本书共分20章，深入浅出，循序渐进。利用简单数学工具解答复杂岩坡工程问题。详细解说等角度、等面积投影公式推导及应用。推介岩楔稳定分析联立方程式解法。新编岩层平面及岩楔滑动稳定经济最佳化分析。解题方式简单易懂，佐以Vb及Excel答案校核。编制工具程序33小项、例题展示版程式8个及专案程式5个，共计46个，使用简易。

　　岩坡工程（Rock Slope Engineering）为专门讨论岩石边坡稳定问题之大地工程学科，过去在岩坡工程尚未被重视前，其原本多併入土壤力学及基础工程一齐讨论，但自从Hoek & Bray 于1968年前后在英国皇家採矿学校（the Royal School of Mining）开班讲授「岩坡工程」，并于1973年第一次公开出版发行岩坡工程后，才逐渐引起工程界注意，同时与土壤力学及基础工程学分开自立门户。可说是个人三十多年来钻研Hoek & Bray《岩石边坡工程学》及其他大地工程书籍与实际工作经验之专业心得报告，希望本书能为一般学子及工程人员带来少许助益。

作者简介

学历：泰国亚洲理工学院水资源工程硕士班毕业

经历：(1)国中数学教员(2)邮局高级土木技术员(3)台北市政府工程员、帮工程师、技正、九职等土木研究员(4)前世新大学、前台北科大、前文化大学、前海洋大学兼任讲师(5)工程顾问公司总经理、负责人(6)台湾省土木技师公会第一届理事(7)台湾省水利技师公会创会理事长(第一、第二届)(8)台湾省土木技师公会第八届山坡地开发委员会委员(9)台北市土木技师公会第八届山坡地开发委员会委员(10)财团法人国家政策研究基金会永续发展组特约研究员(2006,2007,2008)

第０章　本书导读及电脑程式使用说明 0-1

(A) 本书导读
0.1 前言 0-2
0.2 本书简介 0-2
0.3 作业系统 0-4
0.4 本书光碟使用说明 0-4
0.4.1 随书光碟内容 0-4
0.4.2 程式安装 0-4
0.4.3 程式移除 0-5
0.5 本书导读及建议研读顺序 0-5

(B) 电脑程式使用说明
0.6 前言 0-7
0.7 「工具程式」 0-8
0.8 「部份例题展示版」 0-13
0.8.1 岩楔滑动稳定分析 0-14
0.8.2 岩楔滑动经济性分析 0-16
0.8.3 平面滑动稳定分析 0-18
0.8.4 平面滑动经济性分析 0-20
0.8.5 土坡圆弧滑动稳定分析 0-21
0.8.6 土壤强度回算偏微分分析 0-23
0.8.7 钻探取样求岩层位态 0-26
0.9 「专案程式」 0-28
0.9.1 非线性强度岩楔滑动稳定分析 0-28
0.9.2 土坡圆弧滑动稳定偏微分分析 0-30
0.9.3 翻滚破坏稳定分析 0-33
0.9.4 等密度图绘制 0-35
0.10 线上资料输入 0-38
0.10.1 资料输入方块 0-38
0.10.2 资料输入样板 0-41
0.11 「资料浏览」程序功能介绍 0-45
0.11.1 资料快速处理 0-46
0.11.2 共同对话方块资料处理 0-47
0.12 「图档浏览」程序功能介绍 0-49
0.13 列印表单（表单列印）或直接列印及列印功能键介绍 0-52

第Ⅰ篇 数学工具、球体投影及地质调查

第1章 常用数学观念及地质名词介绍 1-1

(A) 常用数学观念介绍 1-2
1.1前言 1-2
1.2 座标系统 1-2
1.3 向量 1-3
1.4 向量加减计算 1-4
1.5 向量与纯量乘积 1-5
1.6 向量点积 1-6
1.7 向量叉积 1-8
1.8 纯量三重积 1-10
1.9 空间平面 1-12
1.10 三元一次联立方程式 1-15
1.11 两平面交线 1-16
1.11.1 联立方程式解法 1-16
1.11.2 向量解法 1-18
1.12 岩楔交点相对位置 1-19
1.12.1 向量解法 1-19
1.12.2 联立方程式解法 1-21
1.13 岩楔作用力在两接触面法线方向分解 1-25
1.14 三度空间向量绕任意轴旋转 1-28

