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論文中文名稱:採用根系纖維叢分析法的網路邊坡穩定程式開發 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Web-based Slope Stability Analysis with Fiber Bundle Model [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:98
出版年度:99
中文姓名:孫浩淳
英文姓名:Hao-Chun Sun
研究生學號:97428061
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2010-07-29
論文頁數:97
指導教授中文名:陳偉堯
口試委員中文名:楊元森;張國禎;蔡富安
中文關鍵詞:根系纖維叢分析法植生根系邊坡穩定
英文關鍵詞:Fiber Bundle ModelVegetationSlope Stability
論文中文摘要:近年來植被護坡技術日漸興起,良好的植被可保護破碎裸露的山坡地,防止土石被豪雨沖刷、侵蝕,降低地滑的可能性,而這些植被保護措施,即是所謂的植生方法;過去有許多方法分析植物根系對於邊坡加固的效應,其中以Wu et al. (1979)所使用之力學模型為最常用,但其模型假設植物的根系在土體造成滑動的時候一起破壞,其假設並不符合一般真實狀況。另一種方法由Pollen and Simon (2004)所提出評估植物對於邊坡的貢獻,其方法運用Fiber Bundle Model (FBM)的原理,是藉由材料逐步破壞情形模擬根系的破壞狀況。本研究也於林忠志(2009)開發的邊坡穩定程式中加入了FBM的功能,使程式在分析植生邊坡穩定時可以有兩種的選擇,初步的比較發現,FBM所計算的安全因數比Wu的安全因數低。
此外,本研究將過去單機執行的邊坡穩定程式改寫為網路版,不需要安裝,透過瀏覽器連接到指定的伺服器即可使用,大大提高分析的便利性,以解決單機版種種的限制,網路版並結合植生資料庫搜尋系統,以提供工程參考使用。
論文英文摘要:In recent years, planting vegetation is gradually becoming a widely used technique for slope protection. A vascular plant cover can protect slopes from rainfall erosion and decrease the possibility of landslides.The mechanical method by Wu et al. (1979) is the most frequently used analysis method for the impact of plant roots on the stability of slopes. However, it assumed that plant roots would be destroyed at the same time by landslides which does not reflect the actual situation. Another method was by Pollen and Simon (2004) which used the Fiber Bundle Model theory to model the damage of plant roots based on the damage of materials. In this study, the Slope Stability Analysis Program by Lin (2009) was improved with the FBM function which allows it to analyze the vegetated slope stability with two calculations methods to choose from. The comparison result shows that the factors of safety generated by FBM are lower than those by Wu.
Besides, the original PC-based Slope Stability Analysis Program has been rewritten to produce an web-based program with the capability of connecting servers from browsers to initiate the program without installation. It not only enhances the analysis efficiency but also creates links between the analysis program and the searching system of plant root database for further studies in the civil engineering field.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究架構與研究方法 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 根系貢獻 4
2.1.1 水文機制 4
2.1.2 力學機制 5
2.2 根系分析模型 7
2.2.1 根系力學 7
2.2.2 根系分佈模型 9
2.2.2.1 根系生長型態 10
2.2.2.2 根系分佈 13
2.3 根系迴歸公式 14
2.3.1 根面積比迴歸公式 14
2.3.2 根系強度迴歸公式 16
2.4 纖維叢分析法 17
第三章 研究方法 20
3.1 FBM和Wu的定量比較 21
3.2 VSSAS程式加入FBM功能 21
3.3 開發網路版VSSAS程式 22
第四章 纖維叢分析法與吳氏分析法的比較 23
4.1 計算FBM和Wu的比值 23
4.2 邊坡坡面角對於滑動面角度的影響 30
4.3 坡高對於滑動面角度的影響 33
4.4 植物根系粗細的分佈 34
4.4.1 根系分佈的狀況 35
4.4.2 案例的模擬 39
第五章 邊坡穩定分析程式的FBM模組開發 41
5.1 VSSAS的說明 41
如圖5.1說明VSSAS對於邊坡穩定分析的部分包括SLICE(圓弧分析法)與BLOCK(塊體分析法),本研究所運用的植生FBM分析法主要對於SLICE(圓弧分析法)的部分加以修改,因此對於BLOCK(塊體分析法)的部分不加以討論。 42
5.2 VIS的改寫 43
5.3 根數的迴歸公式 45
5.4 程式的撰寫 47
5.4.1 FBM程式方法介紹 48
5.4.2 輸入檔的說明 49
5.5 案例與結果 50
第六章 網路版邊坡穩定程式開發 57
6.1 需求分析 57
6.2 輸入資料內容 58
6.3 系統架構分析 59
6.4 系統程式撰寫 61
6.5 植生資料庫設計 64
6.6系統開發工具 68
6.7 系統建置 69
6.7.1 系統介面與配置 69
6.7.2 邊坡安全因素計算核心 71
6.7.3 植物資料表展現系統 71
6.7.4 植物查詢系統 75
6.7.5 圖形化與植物的比對 78
6.8 系統效應評估 79
第七章 結論與建議 83
7.1 結論 83
7.2 討論與建議 84
參考文獻 85
附錄 90
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論文全文使用權限:同意授權於2010-08-24起公開