡地災害與破壞型式、

邊坡整治工法及穩定分析、不飽和土壤之力學機制。

第三章 研究方法與流程：介紹直接剪力試驗流程，說明 STABL6 程 式分析之理論背景，分析流程及操作方式。

第四章 以 STABL6 程式為分析工具，配合試驗結果，探討山區道路 下邊坡破壞之原因，並藉由安全係數之比較，對下邊坡破壞 之原因進行探討。

第五章 結論與建議：針對研究結果提出重點結論與建議。

附錄 邊坡穩定分析詳細結果

圖 1.1 研究流程 STABL 程式模擬分析

試驗與分析之結果討論

結論與建議 文獻回顧與資料蒐集

擬訂試驗計畫

試驗材料與儀器準備

基本物理性質試驗 土壤力學性質試驗

粒徑 分佈

土壤 比重

阿太 堡限 度

土壤 分類

夯實 試驗

直接 剪力 試驗

第二章 文獻回顧

2.1 山區道路之重要性

台灣地區山地佔總面積之 74.6%，地形地質條件不良，人口多聚 集於平原或盆地。由於用地日趨飽和，民生進而轉向山區發展，其中 包含大量住宅社區之興建與農、林、牧、休閒等產業之開發（圖 2.1 與圖 2.2），使得山區道路之闢建成為政府極為重要之施政項目。

依據公路總局（2005）之統計，台灣公路系統中約 60％的公路 位於山區，對於平衡台灣東西部區域發展，消弭城鄉差距，紓解土地 利用之需求及改善山區之民生水準，具有決定性之影響。

圖2.1坡地住宅開發 圖2.2坡地農林開發

(齊柏林、陳慧屏，2005) (齊柏林、陳慧屏，2005)

2.2 山區道路之邊坡災害

由於台灣早期許多山區公路之開發，缺乏整體性之規劃和詳盡之 評估，且相關法令不盡周延亦未落實執行，導致公路安全性能不佳，

每逢颱風豪雨或強震肆虐後，即造成災情頻傳之現象，嚴重危害人民 生命財產安全（吳淵洵、周南山，2006）。

依據周南山等人（2006）參考公路總局（2001）之資料指出，山 區道路的路面坍方，數量於民國四十年的 145,815m³，躍升為民國九 十年的 2,003,297 m³，成長幅度高達 13.7 倍，顯示山區道路邊坡災害 的嚴重性。

2.2.1 邊坡破壞因素

山區道路坍方災害之發生多數係由於自然因素（氣象、水文、大 地應力、地震、地質、地形）及人為因素（工程建設、農林牧開墾、

採礦）之交互影響。

（1）自然因素

（A）降雨所導致邊坡的破壞原因係由於雨水直接沖蝕、地表逕 流之沖刷、地下水浸潤，以及孔隙水壓上升，提高飽和度 降低土壤之剪力強度（Abramson et al., 2002）。張文濤

（2004）指出，Escario et al.（1989）以非飽和土壤剪力強 度試驗證明，土壤飽和度之變化與土壤強度有高度關係。

飽和度增加可導致土壤之剪力強度大幅折減。

（B）地震可導致土層條件不佳的地層發生破壞。一般而言，在 同一地區相同環境條件下，地震規模越大，距震央越近，

所受地震力即越大，對地表的破壞越劇烈。地震導致邊坡

破壞包括落石、滑動、土石流等（吳淵洵、周南山，2006）。

（C）影響邊坡穩定的主要地質構造包括斷層、褶皺、破裂面、

節理、層面等不連續面，一般又稱之為弱面。坍方或破壞 的發生通常皆於弱面開始發展。地形影響邊坡之穩定則以 坡度為主。李德河（1998）將邊坡的穩定度依坡度大小分 為三個等級（表 2.1）。

表 2.1 坡度與邊坡穩定性之關係（李德河，1998，見周南山等人，

2006）

邊坡坡度 邊坡穩定度

坡角大於 40 度 非常不穩定 坡角介於 30〜40 度 不穩定

坡角小於 20 度 穩定

（2）人為因素

（A）工程建設規劃妥善與否往往影響山區道路之邊坡安全，例 如選線不當，工址通過斷層帶或順向坡地形。如新中橫公 路同富社區至玉泉橋路段，此段邊坡為易風化順向坡（林 銘郎，1996）。工程設計與施工若未能依循規範確切執行，

