本書共分20章，深入淺出，循序漸進。利用簡單數學工具解答複雜岩坡工程問題。詳細解說等角度、等面積投影公式推導及應用。推介岩楔穩定分析聯立方程式解法。新編岩層平面及岩楔滑動穩定經濟最佳化分析。解題方式簡單易懂，佐以Vb及Excel答案校核。編製工具程序33小項、例題展示版程式8個及專案程式5個，共計46個，使用簡易。

　　岩坡工程（Rock Slope Engineering）為專門討論岩石邊坡穩定問題之大地工程學科，過去在岩坡工程尚未被重視前，其原本多併入土壤力學及基礎工程一齊討論，但自從Hoek & Bray 於1968年前後在英國皇家採礦學校（the Royal School of Mining）開班講授「岩坡工程」，並於1973年第一次公開出版發行岩坡工程後，才逐漸引起工程界注意，同時與土壤力學及基礎工程學分開自立門戶。可說是個人三十多年來鑽研Hoek & Bray《岩石邊坡工程學》及其他大地工程書籍與實際工作經驗之專業心得報告，希望本書能為一般學子及工程人員帶來少許助益。

作者簡介

學歷：泰國亞洲理工學院水資源工程碩士班畢業

經歷：(1)國中數學教員(2)郵局高級土木技術員(3)台北市政府工程員、幫工程師、技正、九職等土木研究員(4)前世新大學、前台北科大、前文化大學、前海洋大學兼任講師(5)工程顧問公司總經理、負責人(6)臺灣省土木技師公會第一屆理事(7)臺灣省水利技師公會創會理事長(第一、第二屆)(8)臺灣省土木技師公會第八屆山坡地開發委員會委員(9)臺北市土木技師公會第八屆山坡地開發委員會委員(10)財團法人國家政策研究基金會永續發展組特約研究員(2006,2007,2008)

第０章　本書導讀及電腦程式使用說明 0-1

(A) 本書導讀
0.1 前言 0-2
0.2 本書簡介 0-2
0.3 作業系統 0-4
0.4 本書光碟使用說明 0-4
0.4.1 隨書光碟內容 0-4
0.4.2 程式安裝 0-4
0.4.3 程式移除 0-5
0.5 本書導讀及建議研讀順序 0-5

(B) 電腦程式使用說明
0.6 前言 0-7
0.7 「工具程式」 0-8
0.8 「部份例題展示版」 0-13
0.8.1 岩楔滑動穩定分析 0-14
0.8.2 岩楔滑動經濟性分析 0-16
0.8.3 平面滑動穩定分析 0-18
0.8.4 平面滑動經濟性分析 0-20
0.8.5 土坡圓弧滑動穩定分析 0-21
0.8.6 土壤強度回算偏微分分析 0-23
0.8.7 鑽探取樣求岩層位態 0-26
0.9 「專案程式」 0-28
0.9.1 非線性強度岩楔滑動穩定分析 0-28
0.9.2 土坡圓弧滑動穩定偏微分分析 0-30
0.9.3 翻滾破壞穩定分析 0-33
0.9.4 等密度圖繪製 0-35
0.10 線上資料輸入 0-38
0.10.1 資料輸入方塊 0-38
0.10.2 資料輸入樣板 0-41
0.11 「資料瀏覽」程序功能介紹 0-45
0.11.1 資料快速處理 0-46
0.11.2 共同對話方塊資料處理 0-47
0.12 「圖檔瀏覽」程序功能介紹 0-49
0.13 列印表單（表單列印）或直接列印及列印功能鍵介紹 0-52

第Ⅰ篇 數學工具、球體投影及地質調查

第1章 常用數學觀念及地質名詞介紹 1-1

(A) 常用數學觀念介紹 1-2
1.1前言 1-2
1.2 座標系統 1-2
1.3 向量 1-3
1.4 向量加減計算 1-4
1.5 向量與純量乘積 1-5
1.6 向量點積 1-6
1.7 向量叉積 1-8
1.8 純量三重積 1-10
1.9 空間平面 1-12
1.10 三元一次聯立方程式 1-15
1.11 兩平面交線 1-16
1.11.1 聯立方程式解法 1-16
1.11.2 向量解法 1-18
1.12 岩楔交點相對位置 1-19
1.12.1 向量解法 1-19
1.12.2 聯立方程式解法 1-21
1.13 岩楔作用力在兩接觸面法線方向分解 1-25
1.14 三度空間向量繞任意軸旋轉 1-28

