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論文中文名稱:地錨效能降低與土壤強度折減 之邊坡穩定分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Slope stability on both reduction of ground anchor and soil strength [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:103
畢業學期:第二學期
中文姓名:陳瑩臻
英文姓名:Ying-Chen Chen
研究生學號:102428027
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2015/07/22
指導教授中文名:陳水龍
口試委員中文名:陳卓然;楊騰芳;倪至寬;陳水龍
中文關鍵詞:順向坡土壤強度折減地錨邊坡
英文關鍵詞:dip slopesoil parameter reductionanchored slope
論文中文摘要:2010年4月25日,國道三號南下3.1公里處,在無風無雨氣候狀況下,發生順向坡走山事件,大量土石崩落造成人員傷亡及交通阻塞,對此引發社會輿論,並使眾多工程學者探討地錨工程議題。
災後調查結果得知,民國87年,邊坡旁橋台預鑄場降挖時期,地錨荷重計明顯增加,坡體有滑動趨勢。利用有限元素PLAXIS 2D軟體反算分析,並比對地錨荷重計資料,得知當時土壤強度可能降至摩擦角為16度,凝聚力為3kPa,進而回填土壤並加設地錨來穩固邊坡。雖然邊坡趨於穩定,但隨日後時間變化,本研究探討地錨效能折減與土體強度弱化之情形。將地錨效能由設計預力之100%到20%進行折減,土體強度折減範圍則依據設計強度至災後土壤試驗之數據做為輸入值。數值分析結果得知,水位在常時情況下,當土壤強度弱化至摩擦角為14度,凝聚力為0kPa時,其地錨預力折減至設計預力的40%時,是為邊坡穩定臨界狀況。而水位提高2m,地錨預力折減至設計預力的50%時,是為邊坡穩定臨界狀態。
論文英文摘要:On April 25, 2010, the National Highway No. 3 at 3.1 km south, no wind, no rain in the weather conditions. This dip slope slide resulted in casualties and traffic congestion. This lead to public opinion, and many engineering scholar explore the anchor issue.
Based on the investigations, the toe-excavation at this dip-slope in 1998 was the most crucial factor. Anchor load cell increased significantly. Using finite element software PLAXIS 2D to back analysis, and compare the anchor load cell data. The results showed the soil strength may be reduced friction angle of 16 degrees, cohesion 3kPa, and then backfill soil and setting up the anchor to stabilize the slope. While slope stabilization, but with the future time, the present study was to investigate the reduction of anchor effectiveness and soil parameter reduction of the situation.
Reduce the effectiveness of the anchor from 100% pre-stress to 20% pre-stress, and soil strength reduction range from design strength reduces to soil residual strength. Numerical results showed, when the water level at normal conditions, when the soil strength weakening to a friction angle of 14 degrees and 0kPa cohesion, its anchor off the force reduced to 40% of pre-designed pre-stress when critical for slope stability state. And when the water level increase 2m, anchored off the force reduced to 50% of the pre-designed pre-stress, slope stability is a critical state.
論文目次:中文摘要 iv
英文摘要 v
誌謝 vii
目錄 viii
表目錄 xi
圖目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究方法內容 2
1.4 論文架構與概述 2
第二章 文獻回顧 4
2.1邊坡破壞 4
2.1.1 邊坡破壞模式 4
2.2.2 順向坡種類 4
2.1.3 邊坡破壞影響因子 7
2.1.4 砂岩頁岩邊坡崩塌之原因 9
2.2地錨相關介紹 10
2.2.1地錨之構造 10
2.2.2地錨檢測分級 12
2.2.3 地錨揚起試驗(Lift-off Test) 12
2.2.4 地錨外觀防蝕改善之作法 15
2.3 相關文獻研究 16
2.4 剪力強度折減法(strength reduction factor,SRF) 17
第三章 PLAXIS數值軟體介紹 19
3.1 PLAXIS土壤組合律 19
3.2 PLAXIS參數輸入介紹 22
3.2.1飽和單位重γsat與非飽和單位重γunsat 22
3.2.2 楊氏模數 23
3.2.3 凝聚力(Cohesion) 23
3.2.4 摩擦角ψ(Friction angle) 23
3.2.5 柏松比ν( Poisson’s ratio) 23
3.2.6 界面元素強度 24
3.3 PLAXIS模式 25
3.3.1經典模式(Classical mode) 25
3.3.2高級模式(Advanced mode) 26
3.3.3滲流模式(Flow mode) 26
第四章 國道三號3.1公里處邊坡案例概述 27
4.1 區域地質資料 27
4.2 監測資料 34
4.2.1地錨荷重計 34
4.2.2水位觀測井 34
4.3 地錨檢測結果 36
4.3.1 地錨拉拔試驗 36
4.3.3地錨自由段水泥漿面調查 40
4.3.4組合抗拉試驗 41
4.3.5內視鏡檢視 41
4.3.6 鋼絞線長度量測 44
4.4 地錨試驗結果統整 46
第五章 PLAXIS數值分析 48
5.1 數值模擬之條件設定 48
5.1.1 材料參數 48
5.2 國道三號邊坡數值模擬分析 51
5.2.1 初始模型建立及施工步驟 51
5.2.2 橋台預鑄場降挖分析 54
5.2.3 漸進式邊坡破壞分析 62
5.2.4 地下水位分析 66
第六章 結論與建議 73
6.1結論 73
6.2 建議 74
參考文獻 75
附錄A 常時水位漸進式破壞邊坡位移圖 78
附錄B 提高水位2m漸進式破壞邊坡位移圖 88
附錄C提高水位4m漸進式破壞邊坡位移圖 97
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