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研究生: 呂理川
Li-Chuan Lu
論文名稱: 砂中排水帶功效評估之數值模擬
An Assessment of Subsurface Drain Belt Efficiency by Numerical Simulation
指導教授: 陳志南
Chee-Nan Chen
口試委員: 廖瑞堂
Rui-Tang Liao
歐章煜
Chang-Yu Ou
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 87
中文關鍵詞: FEMWATER砂箱試驗排水
外文關鍵詞: GMS, Groundwater Modeling System, FEMWATER
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  • 擋土牆係用來撐擋土石,其承受之作用力為牆後之土壓力與水壓,如能有效降低水壓,對擋土牆之穩定性會大有助益。本研究即藉FEMWATER程式模擬探討兩條水平排水帶不同間距時之排水功效,數值模式先與室內試驗作對比印證,藉由試驗觀測與程式預測之洩降水位曲線呈現出相似之趨勢,驗證數值分析之適用性。接著探討兩條水平排水帶於不同間距配置時,其水壓及等勢能之分佈、滲流量之大小、水位洩降曲線及水壓力之大小,可以評估兩條水平排水帶於不同間距時之排水功效,進而歸納出最佳之水平排水配置。


    Retaining wall is the structure sustaining pore water pressure and earth pressure so as to retain soil or rock. Therefore, it will contribute to the stability of the retaining if the pore water pressure can be effectively reduced by a subsurface drainage system. The purpose of this research is trying to find out the most efficient spacing of the drainage system by using a numerical program FEMWATER. Before the simulation study a comparison of the results from the built numerical model and a laboratory test was preceded to calibrate the parameter was going to be used. Results of the comparison have shown a similar trend of the water pressure curves produced by the numerical model and the laboratory test can be achieved. Results of the comparison have proved the feasibility of the numerical model simulation. With such a model study, the flux rate, the distribution of pressure head and total head, and the acting water pressure resulted from different spacing can be realized so that an assessment of the efficiency is also reached

    論文摘要 Ⅰ ABSTRACT 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 1 1.3 研究內容 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 滲流與邊坡之關係 3 2.2 毛細排水 6 2.2.1 毛細排水原理 6 2.2.2 常見排水材料之差異 6 2.2.3 毛細排水帶配置之影響 7 2.3 排水設計之理論與數值解析 7 2.3.1 Hooghoudt排水理論 8 2.3.2 排水設計之數值解析 8 2.3.3 排水管相關研究 9 2.4 排水設計最佳化之考量 10 第三章 理論背景與分析工具 11 3.1 FEMWATER及GMS系統介紹 11 3.2 三維地下水運動方程式 13 3.3 FEMWATER模式之地下水流控制方程式 20 3.4 數值解法 22 3.4.1 葛爾金(Galerkin)有限元素法處理空間離散 22 3.4.2 有限差分法處理時間上的離散 24 3.5 初始條件與邊界條件 26 3.5.1 初始條件 26 3.5.2 邊界條件 26 3.6 土壤模式特性定義 30 3.7 FEMWATER程式限制 31 第四章 砂箱試驗與數值分析 33 4.1 定水頭砂箱試驗 33 4.1.1 砂箱試驗相關材料 33 4.1.2 砂箱配置及試驗步驟 35 4.1.3 定水頭砂箱試驗數據 36 4.2 砂箱排水試驗之數值模擬 37 4.2.1 砂箱數值模型之建構 38 4.2.2 砂箱模擬之參數設定 39 4.2.3 砂箱試驗數值模擬之結果 42 4.3 數值分析與試驗觀測之對比印證 44 4.4 水平排水帶不同間距對排水功效之探討 46 4.4.1 水平排水帶不同間距之模擬 47 4.4.2 分析結果與探討 48 第五章 結論與建議 50 5.1 結論 50 5.2 建議 51 參考文獻 53

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