民國115年 高考三級 水土保持工程 坡地穩定與崩塌地治理工程
第5題
一岩坡因為張力裂縫產生潛在滑動面如下圖，請繪圖表示沿潛在滑動面 的水壓力分布及說明對穩定性的影響，並繪圖施加地錨及說明對穩定性 的影響。（20 分） 張力裂縫…
題目
一岩坡因為張力裂縫產生潛在滑動面如下圖，請繪圖表示沿潛在滑動面 的水壓力分布及說明對穩定性的影響，並繪圖施加地錨及說明對穩定性 的影響。（20 分） 張力裂縫 潛在滑動面
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、圖形結構：繪一岩坡剖面，標出坡面、坡頂、坡腳與穩定岩體；於坡頂後緣畫近垂直之張力裂縫，裂縫向下延伸至潛在滑動面。潛在滑動面由裂縫底部以傾角ψ_p向下延伸至坡腳出露，滑動面以上為滑動塊體。另標示裂縫水深h_w、滑動面長度L、滑動塊體重量W及地下水壓。
- 二、水壓力分布圖：在張力裂縫內畫三角形水壓分布，頂部為零、底部最大u_w=γw h_w，方向水平推擠滑動塊體；沿潛在滑動面畫水壓分布，裂縫處最大、坡腳排水處為零，呈三角形，若坡腳排水不良則為梯形，方向垂直滑動面向上，稱為揚壓力（uplift）。圖上應以箭頭表示水壓作用方向，並標註最大水壓位置。
- 三、對穩定性影響：滑動面揚壓力U降低有效法向力N'=W cosψ_p-U，使摩擦抵抗減少；裂縫水壓V提供水平推力，增加沿滑動面之驅動力V cosψ_p，並可能降低法向力V sinψ_p。安全係數可表為FS=[cA+(W cosψ_p-U-V sinψ_p)tanφ]/(W sinψ_p+V cosψ_p)。水壓上升會使FS下降，暴雨或排水失效時可能誘發滑動。
- 四、地錨配置圖：在坡面鑽設地錨，錨頭設於坡面之承壓板，錨桿向下傾斜穿過滑動塊體與潛在滑動面，錨固段深入滑動面以下之穩定岩體，通常向下傾角約15°至30°，採矩陣式配置。圖上應標示錨頭、自由段、錨固段、滑動面交點、錨碇角與預力T。
- 五、地錨對穩定性影響：預力T於滑動面產生法向分量T sinδ，增加有效法向力與摩擦抵抗；另產生沿滑動面向上之分量T cosδ，直接抵抗下滑力，δ為錨桿與滑動面之夾角。加入地錨後FS=[cA+(W cosψ_p-U-V sinψ_p+T sinδ)tanφ+T cosδ]/(W sinψ_p+V cosψ_p)，可明顯提高FS。設計仍需檢核錨固段長度、拉拔力、群錨效應、腐蝕防護與坡體整體穩定。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。