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研究生:張繼儒
研究生(外文):CHANG CHI-JU
論文名稱:土石流平面柵分流效率之試驗研究
論文名稱(外文):An Experiment of Separating Efficiency on the
指導教授:段錦浩段錦浩引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:水土保持學系
學門:農業科學學門
學類:水土保持學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:51
中文關鍵詞:平面柵土砂滯留因子
外文關鍵詞:plain railing devicesoil halting factor
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平面柵是將數十根具有間隙之H型鋼,放置於兩座相鄰且具有高差之防砂壩上,使H型鋼產生一順坡之角度,進而讓流經其上之土石流產生土石分離效果。並設置主流河道與分流河道,使分離出細顆粒土砂及水從分流河道引導至下游原河道或安全地區排放,以防土石流有再混和之虞。
本實驗藉由改變上下游壩之高差及鋼棒長度,使平面柵之坡度產生變化,期能了解在不同的鋼棒長度下,土砂分流比和裝置坡度之間的關係。並期能找出合理之土砂滯留因子以滿足所預計之土砂分流比。最後藉由探討平面柵於現場施做的狀況,以決定所應該使用之型鋼型號及鋼棒間距大小。而將所得之結果經整理後如下所列:
1.當平面柵之坡度小時,土石流流經三種鋼棒長度均會發生流動、停積、再流動、再停積之重複現象,而此種現象在鋼棒越長時越明顯。
2.當裝置坡度介於30度~40度之間時,所得之土砂分流比介於1~2之間,和預計之分流狀況相符。
3.當土砂滯留因子集中於5~10之間時,其土砂分流比和預計之分流狀況相符,也就是可藉由調整裝置之坡度及鋼棒長度,而使得土砂滯留因子為所需之值,以達到預計之土砂分離效果。
The plain railing device has many steel I-beams mounted on the two consecutive check dams. Also there is an angle between the railing bar and the channel. The device can separate the coarse cobble and water when debris flow passes through it. In order to prevent the debris flow remixing, the channel is divided into main channel and by-pass. The coarse cobble can move above the I-beam screen and deposit in the main channel. The fine particle and water will drop through the I-beam screen and flow to the downstream in the by-pass.
By changing the height difference of two check dams and the railing bar length, there will be different condition of the railing slope. One purpose of this experiment is to analyze the relationship between the rate of separating coarse cobble and the railing slope in different railing bar length. Another purpose is to find out the reasonable soil halting factor to satisfy the expected rate of separating coarse cobble. At last we have to decide what kind of I-beam and what size of railing interval should be used in some cases at a job site. The result of this experiment are described as follows:
1.There is a repeated phenomenon of move and stop in three conditions of railing bar length, when the debris flow moves through the device with a gentle slope. The phenomenon is more obvious when the railing bar length is longer.
2.When the slope of the railing bar is between 30 and 40 degrees, the rate of separating coarse cobble is between 1 and 2. It is confirmed to the expected railing condition.
3.When the soil halting factor is between 5 and 10, the rate of separating coarse cobble is also confirmed to the expected railing condition.
目 錄
中文摘要 I
Abstract II目錄 III
表目錄 V
圖目錄 VI
照片目錄 VIII
第一章 緒論 1
一、研究動機 1
二、研究目的及方法 2
三、研究內容 5
第二章 文獻回顧 8
一、土石流的特性 8
二、土石流之防治工法 11
三、透水柵之相關研究 15
四、平面柵裝置之相關研究 18
第三章 材料與方法 19
一、土石流形成方式 19
二、渠槽裝置 19
三、試驗步驟 22
第四章 結果與討論 26
一、實驗現象之描述 26
二、實驗結果之分析 30
三、H型鋼之受力狀況探討 35
第五章 結論與建議 47
一、結論 47
二、建議 49
第六章 參考文獻 50
表 目 錄
表2-1土石流與溪床傾斜角之關係 11
表3-1粒徑分布表 20
表3-2試驗條件表 22
表4-1實驗數據分析表(一) 45
表4-2實驗數據分析表(二) 45
表4-3實驗數據分析表(三) 46
圖 目 錄
圖1-1土石流防治工法之範例 7
圖1-2壩體型式示意圖 7
圖2-1土石流發生形態示意圖 9
圖2-2土石流流動性狀示意圖 10
圖2-3日本燒岳透水柵施工完成 15
圖2-4日本燒岳透水柵經土石流後淤滿情形 16
圖3-1試體粒徑累積分布曲線圖 21
圖3-2實驗流程圖 23
圖3-3渠槽試驗之正視圖 24
圖3-4渠槽試驗之側視圖 24
圖3-5平面柵裝置之俯視圖 24
圖3-6平面柵裝置之側視圖 25
圖3-7鋼棒配置圖 25
圖4-1坡度與分流比之關係圖(篩棒長度為30cm) 31
圖4-2坡度與分流比之關係圖(篩棒長度為40cm) 32
圖4-3坡度與分流比之關係圖(篩棒長度為50cm) 33
圖4-4土砂滯留因子與分流比之關係圖 33
圖4-5簡支樑之載重、剪力及彎矩圖 36
圖4-6載重圖(一) 37
圖4-7剪力圖(一) 38
圖4-8彎矩圖(一) 38
圖4-9型鋼示意圖 38
圖4-10型鋼排列示意圖 39
圖4-11載重圖(二) 39
圖4-12剪力圖(二) 40
圖4-13彎矩圖(二) 40
圖4-14 W14×48之型鋼尺寸圖 40
圖4-15型鋼之排列方式示意圖 41
照 片 目 錄
照片3-1平面柵裝置 25
照片4-1土石流尚未發生時 42
照片4-2土石流即將發生時 42
照片4-3土石流分離情形 42
照片4-4土石堆積狀況 43
照片4-5鋼棒長度為30cm時之土砂運移現象(坡度較小) 43
照片4-6鋼棒長度為30cm時之土砂運移現象(坡度較大) 43
照片4-7鋼棒長度為40cm時之土砂運移現象(坡度較小) 44
照片4-8鋼棒長度為40cm時之土砂運移現象(坡度較大) 44
照片4-9鋼棒長度為50cm時之土砂運移現象(坡度較小) 44
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