本日中國時報頭條新聞，乃是報導高鐵地層下陷問題，在筆者瀏覽過Youtube相關紀錄影片後，作出一點個人之粗淺建議。根據筆者計算高鐵在高速行駛下，滿足差異沉陷角變量（1/1500）下之防範脫軌最低時速，在既有角變量1.19/1500增額至容許上限根號2倍的1/1500，則在行經溪州至元長間應減速至時速212公里以下，方可有效確保高速行駛下不致出現車廂底部脫軌之行車安全問題。筆者建議高鐵列車實際行駛速度，以時速206公里之速度行經溪州至元長間之高鐵路段。容許上限的意義，為高鐵列車行駛車速高於212km/hr，在橋墩差異沉陷量角變量於根號2倍的1/1500以上時，高鐵列車會出軌。
符號列表
對於抽取地下水引致之地層下陷，乃是一瞬間發生之突發性行為（土層崩塌），除非全部地層土壤由「黏土」（Clay）所組成，其土壤行為將呈現緩慢速率壓密沉陷，否則即不應假設地層為緩慢沉陷。然而，既有監測數據乃是平均沉陷量，所以筆者在上列計算式中取根號2倍之壓密增額，以有效控制在額定範圍內之列車容許移動速度，而非依照年平均下陷量之觀測結果作計算。地層下陷之瞬間位移以衝擊荷載評估下，是原既有荷載（抽水井上方全部地層自重）之根號2倍（1.414），該值能夠完全涵蓋瞬間最大位移產生之情形。
根據新聞報導指出，地層下陷區域已經幾乎封閉全部抽水井。然而，若是抽水井是就接近土壤表層之地下水作抽取，在適當限制抽水量之下，並不會造成地層下陷之情形。對於接近土壤表層之地層，多數為面乾內飽和或有適當含水量之土壤，並透過長年累月之自然環境下產生壓密沉陷，對於臺灣每年皆可透過自然降雨來回補地下水，因而對於適量抽取地下水而言，並不會造成地層下陷之情形。地層下陷之主要問題，乃是對於深層地下水進行抽取，在地層缺乏孔隙水填充或及時回補下，將因靜水壓未能協助承載上部土壤，致使該區段之地層產生壓密沉陷。筆者認為有關該地層下陷區域，得進行地質鑽探以對於地下水位作長期監控。
筆者學淺，扼要陳述淺薄所知，期能獲得有關人士之參考。
臺灣高速鐵路晉用高員級工程技術人員考試
高鐵在雲林縣土庫段地層下陷，該橋墩中心跨距為４７ｍ、橋樑兩端差異沉陷量達６﹒３ｃｍ，其容許角變位為１／１５００、該路段行車速度２８３ｋｍ／ｈｒ，試求該路段高鐵列車行車速度。（２５分）
高鐵在新竹縣某路段，該橋墩中心跨距為５６ｍ、橋樑兩端差異沉陷量達０﹒３ｃｍ，其容許角變位為１／１５００、該路段行車速度２９２ｋｍ／ｈｒ，試求該路段高鐵列車行車速度。（２５分）
本路段得維持標準行車速度２９２ｋｍ／ｈｒ
參考資料
 | 高鐵列車脫軌最大容許位移量 |  | 高鐵列車移動時間 |
 | 橋墩差異沉陷角變量 |  | 高鐵列車行車速度 |
對於抽取地下水引致之地層下陷，乃是一瞬間發生之突發性行為（土層崩塌），除非全部地層土壤由「黏土」（Clay）所組成，其土壤行為將呈現緩慢速率壓密沉陷，否則即不應假設地層為緩慢沉陷。然而，既有監測數據乃是平均沉陷量，所以筆者在上列計算式中取根號2倍之壓密增額，以有效控制在額定範圍內之列車容許移動速度，而非依照年平均下陷量之觀測結果作計算。地層下陷之瞬間位移以衝擊荷載評估下，是原既有荷載（抽水井上方全部地層自重）之根號2倍（1.414），該值能夠完全涵蓋瞬間最大位移產生之情形。
根據新聞報導指出，地層下陷區域已經幾乎封閉全部抽水井。然而，若是抽水井是就接近土壤表層之地下水作抽取，在適當限制抽水量之下，並不會造成地層下陷之情形。對於接近土壤表層之地層，多數為面乾內飽和或有適當含水量之土壤，並透過長年累月之自然環境下產生壓密沉陷，對於臺灣每年皆可透過自然降雨來回補地下水，因而對於適量抽取地下水而言，並不會造成地層下陷之情形。地層下陷之主要問題，乃是對於深層地下水進行抽取，在地層缺乏孔隙水填充或及時回補下，將因靜水壓未能協助承載上部土壤，致使該區段之地層產生壓密沉陷。筆者認為有關該地層下陷區域，得進行地質鑽探以對於地下水位作長期監控。
筆者學淺，扼要陳述淺薄所知，期能獲得有關人士之參考。
臺灣高速鐵路晉用高員級工程技術人員考試
高鐵在雲林縣土庫段地層下陷，該橋墩中心跨距為４７ｍ、橋樑兩端差異沉陷量達６﹒３ｃｍ，其容許角變位為１／１５００、該路段行車速度２８３ｋｍ／ｈｒ，試求該路段高鐵列車行車速度。（２５分）
高鐵在新竹縣某路段，該橋墩中心跨距為５６ｍ、橋樑兩端差異沉陷量達０﹒３ｃｍ，其容許角變位為１／１５００、該路段行車速度２９２ｋｍ／ｈｒ，試求該路段高鐵列車行車速度。（２５分）
本路段得維持標準行車速度２９２ｋｍ／ｈｒ
參考資料
- 許素惠、鐘武達（2011.06.14）官方首度證實 地層下陷 高鐵撐不到10年，中國時報，http://www.wcdr.ntu.edu.tw/222833855528797247732257723566/-10-2011-06-14
