降雨入滲和岩盤出滲引發土體崩塌之數值模擬

Abstract

崩塌係指土體受重力作用沿坡面向下運動的現象，且會對人民的生命財產造成嚴重的威脅。土層內部孔隙水壓的變化是崩塌發生及其運動行為的重要影響因子。降雨入滲及岩盤出滲皆會改變土層內的孔隙水壓，進而致使土體發生滑動。本研究以牛頓第二運動定律及壓力擴散模式為基礎，考慮土層的膨脹角 以及摩擦係數μ可隨運動過程而改變，然後分別考慮在降雨入滲或岩盤出滲之條件下，分析無限邊坡土層的崩塌運動行為。結果顯示，超額孔隙水壓的產生與來源，會控制崩塌的運動類型。降雨入滲誘發土體運動的行為可分成靜止不動或快速滑動，而岩盤出滲誘發土體運動的行為則為靜止不動、快速滑動或間歇性滑動。土體靜止不動的原因為水從頂部入滲或底部出滲進入土塊內，最後的平衡水壓小於滑動臨界孔隙水壓；土體發生快速滑動的原因為水從頂部或底部進入土塊內，最後的平衡水壓大於滑動臨界孔隙水壓；而土體發生間歇性滑動的原因則為水從底部出滲進入土塊內，水直接作用在土體岩盤交界面，造成某一時間內的水壓大於滑動臨界孔隙水壓產生滑動，但其最後的平衡水壓小於滑動臨界孔隙水壓最後靜止不動。接著本研究將無限邊坡土層進行延伸，使土層從斜坡滑動一段距離後滑入一水平坡面，利用該模式探討降雨入滲和岩盤出滲對崩塌位移量的影響。其結果顯示當土體發生快速滑動時，水平滑行距離會與降雨強度或岩盤出滲強度成線性關係，但與進入土體內的降雨入滲量、岩盤出滲量無關。另一方面，當土體發生間歇性滑動時，其間歇性滑動位移量會與總岩盤出滲量和出滲強度成線性關係。本研究之研究成果可供未來做崩塌警戒時的參考。

Date of Award	2016 Aug 3
Original language	Chinese
Supervisor	Chyan-Deng Jan (Supervisor)