紅菜坪地區崩積層特性與地滑行為初探

1999年集集大地震導致中部許多山區造成大規模山崩地滑現象,如著名的九份二山順向坡滑動,而紅菜坪地區與九份二山分別位於粗坑背斜兩翼,但其破壞模式卻迥然不同。

初步調查發現紅菜坪地區應屬一老崩滑區,與同屬古地滑之梨山地區相似,且研究區內崩積層厚達80m,產狀相當緻密,而紅菜坪地區由於尚未發展,故人為擾動與破壞亦較少,於本研究中期能針對此種老舊崩積土層進行研究,以了解其材料組構與強度之間的關係,並推估其破壞滑動深度與穩定性評估。使台灣常見的崩積層邊坡能有簡易的定性方式探求其穩定性。本研究針對紅菜坪之鑽探岩心進行相關室內試驗。以探討此地區之地層分佈與崩積層內之地層材料特性,

並對崩滑區內變異性極大的厚層崩積層進行分類,探討此舊崩塌地於不同時間點之空間殘留堆疊情形,使本研究區之異質性地層得以延伸。而試驗所得之參數,期能對此區域之崩積層內部局部破壞行為與破壞位置進一步分析討論。

研究區之崩積層經分類後約可區分為GW礫石類、SC砂土類與CL低塑性黏土類等土壤種類,加上表土層SF與岩盤R,共可分成5個類別。分類於本研究可進一步了解崩積層內不同類別之材料性質,以及其可能形成過程。由阿太堡試驗與粒徑分布試驗計算所得之土壤活性值偏高,但經由X-ray繞射試驗發現崩積層內之黏土礦物以綠泥石含量居多,伊利石次之,亦含有部份高嶺石含量,局部有膨潤石存在。崩積層外觀緻密,經岩石單壓試驗結果得知其強度依據ISRM,屬於甚弱岩至弱岩之間,其風化砂岩之單壓強度仍高達50Mpa,強度甚高,故當崩積層內屬於GW類之大顆粒支撐層較厚時,其土層強度較高,但若為細粒料控制(細粒料含量超過30%者),單壓強度會隨細顆粒含量增加而減少。

於本研究地滑區切一A-A’剖面,並將崩積層於地層內進行延伸,將試驗所得參數套入以進行穩定分析,結果發現於A-A’剖面所區分的三個區塊中,以上邊坡位置之A3區域之安全係數最低,最容易發生崩滑現象,經岩心觀察發現本區之土層材料多屬CL類與SC類崩積層,經試驗發現此類崩積層材料之強度CL類<SC類,而於現地實地調查發現A3區域靠近月桃湖,其附近確實有地表植生異常與道路邊坡修補後又再次損壞的情形,且經水位監測資料顯示,此區之地下水位隨月桃湖之水位高低而有明顯升降情形,更確定此區域有不透水層影響地表水的入滲。

作者:柯虹如