地質學與大地工程

作者簡介

謝敬義

　　1961年台灣大學地質系畢業後，1962年考進台灣電力公司服務，直至退休。謝先生一生奉獻台電公司，四十餘年來，實際參與國家電源開發以及國內重大的建設計劃工作。此外，由於謝先生在工程地質領域的專精，亦常被邀參與國家重大建設計劃，如雪山隧道、漢寶隧道、蘇花高速公路、鯉魚潭水庫、湖山湖南水庫、寶二水庫、美濃水庫等工程計劃可行性、規劃調查、設計或施工等技術之諮詢。曾在中原大學土木系、淡江大學水利工程系以及文化大學地質系擔任工程地質的教學工作，同時並利用教學的理論基礎與實際工作經驗為文著作計達三十餘篇。廣為學界及工程界參考引用。1983年國內專家學者所創立的地工技術雜誌社，謝先生為創辦人之一，並一度被推舉為社長，後該雜誌社改制為地工技術研究發展基金會，並曾擔任數屆基金會董事。目前除了受聘為經濟部無給職顧問，兼任水利署水庫安全評估小組委員外，不定時審查水利署所屬各水資源局各類水利設施新建或改善工程之規劃，設計與施工計劃，以及水庫安全評估檢查報告等，同時亦常應政府其他機構，如公共工程委員會，農委員林務局，水保局，交通部國工局、公路局，水利會，以及工程技術顧問公司等提供諮詢服務，以其累積多年的工作經驗，貢獻社會。

1 　導 論
1.1 地質學的定義及其研究的範疇　
1.2 地質學的研究方法　
1.3 大地工程的定義及其研究內容　
1.4 工程地質學的基本概念以及大地工程師、地質師與工程地質師的相互關係　

2 　地質學的演變與發展
2.1 古典地質時期　
2.2 傳統地質時期　
2.3 動態地質時期　
2.4 板塊構造學說的理論架構　

3 　地質作用及地殼的礦物與岩石
3.1 地質作用力　
3.2 產生地質作用的能量來源　
3.3 地質作用的平衡概念　
3.4 地殼的形成　
3.5 礦物與岩石　
　3.5.1 礦物的種類及其物理化學特牲　
　3.5.2 岩石的形成與種類　
3.6 火成岩　
　3.6.1 火成岩之成因、產狀與分類　
　3.6.2 台灣的主要火成岩　
3.7 沉積岩　
　3.7.1 沉積岩的成因、分類與特徵　
　3.7.2台灣的主要沉積岩　
3.8 變質岩　
　3.8.1 變質岩的成因與分類　
　3.8.2 變質岩的變形特性　
　3.8.3 台灣的主要變質岩　
3.9 變質作用　

4 　岩層劃分、地質圖與岩體的構造及意義
4.1 地層的劃分　
　4.1.1 地層單位　
　4.1.2 地質年代劃分或地質年代表　
4.2 地層的命名　
4.3 地質圖與工程地質圖　
4.4 工程地質圖的精度、種類與內容　
　4.4.1 工程地質平面圖　
　4.4.2 工程地質剖面圖　
　4.4.3 地質鑽探鑽孔柱狀圖　
　4.4.4 其他工程地質圖　
4.5 不連續面或弱面的表示方法　
　4.5.1 走向與傾斜（角）的定義與表示法　
　4.5.2 各種不連續面或弱面的辨識　
4.6 岩體的地質構造型態及其意義　
　4.6.1 火成岩岩體之構造型態　
　4.6.2 沉積岩岩體之構造型態　81
　4.6.3 變質岩岩體之構造特徵　83
　4.6.4 斷層構造　86
　4.6.3 台灣活動斷層的分佈　91
4.7 斷層在工程上的應用　97
　4.7.1 各類斷層的機制與大地應力的關係　97
　4.7.2 大地應力軸與震源機制的斷層面解　97
　4.7.3 工程耐震設計參數　100
　4.7.4 易與地震斷層混淆之地形特徵　101
4.8 對斷層應有的認識　101

5 　地形的演變：侵蝕、風化和沉積
5.1 地形的變動與演進　105
　5.1.1 地盤隆起與下降　105
　5.1.2 河川的侵蝕作用與沉積作用　105
　5.1.3 冰川的侵蝕作用和沉積作用　116
　5.1.4 風力的侵蝕與沉積　120
5.2 風化作用　121
　5.2.1 影響風化作用的因素　122
　5.2.2 風化作用的種類　122

6 　台灣的地形與地質特性
6.1 台灣的地理位置　129
6.2 台灣的地形分區　130
　6.2.1 山地地形區（I）　130
　6.2.2 火山地形區（II）　132
　6.2.3 丘陵地形區（III）　133
　6.2.4 台地地形區（IV）　134
　6.2.5 盆地地形區（V）　135
　6.2.6 火山島嶼地形區（VI）　135
　6.2.7 平原地形區（VII）　136
　6.2.8 隆起珊瑚礁及珊瑚石灰岩地形區（VIII）　137
6.3 台灣的地質特性　137
　6.3.1 台灣地質分區　137
　6.3.2 台灣的地層　139
6.4 台灣島的形成及其構造演變　153
6.5 台灣的地體構造　157
　6.5.1 先第三紀基盤構造區　157
　6.5.2 第三紀造山運動帶　157
　6.5.3 造山運動以後第四紀的地體構造　161

7 　國內外重大工程失敗案例
7.1 前 言　163
7.2 水厙庫水外漏的案例　163
　7.2.1 鳳山水庫滲漏案例　163
　7.2.2 龍溪水庫滲漏案例　166
7.3 隧道崩壞案例　169
　7.3.1 木瓜溪五甲隧道之崩壞　169
　7.3.2 奧萬大水路隧道之改道　171
　7.3.3 隧道定線規劃之重要性　173
7.4 大規模順向坡滑動導致平壓塔被剪斷滑落坡下的工程災害案例　175
7.5 國外歷史上大壩崩潰或災害的案例　181
　7.5.1 美國加州聖法蘭西斯壩的崩潰　181
　7.5.2 法國瑪爾帕塞的潰壩案例　182
　7.5.3 意大利維恩特水庫災變案例　182
　7.5.4 美國提頓土壩的崩毀案例　184

推薦序

　　本書係專為土木、大地工程或其他相關工程技師從事實務工作人員所撰寫的地質學，有別於一般地質學教科書龐雜艱深的內容。由於作者長期與土木，大地工程師共事的經驗，瞭解工程人員對工程地質所需的基本知識，將包羅萬象的地質學，擇要精簡加以介紹。書中將目前盛行的板塊構造學說，從地質學的演變過程，以說故事的敘述方式、深入淺出，以期引起讀者的興趣。其次，在礦物與岩石，地質構造學，地層劃分，工程地質圖繪製，以及地形演變中的風化、侵蝕，沈積等地質現象和地質作用，舉凡土木，大地工程可能面臨的地質問題，圴一一加以簡要論述，最後並將台灣的地形地質特性加以介紹，同時由地質因素所引起的國內外大型工程失敗案例提出檢討，以彰顯地質環境與大地工程相互間的依存關係。本書足以作為土木、大地工程技術人員有關地質問題的工具書。