則易導致邊坡發生破壞，如道路排水系統設計不良，排水 溝末端未導入區域良好的排水系統中，形成無尾溝（圖 2.3 及圖 2.4），排水直接沖刷坡面產生蝕溝，導致邊坡發生破 壞（洪如江，1996）。又如填方區，施工期間未能有效夯實，

導致填土完成後土質鬆軟，引起沈陷或坍方發生。此外，

發生時即沖刷形成土石流（圖 2.5）。工程完工後若疏於維 護亦會導致災害發生，如排水系統完工後不加維護，致使 溝內佈滿落葉雜草，導致排水系統失效，災害即可能隨之 發生。

圖 2.3 排水系統不當(無尾溝)所 圖 2.4 無尾溝破壞之示意圖 造成之下邊坡破壞(吳淵洵、周南 (改繪自 Abramson et al., 2002) 山，2006)

圖 2.5 棄土任意傾倒於下邊坡（陳彥佃攝）

（B）山區道路建設完成後，因交通便利，自然帶動道路沿線上 下邊坡進一步之開發使用，如農林牧開墾及休閒觀光產業 等。由此造成周邊支線道路與坡地超限利用，大量森林的 砍伐，導致土壤大量流失，帶來邊坡災害發生（周南山等

人，2006）。

2.2.2 邊坡破壞模式與特徵

如圖 2.6 與表 2.2 所示，Cruden and Varnes（1992）將坍方分為墜 落（falls）、傾覆（topples）、滑動（slides）、側滑（lateral spreads）與 流動（flows）等五大基本類型，這五種運動即一般統稱的山崩

（landslide）。此外，由兩種以上基本類型組合而成的破壞稱為複合型

（complex）（見 Abramson et al., 2002）相關細節說明如次。

（1）墜落（falls）

單一或數個岩塊或土塊，以自由落體、跳動或滾動的方式，從山 坡懸崖或陡坡零星地驟然墜落，於下坡處堆積如傘狀，而且可能與下 坡處原有的地質材料組成不同，一般多發生於陡峭邊坡或懸崖（周南 山，2005）。

（2）傾覆（topples）

傾覆是岩塊向下坡方向傾斜，然後發生滾落的一種方式；岩層被 兩組垂直節理切割成柱狀的岩塊最容易在自由面上發生翻覆或崩 落。傾覆發生的場合通常有一組高傾角的不連續面(層面或節理面)向 邊坡的內側傾斜（潘國樑，1996）。

（3）滑動（slides）

滑動是一種剪切式的移動破壞，一般可分成兩種，一種稱為平面 式滑動，另外一種稱為圓弧式滑動。平面滑動常沿著岩盤、層面、節 理面或斷層面滑動，多發生於順向坡，常因坡腳被除或擋土施做不當

而引發。圓弧滑動之破壞面是開口向上的曲面形狀，常發生於厚層均 質的土體中，如回填土坡、崩積土坡等，尤其是土層很厚或岩層破碎 的地方，在滑動體內及冠部附近經常可見到張力裂縫。

（4）側滑（laternal spreads）

側滑是近乎水平方向的滑移，滑動面底下通常為一軟弱土層，因 軟弱土層發生可塑性流動而影響上覆堅硬地層。側滑案例於台灣是相 當罕見的（林銘郎，2000）。

（5）流動（flows）

流動為由砂、礫、巨石、泥等物質與水之混合物受重力作用後所 產生的像可塑性流體一樣的移動，其速度可以從每秒數公分至每秒數 百公尺，常常在很短的時間內沖毀或淤埋各種設施，造成生命財產的 傷亡（周南山，2005）。

