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論文中文名稱:植生根系強度試驗及邊坡穩定分析系統之研發 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Root Strength Test and Slope Stability Analysis Program Development [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:97
出版年度:98
中文姓名:林忠志
英文姓名:Jung-Tz Lin
研究生學號:96428077
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2009-07-20
論文頁數:136
指導教授中文名:陳偉堯
口試委員中文名:林主潔;楊元森;張國楨
中文關鍵詞:STABL植生根系邊坡穩定根面積比
英文關鍵詞:STABLVegetationSlope StabilityRAR
論文中文摘要:利用自然可用資材替代傳統工程材料已是必然的趨勢,而在評估根系效益時,需瞭解植物根系抗拉強度及根面積比等參數;過去在植生根系之分析多遷就於現有軟體工具的限制,如STABL是台灣工程界最常使用的邊坡穩定分析軟體,但卻不能處理植物根系的作用和影響;有鑑於此,本研究於分析理論上,以Wu et al.(1979)和Gray and Ohashi(1983)所推估之根系模型為基礎,探討根系抗拉強度並考慮根面積比等效應;實驗部分,因根系狀況受環境、水文、樹種等影響,生長狀況及根系強度將因地而異,所以本研究也於猴山岳進行現地的根系拉拔及根面積比計算等實驗,藉此探討根系強度及RAR之變化;最後彙整文獻及實驗所得資料建置植生根系資料庫以記載根系相關文獻及數據並開發一套可考慮植生根系效益的邊坡穩定分析系統,藉以整合有生命的(如植生)和沒有生命的(如工程材料)結構體,以正式將植物根系的作用和貢獻納入考量,計算邊坡的安全係數(Factor of Safety),以供工程界使用。
論文英文摘要:It is an increasingly important green trend to use natural material (such as plants) to replace traditional engineering materials such as steel and concrete to stabilize landslides. However, to estimate the stabilization effect of plant roots, one must first understand the root strengths and the root area ratios, and has appropriate analysis tools. In the past, an engineer’s ability to consider the root stabilization effect in slope analysis was limited by the available software. For instance, the STABL developed by Purdue University has been the most popular slope stability analysis program in Taiwan, but it does not consider the root effect. In view of this situation, this study set out to conduct field experiments to measure the root strength of local plants, to implement a root database, and to develop a new slope stability analysis program using root models developed by Wu et al. (1979) and Gray and Ohashi (1983). The purpose is to combine the contribution of both live material (such as plants) and inert material (such as rock and concrete) to calculate the Factors of Safety (FS) of vegetated slopes. The results could be used for general slope stability
analysis and the design of mitigation measures.
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 x
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 文獻回顧及分析理論 4
2.1 邊坡破壞的型式 4
2.2 邊坡穩定分析的方法 7
2.2.1 極限平衡法 8
2.2.2 切片法 10
2.2.3 通俗切片法 11
2.2.4 Bishop簡化切片法 12
2.2.5 Janbu簡化切片法 13
2.2.6 塊體法 14
2.3 根系貢獻 16
2.3.1 根系分析模型 18
2.3.1.1 薄層土壤 18
2.3.1.2 厚層土壤 21
2.3.2 根系分布模型 22
2.3.2.1 根系生長型態 23
2.3.2.2 根系分布狀態 26
2.3.2.3 根面積比模型 27
2.4 STABL程式應用 29
第三章 研究方法 32
3.1 文獻資料蒐集 33
3.2 現地實驗 33
3.3 資料庫建置 33
3.4 程式開發-VSSAS 34
第四章 資料蒐集 35
4.1 文獻資料探討 35
4.1.1 根系倍數 35
4.1.2 根面積比迴歸方程 37
4.2 根系資料 41
4.3 植生資料庫 48
第五章 現地研究結果 53
5.1 試區位置簡介 53
5.2 試驗儀器介紹 57
5.3 試驗方法及步驟 60
5.3.1 試驗步驟 60
5.3.2 試驗方法 61
5.4 根系試驗結果 61
5.4.1 根系拉拔試驗 63
5.4.2 根系強度 69
5.4.3 根面積比計算 73
第六章 程式開發結果 75
6.1 分析方法與過程 76
6.2 VSSAS分析功能 77
6.3 子系統介紹 80
6.3.1 植生根系子系統-VIS 80
6.3.2 塊狀滑動面分析子系統-BAS 82
6.3.3 切片分析子系統-SAS 83
6.4 系統開發 85
6.4.1 需求規格 85
6.4.1.1 符號描述 85
6.4.1.2 植生邊坡穩定分析系統 86
6.4.1.3 植生根系子系統 93
6.4.2 專案執行規劃 96
6.4.2.1 技術方法 96
6.4.2.2 工作項目估算模型 96
6.4.2.3 專案生命週期定義 97
6.4.3 系統設計 98
6.4.3.1 植生邊坡穩定分析系統 98
6.4.3.2 植生根系子系統 102
6.4.4 系統測試 104
6.4.4.1 植生邊坡穩定分析系統 104
6.4.4.2 植生根系系統 109
6.5 研究結果及案例使用分析 111
第七章 結論與建議 123
7.1 研究結果總結 124
7.2 討論與建議 126
參考文獻 127
附錄:試區根系分布狀況 133
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論文全文使用權限:同意授權於2009-09-01起公開