斷層擾動帶開挖之工程行為

蕭 仲 光 、 楊 長 義斷 層 擾 動 帶 開 挖 之 工 程 行 為 249-258異 常 現 象 , 也 不 瞭 解 工 程 上 的 困 擾 所 在 。本 文 研 究 重 點 在 了 解 :(1) 斷 層 擾 動 帶 高 應 變 能 之 釋 放 機 制 ;(2) 解 壓 後 之 斷 層 擾 動 帶 工程 行 為 解 析 ( 含 弱 化 、 應 變 硬 化 等 );(3) 解 壓 後 之 斷 層 擾 動 帶 長 期 工 程 行 為 。 現 場 試 挖 證 明 ,斷 層 擾 動 帶 之 應 變 能 釋 放 所 引 致 之 地 層 破 壞 機 制 與 速 度 有 別 於 一 般 認 知 , 僅 以 建 構 於 地 質 材料 強 度 的 概 念 或 破 壞 機 制 , 而 盼 ㄧ 體 適 用 於 斷 層 擾 動 帶 上 , 顯 然 與 事 實 不 符 。 應 變 能 釋 放 後之 長 短 期 工 程 性 質 , 與 原 工 址 調 查 結 果 的 差 異 性 亦 值 得 加 以 探 討 。IIIIII圖 1 新 莊 斷 層 下 盤 面 與 新 莊 機 廠 之 空 間 關 係圖 2 新 莊 機 廠 之 地 形 平 面 圖 ( 中 華 顧 問( 中 興 工 程 顧 問 有 限 公 司 ,1996) 工 程 司 ,1999)二 、 斷 層 擾 動 帶 施 工 問 題 探 討2.1 斷 層 擾 動 帶 之 工 程 性 質有 關 斷 層 泥 之 重 要 工 程 性 質 經 收 集 整 理 , 彙 整 如 下 :(1) 級 配 : 同 一 斷 層 帶 內 之 斷 層 泥 級 配 處 處 有 變 化 。 此 可 能 與 大 地 應 力 大 小 和 風 化 的 程 度 有關 。 值 得 注 意 的 是 , 即 使 試 體 中 含 有 高 比 例 之 粗 顆 粒 , 其 行 為 仍 類 型 黏 土 。 良 好 級 配 之 斷層 泥 比 不 良 好 級 配 之 斷 層 泥 更 具 不 透 水 性 。 新 莊 斷 層 泥 篩 分 析 結 果 , 除 煤 層 之 粗 粒 構 造 百分 比 近 95% 外 , 其 餘 斷 層 泥 之 細 粒 料 百 分 比 則 多 達 50% 以 上 , 顯 示 斷 層 擾 動 帶 之 力 學 行為 主 要 仍 應 受 細 粒 材 料 所 控 制 。(2) 組 構 : 土 壤 和 沉 積 黏 土 通 常 表 現 出 不 同 的 膠 凝 狀 (fIocculated) 結 構 , 然 而 , 斷 層 泥 是 很 緊密 的 , 通 常 呈 分 離 狀 結 構 , 因 此 密 度 較 大 。 肉 眼 所 見 之 斷 層 泥 時 常 顯 現 出 非 常 特 殊 的 擦 痕 ,當 潤 濕 時 擦 痕 非 常 塑 性 ; 氣 乾 時 則 變 硬 。(3) 回 脹 量 與 回 脹 性 質 : 由 劉 俊 杰 (1993)[3] 研 究 指 出 隧 道 內 斷 層 泥 之 自 由 回 脹 量 高 ( 可 達 30%),地 表 斷 層 泥 之 回 脹 量 較 低 (5% 以 下 )。 新 莊 斷 層 泥 之 回 脹 試 驗 結 果 , 自 由 回 脹 量 高 達 3~12%。由 Wahlastrom(1968)[4] 取 自 隧 道 內 斷 層 泥 所 做 試 驗 結 果 顯 示 , 最 終 體 積 改 變 量 可 高 達- 250 -