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順向坡

順向坡

順向坡為斜坡傾斜方向與岩層傾向一致的坡面;這種坡面可以是天然的,也可以是人為開挖出來的。人造順向坡係指人為開挖出來的坡面順著地層傾斜的方向下傾者,其斜度可以比地層的傾角大或小。廣義而言,凡是傾斜方向與岩體不連續面(如層面、斷層面、節理面、土岩交界面、不整合面等)相同,但傾角不一定相等的天然坡面或開挖斜面都可稱為「順向坡」。

天然的順向坡與逆向坡常共同組成一個山稜線或山頭;天然順向坡常常出現在背斜或向斜的一翼,其與岩層傾向一致的坡即為順向坡,一般長而緩;其與岩層傾向相反的坡即為逆向坡,一般短而陡,由於多是經外力剝蝕作用所形成,故又稱為剝蝕坡。如果岩層的傾角超過40°,則兩坡的坡度與長度均相差不大,其所形成的山嶺外形很像豬背,故又稱為豬背嶺。

不管是天然順向坡,或是人造順向坡,如果坡面或斜面的坡度大於地層的傾角,則地層的層面或不連續面會出露在坡面上,而且呈現水平的狀態,在這種露層(daylight)的狀況下,很容易發生順層滑動,或稱順向滑動。民國86年8月溫妮颱風在汐止所造成的林肯大郡災變,即是典型的順向滑動。要發生順向滑動必須符合三個基本條件,第一個是山坡地必須是順向坡;第二是地層或不連續面的傾角要小於斜坡的坡角(即坡度),因此地層的層面或不連續面才會露出斜坡的坡面;第三個條件是地層或不連續面的傾角要大於潛在滑動面的內摩擦角。因此,河流、水庫或湖泊的沖刷及淘刷,或者人工的開挖坡腳,在適當的情況下,將發生順向滑動。故開挖邊坡時需特別注意,不要平行於地層或不連續面的走向開挖,即坡緣不能與地層或不連續面的走向平行,而且坡面不要順向;最保險的情況是開挖方向與地層或不連續面的走向垂直,或者以大夾角與之相交,且夾角不要小於70°。

如果一定要開挖成順向坡,則必須考慮使開挖面的斜度要小於地層或不連續面的傾角,以避免發生露層現象。如果工址不具備這種優良的條件,則應採取跳島開挖方式,即隔帶順向開挖,每一完成一帶的開挖就應從事穩固措施,以避免坡腳有時間進行應力的改變與集中而發生事故。岩栓、岩錨及擋牆是鎖固順向滑動的常用措施。岩栓長度一般可達8公尺,它們在埋入岩體後要進行張拉,以便在岩體內產生壓縮而提高潛在滑動面的抗剪強度。它們斜交於潛在滑動面比直交於該面能夠提供更大的抵抗力。在使用岩栓時必須考慮由於裂隙水引起的浮托力及孔隙水壓的影響,還必須考慮這種水的凍結作用之影響。為了消除這些不利因素,可實施裂縫灌漿,或者從邊坡用水平孔排除地下水的措施。岩錨一般用於重要工程的鎖固,特別是和擋牆聯合使用時,它們的長度可超過30公尺,常用預力鋼腱加大不連續面的法向壓力,以提高順向坡的穩定性。

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