利吉层崩塌地地电阻分析

台东海岸山脉为利吉层分布地区,常呈裸露而植生不易,又受降雨冲蚀易形成崩塌地滑灾害。本研究针对近年利吉层地区发生之崩塌灾害资料搜集与踏勘,并透过卫星影像进行判释,而选出池上山棕寮及鹿野宝华两案例,进行地层电气探测之相关分析研究。综合研究成果由2004年、2006及2009卫星影像照片崩塌地判释得知:2004年崩塌面积为102hm2,2006年增加为139hm2,2009年崩塌面积减少至56.5hm2,进一步探讨发现2009年坡度20%以下崩塌裸露比例大幅减少,而坡度30%～40%之崩塌则呈现增加趋势,分析坡度20%以上植物不易生长,植生复育速度较缓慢;利吉层分布周围之地层走向为北偏东,以向东南倾斜为主,并紧邻池上断层、鹿野断层及利吉断层,地质变化多样,属较新地质年代,仍处于不稳定之状态;由山棕寮及宝华电气探测结果得知地电阻值皆小于100mΩ,利吉层地电阻分布可分为崩积层与下方岩层,崩积层电阻较高而泥岩之电阻值则小于35及20mΩ,整体电阻随深度增加而降低。     

中亚热带杉木林和常绿阔叶林土壤C、N库及其火烧后的变化

Soil organic carbon (C) and total nitrogen (N) pools of a Chinese fir (Cunninghamia lanceolate, (Lamb.) Hook.) (CF) forest, and an evergreen broadleaf (EB) forest located in mid-subtropical, southeastern China, were compared before clearcutting, with the effect of slash burning on organic C and total N in the top 10 cm of soil before and after burning also being evaluated. Prior to clearcutting CF forest had significantly lower (P < 0.05) organic C and total N in the soil (0-100 cm) compared to EB forest with approximately 60% of the C and N at the two forest sites stored at the 0 to 40 cm soil. In post-burn samples of the 0-10 cm depth at 5 days, 1 year, and 5 years for CF and EB forests, significantly lower levels (P < 0.05) of organic C and total N than those in the pre-burn samples were observed. Compared to the pre-burn levels, at post-burn year 5, surface soil organic C storage was only 85% in CF forest and 72% in EB forest, while total N storage was 77% for CF forest and 73% for EB forest. Slash burning caused marked long-term changes in surface soil C and N in the two forest types.     

含泥岩夹层盐穴储气库的爆炸动力响应数值模拟

为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分软件FLAC^3D,建立盐穴储气库的数值模型,分析爆炸载荷作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸载荷作用下,泥岩夹层与盐岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩的冲击作用比三角形爆炸波作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随洞室深度的增大迅速衰减;深埋盐穴储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。     

台湾西南部刺竹林更新与泥砂控制工法

刺竹目前占台湾西南部泥岩地区之绿蔽率达 80%以上,虽为早期最主要之适生造林树种,但其具有排他性,造成林下地表植物不易入侵。此外,刺竹之耗水量大（蒸散量大）,且根域保水力差,茎干丛生于坡顶之风摇作用与浅层性须根系型特性,使竹林地区易造成坡面基脚侵蚀或坡面崩滑之情形。若为水土资源保育之长远考量,泥岩地区刺竹林之林相更新或竹林地复层植被之建立,有其必要性与迫切性。有关泥岩地区之相关试验研究虽多,但目前对于持续扩大之自然裸坡则尚无良好对策与方法。本研究拟以泥岩整体环境重建构想,提出泥岩地区刺竹林地林相更新与复层植被建立之构想,并配合简易之淤砂控制工法,包括坡脚连续式植生土堤淤泥措施、坡脚连续式复层植栽土堤淤泥设施、淤泥植物栅工程、裸坡坡趾植生石笼与控式农塘配合湿地植被营造等配置工法。进行相关试验与评估,期望对泥岩坡面裸化、冲淤过程以及植被坡面保育功能等适宜性整治有所了解与助益,进而对持续扩张之泥岩裸露地加以控制,并建立一套具体可行之方式。初步结果显示东南向的裸坡冲蚀量最大,受当地之日照与气候变化影响颇巨,而冲蚀下的淤泥,造成第一道土堤内之植栽存活率减少。因此,就地取材的连续性拦阻、泥砂冲蚀控制及生态环境之营造,已颇具     

砂岩韵律层理对地下水封洞库水封效果的影响

随着国家战略储备规模的不断扩大,中国块状结晶岩体的可选范围受到诸多因素限制,突破砂岩区地下水封洞库建设技术可以极大提高地下洞库选址适用范围。为探究在砂岩区建库的可行性,以西南某砂岩区建库选址为背景,利用FEFLOW软件建立水平层理、倾斜10°层理、倾斜50°层理3种工况对应的砂岩区地下水封洞库渗流场模型,并假定2~3条厚层泥岩,放大低渗透性泥岩层对于水封环境的破坏程度,模拟分析砂岩韵律层理对地下洞库水封效果的影响。结果表明:厚层泥岩对于倾斜50°层理工况的影响最小,对于水平层理工况的影响最大,而厚层泥岩已成为地下水环境中的隔水层,严重影响甚至破坏了水封环境。基于此,在模型中针对性设置水平水幕孔、垂直水幕或斜向水幕系统,模拟结果表明:水封效果得到明显改善。在实际工程中,可通过下移水平水幕系统、特定区域增设垂直水幕或斜向水幕系统等实现更好的水封效果。研究成果可为砂岩区地下储油洞库水封设计及选址提供理论参考。     

