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系統識別號 U0002-0607201709134800
DOI 10.6846/TKU.2017.00195
論文名稱(中文) 台灣沉積岩及變質岩地區之山崩幾何特徵研究
論文名稱(英文) Study on Landslide Geometric Characteristics of Sedimentary Rocks and Metamorphic Rocks in Taiwan
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Civil Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生(中文) 謝嘉銘
研究生(英文) JIA-MING SIE
學號 602380411
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2017-06-12
論文頁數 110頁
口試委員 指導教授 - 楊長義(yang@mail.tku.edu.tw)
委員 - 翁孟嘉
委員 - 李宏輝
關鍵字(中) 坍方
坍方面積
坍方形狀
地層岩性
關鍵字(英) Collapse
collapse area
collapse shape
stratigraphic lithology
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
山崩的發生常受到地震或豪雨因素,山崩幾何特徵是以地形及地質條件等綜合結果。本研究利用台灣河系特特徵在相同流域下相同誘發條件,左岸與右岸分別為不同地質條件,藉由長短軸比比較變質岩及沉積岩在相同誘發條件下山崩之差異,進一步找出地質條件在山崩幾何形狀影響程度,並建立山崩地質條件與滑動深度之關係。其中利用坍方之航照判釋圖,經由ImageJ影像分析軟體計算,得到每一個坍方外觀形狀之面積及長短軸比值,比較不同岩性結果得致下列主要結論:(1)變質岩較沉積岩具有較多的坍方幾何形式,判斷變質岩區發生坍方時,坍方處坡體強度下降程度並不一致使得坍方幾何現象多變且坍方區域較小。(2)在高屏溪流域與陳有蘭溪流域,沉積岩的坍方幾何特徵表現類似,並且沉積岩區坍方大部分落在旋轉滑動型(rotational slide)坍方型態,坍方寬度介於100m~200m之間,長寬比則大多介於1~3之間,多數小於4。變質岩區的坍方,則顯示大多落在岩屑流(debris flow)型態,且坍方形狀長寬比大多介於1~6之間、但可高至10以上,形狀常常較狹長。地區之坍方幾何特性分佈差異性,並依USGS分類以判斷其坍方類型屬性。
結果得致下列主要結論:(1)變質岩較沉積岩具有較多的坍方幾何形式,判斷變質岩區發生坍方時,坍方處坡體強度下降程度並不一致使得坍方幾何現象多變且坍方區域較小。(2)在高屏溪流域與陳有蘭溪流域,沉積岩的坍方幾何特徵表現類似,並且沉積岩區坍方大部分落在旋轉滑動型(rotational slide)坍方型態,坍方寬度介於100m~200m之間,長寬比則大多介於1~3之間,多數小於4。變質岩區的坍方,則顯示大多落在岩屑流(debris flow)型態,且坍方形狀長寬比大多介於1~6之間、但可高至10以上,形狀常常較狹長。
英文摘要
The occurrence of landslides is often affected by earthquakes or heavy rain factors, landslides geometric characteristics of terrain and geological conditions and other comprehensive results. In this study, the characteristics of the Taiwan River are characterized by the same catchment and the same landslide time, and the two banks are divided into different geological conditions. The relationship between the geologic shape of the landslide  is established by comparing the difference of the landslide between the metamorphic rocks and the sedimentary rocks under the same induced conditions. The difference of the geometric characteristics of the landslide in different lithologic areas is compared and classified according to the USGS to determine the collapse type attribute.
The following are the main results:
(1) Comparison of metamorphic rocks and sedimentary rocks found that metamorphic rocks have more collapse of the geometric form, Judging the collapse of metamorphic rocks, the slope of the intensity reduction is not consistent with the collapse of the geometric phenomenon of change.
(2) The collapse geometries of the sedimentary rocks in the two reservoir waters are similar to those of the Gaoping River and Chen Youlan Creek, and most of the sedimentary rock collapse mechanism is expressed by the rotational slide collapse type.
