跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(98.80.143.34) 您好!臺灣時間:2024/10/03 18:45
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:邱正德
研究生(外文):Jeng-De Chiou
論文名稱:岩石節理面粗糙特性與其力學規模效應之研究
論文名稱(外文):Scale Effects on Shear Behaviors of Rock Joints due to Roughness
指導教授:趙振宇;楊順欽
指導教授(外文):Chen-Yu Chao;Shun-Chun Yang
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學中正理工學院
系所名稱:軍事工程研究所
學門:軍警國防安全學門
學類:軍事學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:規模效應粗糙度節理內寬微觀力學
外文關鍵詞:scale effectroughnessaperture of jointmicromechanics
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:195
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究基於微觀力學觀點,掌握岩石之節理面粗糙特性、節瘤接觸界面力學行為、以及完整岩材力學性質三項基本力學特質;在位移諧和與力平衡為約制條件下,由微觀力學方法發展之岩石節理面力學組成模式為分析工具,用以推估節理面之宏觀力學行為;同時,亦根據節瘤接觸之界面力學行為與岩材破壞模式,對岩石節理面的力學規模效應,進行理論模式之探討。另外,本研究亦藉由實驗觀察的比較,可驗證本文模式可應用於節理面力學規模效應的分析,亦可對規模效應的影響因子做一更深入的瞭解。
本研究以花崗岩製作兩組粗糙特性不同之張裂節理面,透過矽橡膠翻製母模後,再以石膏材料對上述兩模擬節理面大量複製粗糙分布相同、但尺寸不同之模擬節理試體,經由實驗模擬與模式分析之比較驗證,證明本文所採用岩石節理面組成模式,確可具備分析粗糙節理面之力學規模效應的功能。另一方面透過此模式分析所得節瘤接觸面積、節瘤接觸應力、節瘤破壞區分布、以及節理面受剪膨脹角等特徵,可對節理面粗糙度與節理側壁強度與節理面剪力行為之貢獻做一有效之釐清。根據研究結果顯示:當節理面粗糙度JRC值超過10以上時,其力學規模效應逐漸明顯呈現。對於相同粗糙分布之模擬節理面而言,在低正向應力作用與尖峰剪位移前,節理面粗糙特性使得節瘤接觸面積較小、接觸應力較高、以及膨脹角亦較高的狀態下,兩不同規模節理面之剪力強度由此產生差異;隨作用之正向應力增加,當剪位移越過尖峰位移值後,節瘤的岩材強度則為節理面剪力強度的來源。
Numerous potential scale effects are exist in the field of rock masses engineering such as excavations of underground cavern, foundations of dam, and deep repository of nuclear waste isolation, and the real existence problems are also become a dilemma for engineers that is how to accurately select the design parameters about rock masses during the design phases. According to the development on the rock mechanics at recently two decades, the most of relevant studies on scale effects of rock joints is adopted by back analyses from experimental observations or by the viewpoint of macro-mechanical method, and it is recognized that the roughness coefficient, JRC, and compression of sidewalls, JCS, is major influence factors causing the scale effects of rock joints with the same roughness distribution but with different sample length. However, the key mechanisms to control the scale effects on the strength and deformability of rock joints has not been solved in details up to now.
In this research proposal, the scale effects of strength and deformability for rock joints are studied synthetically by two approaches, theoretical analyses and experimental simulations. In the theoretical approaches, the mechanical behaviors of single rock joint are analyzed based on the micro-mechanical concept. Except that the mechanical behaviors of rough fractures under shearing could be derived from the proposed model, the main factors caused the scale effects of rock joints changes of roughness angle i , contact areas of asperities, and strength of asperities under shearing, are also estimated with this proposed model in details. In the experimental simulations, a specifically design experiment, progressive shear test, on the same modeling joints is used to investigate the distribution of failure zones of asperities under sheared, and the roughness changes on joint surface is comparison with the results of model analyses by an image process method.
According to the results from investigation shows that the scale effects of sheared joints induced from roughness and strength of asperities can be effective clarified by this proposed concept, and roughness play an important role controlling the difference of shear strength of two modeling joint samples with same roughness characteristics but with different sample length before peak shear displacement impeding. However, the strength of asperities, JCS, is main factor controlling the shear strength of rough joints as shear over the peak value.
誌謝ii
摘要iii
ABSTRACTiv
目錄vi
表目錄ix
圖目錄x
符號說明xv
1. 研究動機及目的1
1.1 研究動機1
1.2 研究目的1
1.3 研究方法2
1.4 研究架構3
2. 文獻探討5
2.1 岩石節理面力學模式5
2.2 節理面規模效應研究7
2.2.1國外相關之研究7
2.2.2國內相關之研究8
3. 節理面微觀力學行為分析模式11
4. 節理面力學行為之實驗模擬17
4.1 模擬材料基本力學性質17
4.1.1 基本力學性質試驗設備17
4.1.2 模擬材料之基本力學試驗18
4.1.2.1 模擬材料之選取18
4.1.2.2 試體製作及養護18
4.1.2.3 模擬岩材之基本力學性質18
4.1.2.4 平滑節理面之力學行為20
4.2 模擬節理面試體製作22
4.3 實驗設備25
4.4 實驗規劃26
4.4.1 直接剪力試驗30
4.4.2 漸進式破壞剪力試驗30
4.5 實驗結果36
4.5.1 直接剪力試驗結果36
4.5.2漸進式破壞剪力試驗結果52
4.5.3 實驗成果討論56
4.5.3.1 直剪試驗56
4.5.3.2 漸進式破壞剪力試驗56
5. 模式模擬與分析58
5.1 代表性剖面數與節理元素尺寸之選擇58
5.2 節理面力學行為模擬58
5.3 節理面漸進式破壞模擬75
5.3.1 節理面漸進式破壞模擬分析75
5.3.2 節理面漸進式破壞特性84
5.4 節理面力學規模效應84
5.5節理面規模效應之影響因子94
6. 結論與建議108
6.1 結論108
6.2 建議110
參考文獻111
[1] 趙振宇,“岩石節理面力學性質與導水性偶合行為研究”,博士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北,1999。
[2] Olsson R., Barton N., “An Improved Model for Hydromechanical Coupling During Shearing of Rock Joints,” International Journal of Rock Mechanics & Min. Sci., Vol. 38, pp.371-329., 2001.