泥岩边坡植生技术研究

为建立泥岩人工边坡植生技术体系,本计划於旗山184线公路25km处试区进行第4年观察,结果表明①理想植生斜率;1:1.5及1:2区历经77,78、79、80年台风豪雨均保持稳定植生覆盖良好。②本年度调查分析182线试区结果,坡长5～7m构筑一条截水沟坡面冲蚀最小,坡长愈长,冲蚀愈烈。③泥岩理化性质的改良以施用泥炭土最为明显,泥炭土本身pH值4.7,含腐植酸35%以上,有机质90%以上,施在pH值8.6的泥岩中有显着改良土质,促进植物生长之功能。④在泥岩自然坡方面经植生带铺植进行初期观察,由於成活良好,值得继续深入探讨。本计划针对建立复层植被研究采用两种方法进行试验探讨:①一次植生法（播种法）:裸露坡面经整坡后,混合草本、野花木本种子。建立一年后,地被草花本本植物均发芽成长良好,渐具复层植被雏形。②二次植生法（植苗法）:先播种百喜草、百慕达等草类;当成活率达80%时再种植乔木、灌木及野花,栽植后木本植物的成活率达90%以上,成效良好。复层植被建立后,可使土壤表层获得完密的植物覆盖及保护,土壤中且有深浅不同的植物根系可固结土壤,对提升道路边坡稳定及泥岩植生绿化有更实际的成效。     

台湾特殊地质区水土保持工法之运用

防冲蚀截水草沟藉由在沟槽中加销一或多层具柔韧、耐腐蚀等材质之细网围保护网,并於沟中以50cm间距铺钉一束防冲截留束,可有效强化沟槽抗水流冲刷能力。防渗蚀喷浆式排水沟系藉由沟底增设渗流水截导装置,并以高压推力将泥浆强力的嵌入泥岩沟槽每一缝隙,使沟体等坡面紧密契合,再於两沟侧施设可遇热游移或触水膨胀等功能之防渗措施,有效排除传统排水沟於泥岩坡面施设后沟体易产生裂隙、断裂之问题,使其能稳定发挥其功能。防冲蚀植生挡土栅施工法具材质轻巧、设置简易、可随坡表微地形紧贴坡面,并能蓄积多量植生材料及发挥分段排除坡面水等多种功能,这些特征适可有效因应泥岩恶地各项立地条件。解决昔日坡面植生工程各项问题。     

红层泥岩桩岩接触面本构模型试验及数值模拟

桩-岩（土）接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验,研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性,结果表明：接触面剪应力先随剪切位移增大而增大,在达到峰值后,剪应力随着剪切位移增大而降低,并最终趋于稳定值,应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果,推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC^3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发,并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟,分析剪应力与剪切位移之间的关系,证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。     

重庆地区紫色土和紫色泥岩物质组成与微结构研究

根据紫色土与紫色泥岩的X-射线矿物鉴定、粒度分析、电镜鉴定及野外观察,研究了紫色土与紫色泥岩的矿物组成、粒度组成及其易发生侵蚀的原因。结果表明,紫色土与紫色泥岩矿物成分与含量差异很小,均以石英和长石为主,黏土矿物中蒙脱石含量较其他矿物多;粒度成分也非常接近,以粉砂和黏粒为主。紫色土以碎屑粒状孔隙充填式胶结微结构为主,另有少量粒状接触胶结微结构和粒状块状胶结微结构,胶结物以黏土为主,仅含有3%左右的Fe2O3化学胶结物;紫色泥岩微结构的突出特点是微型片结构和微型块状结构占主要地位。蒙脱石的较高含量指示紫色泥岩与紫色土为膨胀类岩土。紫色泥岩与紫色土在湿润气候条件下的频繁胀缩是它们易于发生物理风化和易受侵蚀的主要原因,微型块状结构、微型片状结构和密集微型裂隙也是其抗蚀性差的重要原因。紫色泥岩的微型块状与微型片状结构和密集微型裂隙主要是在成岩过程中产生的,是原始沉积形成的大量球形、椭球形黏土形态受到成岩过程中挤压作用的结果。     

Expevimental analysis of slaking characteristics of mudstone in different pH solutions

为了研究泥质岩在不同pH值溶液中的崩解特性,为酸雨地区泥质岩的利用提供理论依据和技术指导,选取阜新海州露天矿泥质岩为例,进行室内浸水崩解试验。对泥质岩在不同pH值溶液中的崩解现象、崩解物的颗粒含量和崩解比进行分析、利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱分析,测试岩样矿物化学成分。试验得到以下结论：不同pH值溶液中崩解强度大小关系是：酸>碱>中性;随着循环的进行,泥质岩的崩解程度不断加深,崩解速度先增大后逐渐减小甚至消失;泥质岩中许多不能溶于水的矿物成分可以和酸发生化学反应生成可溶性盐类,是泥质岩在酸中崩解最剧烈的主要原因;考虑泥质岩所处环境pH值不同对工程建设有重要意义。