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CH16, 不安全的地表, 山崩及其他塊體運動, P29-72, 2022.04.25.MON. - Coggle Diagram
CH16
為何塊體運動會發生
塊體運動之地表地質材料需
易受地形(坡度)作用力影響
由塊體相連處先弱化
裂解與風化作用
地殼上部被破壞成節理與斷層
物理與化學風化產生地表風化層
固態地殼岩石表面有許多弱化的物質材料
邊坡可分為穩定或是不穩定
邊坡穩定性是兩種交相作用力動力平衡下之結果
下移力
重力拉下
下移力=重力
地質材料自重
外加水重
外加上覆物重
阻抗力
材料性質之抗力
材料阻抗力=材料強度
凝聚力
化學鍵
電荷作用
表面張力
摩擦力
越陡坡=加大下移力
塊體運動的發生,通常是向下移動力大於材料抗力時產生
弱的次表面地層造成塊體地層初動
破壞面之形態
岩層接合之節理界面
飽和砂層與黏土(頁岩)層界面處
變質化葉理處
弱化沈積地層處
不穩定事件常觸發邊坡之破壞
觸發因子有自然與人為兩類
搖動與震動與液化
地面振動降低材料的摩擦
在不穩定的斜坡,下移力主控
振動是常見的
如重型機械或火車的運動
地震
震動使沈積層內部發生飽和液化
擾動黏土塊
因搖晃使孔隙水泥黏土不規則排列
飽和砂
因孔隙壓力增加而發生流化現象
邊坡特性改變
道路邊坡加載
坡度變陡
支撐作用之改變
邊坡強度改變
也可能沒有觸發事件
改變邊坡特性使邊坡發生不穩定
上覆載重
於坡面上增加載重
水載重增加
雨水或通過人(草坪,化糞池系統)
材料
上覆重的建物、廢棄材料填充坡面不實或造成陡坡等
角度
使邊坡角度大於休止角度
自然河川淘刷坡腳
人為開挖坡腳
移去支撐
下切坡腳導致破壞
自然
河川淘刷坡腳
人為
開挖坡腳
案例
1925年
美國懷俄明州Gros Ventre , Jackson Hole邊坡滑動
河川下切綿羊山系坡腳潤濕岩床
因大雨水入滲地表下於Amsden頁岩,層面發生潤滑作用,造成邊坡向下滑動
4千萬m3塊體移動600m造成堰塞湖
改變邊坡強度之改變
風化作用
使岩層若化成風化層
植生移除
邊坡穩定化因子被移除
過慢移排除地表過量的負載水
破壞有效的天然地錨(根系)作用機制
常見於森林大火後產生邊坡破壞
含水量改變
降低邊坡強度
外加大量重覆載之水
孔隙中的水使顆粒分離,使邊坡容易崩離
水使邊坡顆粒發生潤滑作用
移除含水量
因此邊坡破壞面強度改變
塊體運動其他幾個因素
地表起伏
陡峭的斜坡有更多的塊體運動
氣候
較多降雨岩層易失去摩擦力
構造作用影響塊體運動
造成抬升
地形變動直接牽動重力之產生
碎塊性地殼
節理和斷層易於崩解
地震的產生
地震觸發運動
海底塊體運動之掩埋作用事件,是可保存下來
崩解情形
海底崩移
具半黏性塊體之破裂與滑移
海底岩屑流
破碎材料如泥漿般移動
濁流
沈積物如混濁雲般運動
規模可非常大
巨大的海底塊體運動
通常比多數陸地邊坡破壞面積大得多
為陸地構造型態的重要雕琢作用力
海底塊體運動造成災難性的海嘯
觸發塊體運動的機制
豪雨
地震
邊坡坡度改變或破壞
邊坡穩定性
一定形態鬆散顆粒材料有其特定邊坡角
休止角與材料性質與下列因子相關
粒徑
大小
形態
表面糙度
休止角形態
細沙
35度
粗沙
40度
有稜角礫石
45度
防止塊體運動
地質學的對比套圖法可鑑別其風險
過去破壞焦點 如陡坡、環形丘
揭示目前不穩定的斜坡現象
地表裂隙與地表突起
地表變動量測其變化量
GPS系統可偵測緩慢地表運動
使用計算機模擬分析山崩的潛在套圖法
識別地區的災害潛在風險性
評估多種因素
坡陡度
地層強度
地層含水飽和度
岩層面之位向
岩床
節理
頁理
植生覆蓋
強降雨潛勢
下切潛勢
地震機率
邊坡破壞之觸發
觸動事件對塊體移動並非一定必要
岩層歷經一段暴露時間而弱化
重力接續使塊體分離移動
塊體運動常是隨機與不可預測
減緩邊坡災害
人類如何減緩邊坡災害呢?
潛在災害發生策略
制定適宜之開發限制
良好的疏散避難計畫
邊坡監測儀之設置
民眾災害教育
塊體運動之預防
減災行動能降低塊體運動之災害
植生復育與工法
植樹有兩種正面效益
藉植物葉面之蒸發散作用移除過量水
根系可穩固風化表土層
坡地階地化(荷重重分配)
移除邊坡外加載重
攔阻碎屑物
排水及降低地下水位
排水減重以增加地層內部強度
減緩坡度
改變邊坡形態使坡度低於休止角
減緩或消除坡腳之下切淘蝕以增加穩定性
移除邊坡基部之侵蝕事件
減低侵蝕事件之影響(消波岩塊)
工程結構物之設置
安全結構物之構築能改善邊坡穩定性或減低塊體運動之災害
檔土牆
防止基部滑動與阻擋落石
圍阻工程或噴漿覆蓋
減少露頭之裸露
岩錨
錨定鑽入岩石使拉住岩層弱面
崩坍棚(明隧道)
導分流岩屑崩落之結構
危險岩石爆破控制工法
外在清除危險之岩石
不安全的地表
山崩及其他塊體運動
P29-72
2022.04.25.MON.