第三語言摘要
論文目次
目錄
第一章 前言	1
1.1研究動機	1
1.2 研究方法	2
1.3 研究內容	3
第二章 文獻回顧	4
2.1岩層性質與坍方幾何之關係	4
2.2山崩與地滑之分類	8
第三章 影像分析方法	19
3.1 影像分析軟體介紹	19
3.1.1 imageJ	19
3.1.2 ImageJ之操作方法	25
3.2影像分析技術	25
3.2.1分析方法	26
3.3 ImageJ軟體估算之誤差	28
3.3.1對已知真實面積之檢驗	28
3.3.2對已知縱橫軸比之檢驗	31
第四章 坍方面積與幾何特徵	33
4.1研究區域.	33
4.2單一地滑案例之幾何特徵	34
4.2.1類沉積岩地滑	34
4.2.2類變質岩地滑	38
4.3山崩幾何形狀之意義	41
4.3.1 橫軸與縱軸之關係(L/B)	49
4.3.2坍方面積與長寬比之關係((L/B)/A & (L/B)A/A)	54
4.4 坍方機制與縱橫軸比之意義	55
第五章  台灣流域坍方幾何特徵	60
5.1高屏溪流域	60
5.1.1流域簡介	60
5.1.2不同岩性坍方幾何橫縱軸關係(L-B)	61
5.1.3不同岩性坍方面積與幾何關係(L/B-Area)	62
5.2 陳有蘭溪流域探討	69
5.2.1流域簡介	69
5.2.2不同岩性坍方幾何橫縱軸關係(L-B)	69
5.2.3不同岩性坍方面積與幾何關係(L/B-Area)	70
5.3 台灣沉積岩及變質岩幾坍方幾何關係	77
5.3.1 不同岩性坍方幾何橫縱軸關係(L-B)	77
5.3.2不同岩性坍方面積與幾何關係(L/B-Area)	80
5.3.3滑動深度之推測	82
5.4坍方機制與岩性之關係探討	88
第六章 結論與建議	91
6.1結論	91
6.2建議	92
參考文獻	93
附錄A 山崩災害資料蒐集彙整	98
附錄B	109
 
圖目錄
圖2. 1 高屏溪流域兩側沉積岩和板岩之滑坡分佈與面積(Yang et al.,2016)	4
圖2. 2兩種岩性坍方長寬比與出現次數統計圖(Yang et al.,2016)	5
圖2. 3 高屏溪流域兩側沉積岩和板岩滑坡區的面積(A)與長短軸比值(a/b)分佈關係(Yang et al.,2016)	6
圖2. 4日本地滑橫軸頻率(渡正亮等,1987)	10
圖2. 5日本地滑縱軸頻率(渡正亮等,1987)	11
圖2. 6 日本地滑縱橫軸比值發生頻率(渡正亮等,1987)	11
圖2. 7日本地滑滑動深度發生頻率(渡正亮等,1987)	12
圖2. 8 岩石邊坡破壞模式	13
圖2. 9 滑動面之平面形狀分類(渡正亮等,1987)	14
圖2. 10 地滑冠部橫斷面圖(渡正亮等,1987)	15
圖2. 11台灣地震型與豪雨型山崩之縱橫軸分佈(李彥宏,2005)	16
圖2. 12豪雨型山崩形狀之縱軸與縱橫軸比(李彥宏,2005)	17
圖2. 13坍塌地縱橫軸與深度之關係	17
圖2. 14坍塌地面積與深度之關係	18
圖3. 1比例尺調整視窗	20
圖3. 2輸出數據選擇視窗	21
圖3. 3 ImageJ長短軸選取示意圖	22
圖3. 4選取所需粒徑大小視窗	23
圖3. 5選取閥值視窗	24
圖3. 6桃芝颱風和社溪崩塌分布圖(2001年)及ImageJ二進制圖	27
圖3. 7已知面積之圓形、正方形及橢圓形	29
圖3. 8 已知縱橫軸之橢圓型	31
圖3. 9 ImageJ對已知縱橫軸物體誤差之檢驗	32
