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研究生:蔡政晟
論文名稱:三度空間邊坡穩定分析之一般化與驗證
指導教授:黃景川黃景川引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
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:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
中文關鍵詞:三度空間邊坡穩定分析不對稱滑動分析局部安全係數整體安全係數兩方向安全係數
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綜觀目前諸多學者所提出之邊坡穩定分析法,大多建構於二度空間或三度空間單一方向滑動之邊坡穩定分析法。其對於不對稱之地形、地質、破壞面之滑動分析,皆假設滑動方向為平行於對稱面之單一滑動方向,實不符合實際三度空間狀況。本研究以Bishop法及Janbu法為理論基礎,進行三度空間之一般化平衡式之擴充,其間導入兩方向整體力(或力矩)平衡式,使滑動方向為力平衡之結果,適用於任意方向滑動之不對稱形狀破壞面。
本研究之邊坡穩定分析法,對於分析之結果,除可得到傳統邊坡穩定分析之整體安全係數 外,尚可得到兩互相垂直方向(x、y軸)之安全係數Fsx、Fsy ,作為分析上之參考。本研究引入局部安全係數之觀念,可得到每一切片之安全係數 ,對於滑動方向之分析,可得到每一切片微觀之滑動方向 。一般之邊坡穩定分析法,則無法顯示此特色。
從案例比較驗証及問題分析中得知,本研究之三度空間邊坡穩定分析法,能夠產生合理的分析結果,可應用於任意方向、地形、地質之不對稱型態破壞面之邊坡穩定問題之分析。本研究並結合電腦程式自動化分析,使邊坡穩定分析法,更具效率與實用性。
第一章 緒論
1-1 前言
1-2 研究目的
1-3 研究方法
第二章 文獻回顧
2-1 二度空間Bishop簡便法邊坡穩定分析
2-2 二度空間Janbu法邊坡穩定分析
2-3 現有三度空間邊坡穩定分析法
2-3-1 Hungr擴展之三度空間Bishop簡便法
2-3-2 Xing之三度空間邊坡穩定分析法
2-3-3 Lam與Fredlund之三度空間邊坡穩定分析法
2-3-4 Leshchinsky之三度空間邊坡穩定分析法
第三章 三度空間邊坡穩定分析之理論推導
3-1 立體切片基本參數之推導
3-1-1 立體切片正向力之單位向量
3-1-2 立體切片抗剪力之單位向量
3-1-3 立體切片底面之面積
3-2 3D Bishop簡便法一般化之推導
3-3 3D Janbu嚴密法一般化之推導
第四章 電腦求解流程與自動化
4-1 3D Bishop簡便法求解流程與收斂基準
4-2 3D Janbu嚴密法求解流程與收斂基準
4-3 收斂性與切片取法之探討
4-4 滑動方向一般化之探討
4-4-1 平台四面滑動之分析
4-4-2 圓錐平台破壞面之分析
第五章 理論驗證與問題分析
5-1 3D Bishop簡便法之驗證
5-2 3D Janbu嚴密法之驗證
5-3 不對稱開挖之穩定分析
5-4 垂直轉角邊坡之穩定分析
5-5 加勁材設置方位對安全係數之影響
第六章 結論與建議
6-1 結論
6-2 建議與未來研究方向
1. Baligh, M. M., and Azzouz, A. S. (1975). “End effects on cohesive slopes.” J. Geotech. Engrg. Division, 101(GT11), 1105-1117.
2. Bishop, A. W. (1955). “The use of the slip circle in the stability analysis of slopes.” Geotechnique, V(1), 7-17.
3. Chen, R. H., and Chameau, J. L. (1982). “Three-dimensional limit equilibrium analysis of slopes.” Geotechnique, 32(1), 31-40.
4. Fredlund, D. G., and Krahn, J. (1977). Comparison of slope stability methods of analysis. Can. Geotech. J., 14 (3), 429-439.
5. Hovland, H. J. (1977). “Three-dimensional slope stability analysis method.” J. Geotech. Engrg. Division, 103(GT9), 971-986.
6. Hungr, O. (1987). “An extension of Bishop’s simplified method of slope stability analysis to three dimensions.” Geotechnique, 37(1), 113-117.
7. Hungr, O., and Salgado, F. M., and Byrne, P. M. (1989). “Evaluation of a three-dimensional method of slope stability analysis.” Can. Geotech. J., 26, 679-686.
8. Janbu, N. (1973). “Slope stability computations.”Embankment-Dam Engineering, Casagrande Volume, John Wiley and Sons, 47-86.
9. Lam, L., and Fredlund, D. G. (1993). “A general limit equilibrium model for three-dimensional slope stability analysis.” Can. Geotech. J., 30, 905-919.
10 Leshchinsky, D., and Huang, C. C. (1992). “Generalized three-dimensional slope-stability analysis.” J. Geothch. and Geoenviro. Engrg., 118(11), 1748-1764.
11. Ugai, K., and Hosobori, K. (1988). “Extension of simplified Bishop method, simplified Janbu method and Spencer method to three-dimensions.” Proc. Japanese Society of Civil Engineers, No. 394/Ⅲ-9, 21-26 (in Japanese).
12. Zhang, Xing. (1987). “Three-dimensional stability analysis of concave slopes in plan view.” J. Geotech. Engrg., 114(6), 658-671.
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