(B) 地質專有名詞介紹
1.15 地質名詞 1-33
1.15.1 方向角及方位角 1-33
1.15.2 露頭 1-34
1.15.3 走向 1-34
1.15.4 傾向 1-35
1.15.5 正傾角 1-35
1.15.6 傾向向量 1-35
1.15.7 位態 1-35
1.15.8 視傾角 1-35
1.15.9 線向 1-36
1.15.10 傾沒角 1-36
1.15.11 側角或側傾角 1-36
1.15.12 不連續面 1-36
1.15.13 節理 1-36
1.15.14 層面 1-36
1.15.15 葉理 1-36
1.15.16 片理 1-36
1.15.17 褶皺 1-36
1.15.18 斷層 1-37

第2章 等角度投影 2-1
2.1 前言 2-2
2.2 空間平面圖像 2-2
2.3 等角度投影 2-3
2.3.1 等角度大圓投影 2-7
2.3.2 等角度小圓投影 2-9
2.4 投影圖上角度之量測 2-13
2.5 等角度投影作圖法 2-16
2.5.1 作圖法原理介紹 2-16
2.5.2 等角度投影應用及例題解說 2-17

第3章 等面積投影 3-1
3.1前言 3-2
3.2 等面積投影 3-2
3.3 小圓投影 3-8
3.4 投影圖上角度之量測 3-9
3.5 等面積球體投影應用 3-10

第4章 等角度投影與等面積投影比較及等密度圖製作 4-1
4.1 前言 4-2
4.2 等角度投影與等面積投影性質比較 4-2
4.3 β圖製作 4-5
4.4 等密度圖製作 4-5
4.4.1 丹尼斯曲線細胞網狀計數法 4-5
4.4.2 同心圓細胞網狀計數法 4-7
4.4.3 格子點法 4-8
4.4.4 美利斯法 4-10
4.5 等密度圖電腦繪圖簡介 4-11
4.6 結論及建議 4-14

第5章 構造平面交線 5-1
5.1 前言 5-2
5.2 兩平面之交線 5-2
5.2.1 數學解法 5-2
5.2.2 等角度大圓投影圖解法 5-5
5.3 地質構造線觀測 5-9
5.4 傾斜平面上線性構造線 5-25

第6章 地質資料調查 6-1
6.1 前言 6-2
6.2 一般地表地質調查項目 6-2
6.2.1 基岩部份 6-3
6.2.2 地質構造部份 6-3
6.2.3 地表地質部份 6-3
6.2.4 水文地質部份 6-4
6.2.5 現行地質作用部份 6-4
6.3 地質探測 6-4
6.3.1 遙感探測 6-4
6.3.2 航測辨識 6-4
6.3.3 地球物理探測 6-4
6.3.4 試坑探測 6-5
6.3.5 橫坑探測 6-5
6.3.6 野外地質調查 6-5
6.3.7 鑽探及取樣 6-5
6.4 地表地質調查 6-5
6.5 地質鑽探 6-6
6.5.1 鑽探機械 6-6
6.5.2 岩心取樣 6-8 6.5.3 岩心位態 6-9
6.5.4 鑽孔孔壁探測 6-9
6.6 地質資料分析及研判 6-10

第7章 鑽探取樣求構造面位態 7-1
7.1 前言 7-2
7.2 岩心鑽探求構造面位態 7-2
7.3 鑽探位態等角度圖解法 7-6
7.3.1 夾角為岩樣層角者 7-6
7.3.2 夾角為岩樣層角餘角者 7-8
7.4 鑽探位態數學解法 7-12
7.4.1 三個鑽探孔 7-13
7.4.2 二個鑽探孔 7-20
7.4.3 層面傾角已知 7-22

第8章 露頭出露地質圖製圖原理概述 8-1
8.1 前言 8-2
8.2 切西瓜試驗 8-2
8.3 V字形法則 8-7
8.4 露頭出露地質圖製圖原理介紹 8-14
8.5 如何利用非地質專業軟體製作地質圖 8-19
8.5.1 地形圖數位化 8-19
8.5.2 建立第二個參考曲面 8-19