表 2.2 崩坍分類（Varnes, 1992，見徐鐵良，2000）

物質類型

土 壤 破壞模式

岩 石

粗顆粒 細顆粒

墜落 岩石墜落 土石墜落 土泥墜落

傾覆 岩石傾覆 土石傾覆 土泥傾覆

圓弧 岩石崩塌 土石崩塌 土泥崩塌 滑動

平面 岩石滑動 土石滑動 土泥滑動

側滑 岩石側滑 土石側滑 土泥側滑

流動 岩石流動 土石流動 土泥流動

複合型 兩種以上類型合併發生者

圖 2.6 崩坍型式之示意圖（1）墜落（2）傾覆（3）滑動（4）側滑（5）

流動（Cruden and Varnes, 1992，見 Abramson et al., 2002）

吳淵洵，周南山（2006）將國內山區道路災害分為上邊坡破壞與 下邊坡破壞兩大類型。相關細節說明如次。

（1）道路上邊坡破壞

上邊坡一般多為挖方邊坡，無論開挖之規模與範圍，均可能因外 在環境與人為不利因素之影響發生破壞。

主要破壞模式可概分為沖刷(蝕)與崩坍二大類。

（A）沖刷(蝕)破壞

一般多發生於坡面植被覆蓋不良的土層表面，沖蝕動力主要來自 雨滴的打擊力及地表逕流的曳引力，依不同動力及發展過程所造成之 土壤沖蝕型態可分為：（1）飛濺沖蝕、（2）層狀沖蝕、（3）指狀沖蝕、

（4）溝狀沖蝕（圖 2.7 及圖 2.8）（周南山，2005）。

（B） 崩坍破壞

可分為墜落型、滑動型和流動型，亦可能三者合併發生。

（a）墜落型

常發生於岩石邊坡，由於地質構造膠結不良、節理發達，形成弱 面導致岩體墜落崩坍。近乎直立的土坡，缺乏側向支撐，若於坡頂處 形成張力裂縫逐漸向下發育亦可能導致崩落之發生（圖 2.9 及圖 2.10）。

（b）滑動型：

邊坡土體因失穩狀況，沿破壞面發生滑動。滑動面可能為平面、

圓弧、不規則面或節理面，多發生於開挖後坡趾失穩或坡趾擋土施作 不當，導致邊坡整體滑動破壞，例如順向坡破壞（圖 2.11 及圖 2.12）。

（c）流動型

發生於山嶺溝谷間，土壤、岩塊及水因環境因素使得三者混合向 下流動。泛指土、石與水混合後所形成一種集體運動之流動體，多為

暴雨或洪水暴漲所致。

一般可稱為土石流，其中的「土」是指泥、砂、黏土等土壤材料，

「石」是指岩石、礫石等單獨個體的岩塊，「流」則是指雨水、地表 水及地下水等所有水流通稱（圖 2.13 及圖 2.14）（周南山，2005）。

圖 2.7 上邊坡沖刷型破壞 圖 2.8 沖刷型破壞之示意圖 （陳彥佃攝） （周南山等人，2006）

圖 2.9 上邊坡墜落型破壞 圖 2.10 墜落型破壞之示意圖 （陳彥佃攝） (Abramson et al., 2002)

圖 2.11 順向坡平面滑動破壞 圖 2.12 順向坡滑動破壞之示意圖

（陳彥佃攝） （周南山等人，2006）

圖 2.13 上邊坡流動型破壞 圖 2.14 流動型破壞之示意圖

（陳彥佃攝） （改繪自 Abramson et al., 2002）

（2）道路下邊坡破壞

下邊坡包含自然邊坡及填方邊坡，惟以後者較易發生破壞，台灣 山區道路下邊坡又多為填方邊坡，工程品質優劣，往往決定下邊坡安 全穩定與否。

主要破壞模式如同上邊坡亦可概分為沖刷與崩坍二大類。

（A）沖刷破壞：

台灣山區道路下邊坡大多為填方邊坡，填方邊坡即使力學條件穩 定惟若道路排水系統設計不當，坡面植生及水土保持不良，仍可導致 下邊坡發生沖刷破壞（圖 2.15）。

吳淵洵等人（2006）研究指出，國內山區道路常採用紐澤西護欄，

由於紐澤西護欄常形成水流之障礙，使得道路成為「排水跑道」。當 護欄遇缺口時，大量逕流傾洩而出，造成沖蝕，引起下邊坡破壞（圖 2.16）。

（B） 崩坍破壞：

可分為滑動型和流動型，亦可能二者合併發生。

（a）滑動型：

邊坡沿破壞面發生滑動，破壞面可能為平面、圓弧面或不規則 面。若為填方邊坡其滑動面多發生於填土區與原地面之交界面，其原 因多為設計、施工時，未注意界面滑動的可能性或未依規範有效處理 交界面。若下邊坡為自然邊坡，亦可能因地層中含有軟弱岩層或坡面 受到嚴重沖蝕而發生淺層滑動（圖 2.17 及圖 2.18）。

