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論文中文名稱:非飽和山崩堆積岩屑剪力強度之探討 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Shear Strength of an Unsaturated Landslide Debris [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:100
出版年度:101
中文姓名:謝昇翰
英文姓名:Shen-Han Hsieh
研究生學號:99428031
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2012-07-18
論文頁數:181
指導教授中文名:魏敏樺
口試委員中文名:吳博凱;盧之偉
中文關鍵詞:非飽和土壤山崩岩屑常吸力三軸CD試驗剪入滲三軸試驗
英文關鍵詞:Unsaturated soillandslide debrisconstant suctionshearing-infiltration triaxial tests
論文中文摘要:在台灣,由於經濟蓬勃發展,交通便利性提升,興建不少交通建設,造橋鋪路的過程中,難免遇到山坡地的開挖,山坡地的順向坡最怕坡腳露空,即使有了護坡以及擋土牆的措施,有地表水、雨水滲入土壤中或地下水位的改變,使得透水層的水經入滲後堆積於坡腳處,原先非飽和土壤呈現近飽和狀態,降低了土壤剪力強度,隨時可能觸發邊坡破壞。
於 2010 年 4 月 25 日國道三號 3.1 K 處,沒有明顯降雨的當天,發生了大規模的邊坡崩塌事件,造成 4 人不幸罹難。該調查報告指出破壞原因為邊坡岩體節理發達、順向坡地質構造明顯、地下水入滲與季節水位變化等因素。本研究為了瞭解入滲行為對岩屑強度之關係,與其相關工程特性,於國道三號 3.1 K 下邊坡處取得擾動岩屑,進行一系列的實驗室試驗,包括基本物理性質試驗、岩屑水份特性曲線 (SWCC) 以及透過改良式三軸試驗儀,在不同基質吸力下進行常吸力三軸 CD 試驗,為本研究之主軸。從常吸力剪切試驗中獲得岩屑剪力強度參數、延伸破壞包絡面並與剪─入滲試驗進行探討。
論文英文摘要:The expanding of transportation network because of rapid economic development has resulted in the need to cut and fill through the mountainous area on the island of Taiwan. During rainfall, water infiltrated into the soil and led to the accumulation of water at the toe of the slope. The process causes the shear strength of the unsaturated soil to decrease, which may then trigger the failure of the slope suddenly. On a sunny 25th April, 2010, a major landslide that resulted the death of four passing by drivers occurred at 3.1 km of the No. 3 Expressway. The investigation report indicated some of the causes of the failure, which were the massive development of joints, obvious dip slope geological structure, under-ground water infiltration and seasoning changed of ground water levels. This study aimed at studying the effect of water infiltration on the shear strength of the landslide debris via a series of laboratory tests, including the pressure plate test, constant suction and shearing-infiltration triaxial shearing tests. Their corresponding extended Mohr Coulomb failure envelope was then obtained and compared.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與內容 2
1.3 論文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 邊坡崩塌分類 4
2.2 順向坡 (Dip slope) 5
2.2.1台灣常見順向坡的產狀 6
2.2.2台灣順向坡災害 7
2.3 國道三號 3.1 K 相關資料 9
2.3.1 地質調查 9
2.3.1.1 石底層(基本性質/岩性) 10
2.3.1.2 大寮層(基本性質/岩性) 10
2.3.2 鑽探資料 11
2.3.3 降雨資料 11
2.4 非飽和土壤 13
2.4.1 非飽和土壤之組成 13
2.4.2 非飽和土壤之吸力 14
2.4.3 土壤水份特性曲線 15
2.4.4 非飽和土壤應力狀態 16
2.4.5 非飽和土壤剪力強度 17
2.5 剪─入滲試驗 (Shear-infiltration test) 18
第三章 土樣來源及試驗方法與內容 40
3.1 土樣來源 40
3.2 三軸試驗儀器系統 41
3.2.1 自動化伺服控制系統 41
3.2.2 三軸試驗之安裝程序 42
3.3 試驗規劃及進行項目 43
3.3.1 重模土樣之準備 43
3.3.2 飽和常吸力 CD 試驗 44
3.3.3 非飽和常吸力CD試驗 45
3.3.4 剪─入滲試驗 46
3.4 非飽和軸轉換技術 (Axis Translation Technique) 48
第四章 試驗結果與討論 58
4.1 物理特性 58
4.2 單向度壓密試驗結果 61
4.3 壓力鍋試驗與鹽溶液試驗 62
4.3.1 土壤水份特性曲線之經驗公式 62
4.3.1.1 Burdine Model (1953) 63
4.3.1.2 Gardner Model (1956) 63
4.3.1.3 van Genuchten Model (1980) 64
4.3.1.4 Fredlund and Xing Model (1994) 64
4.4 非飽和三軸試驗之壓密曲線 65
4.5 常吸力 CD 試驗結果 67
4.5.1 延伸破壞包絡面─2D 分析 69
4.5.2 延伸破壞包絡面─3D 分析 71
4.5.3 臨界狀態線CSL 72
4.6 剪─入滲試驗結果 72
第五章 剪─入滲試驗之探討 137
5.1 延伸破壞包絡面與剪─入滲試驗之比較 137
5.2 剪─入滲試驗之體積變化理論 140
5.2.1 理論介紹 140
5.2.2 體積變化理論與試驗之比較結果 142
第六章 結論與建議 157
6.1 結論 157
6.2 建議 159
參考文獻 160
附錄 A 土壤基本物理試驗 165
附錄 B 土壤水份特性曲線試驗 174
作者簡介 181
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論文全文使用權限:同意授權於2015-09-03起公開