PDC鑽探設備於台灣地區現地調查之適用性

Abstract

台灣位於環太平洋地震帶上，大小地震不時發生。土壤液化為地震來臨時可能產生的災害之一，不僅對人民生命財產構成威脅，對於建築及結構物更是造成極大的損害，因此對於土壤液化潛勢的調查與評估，近年來逐漸受到重視。根據前人的研究，土壤液化潛勢有許多不同的評估方法，其中最重要的參數為土壤N值及細粒料含量；由於這些參數皆來自現地標準貫入試驗和室內物性試驗，取樣之深度間距約1.5公尺，以致這些資料點不連續，無法有效反應目標地區真實的土層狀況。 PDC (Piezo Drive Cone) 為日本學者澤田俊一所研發的新式動態貫入設備，本研究所使用的型號為PDC_MRS (Mini-Ram Sounding)，其使用之鑽頭附有水壓計與荷重計，設備系統另有貫入位移計及資料紀錄器等儀器，貫入時視土層之強弱，最高可達公分級之記錄資料；根據日本地區目前的研究與使用成果，藉由水壓計讀取的激發孔隙水壓比，透過轉換公式，能夠在不取樣的情況下推算土層中的細粒料含量；而荷重計則可以在進行貫入試驗之同時，回傳落錘敲擊的反力，以計算能量修正後的Nd值，隨後將這些土壤參數代入日本地區適用的土壤液化潛勢評估法，便可以快速得到該地區之土壤液化潛勢。 本研究選擇使用新式動態貫入設備PDC作為現地鑽探試驗的工具，透過地質調查來獲取較連續性的現地資料，然後與標準貫入試驗獲得的歷史地質鑽探資料進行討論，著重在N值、細粒料含量及土壤分類等土壤參數的比對，目的在於探討新式動態貫入設備PDC於台灣地區進行現地調查的適用性；而本研究中的試驗場址選擇來自「安家固園計畫」及「強震測站場址工程地質資料庫」中曾施作過標準貫入試驗的點位。 本研究分析結果顯示，經過資料處理及比對後，得知目前日本地區的研究成果並不適用於台灣地區，新的Nd值修正公式可以有效減少Nd與N60之間的差距，與歷史鑽探資料有更好的對應結果；細粒料含量與激發孔隙水壓比之間沒有明顯的關係，因此新建議的轉換公式並無法有效對應既有的地質鑽探資料，需要更進一步的探討及驗證；而根據目前PDC之成果，藉由PDC獲取的資料，可以清楚地將砂質及黏土質土壤作土壤分類，但位於過渡帶之間的土壤仍難以辨別，尤其是粉土質土壤。