第Ⅱ篇 岩坡規劃、力學機制、 岩石強度及地下水

第9章 岩坡工程規劃 9-1
9.1 前言 9-2
9.2 岩坡工程規劃重要性及規劃程序 9-2
9.3 岩坡工程規劃原則 9-3

第10章 邊坡破壞力學機制 10-1
10.1 前言 10-2
10.2 自重所引起之滑動 10-2
10.3 外力所引起之滑動 10-3
10.4 安全係數 10-5
10.5 彎距（Moments）對邊坡穩定之影響 10-5
10.6 岩坡之剝坍 10-6

第11章 岩石之剪力強度 11-1
11.1 前言 11-2
11.2 Mohr-Coulomb破壞準則 11-3
11.3 岩石節理之剪力強度 11-4
11.4 岩石礦物之摩擦特性 11-5
11.5 不風化岩石之剪力強度 11-6
11.6 岩石之尖峰剪力強度 11-7
11.7 節理有填充物時之剪力強度 11-9

第12章 地下水 12-1
12.1 前言 12-2
12.2 土（岩）層中之地下水 12-2
12.3 土（岩）樣透水係數 12-4
12.4 節理透水係數 12-4
12.5 現場透水試驗 12-5
12.5.1 變水頭透水試驗 12-5
12.5.2 定水頭透水試驗 12-6
12.6 流線網 12-6
12.7 地下水水位量測 12-7
12.7.1 開口式水壓計或觀測井 12-8
12.7.2 豎管水壓計 12-9
12.7.3 閉口式水壓計 12-9
12.7.4 氣動式水壓計 12-10
12.7.5 電子式水壓計 12-11
12.8 地下水排放及控制 12-12
12.8.1 坡面縱橫向截水溝 12-13
12.8.2 斜向排水管 12-13
12.8.3 坡頂或坡面抽水井 12-13
12.8.4 地下排水廊道 12-14

第Ⅲ篇 破壞模式力學分析

第13章 平面破壞模式分析 13-1
13.1 前言 13-2
13.2 岩層破壞模式分類 13-2
13.3 岩層平面滑動破壞之幾何條件 13-5
13.4 平面滑動破壞模式 13-6
13.5 平面滑動破壞模式分析 13-7
13.6 張力裂縫臨界點位置 13-10
13.7 向量解法介紹 13-35
13.8 無因次表格解法介紹 13-39
13.9 圖解法法介紹 13-43
13.10 Excel試算表解法介紹 13-46
13.11 岩層單位重、凝聚力、水壓力、摩擦角、節理傾角 及坡高對邊坡穩定影響 13-50

第14章 楔形破壞模式分析 14-1
14.1 前言 14-2
14.2 楔形滑動力學分析介紹 14-2
14.3 分析步驟概述 14-4
14.4 岩楔之幾何性質 14-4
14.5 岩楔之作用力 14-6
14.5.1 自重(W) 14-6
14.5.2 水壓力(VC )與上舉力U1與U2 14-7
14.5.3 外加荷重（集中載重QL)及變化荷重Q(x,y,z) 14-9
14.5.4 地震力(E) 14-9
14.5.5 岩錨力(B) 14-9
14.6 安全係數 14-9
14.6.1 F=0時之安全係數 14-10
14.6.2 F≠0時之安全係數解法 14-11
14.7 向量解法介紹 14-13
14.8 聯立方程式解法介紹 14-23
14.9 岩塊楔形滑動向量表格解法介紹 14-42
14.10 岩塊楔型滑動圖解法介紹 14-49
14.11 岩塊楔型滑動Excel試算表解法介紹 14-60
14.12 非線性岩石剪力強度岩塊楔型滑動分析介紹 14-67
14.12.1 安全係數最小時之地震力作用力方向 14-67
14.12.2 安全係數已知時之最經濟岩錨力及方向 14-68

第15章 翻滾破壞模式分析 15-1
15.1 前言 15-2
15.2 翻滾破壞模式分類 15-2
15.2.1 彎曲型翻滾破壞模式 15-2
15.2.2 區塊型翻滾破壞模式 15-3
15.2.3 區塊彎曲型翻滾破壞模式 15-3
15.2.4 次要翻滾破壞模式 15-4
15.3 翻滾破壞模式運動學概述 15-6
15.4 翻滾破壞之極限平衡分析 15-7
15.5 翻滾破壞Excel試算表解法介紹 15-21
15.6 翻滾破壞之安全係數 15-24

