應用彈塑性模型模擬地震引致邊坡破壞之滑動量

Abstract

摘要 台灣地狹人稠，近幾年的人口密度持續增加，平原使用已趨近於飽和，所以越來越多人往山坡地開發。但是加上地形以及所在位置關係，導致台灣降雨多、地震多，加上人為的山坡地開發，山坡地常常發生邊坡滑動的現象。而每當有邊坡滑動產生，往往會有很大的災情發生，造成嚴重的人員傷亡以及財產損失。因此本研究希望利用數值模型，找出一套模式用來模擬邊坡滑動的距離，可以應用在人員的疏散、災前準備，以及邊坡修復工程上。 本研究主要是研究地震所引致的邊坡滑動，利用有限元素法的數值軟體ABAQUS來進行數值模擬，希望可以找出一套適合應用在邊坡的數值模擬模式，可模擬邊坡產生滑動後可能的滑動距離。本研究一開始先對前人做的小型振動台試驗進行模擬，將已知材料參數以及震動之頻率與振幅建立小型振動台數值模型，討論模型破壞面可能發生位置，再與物理實驗結果做比對並討論。之後建立小型振動台滑動模型，討論小型振動台模型受震後的滑動塊體的滑動量。 小型振動台案例模擬成功後，將此模式套用至現地案例上。研究的現地案例為南投縣鹿谷鄉和雅村。之後在模型底部輸入921地震記錄，觀察現地模型受震後的行為。此外並建立現地滑動模型，觀察現地邊坡產生邊坡滑動時的水平或沿坡面滑動量。 本研究的結果可發現，利用連體力學的數值模型可以將小型震動台砂箱模型試體以及現地邊坡之受震情形模擬的與實際情形相符合。當邊坡產生滑動時，也能將滑動距離模擬的非常良好。因此可以利用此模式來推測滑動面可能產生的位置及距離模擬之結果。