民國115年 高考三級 地質 水文與工程地質學
第3題
不連續面控制裂隙岩體力學—水力特性。野外地表與地下探查需詳細描 述不連續面之位態、間距、延續性、粗糙度、壁面強度、開口寬、填充 物、滲水狀況、組數以及岩塊大小，…
題目
不連續面控制裂隙岩體力學—水力特性。野外地表與地下探查需詳細描 述不連續面之位態、間距、延續性、粗糙度、壁面強度、開口寬、填充 物、滲水狀況、組數以及岩塊大小，並進行統計以取得連散裂隙網絡隨 機生成所需之統計資訊。請詳述不連續面位態分組、不連續面間距及不 連續面延續性統計量化方式。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、不連續面（discontinuity）統計旨在提供離散裂隙網絡（discrete fracture network, DFN）隨機生成所需之機率分布參數。野外地表以掃描線法（scanline survey）或窗口取樣（window sampling）進行，地下則以鑽孔攝影（borehole televiewer）、岩芯對齊與隧道面測繪。統計項目包括位態、間距、延續性、粗糙度（JRC）、壁面強度（JCS）、開口寬、填充物、滲水、組數與岩塊大小，並須注意取樣偏差之校正。
- 二、位態以走向／傾角（strike/dip）或傾向／傾角（dip direction/dip angle）表示。將各不連續面之法線投影於等面積立體投影網（Schmidt net）得極點（pole），繪製等密度圖（contour）辨識群集；再以目視分群、K-means、模糊聚類或 Fisher（von Mises-Fisher）分布擬合分組。各組計算平均位態、離散度（κ 值或信賴錐）與組數比例，並標示主要組、次要組與隨機面，作為 DFN 生成之分布參數。
- 三、間距（spacing）為同一組相鄰不連續面之垂直距離，沿掃描線量測時須以 Terzaghi 法校正取樣偏差，即乘以 cosθ（θ 為掃描線與不連續面法線之夾角），或改採垂直鑽孔與窗口取樣。統計上繪製直方圖與累積分布，常以負指數分布（negative exponential）或對數常態分布擬合，求平均間距與頻率 λ（條／公尺）。並計算體積聯合數 Jv = Σ(1/Si)、岩體品質指標 RQD = 115 − 3.3Jv，作為岩體分類依據。
- 四、延續性（persistence）以露頭面跡長（trace length）量化。因跡長受露頭範圍截斷（truncation）與超出露頭之設限（censoring），須以區間設限資料處理，採最大概似法（如 Laslett 法）或對數常態、負指數分布擬合，求得平均跡長與 P10、P20、P21 等分位值；並可依 Warburton 或 Zhang-Einstein 之關係推估三維圓盤直徑。延續性亦可以延續性因子（persistence factor）或跡長與岩橋比表示，供 DFN 尺寸分布設定。
- 五、統計成果應以圖表呈現：立體投影等密度圖與各組平均位態表、間距與跡長之直方圖及擬合曲線、各組佔比與 Jv、RQD、岩塊體積 Vb 等。並須記錄粗糙度 JRC、壁面強度 JCS、開口寬、填充物種類與厚度、滲水狀況與組數。DFN 生成時採各組位態之 Fisher 分布、間距之負指數分布、跡長之對數常態分布，並以現地 Jv 與 RQD 檢核模擬結果之合理性。
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。