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研究生: 陳俐穎
Li-ying Chen
論文名稱: 節理分佈與傾角變化對基礎底面與其下方岩盤之應力與變形探討
Influence of Joint Distribution and Dip Angle on Stress and Deformation of Foundation and Rock Mass beneath Foundation
指導教授: 陳志南
Chee-nan Chen
口試委員: 林志森
none
林志明
none
林宏達
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 204
中文關鍵詞: 節理數值應力位移接觸應力沉陷
外文關鍵詞: Joint, Numerical, stress, displacement, contact stress, settlement
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  • 本研究為利用數值分析軟體UDEC模擬岩盤承載,針對一條節理之硬岩岩盤承受建物荷重,分別探討基礎底面以及其下方岩盤之應力傳播與變形趨勢分佈並加以細化。第一部份針對一條節理通過基礎不同位置(傾角為45°),延伸至不同節理傾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°);第二部份從一條節理延伸至兩條節理、一組節理、兩組節理等不同節理分佈。分析結果在基礎底面不同節理情況所產生最大應力值與沉陷值的變化;而在基礎下方的岩盤中探討Δσ1/q=(0.7、0.5、0.3、0.1)之等壓線及沉陷等值線分佈現象。
    本研究得到幾項重要特點,首先分析歸納基礎底面與其下方岩盤因一條節理存在而產生應力不連續的現象,第二以節理不同傾角之岩盤承載數值分析結果其應力及沉陷現象與Jaeger(1960)單一弱面理論趨勢做對比。


    The paper studies the stress and deformation of foundation and rock mass beneath foundation due to different joint distribution and different dip angle using the code UDEC. Stress propagation and displacement distribution in varies rock with same building are analyzed. The first part focuses on different locations of single joint through foundation with dip angle 45°, then the dip angles are extended to 0°,15°,30°,45°,60°,75° and 90°. The second part is extend single joint to other joint distribution including two joints, one set of joint, two sets of joint. The analytic results mainly include the maximum contact stress and deformation of the foundation, the equalized stress contours of Δσ1/q=0.7, 0.5, 0.3 and 0.1, and the equalized contours of settlement of the rock mass.
    The study found several important features. The first is the stress distribution of foundation is not continuous if joint through foundation. The second is different dip angle makes different stress distribution and settlement. Comparisons between numerical results and theory of weakness planes by Jaeger are made.

    論文摘要 ABSTRACT 誌 謝 目錄 表目錄 圖目錄 符號說明 第一章 緒 論 1.1 前言 1.2 研究動機與目的 1.3 研究方法與流程 1.4 論文內容 第二章 文獻回顧 2.1 節理岩體之力學行為 2.1.1 完整岩石Mohr-Coulomb破壞準則 2.1.2 節理岩體的破壞強度與模態 2.2 等向性材料承載之應力傳遞 2.2.1 集中荷重加載於下方均質材料之應力傳遞理論 2.2.2 條型荷重承載於下方均質材料之應力傳遞理論 2.3 橫向等向性岩盤之應力傳遞位移分佈理論 2.3.1 線荷重承載於橫向等向性岩盤之應力傳遞理論 2.3.2 條型荷重承載於橫向等向性岩盤之應力位移傳遞理論 2.3.3 節理岩盤中應力傳遞分析理論 2.3.4 應力規模影響因子之權重分析 2.3.5 節理密度對岩體強度之影響 2.3.6 節理組數對岩體強度之影響 2.4 接觸應力與基礎沉陷理論 第三章 數值分析方法與二維數值模式之建立 3.1 UDEC程式的發展與理論背景 3.2 UDEC之行為模式 3.2.1 塊體之組合律模式 3.2.2 節理之組合律模式 3.3 基本術語定義 3.4 分析流程簡介 3.4.1 分析架構及輸入指令說明 3.4.2 本研究實際分析步驟 3.5 本研究分析步驟與模式建置 3.5.1 分析模式與網格建置 3.5.2 參數選定 3.5.3 初始應力平衡 第四章 地表水平之節理岩盤承受建物荷重之地中應力與位移傳遞探討 4.1 完整岩石水平地表承受均佈載重壓力分佈傳遞之數值分析與理論公式印證 4.1.1 本研究數值分析代號之意義說明 4.1.2 完整岩石水平地表承受均佈載重壓力分佈傳遞之UDEC數值分析結果印證 4.2 一條節理(傾角α=45°)通過基礎不同位置之岩盤承載應力傳遞與位移分佈 4.2.1 一條節理通過基礎不同位置(L)之硬岩岩盤應力傳遞分佈 4.2.2 節理位置(L)與Δσ1傳遞最大深度(Dmax)之量化關係 4.2.3 節理位置(L)與Δσ1=0.1q等壓線面積(A)之關係 4.2.4 節理位置(L)與Δσ1等壓線應力傳遞偏移量(Dx)之關係 4.2.5 節理位置(L)對Δσ1等壓線錯位(JL、JS)之影響 4.2.6 一條節理通過基礎不同位置之硬岩岩盤沉陷分佈 4.3 不同傾角對一條節理通過基礎中心(L=0)之硬岩岩盤承載應力傳遞與位移分佈探討 4.3.1 不同傾角(α)一條節理通過基礎中心之硬岩岩盤應力傳遞分佈 4.3.2 節理傾角(α)與Δσ1應力傳遞之最大深度(Dmax)與左右寬度(WL,WR)之量化關係 4.3.3 節理傾角(α)與Δσ1=0.1q等壓線面積(A)之關係 4.3.4 不同傾角(α)一條節理通過基礎中心之硬岩岩盤沉陷分佈 4.4 不同節理分佈之岩盤承載應力傳遞與位移分佈探討(α=45°) 4.4.1 不同節理分佈之岩盤Δσ1傳遞分佈比較 4.4.2 不同節理分佈之岩盤沉陷等值線 第五章 建於節理岩盤上建物基礎底面之應力分佈與沉陷探討 5.1 加載於完整岩盤之建物基礎底面接觸應力與基礎沉陷分佈 5.1.1 加載於完整岩盤之建物基礎底面接觸應力分佈 5.1.2 加載於完整岩盤之基礎底面之沉陷分佈探討 5.2 一條節理(傾角α=45°)通過基礎不同位置之岩盤其上方建物之基礎底面接觸應力與基礎底面沉陷分佈 5.2.1 一條節理通過基礎不同位置(L)之基礎底面接觸應力分佈(硬岩) 5.2.2 一條節理通過基礎不同位置(L)之基礎底面沉陷分佈(硬岩) 5.3 一條節理通過基礎中心不同傾角之岩盤承載基礎底面接觸應力與基礎沉陷分佈探討 5.3.1 不同節理傾角(α)之基礎底面接觸應力分佈(硬岩) 5.3.2 不同節理傾角(α)對基礎底面接觸應力之影響 5.3.3 不同節理傾角(α)之基礎沉陷分佈(硬岩) 5.3.4 不同節理傾角(α)對基礎沉陷之影響 5.4 不同節理分布(α=45°)之岩盤承載基礎底面接觸應力與基礎沉陷分佈探討 5.4.1 不同節理分佈基礎底面接觸應力分佈探討 5.4.2 不同節理分布之基礎沉陷比較 第六章 結論與建議 6.1 結論 6.2 建議 參考文獻 附錄A 1等壓線與沉陷等值線分布傳遞範圍及量化 附錄B 基礎底面接觸應力與沉陷分布與量化

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