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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林應芝
研究生(外文):Yin -Chih Lin
論文名稱:降雨與水庫蓄水對土石壩體穩定安全之探討
論文名稱(外文):Effects of the Rainfall and Reservoir Impoundingon Stability of Earth-fill Dam
指導教授:簡連貴簡連貴引用關係
指導教授(外文):Lian-Guey Jean
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:142
中文關鍵詞:降雨水庫蓄水土石壩穩定安全
外文關鍵詞:rainfallreserviorimpoundingearth-fill dam
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摘 要
受限於台灣本島地狹人稠之特殊居住環境,水庫往往設處於人口密集區附近,如果水庫遭逢破壞將導致民眾生命財產重大損害;又台灣本島因地震頻繁,部分大型壩體採柔性材料之土石壩,惟經過統計土石壩災害頻率最高為滲漏。
因此本研究蒐集整理相關文獻資料及研究區域之相關水文、地理、地質、環境、設計、監測等基本資料後,將分別針對水庫集水區因降雨量引致最大洪水量造成水庫水位蓄昇變化及水庫營運時水位蓄昇最大變化等各種不同水位階段條件下,探討土石壩體內部滲流變化作用對於壩體邊坡安全造成之影響。
本研究將以新山水庫為計算案例,利用 SEEP/W及SLOPE/W多功能程式,以數值分析有限元素法對於多孔性材料(如土壤、岩石)中孔隙水壓的穩態型式變化及邊坡穩定進行模擬分析;並將分析結果與現地監測數值比對、較核,如此可確保數值模擬結果之品質及合理性。經本研究分析結果滲流作用不會造成下游壩體坡面產生流潰破壞,僅會發生非管湧現象之小部份壩址圓弧型破壞,故對本研究案例-新山水庫壩體邊坡穩定性是安全的。
Abstract
Owing to the restriction of the particularity of living environment in Taiwan, nearly all the dams were situated in the vicinity of crowded area. The occurrence of dam damage will result in the devastating loss onto the people lives and properties. Some of the current large-scale earth dams were constructed by flexible material due to the fact of frequent earthquake in Taiwan. However, the statistic indicated that highest frequency of damage of earth dam is leakage.
Accordingly, the research elaborates and collects the relevant literatures and studies the respective basic information of hydrology, geography, geology, environment, design, and monitoring data. The main scope of the research is to investigate the resultant impact onto the slope safety of earth dam due to the effect of internal seepage variation. The primary analytical parameter of research is mainly on the basis of different conditions of water level change resulting from the maximum flood capacity due to rainfall within catch basin of reservoir and maximum water level variation in operation stage.
The research employs the Hsin-Shan reservoir as the case example to perform the numerical simulation by utilizing the multi-functional software SEEP/W and SLOPE/W to conduct the finite-element analyses for the steady state variation of pore water pressure and slope stability of porous material (i.e. soils and rocks). In addition, the analytical results mutually compare and check with the on-site monitoring data for the quality and rational assurance of numerical simulation outcome. Conclusively, the analytical result of the research indicates that seepage will only generate small-scale circular failure of non-piping phenomenon at the toe of dam and will not cause flow-burst failure on the slope surface of dam downstream. Consequently, the safety of slope stability of dam can be assured for the case example of research – Hsin-Shan reservoir.
目錄
摘要 I
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 土石壩概述 5
2.1.1 土石壩基礎需求 8
2.1.2 土石壩滲流 13
2.1.3 土石壩管湧性質 23
2.2 土石壩材料之選用 27
2.3 土石壩監測系統 32
2.3.1 土石壩監測概述 33
2.3.2 土石壩監測項目及頻率 37
2.4 土石壩破壞原因及災害探討 38
第三章 土石壩體穩定分析程式 51
3.1 SEEP/W(version 3.03) 51
3.2 SLOPE/W(version 3.03) 56
第四章 土石壩體穩定安全之探討-以新山水庫為例 65
4.1 新山水庫基本資料 66
4.1.1 水庫區域地質概況 66
4.1.2 水庫壩體設計概況 67
4.1.3 水庫氣象水文資料 68
4.1.4 水庫蓄水位資料 68
4.2 新山水庫洪水探討 69
4.2.1 降雨頻率分析 69
4.2.2 單位歷線 70
4.2.3 設計雨型 71
4.2.4 頻率年洪水量 71
4.2.5 最大洪水量 71
4.2.6 水庫洪水演算 73
4.3 新山水庫滲流作用探討 74
4.3.1 滲流模擬分析過程 74
4.3.2 滲流模擬分析結果探討 76
4.4 新山水庫滲流作用下之靜態邊坡穩定探討 79
4.4.1 靜態邊坡穩定模擬分析過程 80
4.4.2 靜態邊坡穩定模擬分析結果探討 82
4.5 新山水庫監測數據與模擬結果分析比對 83
第五章 結論與建議 125
5.1 結論 125
5.2 建議 126
參考文獻 127
參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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