通常分析岩石工程之設計模擬有四種方式:(1)觀念模擬(2)物理實驗模擬(3 )數學模擬(4)數值模擬。其中數學模擬只適合岩號石形狀單純的構造,當形狀複 雜時數學模擬就較難分析。而物理實驗模擬對於岩石力學分析能提供深入的了解。但 是實驗本身和實際情況有不可避免的差距,以及須耗費龐大的人力和物力等都是很大 的負擔。因此如能將岩體複雜的狀況和各種不同的應力情形用數值模擬出來,則較易 顯現多重不同條件上之應力特性。如果數值模擬能配合實際可靠的輸入數據,則對工 程設計即可提供詳細的訊息以作為定量的參考,本文採用數值模擬來探討岩釘和襯砌 兩種支保對隧道承載荷重的變形特性。 本文首先引用邊界元素法的觀念以建立開挖面初始應力與影響函數及虛擬密度承數的 關係。其次進一步模擬岩釘和襯砌的力學模式,以完成整個系統的數值模擬。再由材 料的E、ν值和現地應力,推估隧道的變形和應力的相互關係,並將結果和實驗室物 理模擬比較。 由本文研究結果顯示: (1)數值模擬與無限域之彈性公式解二者之答案具有相當的一致性。 (2)隧道加人襯砌之變形經數值模擬之結果與物理模擬試驗結果在低正應下二者誤 差較大但中應力誤差很小。 由以上兩點可知本數值模擬適用於岩體為彈脆性材料之隧道加入支保的情況。
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