（b）流動型：

台灣地區常發生暴雨，山區大量雨水沖刷、浸潤坡體，造成土石 飽和，在重力作用下產生流動之現象。此外，國內山區道路施工搶修，

往往於附近山凹處任意棄倒廢土。一旦颱風豪雨發生，雨水沖刷大量 土石，導致土石流動災害之發生（圖 2.19 及圖 2.20）。

圖 2.15 大量逕流沖蝕破壞 圖 2.16 逕流遇缺口造成沖蝕

（陳彥佃攝） （陳彥佃攝）

圖 2.17 下邊坡圓弧型滑動破壞 圖 2.18 圓弧型滑動破壞之示意圖

（陳彥佃攝） （改繪自 Abramson et al., 2002）

圖 2.19 邊坡流動型破壞 圖 2.20 下邊坡流動型破壞之示意圖

（洪如江，1996） （改繪自 Abramson et al., 2002）

2.3 坡地整治之原則

台灣地區道路邊坡災害頻繁，多數破壞皆由多種相互因素影響所 致，而整治工法類型眾多，其應用各有利弊得失，因此選擇邊坡整治 工法，首先必須確認邊坡破壞之類型，分析造成邊坡破壞之相關因 素，並考量道路之重要性與施工條件，方能選擇適當之工法達到整治 之目的。

2.3.1 邊坡穩定之原理與工法

邊坡災害之防治措施，一般可分為避開、抑制工法（降低下滑力）

及抑止工法（提高抗滑力）等三大類（林俊良等人，2002）；其中以 避開為優先考量，若無法避開，再以抑制及抑止工法處理（表 2.3）。

（一）避開

公路選線選址，應有「預防重於治療」之工程觀念，以避開不良 地層條件為原則（洪如江，2002）。在坡地開發計畫之中，宜避免工 址通過順向坡、斷層帶或節理發達之破碎帶。如果不能避開，應考慮 採用棧橋式道路或以隧道穿越。棧橋式道路及隧道之造價可能高於一 般開挖道路，但如慮及經常性之邊坡滑動維修費，以及交通阻斷之不

便與損失，可能較為便宜（鄭富書、林銘郎，1996）。

（二）降低下滑力

導致邊坡下滑破壞的因素甚多，一般主要影響原因為降雨入滲和 地表逕流，而降低下滑力即是將導致邊坡下滑之因素排除，以保持邊 坡之穩定性。故抑制工法一般主要在於施做排水系統，以攔截地表水 或地下水，並加以引導排除，避免邊坡因水的影響而破壞（陳榮河、

洪勇善，1999）。其它如減緩坡度、退階式邊坡等亦可降低邊坡下滑 力。一般邊坡整治工法多應用兩種以上工法相輔施做，即抑制工法通 常與抑止工法相互作用，更可發揮邊坡穩定之成效。

（三）提高抗滑力

抑止工法一般多與抑制工法相互配合，其中又分為外部扶持與提 高內部土體強度二類。外部扶持多為結構擋土系統，如重力式、懸臂 式及背拉式等擋土結構；提高內部強度則是用加勁的方式提升土層本 身的抗剪強度，如加勁格網、土釘、岩拴及微型樁等。工法的種類眾 多，選用時宜因地制宜、因案而異並配合適當之排水系統方可提高整 治之成效。

表 2.3 邊坡穩定之原理與工法（林俊良、何泰源，2002）

原理 方法 穩定工法

避開 繞道、變更工址、山岳隧道、明隧道、高架橋 削坡 坡度減緩、台階式邊坡、降低載重

地表排水 截流、植草、拋石、橫向排水、縱向排水 降低下滑力

（抑制工法） 排水

地下排水 排水層、排水盲溝、排水井、水平排水孔 坡趾撐持 撐牆、趾部加重反壓、趾部土戧

重力式結構 漿砌卵石擋土牆、重力式擋土牆、框條式擋土牆、扶壁式擋土牆、蛇籠 懸臂式結構 鋼筋混凝土、支墩鋼筋混凝土、鋼版樁、正割樁牆、正切樁牆、鑽孔直井樁 柔性結構 連鎖式水泥磚或串方塊堡崁磚

