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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國一○二年六月八日

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潘國樑遙測教室

看圖說故事-淺談岩土層相對強度

潘國樑 博士

工程師對SPTCPT絕不陌生,這兩個T都是工程師們利用機械力來測試岩土層的強度之標準測試法。它們是屬於〝點〞試法,即定點測試,結果精準。而我們今天要談的是利用〝面〞試法及遙測法來測試岩土層的相對強度。這是上天為我們而作的自然測試法。

我們都知道流水能對地表物質進行侵蝕、搬運和堆積;其能量主要來自於水的動能,其大小則取決於流量及流速,尤其是流速,侵蝕量與流速的二次方成正比。這是一種以流水為營力的地質作用,它是地球外表最主要、也是最重要的雕刻工程師。它所造成的結果就是各型各類的地形地貌;這些地形地貌就隱含了岩土層的相對強度,即強者上凸,弱者下凹,而遙測方法可以快速的分辨這種地形上的差異。

岩土層是形成地形地貌的物質基礎。不同的岩土,其礦物成分、結構、構造、及透水性等物理性與化學性質不同,它們都會影響到岩土層的軟、硬,從而進一步影響到地貌型態。例如堅硬的花崗岩、重結晶的石英岩、礦物硬度高的石英砂岩等,抗蝕力都很強,多造成高山峻嶺;軟弱的岩石,如頁岩、泥岩、板岩等,抗蝕力差,只能形成低矮的丘陵。此外,具有可溶性的石灰岩等則造成特殊的卡斯特地貌。今天我們先談砂岩與頁岩(或泥岩)這兩種台灣最常見的沉積岩。

砂岩比頁岩的強度大、抗蝕能力強、也比較透水,所以地形上凸,且水系密度小;相反的,頁岩則地形下凹,而水系密度大。砂土層與黏土層也具有類似的區別性。我們即以遙測影像為證。

圖裡,C為堅硬岩層,可能是砂岩或石灰岩(石灰岩在乾燥地區非常堅硬),I為相對軟弱岩層,大多是頁岩。在地形上,硬岩的坡陡、外凸,佔據山頭或冒岩(Caprock)的位置;而軟岩的坡緩、內縮(影像中的陰影處),且佔據凹槽或谷底的位置。上述為一般的通則,非一成不變也。

 

 

 

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