斷層與土壤液化

什麼是斷層與活動斷層?

斷層是一種屬於破裂性的變形,在破裂面兩側的岩層會沿著裂面發生相對移動,或是上下移動,或是左右移動。斷層有時為一清晰明顯的斷裂破碎面,稱之為斷層面(Fault Plane),但通常都成為一個斷層帶(Fault Zone),具有相當的寬度。在斷層面上方的岩層稱為上盤(Hanging Wall),在斷層面下方的岩層稱為下盤(Foot Wall)。

斷層兩側所發生的移動,都是相對的,當斷層的上盤沿著斷面對下盤相對的向下移動,代表地殼受到張力後沿著斷面向兩側拉裂所造成的斷面,或是地殼由下向上升起所形成,稱之為正斷層(Nomal Fault),正斷層主要是垂直方向的運動,在斷層移動後常常可以形成明顯的斷崖(Fault Scarp)。反之,當斷層的上盤沿著斷面對下盤相對的向上移升,是地殼受到兩側壓力推擠所造成的,表示地殼受到側向的擠壓緊縮所形成,稱之為逆斷層(Peverse Fault)。

另外,當斷層沒有沿著斷層面上下垂直移動,而是沿著斷層面走向發生水平方向的左右移動,斷面近於垂直,稱之為橫移斷層(Strike-Slip Fault),當斷層左方的斷塊相對向觀測者移近過來,稱為左移斷層(Left Lateral Fault),如果右方的斷塊相對向觀測者移近過來,稱之為右移斷層(Right Lateral Fault)(何春蓀,1981)。


 

斷層的存在並不表示未來一定會再活動,斷層也有活動和不活動的區別,活動斷層是指在不久之前曾經活動,而且在近期內有可能再度活動的斷層。 「活動斷層」:依據地調所定義,指過去10萬年內曾活動,未來可能再度活動的斷層稱之,其中,又分為第一類活動斷層、第二類活動斷層及存疑性活動斷層。

第一類活動斷層過去1萬年內曾活動者。

第二類活動斷層在過去10萬年~1萬年內曾活動者。

存疑性活動斷層為過去50萬年有活動,但不確定過去10萬年內是否有活動的斷層。

什麼是土壤液化?

土壤液化顧名思義就是土跟水產生變化所引起的。基本上土壤是由土砂顆粒堆疊而成,土壤砂粒間均有間隙,我們稱之為孔隙,孔隙充滿水及空氣,一般情況下砂土的顆粒和顆粒間是會互相接觸的,而達到穩定的狀態。

但是當大地震來時,劇烈的搖晃會破壞平衡,使得土壤顆粒間的水壓增高,土壤顆粒彼此間的接觸力霎時消失,土壤顆粒懸浮在水中,而失去承載能力。當孔隙水壓過高時,水與部分砂土會經由地層中的裂隙,往上衝出地面,造成噴砂現象,土壤液化發生時,地表的建築結構因為土壤失去承載能力,致使房屋下陷、傾斜、龜裂,及電線竿傾斜等災情。強烈震動過後,因震動增高的水壓逐漸消散,土壤顆粒逐漸沉降,造成進一步的地表沈陷(圖1)。

因此,土壤液化的發生需要三項要件:(1)鬆軟的砂層(2)高地下水位(3)強烈的地震,這三項具備了才可能發生土壤液化。

1 土壤液化過程(本網站轉繪)

什麼是土壤液化潛勢?

土壤液化潛勢是推估地層容不容易發生液化的可能,其做法可以透過蒐集大量地質鑽探資料(地下地質狀況)與地下水位資料進行評估。在台灣依據建築法相關規範方法演算,分析在發生設計地震(56級,因地而異)時,可能發生土壤液化的輕重程度(圖2)。

2 土壤液化潛勢計算流程(轉繪至中央地質調查所)

政府對於土壤液化潛勢的分析可分為三級分別啟動,第1級由中央負責,相關資料將作為國土及防災等規劃的參考,第2級由地方政府負責,作為地方相關工程建設參考,至於第3級則由業界負責,作為個別建案建築基礎設計之依據,而目前針對全國公開的資料為第1級,精度較低。

3 土壤液化潛勢圖資的精度與應用(轉繪至中央地質調查所)

如何判讀土壤液化潛勢圖?

目前公開的土壤液化潛勢圖分為3個等級,顯示在約56(因地區而異)強烈地震發生時,發生土壤液化之輕重程度。如下圖4各級液化潛勢及其對應的狀態。

4 土壤液化潛勢高、中、低之地質條件示意圖(轉繪至中央地質調查所)

位在土壤液化高潛勢,該怎麼辦?

目前公開的潛勢圖比例尺只有1/25,000,精度低,不能代表區域內「每一吋土地」,此圖是用來作為國土區域計畫等參考用,並非用來確認建物本身是否安全的關鍵。因此,建築物位於「高度土壤液化潛勢區(紅色區域)」內請勿過度擔心,民眾可利用自主檢查表先初步檢核,並向地方政府查閱建物的原始設計資料尋求專業技師進行專業診斷。建築物位於「中度土壤液化潛勢區(黃色區域)」內中短期內應無太多的風險顧慮,可以配合地方政府較精細的調查工作與結果,再決定後續措施。建築物位於「低度土壤液化潛勢區(綠色區域)」內遭遇強烈地震地表產生劇烈震動時,所受影響很小。

5 自主檢查表(資料來源:內政部營建署)

 

目前本網站所使用之斷層圖層為2010年版本:臺灣北部8條斷層,中部8條斷層,西南部9條斷層,南部4條斷層,東部8條斷層;其中屬於第一類20條,第二類13條,共33條活動斷層,另列出4條存疑性活動斷層。

 

本網站土壤液化潛勢地圖之來源為經濟部中央地質調查所105314日公開的土壤液化潛勢。

 

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