Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/13474
標題: 以顆粒材料力學研究礫石層之抗剪強度
Use particulate mechanics to discuss shear strength of gravel layer
作者: 王治威
wang, ji wei
關鍵字: particle;顆粒
出版社: 土木工程學系
摘要: 
摘要卵礫石層由粒徑數公分至數十公分之卵礫石及其間填充土壤所組成,
為一種顆粒材料,其力學性質易受顆粒排列方式及填充介質之影響。顆粒
材料具有受剪膨脹之特性,一般假設材料為連續體之理論,無法分析此類
材料之力學性質;故有些學者欲利用分離元素法建立其平衡方程式,但顆
粒堆積數目極為龐大,需耗費大量計算時間,因此本研究採用微觀元素法
探討礫石層之抗剪強度。首先利用兩組顆粒材料的彈塑性分析模式:一為
假設在小應變狀態下,顆粒材料內之應變分佈為均勻,推導出之材料組成
律稱為諧和模式分析法;另假設在流變狀態下,顆粒材料內之應力分佈為
均勻,所求得之材料組成律稱為平衡模式分析法。此兩模式曾應用在混凝
土材料上,但其正向勁度Kn之理論式並未考慮圍壓之影響。為將此模式應
用於卵礫石層,遂根據彈性力學推導圍壓效應下之Kn理論式,並以一系列
之土壤介質(#4以下之土壤)與礫石試驗,推求電腦模擬程式所需之參數,
代入程式中模擬二組紅土礫石之三軸UUU試驗結果。最後與大型三軸UUU試
驗(直徑30.48cm,高60.cm)結果比較,以驗證諧和模式與平衡模式之適用
性。研究結果顯示,以諧和模式模擬所得之尖峰強度高於大型三軸UUU試
驗之結果,為其上限值,其中Tp-1與Tp-2試體由諧和模式模擬之抗剪角與
試驗結果之差距分別為12.6%與16.5%。而平衡模式則低於大型三軸UUU試
驗之結果,為其下限值,其中Tp-1與Tp-2試體由平衡模式模擬之抗剪角與
試驗結果之差距分別為16.49%與28.4%。以平衡模式模擬所得之殘餘強度
則低於大型三軸UUU試驗之結果,其中Tp-1與Tp-2試體由平衡模式模擬之
抗剪角與試驗結果之差距分別為11.8%與18.5%。
URI: http://hdl.handle.net/11455/13474
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