書籍介紹
台7 甲線41.55K 至41.65K 邊坡屬公路總局第四區養護工程處所管轄山區公路邊坡，現地鑽探顯示表層至少50 m 為高度破碎岩盤，邊坡遭受向源侵蝕破壞，地形或地質條件不佳且每年受颱風、地震及豪大雨影響，導致邊坡不穩定性，本計畫以原應用於均質土壤淺層邊坡預警之架構，於該路段設置雲端無線感測網路模組，監測邊坡表層傾角及牆體傾斜，結合具嚴謹力學理論之解析法進行邊坡與擋土牆體穩定分析，發展場址客製化具依時特性之公路邊坡淺層破壞與牆體穩定預警架構，並建構專屬雲端儲存與顯示平台，用以互補現有以雨量監測為指標之經驗法預警模式，提高預警之準確與時效性。研究成果提供交通部、公路總局第四區養護工程處及各工務段等單位，做為相關防災啟動之參據。
成果效益與應用：
1.本計畫針對台7 甲線41.55K~41.65K 場址之公路邊坡與擋土壁體長期潛在不穩定機制，組
合資料擷取、分析研判、數據傳輸功能，製作均質土層無線監測網路模組，並以解析法提出相關預警值，發展具依時特性之公路土壤邊坡降雨滑動監測及預警技術，輔助現有以經驗法為依據之預警模式準確度，以利災害管理。
2.利用消費性電子系統，整合發展簡易土層監測模組，應用於地質災害監測與預警，研究成
果提供交通部、公路總局與臺灣鐵路管理局之養護與工務單位，做為相關防災作為啟動之
準據。
目次
中文摘要 ........................................................................................................ I
英文摘要 ...................................................................................................... II
目錄 ............................................................................................................. III
圖目錄 ....................................................................................................... VII
表目錄 ...................................................................................................... XIII
第一章 計畫概要 ...................................................................................... 1-1
1.1 研究計畫之背景、目的及重要性 ............................................. 1-1
1.1.1 計畫背景 ............................................................................. 1-1
1.1.2 計畫目的 ............................................................................. 1-3
1.1.3 計畫重要性 ......................................................................... 1-3
1.2 研究範圍與對象 ......................................................................... 1-4
1.3 研究內容、項目與成果要求 ..................................................... 1-8
1.4 預期成果、效益及其應用 ....................................................... 1-10
第二章 研究方法及進行步驟 .................................................................. 2-1
2.1 研究方法 ..................................................................................... 2-1
2.2 國內外有關本計畫之研究情況 ................................................. 2-3
2.2.1 解析法邊坡分析 ................................................................. 2-3
2.2.2 邊坡監測預警 ..................................................................... 2-8
2.3 水力力學耦合邊坡穩定分析與依時預警 ............................... 2-10
2.3.1 土壤含水量特徵曲線 ....................................................... 2-10
2.3.2 非飽和滲流分析 ............................................................. 2-12
2.3.3 無限邊坡水力力學耦合穩定分析理論 ........................... 2-14
2.3.4 二維水力力學耦合數值分析 ........................................... 2-17
2.3.5 邊坡依時預警架構 ........................................................... 2-19
2.4 研究進行步驟 ........................................................................... 2-25
2.4.1 監測規劃及安裝 ............................................................... 2-25
2.4.2 監測資料分析與網頁展示 ............................................... 2-26
2.4.3 水力力學耦合解析法分析 ............................................... 2-26
第三章 無線土層即時監測系統 .............................................................. 3-1
3.1 土層水文與力學反應量測 ......................................................... 3-1
3.2 無線感測土層監測系統組成 ..................................................... 3-7
3.2.1 微處理器 ............................................................................. 3-7
3.2.2 無線傳輸模組 ..................................................................... 3-9
3.2.3 時鐘與數據儲存模組 ....................................................... 3-10
3.2.4 資料擷取模組 ................................................................... 3-10
3.2.5 電源系統 ........................................................................... 3-11
3.2.6 定時斷電模組 ................................................................... 3-11
3.3 無線土層監測模組 ................................................................... 3-12
