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標題: Study on the Jwo-Shoei alley landslide slope stability with application of the finite element analysis method
有限元素法應用於臺中濁水巷地滑地穩定分析之研究
作者: 許中立
XU, ZHONG-LI
關鍵字: AGRICULTURE
有限元素分析法
SOIL-WATER-CONSERVATION
WATER-SOIL-CONSERVATION
地滑
土壤
農業
水土保持
出版社: 水土保持研究所
摘要: 近年來在本省有關於「地滑與崩塌」災害之研究已逐漸受到重視,然而其中以應用 數值方法分析邊坡滑動破壞之相關研究,雖亦曾被提及;如變分分析法與有限元素 分析法等之相關研究;惟其在一般的運用上則尚未見成熟。本文係以有限元素分析 法中之二維三角形元素,來分割並模擬地滑地邊坡破壞之情形,同時藉著以台中濁 水巷地滑地為驗証之試驗地,而對該地滑地實施調查、觀測與土壤性質試驗。並與 Taylor氏摩擦圓分析法與Fellenius 氏切片分析法之結果做相互的比較與驗證,以 探討其實用性。為尋求簡便而合理之邊坡穩定分析方法,以為爾後應用分析時之參 考。 綜合觀測之資料及分析結果,得到以下結論: 1.由應變測定管觀測之結果顯示,本地滑地之日變動量屬於潛在至準確定級,其中 BH2 與BH5 的變動情形較為激烈,且BH5 在觀測期中,已因地層之持續滑動,致 使應變片超出測定範圍而損壞。 2.本地滑地為一順向坡,據應變測定管之觀測,其可能滑動位置如下:BH1 為8公 尺、BH2 為2公尺、BH3 為8公尺、BH4 為4公尺、BH4 為9公尺、 3.由室內試驗之結果顯示地表層之崩積層與風化頁岩層間,為各項土壤參數變化較 大之點,加上頁岩層積水後,易使土壤軟化而產生滑動。 4.由有限元素分析法所計算推估之滑動面位置,概略與室外試驗所得者一致,惟以 有限元素分析法推算破壞元素時,最重要之依據即為土壤的強度,如不能正確地 將土壤強度參數與現場配合而輸入計算時,則此種推算方式將會產生巨大的誤差 。 5.以有限元素分析法分析地滑地邊坡穩定性時,土壤的應力與應變關係假設為「線 彈性」,故適於在潛在性級地滑的小變形之變動量中討論,如BH2-BH4 之剖面。 至於BH1-BH2 剖面與BH4-BH5 剖面部份,因其變動量較為激烈,較不能以「線彈 性」予於說明,而應以「彈塑性」理論分析之。 6.就本文的有限元素分析法與Taylor氏之摩擦圓弧法及Fellenius 氏之切片法所得 之結果比較,在潛在性地滑地時雖用有限元素分析方法所得之安全因數比摩擦圓 弧法大,而比初片法小,但相差不多。惟如在準確定級之滑動激烈地區,以有限 元素分析法求得者遠小於摩擦圓弧法與切片法,雖然因其變形過大而使安全係數 之可信度降低,但若單純就邊坡是否穩定之推估觀點,則此數值所代表之意義將 可以很容易的顯現出來,因分析所採用之依據有些許差異,故其結果僅供參考。 7.本文所用的有限元素分析之網格元素為「等應變三角形元素」,其目的在避開數 值積分之問題,但卻造成輸入資料量所佔記憶體空間過大而無多餘之運算空間, 因而所分割之圖形均較為粗略,若能改選用高階之元素分割且配合電算機之數值 計算,則其分析之結果將更為精確而更具實用性。
URI: http://hdl.handle.net/11455/33725
Appears in Collections:水土保持學系

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