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研究生: 楊啟宏
Chi-hong Yang
論文名稱: 排水管配置功效評估之數值模擬
An Assessment of Drain Pipe Disposition Efficiency by Numerical Simulation
指導教授: 陳志南
Chee-nan Chen
口試委員: 陳立憲
none
陳堯中
none
林志明
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: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: 排水管功效評估數值模擬滲透性排水出口面積排水管長度排水管埋設深度排水管水平間距
外文關鍵詞: drain pipe, assessment of efficiency, numerical simulation, permeability, drain area, drain length, install depth of drain, drain spacing
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在大地護坡工程中,擋土牆為常用之擋土結構系統,但因台灣地區雨量豐沛,經久雨或暴雨後,經常致使牆背地下水位上升導致水壓升高造成擋土牆破壞甚至崩塌,每年所造成之災變損失甚為可觀。因此如何有效利用配置排水設施系統來處理地下水流問題是非常重要的課題。然而有關地下排水設施配置的理論與設計實務方面的研究卻仍相當有限。故本研究藉由三維地下水程式FEMWATER模擬探討擋土牆地下排水行為,來釐清擋土牆背地下水平排水管之重要影響因子組合下之排水流量,影響因子包含土壤之滲透性、排水管之透水性、排水管出口面積、排水管埋設深度、長度及水平間距,於定水頭情況下,經由線性迴歸建立出擋土牆背單根水平排水管在三維理想情況下之排水量預測,最後對水平排水管配置提出建議。


In the slope protection of the geotectonic engineering, using retailing wall as the structure system is very common for increasing slope stability. Usually, the groundwater table and the pore water pressure may increasing soon after heavy rainfall, and cause retaining wall to be destructed or collapsed. How to utilize and dispose the drainage system effectively for the groundwater problems becomes a very important subject. However, the mechanisms about the groundwater drainage system is still unclear. Therefore, the purpose of this research is to understand the mechanisms of groundwater drainage system. A numerical program FEMWATER is used to analyze the flux by various combination of important influential factors. These factors include the permeability of soil and drain pipe, the exit area of drain pipe, the install depth and length for single drain pipe, and one more item horizontal spacing for multiple drain pipes. The linear regression is used to set up the flux prediction formula for single horizontal drain pipe. Finally, better disposition of horizontal drain pipe are suggested.

論文摘要 ABSTRACT 誌謝 目錄 表目錄 圖目錄 符號索引 第一章 緒論 1.1前言 1.2 研究動機 1.3 研究方法 1.4 本文架構 第二章 文獻回顧 2.1 擋土牆之排水設施型式 2.2 常見排水材料之比較 2.3 排水設計之理論與數值解析 2.3.1 Hooghoudt排水理論 2.3.2 排水設計之數值解析 2.3.3 排水材料設計及配置相關研究 2.4 砂箱試驗與數值分析之對比驗證 第三章 理論背景與分析工具 3.1 GMS系統及FEMWATER模式介紹 3.1.1 GMS系統介紹 3.1.2 FEMWATER模式介紹 3.2 三維地下水運動方程式 3.3 FEMWATER模式之地下水流控制方程式 3.4 數值分析解法 3.4.1 葛爾金(Galerkin)有限元素法處理空間離散 3.5 土壤模式特性定義 3.6 初始條件與邊界條件 3.6.1 初始條件 3.6.2 邊界條件 3.7 FEMWATER程式限制 第四章 數值模式建立與分析探討 4.1 三維數值模型之建構 4.1.1 三維模擬區域輸入 4.1.2 三維網格劃分與模型建置 4.1.3 程式精確度探討 4.2 排水管排水行為之模擬條件與參數設定 4.2.1 初始情況與邊界條件設定 4.2.2 排水管排水行為模擬之相關參數設定 4.3 單根排水管之各影響排水因子分析結果探討 4.3.1 單根排水管之邊界尺寸效應探討 4.3.2 土壤滲透係數 變化下之排水功效探討 4.3.3 排水管滲透係數 變化下之排水功效探討 4.3.4 排水管距水位面距離 變化下之排水功效探討 4.3.5 排水管出口面積 變化下之排水功效探討 4.4 多根排水管水平間距 與排水流量 之關係探討 4.5 排水管長度 與排水流量 之關係探討 4.6 排水管有效長度 與各影響排水因子之個別關係探討 4.6.1 排水出口面積 變化下對排水管有效長度 之影響 4.6.2 排水管滲透係數 變化下對其有效長度 之影響 4.6.3 排水管水平間距 變化下對其有效長度 之影響 第五章 結論與建議 5.1 結論 5.2 建議 參考文獻

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