林美聆臺灣大學：土木工程學研究所高贈智2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50158台灣平地面積有限，山坡地的開發與利用相當頻繁，且台灣恰位於環太平洋地震帶上，故對於邊坡受震穩定性的分析便成為相當重要的一門課題。921集集地震的發生，使得台灣中部山區的坡地發生了大規模的破壞，影響了交通、經濟並危害了居民的生命安全，所造成的直接或間接的損失相當慘重，因此有必要對邊坡受震之分析做更進一步的研究。在前人分析邊坡受震的各種方法中，滑動塊體法簡便又可適當反應出邊坡受震行為，且參數取得容易又分析快速，可適用於大區域邊坡受震穩定性的評估。 本研究主要針對均質簡單邊坡，採用黃紀禎(2003)推導之對數螺線破壞面滑動塊體法，以此分析模式求取邊坡受震後的坡趾位移量及破壞面位置，並探討此法的適用範圍。由衛星影像及航空照片判釋崩坍資料，與現地調查崩坍資料中，篩選出適當崩坍案例，並配合地理資訊系統軟體ArcView空間分析之弁遄A求得崩坍地之坡度、坡向及土壤力學參數等，再加上集集地震的地震加速度紀錄，以對數螺線滑動塊體法進行分析。而使用滑動塊體法最主要的目的，乃是計算邊坡於地震力作用下的位移量，由此位移量判斷邊坡是否穩定。 本研究由篩選出的現地崩坍案例計算邊坡破壞的位移量，發現除了少數案例為5∼10公分外，其餘均超過10公分甚多，因此本研究建議導致邊坡受震崩毀的臨界位移量為10公分。另外由分析結果得知，對數螺線滑動塊體法的坡度適用範圍為20度∼45度，且坡度為影響邊坡降伏加速度的主要因素。Taiwan locates in the circum-Pacific zone with frequent earthquake activities, incessant cultivation and relentless exploration of the mountain areas, thus the analysis of the seismic slope stability becomes a significant issue. The Chi-Chi Earthquake in 1999 caused catastrophic damages to the slopes of the mountainous areas in central Taiwan, which threatened residents’ lives and caused adverse effects on traffic and economy. The direct and indirect losses associated with this earthquake are huge. Therefore, advanced research in analyzing slope under seismic loading is required. Among the various methods used to analyze the seismic slope stability, sliding block analysis is a simple and convenient way that not only describes the behaviors of seismic slopes but also can be used to evaluate seismic slope stability in large regions. In this paper, simple-slopes with uniform soil properties and log-spiral failure surface method (Huang, 2003) are used to locate the failure surface and obtain the toe displacement. In addition, the suitable conditions which this method is applicable will be defined. In order to identity the proper land slide cases, satellite pictures, aerial photos, and reports from site reconnaissance will be used. Also, GIS software ‘ArcView’ will be used to extract data such as the failure slope angle, slope aspect and soil properties, etc. With the Chi-Chi earthquake acceleration record, log-spiral failure method can be used to calculate the slope displacement under earthquake loading and stability of slope can be evaluated accordingly. The results from this research indicate that the critical displacements of most landslides are more than 10 centimeter while only a few cases are with 5 to 10 centimeter displacement. Therefore, it is suggested that 10 centimeters is the critical displacement where the failure of slope initiates. In addition, from the analysis results, the proper slope angle for using log-spiral failure surfaces method is 20 to 45 degree. In conclusion , slope angle is considered as the most important factor of the yield acceleration of slopes.誌謝 中文摘要 1 英文摘要 II 目錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究方法與內容 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 邊坡破壞型式 6 2.2 邊坡受震分析方法簡介 8 2.2.1 擬靜態法 9 2.2.2 滑動塊體法 13 2.2.3 考慮坡體動態反應之分析方法 14 2.3 滑動塊體法 15 2.3.1 假設與限制 16 2.3.2 破壞面型式 17 2.3.3 降伏加速度 18 2.3.4 降伏加速度比例與滑動反應譜 20 2.3.5 臨界位移量 23 2.4 滑動塊體法對數螺線破壞面及位移量之推導 24 2.5 綜合討論 24 第三章 以對數螺線滑動塊體法計算坡趾位移量之方法 32 3.1 滑動塊體法對數螺線破壞面及位移量之推導 32 3.1.1 螺線滑動塊體法之分析概念 32 3.1.2 破壞面、降伏加速度及滑移方程式之推導 33 3.2 滑動塊體法之適用範圍 39 3.3 滑動塊體法之運算流程 41 3.4 運算流程舉例說明 43 第四章 研究區域案例資料庫建立 54 4.1 研究區域概述 55 4.2 現地崩坍資料之收集 56 4.3 研究區域基本資料收集 59 4.3.1 數值地形模型之收集與建立 59 4.3.2 集集大地震強震紀錄收集 59 4.3.3 山坡地土壤力學資料庫 60 4.3.4 地質圖、地形圖及航空照片之收集 60 4.4 現地案例篩選 62 4.5 現地邊坡受震求取坡趾位移量之步驟 65 第五章 現地邊坡受震滑移之分析結果與討論 75 5.1 衛星影像與航空照片判釋案例分析結果 75 5.1.1 衛星影像案例分析結果 (0＜khy/ khmax＜0.5) 75 5.1.2 衛星影像案例分析結果 (khy/ khmax＞0.5) 79 5.1.3 衛星影像khy＜0 的案例 80 5.2 現地調查崩坍案例分析結果 81 5.2.1 現地調查案例分析結果 (0＜khy /khmax＜0.5) 81 5.2.2 現地調查案例分析結果 (khy/ khmax＞0.5) 84 5.3 綜合討論 85 第六章 集集地震災前災後數值地形模型比對 122 6.1 剖面分析所需資料之建立 122 6.2 案例剖面分析 124 6.2.1 衛星影像及航空照片判釋崩坍資料所選之案例 124 6.2.2 現地調查崩坍資料所選之案例 125 6.2.3 現地調查 127 6.3 剖面分析結果比對 129 第七章 結論與建議 152 7.1 結論 152 7.2 建議 154 參考文獻 156 附錄A 衛星影像與航空照片判釋崩坍篩選案例基本資料 161 附錄B 衛星影像與航空照片判釋崩坍篩選案例受震之破壞面 (0＜khy/khmax ＜0.5) 165 附錄C 衛星影像與航空照片判釋崩坍篩選案例受震之破壞面(khy/khmax＞0.5) 176 附錄D 現地調查崩坍篩選案例基本資料 184 附錄E 現地調查崩坍篩選案例受震之破壞面 (0＜khy/khmax ＜0.5) 187 附錄F 現地調查崩坍篩選案例受震之破壞面 (khy/khmax＞0.5) 195 附錄G 現地調查崩坍篩選案例位置圖 1983264326 bytesapplication/pdfen-US對數螺線破壞面集集地震滑動塊體法臨界位移量sliding block analysislog-spiral failure surfacesChi-Chi Earthquakecritical displacement[SDGs]SDG15thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50158/1/ntu-93-R91521110-1.pdf