模擬大深度斷層泥之重模方法及其力學特性之研究

Abstract

斷層泥為斷層破裂帶所衍生的材料，其生成深度往往過深且取得不易，為解決上述問題，本研究嘗試利用現地地表風化錦水頁岩來模擬該區域之斷層泥，並建立大深度斷層泥之重模方法，進一步運用傳統三軸試驗與中空三軸試驗來探討其力學性質。 斷層泥的重模方式，可分為夯實法、塗抹法、霣降法及沉降法，夯實法是利用自動土壤夯實機進行夯實，夯實完畢後將完成試體以頂土器頂出並以保鮮膜、報紙包裹置塑膠袋內放入冰箱冷藏以避免水分散失；塗抹法是利用求取液性限度時土樣拌合方法，將夾泥塗抹至試體模擬之斷裂面上；霣降法是利用土壤顆粒自由下落至一定距離後會答到終端速度之原理，原本是用備製疏鬆砂土的方法，延伸用以製作厚度薄之砂性夾層；沉降法是在水中讓斷層泥粉末自然沉降後再施加軸壓給予壓密，最後形成之重模土樣孔隙間都是被水填充，可視為飽和土樣，上述重模法無法模擬大深度之斷層泥試體及製作中空三軸試驗所需之中空圓柱試體。 傳統三軸試驗因其應力路徑已簡化為σ2=σ3的狀態，無法有效模擬三度空間中較複雜的力學行為，特別是在大地材料的非等向性問題(anisotropy)已較受重視的時候，利用中空三軸試驗則可應用於探討斷層泥在真實地底情況呈現岩石於三個主應力各不相同(σ1≠σ2≠σ3)狀態下的強度特性。將其所建立二維與三維之Mohr-Coulomb破壞準則，與中空三軸試驗試驗結果相互分析比較，發現到中空三軸試驗結果之三維度的降伏曲面呈現圓角三角形與三維之Mohr-Coulomb破壞準則所預測的降伏曲面尖角三角形有所差異。

Date of Award	2015 Sept 9
Original language	Chinese
Supervisor	Jian-Hong Wu (Supervisor)