[3] Barton N. R., Bandis S. C., and Bakhtar K., “Strength, Deformation and Conductivity Coupling of Rock Joints,” International Journal of Rock Mechanics Sci. and Geomech. Abstr. , Vol. 22, No.3, pp.121-140., 1985.
[4] Bandis, S., Lumsden, A. C., and Barton, N. R., “Experimental Study of Scale Effects on the Shear Behaviour of Rock Joints,” International Journal of Rock Mechanics Sci & Min. Sci. and Geomech. Abstr., Vol 18, Issue 1, pp.1-21, Feb 1981.
[5] 李宗德,“模擬岩石節理面剪力強度之規模效應”,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北,1983。
[6] Barton, N. and V. Choubey, “The shear strength of rock joints in theory and practice,” International Journal of Rock Mechanics & Min. Sci., Vol 10, pp.1-54, 1977.
[7] 陳俊龍,“節理剖面粗糙度規模效應之研究”,碩士論文,淡江大學土木工程研究所,台北,1998。
[8] 張永漢,“模擬節理面剪力強度規模效應之初步探討”,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北,1997。
[9] 彭軼暉,“岩石節理面剪力強度規模效應中之幾何因素”,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北,2001。
[10] 鄭宗隆,“岩石節理面受剪導水偶合行為之規模效應研究”,碩士論文,國防大學中正理工學院軍事工程研究所,桃園,2004。
[11] Bandis S. C., Lumsden A. C., and Barton N. R., “Fundamental of Rock Joint Deformation,” International Journal of Rock Mechanics Sci. and Geomech. Abstr. , Vol. 20, No.6, pp.249-268, 1983.
[12] 楊長義,“模擬規則節理岩體強度與變形性之研究”,博士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北,1992。
[13] 雷世璋,“岩石節理面受剪行為及對導水性影響之研究”,碩士論文,國立台灣大學,台北,2003。
[14] Hoek, E and Brown, E. T., “Underground Excavations in Rock,” The Institution of Mining and Metallurgy,London, pp.131-182, 1980.
[15] 鄒岳展,“岩石節理面幾何變化對剪力強度之影響”,碩士論文,國立台灣大學,台北,2002。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 石朝穎,<藝術教育的根源省思>,《文明探索叢刊》,第二卷,1995年7月
2. 李安澤,<方東美儒學思想及其現代意義>,《哲學與文化》,第二十九卷第十二期,2002年12月。
3. 俞懿嫻,<簡論方程二先生與中國形上學──從西方古典形上學談起>,《東海大學文學院學報》,第46卷,2005年7月。
4. 張訓義,<方東美與裴柏「根源譬喻」>,《鵝湖月刊》,第31卷第1期,2005年7月。
5. 張訓義,<機體哲學與人類價值觀>,《中國文化月刊》,第197期,民國85年3月。
6. 張訓義,<懷海德的宗教觀>,《中國文化月刊》,第198期,民國85年4月。
7. 傅佩榮,<廣大和諧的哲學境界──《方東美全集》校定版介紹>,《哲學與文化》第三十二卷第十一期,2005年11月。
8. 黃克鑣,<從人的超越看人與神的關係──拉內與方東美對談(下)>,《神學論集》,第143期,2005年春。
9. 黃克鑣,<從人的超越看人與神的關係──拉內與方東美對談(上)>,《神學論集》,第141期,2004年秋。
10. 黃克鑣,<從人的超越看人與神的關係──拉內與方東美對談(中)>,《神學論集》,第142期,2004年冬。
11. 葉海煙,<方東美的新儒家哲學>,《鵝湖月刊》,第26卷第9期,民90年3月。
12. 劉岳兵,<春秋齊物論,哲匠亦詩翁──方東美的心靈世界及思想特徵(下)>,《哲學與文化》,第二十五卷第十一期,1998年11月。
13. 劉岳兵,<春秋齊物論,哲匠亦詩翁──方東美的心靈世界及思想特徵(上)>,《哲學與文化》,第二十五卷第十期,1998年10月。
14. 蔣年豐,<「易經」的形上思維之再探:從黑格爾與懷德海之批判「主謂式」的形上命題著眼>,《中國文化月刊》,第102期,民國77年4月。亦錄於東海哲研所主編,《中國哲學與懷德海》一書中。
15. 蘇景星,<懷德海的上帝觀對傳統神學之貢獻>,《中國文化月刊》第99期,民77年1月。錄於東海哲研所主編,《中國哲學與懷德海》一書中。