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研究生: 丁璇
Hsuan - Ding
論文名稱: 山谷兩側兼具傾倒與順向坡構造之坍滑機制
Study of the Failure Mechanisms of a Valley Combining Toppling and Dip Slope
指導教授: 陳志南
Chee-Nan Chen
口試委員: 彭桓沂
Huan-Yi Peng
林志森
Chih-Sen Lin
林宏達
Hong-Da Lin
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 207
中文關鍵詞: 順向坡山谷岩坡傾倒破壞
外文關鍵詞: valley
相關次數: 點閱:257下載:8
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本研究利用二維數值分析軟體UDEC模擬岩坡破壞,第一部份針對含一組規則節理岩坡之傾倒與順向滑動破壞,探討其漸進式之坍滑發展過程與力學行為,第二部份將前述兩種型態之邊坡結合來模擬山谷地形,並探討山谷兩側邊坡三種不同間距(W=∞、25、100m)之交互影響,再依據數值模擬運算,就山谷兩側邊坡整體之破壞發展歷程、主應力分佈、位移變化等進行分析與對比探討。
研究結果顯示山谷兩側邊坡於三種不同間距變化所引致之交互影響,不論是對山谷之傾倒邊坡側或是順向邊坡側,對於谷底底面以上邊坡而言,應力有最明顯差異之處為接近坡趾區域,而且呈現σ(W∞)> σ(W100)> σ(W25)之趨勢,而對於山谷底面下方之地底應力,則會受山谷兩側岩坡自重之壓力傳播而在底面下方某一深度處產生重疊,同時山谷兩側之岩坡坡趾區域之應力會受對向岩坡之應力傳遞影響而產生束制折減。


This paper studies the slope failure mechanism by using the two-dimensional simulation program, UDEC. The first part focus on the toppling and plane failure modes of rock slope with one set of regular joints. The process of progressive failure development and mechanic behavior are analyzed. The second part combines the toppling and dip slope to imitate a valley. The reciprocal effect between these two slopes is investigated. Three different distance between slopes was chosen as (W = ∞、100、25m). By comparisons can help understand how it affects the failure mechanism, stress distribution and displacement both toppling and dip slope.
The analytic results show the interaction tendencies of two slopes under three different distance between slopes. For the slopes above the bottom of valley, whether the toppling side or dip slope side, the magnificent stress concentration happens near the toe of slopes, it shows magnitude tendency of the principle stress near toe is σ(W∞)> σ(W100)> σ(W25).On the other side, the stress below the bottom of valley will overlap somewhere deep down because of the body weight of slopes. Meanwhile, the stress of the toe of slopes will reduce because of the convey-effect of opposite slope .

論文摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究內容與流程 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 岩體之破壞模式 5 2.2 邊坡之破壞模式 8 2.3 傾倒破壞介紹 10 2.3.1 傾倒破壞類型 10 2.3.2 單一塊體傾倒理論 13 2.3.3 傾倒破壞之相關研究 16 2.4 順向坡介紹 18 2.4.1 影響順向坡滑動之重要因素 18 2.4.2 順向坡滑動之條件 19 2.5 岩石材料之力學行為 21 2.5.1 均質岩石材料之力學行為 21 2.5.2 節理岩石材料之力學行為 22 2.5.3 節理組數對岩體強度之影響 24 第三章 UDEC程式分析方法說明 25 3.1 UDEC程式發展沿革與理論背景 26 3.2 UDEC之行為模式 29 3.2.1 塊體之組合律模式 29 3.2.2 節理之組合律模式 32 3.3 UDEC基本術語定義 35 3.4 分析流程簡介 38 3.4.1 分析架構及輸入指令 38 3.4.2 實際分析步驟 41 3.4.3 符號說明 41 3.5 二維數值分析模式建置 42 3.5.1 數值分析模式 42 3.5.2 數值分析網格建立 42 3.5.3 完整岩石參數 45 3.5.4 節理參數 52 3.6 數值分析運算時階 55 第四章 一組規則節理形成之單一傾倒與單一順向坡構造之破壞探討 57 4.1 利用UDEC進行傾倒破壞之文獻案例 57 4.2 單一傾倒與單一順向坡地形構造之漸進式破壞探討 59 4.2.1 一組規則節理之傾倒與順向坡構造數值模式之建置與監測點位說明 59 4.2.2 單一傾倒破壞之發展歷程訂定 69 4.2.3 單一順向滑動之發展歷程訂定 77 4.3 單一傾倒破壞構造之坡體應力與位移探討 81 4.3.1 單一傾倒破壞各歷程之σ1及σ3等應力線分佈變化 81 4.3.2 單一傾倒產生張力破壞前後之張力與壓力轉換 103 4.3.3 單一傾倒破壞之邊坡底面下方不同位置之應力探討 105 4.3.4 單一傾倒破壞於頂面、坡面、底面之位移探討 111 4.4 單一順向坡滑動之坡體應力與位移探討 118 4.4.1 單一順向滑動不同發展歷程之σ1及σ3等應力線分佈變化 118 4.4.2 單一順向滑動破壞之坡面位移探討 127 第五章 山谷兩側兼具傾倒與順向坡構造之相互影響探討 129 5.1 三種不同間距對山谷傾倒側之機制探討 129 5.1.1 三種不同間距之發展歷程比較 130 5.1.2 三種不同間距之等應力線分佈與比較 134 5.1.3 三種不同間距於底面之地底下主應力分佈比較 141 5.1.4 三種不同間距之邊坡最大合位移比較 145 5.2 三種不同間距對山谷順向坡側之機制探討 147 5.2.1 三種不同間距之滑動發展歷程比較 147 5.2.2 三種不同間距之等應力線分佈比較 150 第六章 結論與建議 153 6.1 結論 153 6.2 建議 156 參考文獻 158 附錄A 不同W於傾倒邊坡側之破壞發展歷程 161 附錄B 不同W於傾倒邊坡側之σ1及σ3等應力圖 168 附錄C 不同W於順向邊坡側之破壞發展歷程 182 附錄D 不同W於順向邊坡側之σ1及σ3等應力圖 186

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