第16章 圓弧破壞模式分析 16-1
16.1 前言 16-2
16.2 土壤邊坡之破壞及其原因 16-2
16.3 土壤斜坡破壞之種類 16-3
16.3.1 半無限長坡破壞模式 16-3
16.3.2 有限長坡破壞模式 16-3
16.4 安全係數之意義及選擇 16-5
16.5 張力裂縫深度 16-5
16.6 圓弧破壞之極限平衡理論 16-6
16.6.1 一般極限平衡理論介紹 16-6
16.6.2 一般圓弧切片法 16-7
16.6.3 Bishop修正法 16-9
16.6.4 Bishop & Morgenstern 圖表解法 16-14
16.7 Bishop修正公式微積分解法 16-22
16.7.1 破壞模式 16-22
16.7.2 圓弧滑動破壞(i,j,θ)初始解之選擇 16-32
16.7.3 Bishop修正公式微分解法Excel試算表製作 16-34
16.8 土壤圓弧破壞剪力強度回算分析 16-43
16.8.1 破壞模式 16-43
16.8.2 土壤強度回算分析Excel試算表製作 16-47
16.9 AutoCad 輔助圖解法 16-55

第Ⅳ篇岩坡強固、工程經濟及監測

第17章 岩坡強固、坡面保護、落石防治及邊坡檢修 17-1
17.1 前言 17-2
17.2 岩坡強固 17-3
17.2.1 削坡補強工法 17-3
17.2.2 注入補強工法 17-4
17.2.3 擋土牆補強工法 17-5
17.2.4 邊坡排水及水壓降低工法 17-25
17.3 坡面保護 17-26
17.3.1 坡面植生 17-26
17.3.2 蛇籠護坡 17-28
17.3.3 噴凝土護坡 17-28
17.3.4 預鑄或場鑄鋼筋混凝土框條護坡 17-29
17.4 落石防治 17-30
17.5 邊坡檢修 17-34
17.5.1 邊坡檢修項目 17-36
17.6 結論及建議 17-37

第18章 岩坡工程經濟性分析 18-1
18.1 前言 18-2
18.2 影響岩坡開發工程費用因素 18-2
18.2.1 工址地質問題 18-2
18.2.2 地下水 18-2
18.2.3 岩坡坡度 18-2
18.2.4 災害能承受之程度 18-2
18.2.5 施工機具及材料費 18-3
18.3 規劃方案比較 18-3
18.4 岩坡工程經濟性分析 18-3
18.5 傳統平面破壞模式工程經濟性分析 18-3
18.6 平面破壞模式工程經濟近最佳化分析 18-8
18.7 楔形破壞模式工程經濟近最佳化分析 18-25
18.7.1 降坡或（及）削坡後岩坡位態 18-25
18.7.2 岩楔破壞工程經濟性分析步驟 18-26
18.8 結論及建議 18-40

第19章 邊坡儀器量度及監測 19-1
19.1前言 19-2
19.2 監測功能及範疇 19-2
19.2.1 已破壞邊坡地區監測 19-3
19.2.2 有破壞潛能地區監測 19-4
19.3 監測種類 19-4
19.4 邊坡移動量監測 19-5
19.4.1 傳統測量方式 19-5
19.4.2 電子光學測距儀 19-7
19.4.3 攝影觀測 19-7
19.4.4 裂縫、節理及斷層觀測 19-8
19.4.5 地表伸張儀觀測 19-9
19.4.6 沉陷計觀測 19-11
19.4.7 鑽探孔內伸張儀觀測 19-12
19.4.8 傾斜計（儀）觀測 19-13
19.5 地下水位及水壓觀測 19-16
19.5.1 水力式水壓計 19-16
19.5.2 壓氣式水壓計或氣動式水壓計 19-17
19.5.3 電子式水壓計 19-17
19.6 土（岩）壓及錨碇支撐荷重計觀測 19-18
19.6.1 土壓計觀測 19-18
19.6.2 支撐荷重計觀測 19-20
19.7 地面振動觀測 19-21
19.8 監測資料測讀、擷取系統及訊號傳輸 19-23
19.9 自動化監測系統 19-25

附錄A1：等軸投影 A-1
附錄A2：小圓投影圖製作技巧討論 F-9
附錄A3：安全係數最小時地震力線向/傾沒角 A-15
附錄A4：多節理岩楔頂點代號編碼討論 A-23
附錄A5：山坡地住宅社區加強體檢計畫記錄表 A-31
參考文獻 R-1