地震工程 以釘止滑──談防止地震造成山坡地滑動

文與圖/陳慧慈 |2016.03.09
1700觀看次
字級
圖一:山坡滑動可能造成的房屋災害。圖/陳慧慈
圖二:格框地錨工法概念實驗。圖/陳慧慈
圖三:地錨防止山坡地滑動示意圖。圖/陳慧慈
圖四:完成的格框地錨。圖/陳慧慈

文與圖/陳慧慈

當都市可居住的空間愈來愈少,而人口卻不斷的增加時,很自然的就會利用郊外的山坡地興建住宅。也因為如此,卻增加了在大地震時,引起危及人命和財產安全災害的可能性。

圖一是地震中可能會發生的一種滑動情形。很明顯的,房屋甲和房屋乙都會因為山坡的滑動而跟著移動;房屋丙雖然不在滑動區,但是滑下來的土體會掩埋它。當然有很多種方法可以防止山坡地滑動的發生,但是本文將只介紹一種常見的工法,並透過一個簡單的實驗,來幫助大家瞭解它的原理。

請準備好實驗的器材:一片硬紙板、一段雙面泡棉膠帶(以下稱泡棉)和一支圖釘。將硬紙板的一端慢慢提起,你會發現硬紙板上的泡棉,於某一個角度(安息角)之後,就會往下滑動(代表山坡地已經滑動了)。現在請想想看有什麼方法可以讓泡棉不滑動呢?你一定會說:「還不簡單!直接用圖釘將泡棉釘在紙板上(圖二),這樣子不論紙板的傾斜角度如何改變,泡棉都不會滑動。」這告訴我們,只要有像圖釘一樣的桿件(稱為地錨)的一部分長度穿過滑動面,而且地錨足以抵擋土體向下滑動的力量,就可以防止山坡地的滑動了(圖三)。

現在我們來看看如何將實驗的想法,應用在實際的山坡地地震防災。首先必須對山坡地的地質狀況,和土壤的力學性質進行詳細的調查(這是很重要的工作!),然後將所得到的數據,利用理論分析計算出大地震時,可能的滑動面的位置和滑動範圍。最後再根據滑動面以上的土體所產生的下滑力量,計算出一支地錨需要的長度和與長度方向垂直的面積(斷面積)以及總支數。

設計完成後,施工人員就可以依照設計圖到現場施工,圖四就是施工完成後的樣子,在每一個格框的交界處,就是地錨的位置。

其實任何一種工法,只要能確保滑動面的土壤剪力強度,可以抵抗滑動面以上土體的下滑力量,或是將下滑土體擋住,都可用於防止山坡地的滑動。但是這些工法都是人為的,都有可能因為老化而抵抗能力降低的疑慮,除非能一勞永逸的讓坡度小於安息角(幾乎不可能),否則從地震防災的角度,我還是深信「崖地勿居」這句話。

熱門新聞
訂閱電子報
台北市 天氣預報   台灣一週天氣預報

《人間福報》是一份多元化的報紙,不單只有報導佛教新聞,乃以推動祥和社會、淨化人心為職志,以關懷人類福祉、追求世界和平為宗旨,堅持新聞的準度與速度、廣度與深度,關懷弱勢族群與公益;強調內容溫馨、健康、益智、環保,不八卦、不加料、不阿諛,希冀藉由優質的內涵,體貼大眾身心靈的需要、關懷地球永續經營、延續宇宙無窮慧命,是一份承擔社會責任的報紙。自許成為「社會的一道光明」的《人間福報》任重而道遠,在秉持創辦人星雲大師「傳播人間善因善緣」的理念之際,更將堅持為社會注入清流,讓福報的發行為人間帶來祥和歡喜,具體實現「人間有福報,福報滿人間」的目標。
人間福報社股份有限公司 統編:70470026

 
聯絡我們 隱私權條款

Copyright © 2000-2024 人間福報 www.merit-times.com.tw
All Rights Reserved.