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研究生:葉俊男
論文名稱:複合地盤均質化之數值分析
論文名稱(外文):The numberical analysis of homogenization in composite ground
指導教授:張瑞宏張瑞宏引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程研究所
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
論文頁數:70
中文關鍵詞:複合地盤極限承載力均質化有限元素法等效材料等效參數
外文關鍵詞:composite groundultimate bearing capacityhomogenizationfinite element methodequivalent materialequivalent parameter
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傳統計算複合地盤承載力的方式,經由土壤破壞面機制,以求其該狀態下之平衡載重。對於複合地盤的破壞面至今尚未有所定論,故此論文,以材料的觀點來解決其承載力問題。
本論文所用之材料觀點,是經由均質化理論,將其複合地盤轉換其等效材料,得到其內部之等效參數,而本論文之目的,在於利用其有限元素之數值分析,在考慮重力的影響下,不同的影響因子,其內部等效參數的趨勢為何,並討論其均質化應用到其實際結構問題上的適用性。

The traditional way of estimating the bearing capacity in the composite ground is through the failure surface of soil to get the equilibrium loading in such a condition. It is not concluded yet to determine the failure surface of the composite ground until now. Hence the purpose of this paper is to solve the problem of the bearing capacity in the material point of view.
The material point of view in this paper is through the thesis of the homogenization to transmit the composite ground into the equivalent material, and get the inner equivalent parameters in this material. So the other purpose of this paper is to discuss the trend of the inner equivalent parameters in this material in the finite element analysis in the influence of gravity and different influence factor, and discuss that if it is suitable to appreciate the thesis of the homogenization to the real structural problem.

中文摘要………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………..Ⅱ
目錄Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………..Ⅴ
第一章 緒論
1.1研究動機1
1.2研究目的4
1.3 研究方法…………………………………………………………5
第二章 文獻回顧………………………………………………...7
第三章 均質化分析
3.1土壤承載力15
3.1.1理論解析方法15
3.1.2實驗室及現地實驗16
3-2極限分析16
3.2.1單樁分析…………………………………………………18
3.2.2 群樁加勁分析……………………………………………21
3-3有限元素均質化分析22
3.3.1均質化原理…………………………………………….22
3.3.2 有限元素法……………………………………………23
第四章 數值分析
4.1程式說明27
4.2模擬方式27
4.2.1參數的選用……………………………………………….27
4.2.2 邊界條件的模擬…………………………………………29
4.2.3 載重施加方式……………………………………………29
4.2.4 降伏準則的選定…………………………………………30
4-3模擬結果之探討31
4.3.1內摩擦角影響因子的探討 ………………………………31
4.3.2 加勁比率影響因子的探討……………………………….33
4.3.3 凝聚力比值影響因子的探討…………………………….35
4.3.4 支承半徑影響因子的探討……………………………….36
4.3.5 重力參數影響因子與結構性問題承載力探討………….38
4-4 等效參數適用性之討論………………………………………..38
第五章 結果之分析與建議
5-1結果41
5-2建議43
參考文獻69
圖 1 Terzaghi 理論公式圖解圖44
圖 3-1 單軸加勁複合土體承受三軸載重的情況45
圖 3-2 均質化的幾合形式與載重條件46
圖 3-3 群樁加勁的情形47
圖 3-4 均質化過程之基本假設之說明圖48
圖 3-5 均質化過程之分析圖49
圖 3-6 論文之網格圖50
圖 4-1(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)51
圖 4-1(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)51
圖 4-2(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)52
圖 4-2(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)52
圖 4-3(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)53
圖 4-3(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)53
圖 4-4(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)54
圖 4-4(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)54
圖 4-5(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)55
圖 4-5(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)………………………………55圖 4-6(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)56
圖 4-6(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)56
圖 4-7(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)57
圖 4-7(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)57
圖 4-8(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)58
圖 4-8(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)58
圖 4-9(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)59
圖 4-9(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)59
圖 4-10(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)60
圖 4-10(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)60
圖 4-11(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)61
圖 4- 11(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)61
圖 4- 12(a) 結果分析圖(相對等效凝聚力比值)62
圖 4- 12(b) 結果分析圖(等效內摩擦角)62
圖 4- 13(a) 不同重力參數之結果分析圖………………………………63
圖 4- 13(b) 不同重力參數之Ceq/Cc誤差分佈圖…………………….63
圖 4- 14(a) 不同重力參數之結果分析圖64
圖 4- 14(b) 不同重力參數之等效內摩擦角誤差分佈圖64
圖 4- 15(a) 結構性均質化問題之分析圖.65
圖 4-15(b) 結構性非均質化問題之分析圖…………………………….66
圖 4- 16 結構均質化問題之網格圖67
圖 4- 17 結構非均質問題之網格圖68

1 K.Terzaghi, Theoretical Soil Mechanics. Wiley, New York (1943)
2 Hill, R., 1950 . The Mathematical Theory of Plasticity, Oxford University Press, New York
3 Ramiah, B. K. and L. S. Chickanagappa(1990), "Soil mechanics and foundation engineering", 2nd edition, A.A. Balkema,Rotterdam Becker,
4 L.Prandtl, Uber die eindringungsfestigkeit , (Harte) Plastischer Baustoffe und die festigkeit von scheiden Z. Angew. Math. Mech. 1,15-20 (1920)
5 G. G. Meyerhof , The ultimate bearing capacity of foundations. Geotechnigue 2, 301-332 (1951)
6 Hansen, B., N. H. Christensen and L. L. Karafiath(1969), dicussion of "Theoretical bearing capacity of very shallow footings", by L. A. Larkin, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol. 95, No.SM6, Proc. Paper 6894, Nov., 1568-1572
7 Ko, H.-Y., and L. W. Davidson(1973), "Bearing capacity of footings in plane strain", Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol. 99, No.SM1, Paper 9496 , Jan., 1-23
8 V. V. Sokolovski, Statics of Granular Media. Pergamon Press, New York(1965)
9 Griffiths, D. V.(1982), "Computation of bearing capacity factors using finite elements", Geotechnique 32, No.3 , 195-202
10 Bouassida, M. , and P. de Buhan and L.Dormieux(1995),"Bearing capacity of a foundation resting on a soil reinforced by a group of columns" , Geotechnique 45 , No. 1 ,25-34
11 Bouassida, M. , and T. Hadhri(1995), " Extreme load of soils reinforced by columns: The case of an isolated column" , Soil and Foundations , vol. 35, No. 1, 21-35
12 Madhav,M. R. and Vitkar, P. P.(1978): "Strip footing on weak clay stabilized with gradular trench or pile," Canadian Geotechical Journal, No. 15, pp. 606-609
13 Brauns, J. (1978): "Die anfangatraglast von schottersaulen im bindigen untergrund," Die Bautechnik, Vol. 8, pp. 263-271
14 De Buhan, P., R. Mangiavacchi, R. Nova, G. Pellegrini and J. Salencon(1989), "Yield design of reinforced earth walls by a homogenization method", Gectechinpue 39,No. 2. 189-201

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