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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃國書
研究生(外文):Huang, Gwo-Sue
論文名稱:以三維邊界元素法分析弱面對隧道之影響
論文名稱(外文):Ifluence of the Weak Plane for Tunnel by the Three-Dimensional Boundary Element Method
指導教授:壽克堅壽克堅引用關係
指導教授(外文):Shou K.J.
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:邊界元素法節理非線性弱面岩石力學隧道力學
外文關鍵詞:boundary element methodjointnon-linearweak planerock mechanicstunnel mechanics
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現地之岩體包含節理、弱面及斷層等不連續面使得岩體開挖的力學行為
相當複雜,其中尤其以隧道穿過節理時隧道周圍之塑性區將會受到節理影
響控制。而隧道開挖,在開挖面周圍之應力-應變關係是三維的行為,因
此在數值方法上要模擬隧道開挖後岩體之力學行為,唯有使用三維數值模
式才能得到較正確的解答,因此本文將以三維邊界元素法來模擬隧道於岩
體中的力學行為。本文以Barton-Bandis(1985)[1]之非線性節理勁度準則
,決定因節理滑動降伏、擠壓及張開時之切向勁度及正向勁度;並採用反
覆增量運算法配合迭代法,於每一荷重增量之迭代法過程中,即時修正節
理勁度,使節理於隧道開挖過程之行為與實際更加吻合。對於隧道周圍之
元素及域內有興趣之點,本文以Hoek-Brown(1980)[2]的破壞準則決定元
素或域內之點是否已進入塑性範圍,並以此方法決定隧道周圍之破碎區。
本模式應用於隧道開挖分析之結果為:(1)當隧道穿過與隧道軸夾30度之
節理時,隧道之頂拱將會有較大之變位產生,且於隧道周圍之破碎區也會
較大,(2)隧道周圍之破碎區會因為隧道周圍之節理而產生改變,當k值增
大時破碎區則沿著節理向外延伸,因此節理將會使隧道周圍之破碎區加大
,(3)當岩體之彈性模數E較大時,即岩體較佳時,隧道之變位及破碎區皆
將會有明顯的減小。
Boundary element methods constituting the boundary type
numerical model, which only requires approximations on the
boundary of the domain and are based on the analytical solution
being true throughout the domain, are more efficient and
accurate than the domain type numerical models such as finite
difference and finite element methods. In the previous study, a
primitive three-dimensional boundary, capable of analyzing
general rock engineering problems, was developed. Based on the
previous study, effort was made to the simulation of the non-
linear behavior of weak planes in rock mass. In this study, the
Barton-Bandiscriterion for non-linear joint was adopted to
simulate weak planes in rock mass, the Hoek-Brown criterionwas
used to determine the yielding zone around the tunnels. The
results for a tunnel penetrating a weak plane shows that: (1)
for angle between the weakplane dipping direction and the
tunnelling direction around 30*, it has largest yielding zone
and largest deformation at the roof, (2) the larger the ratio of
horizontal to vertical initial stresses, the larger yielding
zone will occur around the tunnel, and (3) the larger the Young*
s modulus, the smaller deformation and yielding zone will be
obtained.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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