(B) 地质专有名词介绍
1.15 地质名词 1-33
1.15.1 方向角及方位角 1-33
1.15.2 露头 1-34
1.15.3 走向 1-34
1.15.4 倾向 1-35
1.15.5 正倾角 1-35
1.15.6 倾向向量 1-35
1.15.7 位态 1-35
1.15.8 视倾角 1-35
1.15.9 线向 1-36
1.15.10 倾没角 1-36
1.15.11 侧角或侧倾角 1-36
1.15.12 不连续面 1-36
1.15.13 节理 1-36
1.15.14 层面 1-36
1.15.15 叶理 1-36
1.15.16 片理 1-36
1.15.17 褶皱 1-36
1.15.18 断层 1-37

第2章 等角度投影 2-1
2.1 前言 2-2
2.2 空间平面图像 2-2
2.3 等角度投影 2-3
2.3.1 等角度大圆投影 2-7
2.3.2 等角度小圆投影 2-9
2.4 投影图上角度之量测 2-13
2.5 等角度投影作图法 2-16
2.5.1 作图法原理介绍 2-16
2.5.2 等角度投影应用及例题解说 2-17

第3章 等面积投影 3-1
3.1前言 3-2
3.2 等面积投影 3-2
3.3 小圆投影 3-8
3.4 投影图上角度之量测 3-9
3.5 等面积球体投影应用 3-10

第4章 等角度投影与等面积投影比较及等密度图制作 4-1
4.1 前言 4-2
4.2 等角度投影与等面积投影性质比较 4-2
4.3 β图制作 4-5
4.4 等密度图制作 4-5
4.4.1 丹尼斯曲线细胞网状计数法 4-5
4.4.2 同心圆细胞网状计数法 4-7
4.4.3 格子点法 4-8
4.4.4 美利斯法 4-10
4.5 等密度图电脑绘图简介 4-11
4.6 结论及建议 4-14

第5章 构造平面交线 5-1
5.1 前言 5-2
5.2 两平面之交线 5-2
5.2.1 数学解法 5-2
5.2.2 等角度大圆投影图解法 5-5
5.3 地质构造线观测 5-9
5.4 倾斜平面上线性构造线 5-25

第6章 地质资料调查 6-1
6.1 前言 6-2
6.2 一般地表地质调查项目 6-2
6.2.1 基岩部份 6-3
6.2.2 地质构造部份 6-3
6.2.3 地表地质部份 6-3
6.2.4 水文地质部份 6-4
6.2.5 现行地质作用部份 6-4
6.3 地质探测 6-4
6.3.1 遥感探测 6-4
6.3.2 航测辨识 6-4
6.3.3 地球物理探测 6-4
6.3.4 试坑探测 6-5
6.3.5 横坑探测 6-5
6.3.6 野外地质调查 6-5
6.3.7 钻探及取样 6-5
6.4 地表地质调查 6-5
6.5 地质钻探 6-6
6.5.1 钻探机械 6-6
6.5.2 岩心取样 6-8 6.5.3 岩心位态 6-9
6.5.4 钻孔孔壁探测 6-9
6.6 地质资料分析及研判 6-10

第7章 钻探取样求构造面位态 7-1
7.1 前言 7-2
7.2 岩心钻探求构造面位态 7-2
7.3 钻探位态等角度图解法 7-6
7.3.1 夹角为岩样层角者 7-6
7.3.2 夹角为岩样层角余角者 7-8
7.4 钻探位态数学解法 7-12
7.4.1 三个钻探孔 7-13
7.4.2 二个钻探孔 7-20
7.4.3 层面倾角已知 7-22

第8章 露头出露地质图制图原理概述 8-1
8.1 前言 8-2
8.2 切西瓜试验 8-2
8.3 V字形法则 8-7
8.4 露头出露地质图制图原理介绍 8-14
8.5 如何利用非地质专业软体制作地质图 8-19
8.5.1 地形图数位化 8-19
8.5.2 建立第二个参考曲面 8-19