3.3.1 伺服器端 ........................................................................... 3-12
3.3.2 客戶端 ............................................................................... 3-13
3.4 雲端顯示及運算平台 ............................................................... 3-14
第四章 現地監測成果 .............................................................................. 4-1
4.1 監測邊坡背景資訊 ..................................................................... 4-1
4.2 監測配置 ..................................................................................... 4-1
4.3 監測資料與分析 ......................................................................... 4-7
4.3.1 監測資料處理程序 ............................................................. 4-7
4.3.2 雨量監測記錄 ..................................................................... 4-8
4.3.3 地下水位 ............................................................................. 4-9
4.3.4 邊坡表層體積含水量 ....................................................... 4-10
4.3.5 邊坡表層傾斜 ................................................................... 4-13
4.3.6 擋土牆壁體傾度監測 ....................................................... 4-17
第五章 邊坡與擋土系統變位分析 .......................................................... 5-1
5.1 二維水力力學耦合穩定分析 ..................................................... 5-1
5.1.1 土層參數與幾何 ................................................................. 5-1
5.1.2 數值分析結果 ..................................................................... 5-3
5.2 擋土支撐系統變位分析 ............................................................. 5-7
5.2.1 PYWALL 軟體基本介紹 .................................................... 5-3
5.3 邊坡擋土系統模擬 ..................................................................... 5-8
5.3.1 模擬分析流程 ...................................................................... 5-8
5.3.2 現地模擬案例說明 ............................................................ 5-10
5.3.3 案例分析成果 .................................................................... 5-13
第六章 雲端整合即時監測平台 .............................................................. 6-1
6.1 平台架構 ..................................................................................... 6-1
6.2 平台功能簡介 ............................................................................. 6-2
6.3 監測平台警戒值管理 ................................................................. 6-7
6.4 教育訓練 ..................................................................................... 6-8
第七章 結論與建議 .................................................................................. 7-1
7.1 結論 ............................................................................................. 7-1
7.2 建議 ............................................................................................. 7-1
7.3 預期效益與應用情形 ................................................................. 7-2
編／著／譯者簡介
主辦單位：港研中心
主管：蔡立宏
計畫主持人：林雅雯
研究人員：曾文傑
參與人員：王培源
合作研究單位：財團法人成大研究發展基金
會
計劃主持人：張文忠
協同主持人：倪勝火
研究人員：洪芯琦、邱心彥、吳博巧、張弘杰
序言／導讀
台7 甲線41.55K 至41.65K 邊坡屬公路總局第四區養護工程處所管轄山區公路邊坡，現地鑽探顯示表層至少50 m 為高度破碎岩盤，邊坡遭受向源侵蝕破壞，地形或地質條件不佳且每年受颱風、地震及豪大雨影響，導致邊坡不穩定性，本計畫以原應用於均質土壤淺層邊坡預警之架構，於該路段設置雲端無線感測網路模組，監測邊坡表層傾角及牆體傾斜，結合具嚴謹力學理論之解析法進行邊坡與擋土牆體穩定分析，發展場址客製化具依時特性之公路邊坡淺層破壞與牆體穩定預警架構，並建構專屬雲端儲存與顯示平台，用以互補現有以雨量監測為指標之經驗法預警模式，提高預警之準確與時效性。研究成果提供交通部、公路總局第四區養護工程處及各工務段等單位，做為相關防災啟動之參據。
成果效益與應用：
1.本計畫針對台7 甲線41.55K~41.65K 場址之公路邊坡與擋土壁體長期潛在不穩定機制，組
合資料擷取、分析研判、數據傳輸功能，製作均質土層無線監測網路模組，並以解析法提出相關預警值，發展具依時特性之公路土壤邊坡降雨滑動監測及預警技術，輔助現有以經驗法為依據之預警模式準確度，以利災害管理。
2.利用消費性電子系統，整合發展簡易土層監測模組，應用於地質災害監測與預警，研究成
果提供交通部、公路總局與臺灣鐵路管理局之養護與工務單位，做為相關防災作為啟動之
準據。
分類
其他詳細資訊
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：公路邊坡破壞、無線監測模組、均質土層滑動、依時預警系統、淺層滑動、物聯網
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：224
授權資訊
- 著作財產權管理機關或擁有者： 交通部運輸研究所
- 取得授權資訊：聯絡處室：交通部運輸研究所港灣技術研究中心
姓名：周于楨
電話：04-26587150
地址：台中市梧棲區中橫十路2號