圖4. 1 信義鄉豐明隧道前便道圓弧形坍方及坍方分析範圍選取	35
圖4. 2 食水坑沉積岩區2006發生圓弧形地滑圖與坍方分析範圍選取(農委會,2007)	36
圖4. 3 國道3號3.1K南下邊坡崩塌災後照片(衛星照片)	37
圖4. 5 因降雨所導致中橫華祿溪段變質岩區域坍方(洛韶工務段)	38
圖4. 6南勢溪上游坍方航拍影像判釋	40
圖4. 7旋轉滑動	41
圖4. 8平移滑動	42
圖4. 9平移滑塊	42
圖4. 10岩塊滑落	43
圖4. 11傾倒	43
圖4. 12碎屑流	44
圖4. 13碎屑土崩	44
圖4. 14土石流	45
圖4. 15淺變	46
圖4. 16側向傳播	46
圖4. 18 斯裏蘭卡山崩縱橫軸比圖示(Bhandari and Kotuwegoda,1996)	51
圖4. 19 斯裏蘭卡山崩縱橫軸關係圖(Bhandari and Kotuwegoda,1996)	52
圖4. 20高屏溪變質岩山崩之縱橫軸分佈	53
圖4. 21高屏溪沉積岩山崩之縱橫軸分佈	53
圖4. 22變質岩(a)及沉積岩(b)坍方面積與長寬比關係圖	54
圖4. 23 不同型態山崩之縱橫軸比圖(Bhandari and Kotuwegoda,1996)	56
圖4. 24山崩形狀之縱軸與縱橫軸比(李彥宏,2005)	57
圖4. 25食水坑坍方坍方機制與坍方幾何關係圖驗證	58
圖4. 26單一沉積岩及變質岩坍方機制驗證	59
圖5. 1高屏溪流域地質圖	63
圖5. 2高屏溪流域莫拉克颱風坍方判釋圖	64
圖5. 3高屏溪變質岩山崩之縱橫軸分佈	65
圖5. 4高屏溪沉積岩山崩之縱橫軸分佈	65
圖5. 5高屏溪沉積岩與變質岩山崩之縱橫軸分佈	66
圖5. 6 高屏溪流域沉積岩區(a)與變質岩區(b)之坍方幾何關係分佈	67
圖5. 7高屏溪流域不同岩性之幾何關係分佈	68
圖5. 8陳有蘭溪地質圖(中央地調所)	71
圖5. 9陳有蘭溪坍方分佈	72
圖5. 10陳有蘭溪變質岩山崩之縱橫軸分佈	73
圖5. 11陳有蘭溪沉積岩山崩之縱橫軸分佈	73
圖5. 12陳有蘭溪沉積岩與變質岩山崩之縱橫軸分佈	74
圖5. 13 陳有蘭溪流域沉積岩區(a)與變質岩區(b)之坍方幾何關係分佈	75
圖5. 14陳有蘭溪流域不同岩性之幾何關係分佈	76
圖5. 15台灣地區(a)沉積岩與(b)變質岩坍方長短軸關係圖	79
圖5. 16台灣地區沉積岩與變質岩山崩幾何回歸線	81
圖5. 17坍塌地面積與深度之關係(李彥宏,2005)	84
圖5. 18坍塌地縱橫軸與深度之關係(李彥宏,2005)	85
圖6. 1 由坍方幾何參數分佈判斷坍方類型	89
 
表目錄
表2. 1 Varnes地滑分類表(1978)	9
表3. 1 imageJ軟體之誤差百分比(已知面積)	30
表4. 1坍方災害長寬比與坍方機制	48
表5. 1兩流域間沉積岩與變質岩山崩縱橫軸比較	78
表6. 1台灣地區沉積岩及變質岩坍方機遇與坍方幾何關係	90
參考文獻
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    報告第一號。
Yang, Z.Y., T.C. Chen, C.W. Lin(2016), Rainfall landslide in sedimentary and sub-metamorphic rock
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