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dc.contributor.advisorDer-guey Linen_US
dc.contributor.authorHuang, Bor-shungen_US
dc.description.abstractIn order to capture the realistic effects of physical characteristics and mechanical properties on the interaction behavior of soil~root system and provides the required material parameters of root system for numerical analyses of root reinforced slope, this paper integrates extensively various methods of site investigation, type classification and mechanical experiment of root system through well-organized tabulation and discussion. Firstly, this study systematically surveys the representative mechanical models and relevant mechanical experiments of root system from previous researches. Based on the aforementioned database, a series of two dimensional finite difference analyses were performed to simulate the interaction behaviors of soil~root sample from various types of mechanical experiments. It can be observed that the numerical predictions are reasonably coincident with those from the actual measurements from the standpoint of practice. Accordingly, for numerical simulations of mechanical experiment of soil~root samples, the validities of the proposed simulation procedure and conversion techniques of root system can be verified. In addition, it is expected that the various computation schemes proposed by this paper can be employed to reflect the realistic responses of reinforcement of root system in full-scale stability analyses of vegetated slope. Incorporation the proposed “equivalent single root transfer method” and the regression formula of equivalent single root system of thorny bamboo with the aforementioned computation schemes, it is feasible to carry out a quantitative evaluation of the stability of thorny bamboo vegetated slope and eventually to establish a rational numerical model.en_US
dc.description.abstract為確實掌控植物根系之物理及力學特性在土~根互制行為中之實際效應,並提供含根邊坡穩定性之量化數值模擬分析所需之根系力學材料參數,本研究除廣泛彙整根系各類型調查方法、分類原則、力學試驗及其相關試驗設備與程序外,亦比較各種植物根系之力學試驗成果。 本研究先探討具代表性之根系力學模式及相關力學試驗後,再採用二維有限差分法數值工具,對各類型根系力學試驗之土~根互制行為進行模擬分析。由分析結果及實務應用之目的觀之,各類型土~根直剪試驗之數值模擬預測結果與實際試驗量測成果之吻合度相當良好。因此,本文所提之力學試驗數值模擬程序及根系材料參數轉換方法二者之有效性可獲得確認。此外,文中所建議之各種計算技巧,預期將可確實反應全尺寸含根邊坡穩定性定量分析中之根系加勁效果。 依據數值模擬試驗成果所提出“等值單列根系轉換法”及刺竹轉換等值根系之回歸公式,承接上述之數值模擬運算程序及技巧,對全尺寸刺竹植生邊坡進行定量穩定性分析,並藉此進一步建立含根邊坡之合理數值分析模式zh_TW
dc.description.tableofcontents中文摘要 英文摘要 目錄 表目錄 圖目錄 第一章 緒論 1.1 前言 1.2 研究目的 1.3 研究範圍 第二章 文獻回顧 2.1 前言 2.2 植生工程應用植物特性 2.2.1 植物根系與邊坡穩定 水文機制方面 2.3 根系力學研究沿革 2.3.1 根系力學試驗 前人之試驗設備與程序比較 試驗程序探討 根系力學試驗成果 2.3.2 根系力學模式 根系加勁土壤剪力強度增量公式 垂直根系剪力帶之根力模式 傾斜根系剪力帶之根力模式 考慮土~根相對滑移或根系斷裂情況之根力模式 2.4 FLAC有限差分數值分析程式簡介 2.4.1 有限差分法理論背景 2.4.2 材料組合律模式 莫爾─庫倫模式 應變硬化/軟化模式 2.4.3 結構元素 樑元素(Beam element) 鋼索元素(cable element) 2.4.4 單向度壓密方程式之有限差分解 2.4.5 邊坡穩定分析—強度折減法 第三章 研究方法 3.1 前言 3.2 土~根直剪(direct-shear)力學試驗之模擬 3.2.1 方形剪力盒之直剪試驗 模擬目的 試驗內容 建立幾何模式 輸入參數 模擬分析之執行 3.2.2 圓管土柱直剪試驗 模擬目的 試驗內容 建立幾何模式 輸入參數 模擬分析之執行 3.3 根系拉拔試驗 3.3.1 紫花苜蓿現地拉拔試驗 模擬目的 試驗內容 建立幾何模式 輸入參數 模擬分析之執行 3.3.2 西南部泥岩地區刺竹根系現地拉拔試驗 模擬目的 試驗內容 建立幾何模式 輸入參數 模擬分析之執行 3.4 全尺寸刺竹根系加勁邊坡穩定分析 3.4.1 分析目的 3.4.2 建立幾何模式 3.4.3 輸入參數 3.4.4 模擬分析之執行 第四章 結果與討論 4.1 室內根系直剪試驗數值模擬結果與試驗成果比較 4.1.1 方形剪力盒之直剪試驗 4.1.2 圓管土柱直剪試驗 4.2 現地根系拉拔試驗數值模擬 4.2.1 紫花苜蓿根系現地拉拔試驗 4.2.2 西南部泥岩地區刺竹根系現地拉拔試驗 4.3 全尺寸刺竹根系加勁邊坡穩定分析 第五章 結論與建議 5.1 結論 5.2 建議 參考文獻zh_TW
dc.subjectroot mechanicsen_US
dc.subjectnumerical simulationen_US
dc.subjectstability analysis of vegetated slopeen_US
dc.titleNumerical Simulation of Interaction Behavior of Soil~Root Systemen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.fulltextno fulltext-
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