第Ⅱ篇 岩坡规划、力学机制、 岩石强度及地下水

第9章 岩坡工程规划 9-1
9.1 前言 9-2
9.2 岩坡工程规划重要性及规划程序 9-2
9.3 岩坡工程规划原则 9-3

第10章 边坡破坏力学机制 10-1
10.1 前言 10-2
10.2 自重所引起之滑动 10-2
10.3 外力所引起之滑动 10-3
10.4 安全系数 10-5
10.5 弯距（Moments）对边坡稳定之影响 10-5
10.6 岩坡之剥坍 10-6

第11章 岩石之剪力强度 11-1
11.1 前言 11-2
11.2 Mohr-Coulomb破坏准则 11-3
11.3 岩石节理之剪力强度 11-4
11.4 岩石矿物之摩擦特性 11-5
11.5 不风化岩石之剪力强度 11-6
11.6 岩石之尖峰剪力强度 11-7
11.7 节理有填充物时之剪力强度 11-9

第12章 地下水 12-1
12.1 前言 12-2
12.2 土（岩）层中之地下水 12-2
12.3 土（岩）样透水系数 12-4
12.4 节理透水系数 12-4
12.5 现场透水试验 12-5
12.5.1 变水头透水试验 12-5
12.5.2 定水头透水试验 12-6
12.6 流线网 12-6
12.7 地下水水位量测 12-7
12.7.1 开口式水压计或观测井 12-8
12.7.2 竖管水压计 12-9
12.7.3 闭口式水压计 12-9
12.7.4 气动式水压计 12-10
12.7.5 电子式水压计 12-11
12.8 地下水排放及控制 12-12
12.8.1 坡面纵横向截水沟 12-13
12.8.2 斜向排水管 12-13
12.8.3 坡顶或坡面抽水井 12-13
12.8.4 地下排水廊道 12-14

第Ⅲ篇 破坏模式力学分析

第13章 平面破坏模式分析 13-1
13.1 前言 13-2
13.2 岩层破坏模式分类 13-2
13.3 岩层平面滑动破坏之几何条件 13-5
13.4 平面滑动破坏模式 13-6
13.5 平面滑动破坏模式分析 13-7
13.6 张力裂缝临界点位置 13-10
13.7 向量解法介绍 13-35
13.8 无因次表格解法介绍 13-39
13.9 图解法法介绍 13-43
13.10 Excel试算表解法介绍 13-46
13.11 岩层单位重、凝聚力、水压力、摩擦角、节理倾角 及坡高对边坡稳定影响 13-50

第14章 楔形破坏模式分析 14-1
14.1 前言 14-2
14.2 楔形滑动力学分析介绍 14-2
14.3 分析步骤概述 14-4
14.4 岩楔之几何性质 14-4
14.5 岩楔之作用力 14-6
14.5.1 自重(W) 14-6
14.5.2 水压力(VC )与上举力U1与U2 14-7
14.5.3 外加荷重（集中载重QL)及变化荷重Q(x,y,z) 14-9
14.5.4 地震力(E) 14-9
14.5.5 岩锚力(B) 14-9
14.6 安全系数 14-9
14.6.1 F=0时之安全系数 14-10
14.6.2 F≠0时之安全系数解法 14-11
14.7 向量解法介绍 14-13
14.8 联立方程式解法介绍 14-23
14.9 岩块楔形滑动向量表格解法介绍 14-42
14.10 岩块楔型滑动图解法介绍 14-49
14.11 岩块楔型滑动Excel试算表解法介绍 14-60
14.12 非线性岩石剪力强度岩块楔型滑动分析介绍 14-67
14.12.1 安全系数最小时之地震力作用力方向 14-67
14.12.2 安全系数已知时之最经济岩锚力及方向 14-68

第15章 翻滚破坏模式分析 15-1
15.1 前言 15-2
15.2 翻滚破坏模式分类 15-2
15.2.1 弯曲型翻滚破坏模式 15-2
15.2.2 区块型翻滚破坏模式 15-3
15.2.3 区块弯曲型翻滚破坏模式 15-3
15.2.4 次要翻滚破坏模式 15-4
15.3 翻滚破坏模式运动学概述 15-6
15.4 翻滚破坏之极限平衡分析 15-7
15.5 翻滚破坏Excel试算表解法介绍 15-21
15.6 翻滚破坏之安全系数 15-24

