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研究生: 陳俊斌
Chun-Pin Chen
論文名稱: 貓空土石流之模擬與分析研究
A Simulation and Analysis of Maokong Mudflow
指導教授: 李咸亨
Hsien-Heng Lee
口試委員: 楊國鑫
Kuo-Hsin Yang
蔡光榮
Kuang-Jung Tsai
周南山
Nelson N.S. Chou
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: 145
中文關鍵詞: 貓空土石流FLO-2D流變參數含水量體積濃度
外文關鍵詞: Maukon Mudflow, FLO-2D, Rheological Parameter, Water content, sediment concentration by volume
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  • 本研究以薔蜜颱風災害為例,配合數值地形及推估之流量資料,模擬貓空土石流之流動速度、堆積深度及淹沒範圍等情形。
    本研究主要分為兩部份,第一部份先蒐集前人資料及實驗,除了初步了解貓空地區土壤的特性,並參考前人實驗結果配合體積濃度之定義決定出貓空土壤的流變參數。
    第二部分將貓空地區相關調查和實驗資料再分析後,利用O’Brien and Julian之二維數值程式FLO-2D,分別以上邊坡土壤(S1)及中邊坡土壤(S2)之流變參數對貓空邊坡進行土石流狀況之分析,以探討土體的變異性的影響;而為了解地表粗糙度不同對流況之影響程度,研究中分別以不同層流阻滯係數及曼寧n值代入程式分析,並將其結果與輸入不同體積濃度之分析進行比較,以了解各參數對流況的影響程度。


    The digital topography data and estimated mud flow discharge were used to simulate the hazard of Jangmi typhoon. The information about flow rate, deposited depth and submerged region are reported in this study.
    This research have two part, first part is to Collect data and experiment, and consult experiment result to determine rheological parameter.
    Second part is to analysis Some related survey and test data. Then, the two dimensional numerical program FLO-2D, proposed by O’Brien and Julian, was used to simulate the maokong mudflow case. The influence on the flow region of mudflow due to local trivial stream, rheological parameters and estimated discharge were considered. The strength parameters of soils in upper and middle slope areas were adopted to discuss the difference of mudflow. To understand influence of surface roughness, The sensitivity analysis related to coefficient of laminar flow resistance and manning's n roughness values are also been discussed and compared with sediment concentration by volume.

    目錄 中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 2 1.3 研究內容 2 第二章 文獻回顧與相關研究回顧 4 2.1 土石流簡介 4 2.1.1 土石流之定義 4 2.1.2 土石流之分類 6 2.1.3 土石流發生條件 9 2.1.4 土石流的行為特性 11 2.2 土石流之流變模式 12 2.2.1 牛頓流體 13 2.2.2 非牛頓流體 13 2.3土石流之相關參數 17 2.3.1土石流降伏應力與黏滯係數 17 2.3.2土石流的濃度 18 2.3.3土石流流量及規模 19 2.3.4土石流發生之臨界含水量 21 2.4 土石流數值模擬 22 2.4.1程式應用概況 22 2.4.2流變參數之決定 24 第三章 FLO-2D程式簡介與理論分析 26 3.1 FLO-2D 程式假設及限制 26 3.2控制方程式 27 3.3流變方程式 28 3.4 FLO-2D所需參數與輸入方法 29 3.5土石流濃度探討及與含水量之關係 31 3.5.1土石流濃度之推導 32 3.5.2土石流濃度與含水量之關係 33 第四章 研究區域基本資料調查 36 4.1研究區域概況 36 4.2流變參數式分析 39 4.2.1貓空實驗回顧 39 4.2.2流變參數分析 40 4.3數值模擬所需資料之建立 42 第五章 貓空案例分析與討論 45 5.1案例成果分析 45 5.1.1 分析成果 45 5.1.2無渠道時流況隨時間之變化 46 5.1.2.a無渠道時不同時間流況之建立 46 5.1.2.b無渠道時剖面流動深度變化及比較 49 5.1.3加入渠道工程設施之分析成果 51 5.2敏感度分析 53 5.2.1 分析方法 53 5.1.2.a體積濃度(Cv)之影響 53 5.1.2.b層流阻滯係數(K)之影響 54 5.1.2.c層流阻滯係數(K)之影響 54 5.2.2敏感度分析之結果與討論 55 第六章 結論與建議 56 6.1 結論 56 6.2 建議 58 參考文獻 59

    參考文獻
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