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論文中文名稱:邊坡穩定之數值分析-以猴山岳為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Study of slope stabitity with numerical analysis- A case study of Mt Houshanyue [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:99
出版年度:100
中文姓名:鄭逸民
英文姓名:Yi-Min Cheng
研究生學號:98428042
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2011-07-19
論文頁數:96
指導教授中文名:陳水龍
口試委員中文名:魏敏樺;陳卓然
中文關鍵詞:更限元素法邊坡破壞PLAXIS 2DPLAXIS 3D
英文關鍵詞:finite element methodslope failurePLAXIS 2DPLAXIS 3D
論文中文摘要:台灣的地質複雜且地形多變,在這地狹人稠的台灣的山坡地佔全島面積的三
分之二以上,山坡地的穩定性遠比帄地穩定性差,坡地的災害因子不外乎本身的
地質條件差、降雨集中、地下水複雜、溪岸侵蝕、地震。其中又以降雨集中為最
大的危害因子,在台灣海島型國家每年最主要的水資是颱風與梅雨,但應因全球
氣候變遷緣故氣候越來越難以預測,颱風每次帶來的水量都已經超記錄的水量。
然而降雨使地下水上升,而本研究邊坡穩定分析與地下水位與邊坡失穩的關
係與破壞的趨勢。採用更限元素PLAXIS 軟體分析之破壞趨勢,以台北市文山區
的猴山岳為例子,分析其破壞的行為模式。
台北市文山區猴山岳於98 年產生滑動,因本地區地質複雜且在鄰近台北市,
對於台北周圍山區具代表性,本研究以數值分析探討地質與地下水位的關係。
論文英文摘要:Taiwan is a land of complex geology and varied terrain. Slope accounts for more
than two-thirds of the total area of the densely populated Taiwan. The stability of
slope is far worse than plain land. Slope hazardous factors are not more than poor
geological conditions, concentrated rainfall, complex groundwater, riverbank erosion,
and earthquake. The concentrated rainfall is the main hazard factor. As an island, the
major rainfall sources are typhoon and monsoon rain. Due to global climate changes,
it becomes increasingly difficult to predict the climate. Each typhoon brings about
rainfall above records.
However, rainfall increases the level of groundwater. This study analyzed the
relationships between slope stability, groundwater level, and slope failure as well as
the damage trend. With Mt. Houshanyue in Wenshan District, Taipei as an example,
this study used the finite element PLAXIS software to analyze the damage trend and
the damage behavior model.
Mt. Houshanyue in Wenshan District of Taipei produced landslides in 2009. Due
to the complex geology and bordering on Taipei as a representative of the surrounding
mountainous regions, this study used the numerical analysis to discuss the relationship
between geology and groundwater level.
論文目次:目錄
中文摘要........................................................................................................................ii
英文摘要...................................................................................................................... iii
誌謝................................................................................................................................i
目錄...............................................................................................................................iv
表目錄..........................................................................................................................vii
圖目錄...........................................................................................................................ix
第一章 緒論..................................................................................................................1
1.1 前言..................................................................................................................1
1.2 動機目的..........................................................................................................1
1.3 範圍內容..........................................................................................................1
1.4 方法流程..........................................................................................................3
第二章 文獻回顧..........................................................................................................4
2.1 邊坡破壞行為..................................................................................................4
2.2 邊坡土層坍塌發生影響因子..........................................................................9
2.3 邊坡破壞模式................................................................................................13
2.3.1 圓弧型滑動circular sliding slopes ....................................................16
2.3.2 帄面型滑動.........................................................................................16
2.4 邊坡破壞的防治與處理................................................................................17
2.5 傳統極限帄衡理論用於邊坡穩定分析........................................................18
2.5.1 無限邊坡............................................................................................19
2.5.2 更限邊坡帄面滑動分析....................................................................20
2.5.3 更限邊坡圓弧形滑動分析................................................................20
v
2.9 岩石材料浸水弱化行為................................................................................28
第三章 分析方法........................................................................................................32
3.1 更限元素分析法............................................................................................32
3.3 PLAXIS 軟體簡介........................................................................................36
3.4 土壤模式Soil Model....................................................................................37
3.4.1 土壤元素Soil Element...............................................................................38
3.4.2 莫爾庫倫模式THE MOHR-COULOMB MODEL .................................39
3.5 土壤參數.......................................................................................................43
3.5.1 飽和單位重(γsat)、未飽和單位重(γunsat)...............................................43
3.5.2 剪力強度shear strength (ηf)、摩擦角Friction angle (θ)與凝聚力cohesion
(c) .........................................................................................................................43
3.5.3 楊氏模數Young’s modulus (E) ................................................................50
3.5.4 波松比Poisson’s ratio (ν)...........................................................................58
3.5.5 膨脹角Concepts of dilatancy (ψ) ..............................................................59
3.5.6 壓縮指數Compression index(Cc)、膨脹指數Swell ...............................61
第四章 猴山岳分析....................................................................................................63
4.1 地質調查........................................................................................................63
4.1.1 衛星航照圖.........................................................................................63
4.2 土層資料........................................................................................................65
4.2.1 鑽探.....................................................................................................66
4.2.2 地質概況.............................................................................................69
4.3 現地調查........................................................................................................69
4.4 PLAXIS 數值分析.........................................................................................71
4.4.1 PLAXIS 2D..............................................................................................72
4.4.1.1 地下水G.W.L.=-4m........................................................................74
vi
4.4.1.2 地下水G.W.L.=-2m.......................................................................75
4.4.1.3 地下水G.W.L.=0m ........................................................................76
4.4.2 PLAXIS 3D ................................................................................................. 79
4.4.2.1 地下水G.W.L.=-4m.......................................................................81
4.4.2.2 地下水G.W.L.=0m ........................................................................82
4.4.2.3 地下水G.W.L.=0m 弱化...............................................................83
4.5 PLAXIS 2D 與PLAXIS 3D 分析比較......................................................83
4.6 數值分析與現況比對....................................................................................91
第五章 結論與建議....................................................................................................93
參考文獻......................................................................................................................94
論文參考文獻:參考文獻
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