第16章 圆弧破坏模式分析 16-1
16.1 前言 16-2
16.2 土壤边坡之破坏及其原因 16-2
16.3 土壤斜坡破坏之种类 16-3
16.3.1 半无限长坡破坏模式 16-3
16.3.2 有限长坡破坏模式 16-3
16.4 安全系数之意义及选择 16-5
16.5 张力裂缝深度 16-5
16.6 圆弧破坏之极限平衡理论 16-6
16.6.1 一般极限平衡理论介绍 16-6
16.6.2 一般圆弧切片法 16-7
16.6.3 Bishop修正法 16-9
16.6.4 Bishop & Morgenstern 图表解法 16-14
16.7 Bishop修正公式微积分解法 16-22
16.7.1 破坏模式 16-22
16.7.2 圆弧滑动破坏(i,j,θ)初始解之选择 16-32
16.7.3 Bishop修正公式微分解法Excel试算表制作 16-34
16.8 土壤圆弧破坏剪力强度回算分析 16-43
16.8.1 破坏模式 16-43
16.8.2 土壤强度回算分析Excel试算表制作 16-47
16.9 AutoCad 辅助图解法 16-55

第Ⅳ篇岩坡强固、工程经济及监测

第17章 岩坡强固、坡面保护、落石防治及边坡检修 17-1
17.1 前言 17-2
17.2 岩坡强固 17-3
17.2.1 削坡补强工法 17-3
17.2.2 注入补强工法 17-4
17.2.3 挡土墙补强工法 17-5
17.2.4 边坡排水及水压降低工法 17-25
17.3 坡面保护 17-26
17.3.1 坡面植生 17-26
17.3.2 蛇笼护坡 17-28
17.3.3 喷凝土护坡 17-28
17.3.4 预铸或场铸钢筋混凝土框条护坡 17-29
17.4 落石防治 17-30
17.5 边坡检修 17-34
17.5.1 边坡检修项目 17-36
17.6 结论及建议 17-37

第18章 岩坡工程经济性分析 18-1
18.1 前言 18-2
18.2 影响岩坡开发工程费用因素 18-2
18.2.1 工址地质问题 18-2
18.2.2 地下水 18-2
18.2.3 岩坡坡度 18-2
18.2.4 灾害能承受之程度 18-2
18.2.5 施工机具及材料费 18-3
18.3 规划方案比较 18-3
18.4 岩坡工程经济性分析 18-3
18.5 传统平面破坏模式工程经济性分析 18-3
18.6 平面破坏模式工程经济近最佳化分析 18-8
18.7 楔形破坏模式工程经济近最佳化分析 18-25
18.7.1 降坡或（及）削坡后岩坡位态 18-25
18.7.2 岩楔破坏工程经济性分析步骤 18-26
18.8 结论及建议 18-40

第19章 边坡仪器量度及监测 19-1
19.1前言 19-2
19.2 监测功能及范畴 19-2
19.2.1 已破坏边坡地区监测 19-3
19.2.2 有破坏潜能地区监测 19-4
19.3 监测种类 19-4
19.4 边坡移动量监测 19-5
19.4.1 传统测量方式 19-5
19.4.2 电子光学测距仪 19-7
19.4.3 摄影观测 19-7
19.4.4 裂缝、节理及断层观测 19-8
19.4.5 地表伸张仪观测 19-9
19.4.6 沉陷计观测 19-11
19.4.7 钻探孔内伸张仪观测 19-12
19.4.8 倾斜计（仪）观测 19-13
19.5 地下水位及水压观测 19-16
19.5.1 水力式水压计 19-16
19.5.2 压气式水压计或气动式水压计 19-17
19.5.3 电子式水压计 19-17
19.6 土（岩）压及锚碇支撑荷重计观测 19-18
19.6.1 土压计观测 19-18
19.6.2 支撑荷重计观测 19-20
19.7 地面振动观测 19-21
19.8 监测资料测读、撷取系统及讯号传输 19-23
19.9 自动化监测系统 19-25

附录A1：等轴投影 A-1
附录A2：小圆投影图制作技巧讨论 F-9
附录A3：安全系数最小时地震力线向/倾没角 A-15
附录A4：多节理岩楔顶点代号编码讨论 A-23
附录A5：山坡地住宅社区加强体检计画记录表 A-31
参考文献 R-1