外部扶持 結構擋土 系統

背拉式結構 幕牆、格樑、排樁、大口徑抗滑樁+地錨 地下排水 橫向集水管、集水井、排水廊道

加勁式擋土結構 加勁片、加勁帶、加勁網

土壤補強

內部補強 土釘、岩拴、微型樁

植生 草木、草木與與結構體結合（植合法） -

化學處理 灌漿、離子交換、石灰、飛灰或水泥灌漿

電滲排水 -

提高抗滑力

（抑止工法）

提高內部 強度

其他

熱處理 焙燒、冷凍

2.4 邊坡設計與分析方法

一般邊坡穩定分析方法可分為極限平衡法以及工作應力法（連體 力學法）。極限平衡法一般用來求取邊坡穩定之安全係數；工作應力 法用於求取邊坡破壞之變形情況，通常使用有限元素法分析。

2.4.1 極限平衡法

極限平衡概念首先考慮安全係數。安全係數定義為剪力強度與坡 面平衡時所需剪應力的比值，其關係式如方程式（1），使用此分析方 法必需假設土層為均質等向（李維峰等人，2001）。

) 1 ....(

...

tan m

Equilibriu for

Required

stress _eq

C Shear

Strength Shear

FS τ

φ σ

= +

=

FS＝安全係數 C＝土壤凝聚力

σ＝滑動面上正應力

φ

在應用極限平衡法分析時，一般利用切片的技術及概念，將滑動 面上方的土體分為具適當寬度之長條狀土體（如圖 2.21 及圖 2.22），

再針對平衡條件提出假設，以求取邊坡之安全係數。重複計算不同滑 動面之安全係數，其最小值即為該邊坡所處現狀之安全係數，所對應 之滑動面稱為臨界滑動面（李維峰等人，2001）。

圖 2.21 切片法之示意圖（李維峰等人，2001）

圖 2.22 單一切片受力自由體圖（李維峰等人，2001）

2.4.2 工作應力法

工作應力法直接考慮作用在邊坡土體內部或外部之實際應力，此 法具有幾項好處：（1）不需假設破壞機制（2）可獲得結構體的真實 受力（應力）狀況（3）可以觀察記錄結構體的破壞範圍。雖然工作 應力法具有上述優點，但在選擇元素與互制關係的分析模式上並不容 易，且分析步驟牽涉相當複雜的方程式及數字計算。通常應用有限元 素與有限差分法為之（李維峰、黃亦敏、洪勇善，2001）。

2.4.3 傳統邊坡穩定分析法

邊坡穩定分析程式 STABL 因建模與邊界條件之設定較為容易，

可節省設計分析所需之時間，因此於業界廣為應用。一般傳統邊坡穩 定分析多使用圓弧分析法，且多使用單一之土壤剪力強度參數，於暴 雨狀態分析時多以抬升地下水位或增加孔隙水壓比（ru）為之（亞新 工程顧問股份有限公司，2002；四海工程顧問股份有限公司，2006）。

2.5 非飽和土壤

傳統的土壤力學主要探討土壤飽和時之力學行為。實際大地工程 中，土壤常處於非飽和狀態，當降雨時雨水入滲使得不飽和土壤中之 基質吸力降低導致強度折減對於邊坡穩定多生影響（游淳名等人，

2005；范嘉程、馮道偉，2003）。

非飽和土層中之初始孔隙水壓力通常為負值，而這負孔隙水壓力 (基質吸力)在平時能增加土壤剪力強度，提高邊坡之穩定性，但在發 生連續降雨後，地表雨水浸潤至土層中，使土層原有之基質吸力減 少，降低土壤剪力強度，導致邊坡發生滑動破壞。由表 2.4 得知，土 壤飽和與否與土壤摩擦角並無顯著關係，但確可造成凝聚力之折減

（游淳名等，2005）。

表2.4（游淳名、魏敏樺、錢致平，2005）

狀態 飽和 非飽和(100kPa)

強度參數 c (kPa)

φ

c(kPa) φ

φ

2.5.1 非飽和土壤之力學行為

Fredlund and Rahardjo(1993) 建 議 不 飽 和 土 壤 之 強 度 可 參 考 Mohr-Coulomb 破壞準則，使用以下方程式計算（如圖 2.23）：

( u

) ( u

u

)

c

s = ' + σ − tan φ ' + − tan φ

其中

s

σ

u

u

c

φ

φ

圖 2.23 非飽和土壤之 Mohr-Coulomb 破壞準則

Fredlund et al.(1993)修正不飽和土壤之基質吸力考量成為土壤凝 聚力值之增加，因此式（1）可修正為：

( )

[ ^{c ' u}

^u

^{tan φ}

] ^{( σ u}

^{) tan φ '}

s = + − + −

( ) ^{tan '}

*

σ u

φ

c

s = + −