林美聆臺灣大學:土木工程學研究所陳德偉Chen, De-WeiDe-WeiChen2010-06-302018-07-092010-06-302018-07-092008U0001-2608200819495400http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/1876031999年9月 21日凌晨，在南投集集發生了大地震，造成許多生命財產的損失，也造成許多天然災害的發生，而在集集地震發生時，在濁水溪沖積扇的地下水位觀測井，就剛好記錄了地震時所發生的水位變化。觀測井的觀測記錄中，在濁水溪沖積扇扇央及扇尾的部分，地下水位大部分為上升的情形。而在靠近車籠埔斷層附近的水位觀測井，則情況相反，大部分為地下水位下降的情形。而觀測井所分佈的位置，則恰好在彰化斷層和車籠埔斷層之間。以為了瞭解靠近車籠埔斷層附近的地下水位觀測井，受到地層錯動所引發的行為，本研究利用有限差分軟體 FLAC建立地層錯動模式之模型，來進行研究。在地層錯動的模擬上，採用類似砂箱實驗的方法來進行模擬。首先給予一固定的速度來抬昇基盤，進而控制基盤的抬昇量來進行模擬地層的錯動。關於孔隙水壓的部分，則利用FLAC中的線性擬靜態Biot理論，來模擬孔隙水壓的激發，其理論基礎為體積應變和孔隙壓力有一定的關連性，也就是體積應變的改變同時也會造成孔隙壓力的改變。一步將模擬的結果和集集地震發生時，濁水溪沖積扇的地下水觀測網所得到的觀測變化量相比較，進行分析及討論，以瞭解變化的趨勢。本研究的地層錯動模式，對於土層中土壤的變形行為，有良好的模擬。但在關於孔隙水壓的變化，卻沒有辦法正確的進行模擬。模擬出的結果，在壓縮側的土層水壓均遵守Biot理論，造成孔隙水壓上升。但在現地觀測中，觀測井卻是呈現下降的行為。所以本研究對車籠埔斷層和彰化斷層間的水位觀測井，對於孔隙水壓的模擬，沒有辦法模擬得很好。On 1999.9.21 , there is a big earthquake happened at Nantou chi-chi township. The Chi-Chi earthquake caused severe damage to the life and asset, and cause many nature disaster. When the Chi-Chi earthquake happened, the groundwater observational well at Jhuo-Shuei river alluvial fan recorded the groundwater table changes.ased on of the observation data, at the middle and end of the Jhuo-Shuei river alluvial fan the groundwater table reveal rised. But for the observation wells near the Chelungpu fault, the groundwater table reveal decline. It was found that most of the well with groundwater table decline located between Changhua fault and the Chelungpu fault.or understanding the behavior of the groundwater observation well near by influenced of the thrust of Chelungpu fault, my research uses the finite difference method FLAC to build the model of the thrusting. For modeling the thrust, my research use the results of the sandbox test to simulate the thrust moving. A constant velocity to lift up the base was given, and the total vertical lift up distance from the base was controlled to model the thrust. My research use the linear quasi-static Biot theory to simulate the pore pressure variations. Biot theory provided relationship between the volume strain change and the pore pressure change.he modeling result is then compare to the result observed at the Jhuo-Shuei river alluvial fan. The thrust model of my research can simulate the action of the soil layer, but the pore pressure changes, can not be simulated well. According to the result of the observation well, the pore pressure declined. This result is not the same as the simulation conclusion. By the conclusion, my research can’t simulate the pore pressure changes of the wells between the Changhua fault and the Chelungpu fault well.誌謝 i要 ii文摘要 iii目錄 vii目錄 viii一章 緒論 1.1 研究動機與目的 1.2 研究方法與流程 1.3 本文內容 2二章 文獻回顧 4.1 地震引致地下水異常變化之現象 4.1.1 前人研究 4.1.2 地下水發生變化之案例彙整 5.1.2.1 國外及遠古中國的案例 5.1.2.2 台灣較重大的案例 6.2 地下水受震造成之反應型態與特性 7.2.1 階變反應 7.2.2 振盪反應 8.3 集集地震引致地下水位變化模擬分析部分 9三章 研究區域之環境特性與地下水位變化 12.1 濁水溪集水區沖積扇水文特性 12.1.1 地理環境 12.1.2 水文條件 13.1.3 地質狀況 13.2 濁水溪沖積扇地層沈積環境 14.3 濁水溪沖積扇含水層概況 15.4 集集地震引致地下水位變化分布概況 19.5 集集地震後位移場分布概況 20.6 研究區域選定 20四章 地層錯動模式建立 45.1 地層錯動基本物理模型 45.1.1 砂箱模擬斷層錯動之試驗 45.1.2 地層錯動模擬 46.2 地層錯動概念模型 46.3 孔隙水壓激發模式 47.4 FLAC程式簡介 50五章 砂箱模型試驗數值模擬 54.1 砂箱試驗結果 54.1.1 砂箱試驗簡介 54.1.2 砂箱試驗結果 54.2 建立驗證砂箱實驗之數值模型 55.3 數值分析結果 56.4 比較討論 57六章 現地數值分析及結果討論 69.1 現地地層模型建立 69.1.1 現地模型之建立 69.1.2 地層簡化與參數合併 71.2 現地土層材料參數選取 73.3 邊界條件建立 74.4 車籠埔斷層面錯動速度及基盤錯動傾角 75.5 分析流程 76.6 地層錯動數值分析結果 77.6.1 新光站模擬成果 77.6.2 觸口站模擬成果 78.6.3 竹山站模擬成果 78.6.4 綜合分析比較 79.7 孔隙水壓模擬成果分析 80.7.1 孔隙水壓模擬結果 80.7.2 孔隙水壓激發量的影響因素 81.7.3 模擬結果分析 83七章 結論與建議 123.1 結論 123.2 建議 124考文獻 1253870563 bytesapplication/pdfen-US孔隙水壓地震地層錯動pore pressureearthquakethrust[SDGs]SDG11thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187603/1/ntu-97-R95521121-1.pdf