豪大雨易造成山區土石坍塌或道路路基沖刷、邊坡坍方等災情,陽明交大土木系開發「道路邊坡災害資訊整合暨研判系統」,為台灣破碎地質及極端氣候可能造成的災害損失提供解方,並為交通部公路總局第二區工程處提供設計參考,更刊登於頂尖期刊《Engineering Geology》。
台灣地質條件破碎,導致坡地災害越來越頻繁,其中落石災害因其塊體速度快,直接衝擊山區道路,導致人員傷亡和道路中斷,陽明交大土木系教授翁孟嘉、副教授袁宇秉、副教授趙韋安,以及台大、北科大、聯合大學、中興工程顧問社組成研究團隊,取得落石災害分析與防護的重大突破。
陽明交大土木系教授翁孟嘉表示,坡地災害發生後,如何快速掌握交通要道上的災害情資,以提供災害搶救策略和整治工程設計參考,是當前迫切需要研究的課題,研究團隊開發一個名為「道路邊坡災害資訊整合暨研判系統」(GeoPORT System)的系統。
翁孟嘉指出,這套系統能夠快速整合災情資料,例如崩塌位置、面積、規模、雨量和震度等,並進一步模擬災害後續影響,以提供災害防救單位快速評估和主管單位後續整治的參考,降低對社會和經濟的衝擊。
陽明交大土木系副教授袁宇秉表示,2022 年 2 月中橫公路大勇橋遭遇巨石重擊災害發生後,研究團隊與公路主管單位合作前往災害現場進行詳細調查,研究團隊利用光學雷達和無人機等技術蒐集現場的地質和落石資訊,並提出創新的混合離散元素與有限元素法(hybrid DEM-FEM)的高仿真模擬分析方法。
袁宇秉指出,這種方法可以完整還原落石災害的成因、三維空間中的落石路徑,以及對橋梁的衝擊能量。模擬結果與現場觀察到的落石軌跡和橋梁的破壞模式非常吻合,分析過程有如偵探般利用現場蛛絲馬跡還原案發過程。
陽明交大土木系副教授趙韋安說明,這與傳統的落石衝擊力設計方法不同,該分析方法可以針對特定的落石潛勢場址,因應其落石型態,客製化設計適合的防護工法。
目前研究成果已提供給主管單位,以進行山區橋梁抵抗落石衝擊的設計和防護規劃參考,並可以分析橋址的合理性,具有很高的實用價值和學術價值,有助於提升台灣在山區災害防護領域的能力,為保護人民的生命和財產安全提供更有效的措施。
(首圖來源:陽明交大)