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系統識別號 U0026-2608201615031100
論文名稱(中文) 利用有限元素法探討甲仙崩坪坑深層崩塌潛勢區穩定性之研究
論文名稱(英文) Study on the Stability of a Potential Deep-seat Landslide Site at Beng-Ping-Keng, ChiaHsien, Kaohsiung Using the Finite Element Method
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering (on the job class)
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 林政憲
研究生(英文) Cheng-Hsien Lin
學號 N67021051
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 119頁
口試委員 口試委員-黃燦輝
口試委員-田永銘
口試委員-董家鈞
指導教授-吳建宏
共同指導教授-李德河
中文關鍵字 邊坡穩定  降雨量  地下水位變化  數值模擬 
英文關鍵字 Slope stability  Rainfall  Groundwater variation  Numerical simulation 
學科別分類
中文摘要 莫拉克颱風對甲仙小林村獻肚山造成的傷害震驚全台灣,此種大規模複合性的邊坡破壞,且單由降雨引致的深層崩塌在台灣尚屬少見,由於全球暖化加劇,勢必將引發更多極端氣候所帶來的極端降雨,相同型態的災害恐會持續發生。有鑒於此,本研究以小林村獻肚山崩塌前地形相近的鄰近區域-崩坪坑做為研究對象,經由衛星照片及光達地形圖之判釋,透過現地調查及地質條件之研究,探討降雨造成的地下水位變動對邊坡破壞機制之影響,並建立邊坡破壞潛勢分析流程。
本研究採用Geo-Studio有限元素軟體進行邊坡穩定分析,利用材料參數與雨量率定,以及邊界條件設定,除可驗證莫拉克颱風期間對研究範圍所產生之破壞模式外,並可模擬當邊坡坡趾區域發生滑動後,全區所產生之各類型崩塌型式與其安全係數之變化。研究結果顯示,本研究範圍以相同地下水位模擬,一旦邊坡坡趾位置產生滑動後,則全區發生邊坡破壞之安全係數會下降,發生深層崩塌之機率也會增加。
英文摘要 Typhoon Morakot caused massive and complex damage to the slope failure of the Hsiendu Mountain in the Hsiaolin Village of Chiahsien. Besides, due to the global warming aggravation, it will inevitably lead to more extreme rainfall, and similar patterns of disasters will continuously occur. For this reason, the object of this research is Beng-Ping-Keng, which is alike terrain in the neighborhood of the Hsiendu Mountain before the destruction of the Hsiaolin Village of Chiahsien. By the interpretation of satellite photographs and LIDAR topographic map and through the research and investigation of geological conditions, discuss the variance of the groundwater level, arisen by rainfall infiltration, and the effect on the changeable system of the slope failure, and establish the potential analysis process of the slope failure. In this study, we used the Geo-Studio finite element software to progress the slope stability analysis. When the simulation of the downslope started sliding, it produced the collapse types in the whole area and the different variance of safety coefficient. Thus, in the simulation of the same water table, the results showed that once downslope started sliding, the safety factor of the slope failure of the occurrence in the whole regions descended. Therefore, the probability of the deep collapse of the occurrence would increases.
論文目次 摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 VIII
目錄 IX
表目錄 XII
圖目錄 XIV
照片目錄 XVII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 1
1.3 研究內容與流程 2
1.3.1 研究流程 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 大型邊坡破壞 5
2.1.1 邊坡破壞類型 5
2.1.2 邊坡破壞定義 8
2.1.3 邊坡破壞原因 11
2.1.4 邊坡破壞特性 12
2.2 降雨對邊坡穩定之影響 13
2.3 邊坡穩定分析法 15
2.3.1 極限平衡法 17
2.3.2 有限元素分析法 21
2.4 現地透水試驗 23
2.4.1 Hoek and Bray之現地透水試驗 23
2.4.2 施測方法 24
第三章 研究區域 25
3.1 位置與研究範圍 25
3.1.1 地理位置概述 25
3.1.2 氣候與水系概述 26
3.1.3 研究範圍說明 27
3.2 地形變化 33
3.2.1 衛星影像判釋 33
3.2.2 等高線圖比對 36
3.3 地層與地質構造 38
3.4 歷史災害紀錄 41
3.5 莫拉克颱風降雨量統計 42
第四章 研究方法 50
4.1 研究方法概述 50
4.2 現場調查及取樣 50
4.2.1 調查區域與調查路線 52
4.2.2 崩塌現況調查 56
4.2.3 岩盤露頭調查 59
4.2.4 地下水位調查 61
4.2.5 現地取樣 62
4.3 現地透水試驗 65
4.3.1 透水試驗程序 66
4.4 室內材料試驗 67
4.4.1 土壤一般物性試驗 67
4.4.2 土壤重模直剪試驗 68
4.4.3 岩石物性試驗 70
4.4.4 岩石單壓及三軸試驗 72
4.5 GEOSTUDIO數值模擬 74
4.5.1 軟體介紹 74
4.5.2 分析方法 77
第五章 研究成果 79
5.1地質材料分析 79
5.1.1 土壤物性、力學性質分析 79
5.1.2 岩石物性、力學性質分析 84
5.2 邊坡穩定分析 89
5.2.1 現地透水性分析 89
5.2.2 邊坡湧水化學成份分析 92
5.2.3 Geo-Studio數值模擬 95
第六章 結論與建議 107
6.1 結論 107
6.2 建議 107
參考文獻 108
附錄 115
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