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研究生:劉振宏
研究生(外文):Liou Jhen Hong
論文名稱:不飽和夯實低塑性黏土浸潤強度變化之探討
指導教授:吳淵洵
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:土木與工程資訊學系碩士班
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:141
中文關鍵詞:不飽和夯實黏土填土邊坡邊坡穩定降雨強度折減土壤凝聚力
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不飽和土壤力學於近幾年之發展逐漸成熟,相關之研究亦相應而生,儼然成為大地工程中一項重要之議題。以邊坡工程為例,土壤於常時均處於不飽和之狀態,但是受雨水浸潤後土壤之飽和度必然增加,土壤剪力強度參數亦會隨之產生變化。鑑於此條件下,探討不飽和土壤浸潤強度之變化,掌握該類邊坡之力學性質應是當下每個工程師於工程執行前應當省思的重要課題。
本研究以取自石門水庫地區之低塑性黏土為研究對象,以浸水直剪的試驗方式,依巨觀條件探討不同夯實度下的浸潤土壤其剪力強度參數值之變化。模擬不飽和黏土受雨水浸潤後對填土路堤邊坡穩定產生之影響。依據土壤浸水後強度參數之折減情形,作為模擬邊坡安全的一項重要指標。試驗過程中試體依含水量及夯實度之不同而進行製作。含水量分別為OMC-2%、OMC%及OMC+2%;夯實度依修正夯實最大乾密度之85%、90%及95%進行夯實。製作完成之試體首先於直剪試驗儀預壓24小時;其次不同試體分別浸水4、12及24小後進行剪力試驗,求取其強度參數。
研究結果顯示,各不同夯實密度之試體於浸水4小時後,修正凝聚力值(c*)均產生大幅度的折減,但是f值並未有此明顯之趨勢。填土邊坡受雨水浸潤後,c*值的折減可視為邊坡於短時間內可能產生坍滑的一項重要因素。由於傳統邊坡安全分析未充份認知不飽和夯實填土浸水後強度折減之影響。因此,進行邊坡穩定分析的過程中,應就現地條件慎選土壤強度參數,確保邊坡之安全性。未來宜藉由其他類型之填土材料進行探討,使不飽和填土邊坡之研究更趨於完善。
摘要.................................................................I
致謝................................................................II
目次...............................................................III
表次................................................................VI
圖次..............................................................VIII
符號表.............................................................XIX
第一章 緒論...........................................................1
1.1研究背景.......................................................1
1.2研究動機及目的..................................................1
1.3研究方法及流程..................................................2
1.4論文架構.......................................................2
第二章 文獻回顧.......................................................4
2.1非飽和土壤......................................................4
2.2.1基質吸力..................................................5
2.2.2基質吸力之量測方式..........................................6
2.2不飽和土壤之剪力強度定理.........................................9
2.3土壤-水份特性曲線..............................................15
2.4降雨對不飽和邊坡之影響..........................................18
2.4.1邊坡破壞模式..............................................22
2.4.2降雨入滲之滲流機制.........................................26
2.4.3浸潤帶...................................................27
第三章 研究方法及流程.................................................30
3.1基本物理試驗...................................................30
3.2土壤力學性質試驗...............................................30
3.2.1夯實試驗.................................................30
3.2.2直接剪力強度試驗..........................................31
3.3試驗儀器......................................................35
3.4試驗軟體......................................................38
3.4.1土壤直接剪力試驗自動化程式..................................39
3.4.2土壤直接剪力試驗編輯報告自動化程式...........................41
第四章 試驗結果與分析.................................................44
4.1基本物理性質...................................................44
4.2直接剪力試驗結果...............................................46
4.2.1土壤夯實度與土壤強度之關係..................................64
4.2.2浸水與c*值折減之關係.......................................64
4.2.3浸水與值變化之關係.......................................68
4.2.4夯實度及浸水時間對土壤剪力強度之影響.........................70
4.3 STABL程式分析...................................................72
4.3.1設計參數之選取...............................................72
4.3.2邊坡幾何參數與土壤參數...........................................72
4.4 STABL分析結果探討................................................74
4.4.1邊坡穩定分析正確性之探討.........................................74
4.2.2浸水時間對邊坡穩定之影響.........................................75
第五章 結論與建議....................................................82
5.1結論..........................................................82
5.2建議..........................................................83
參考文獻............................................................85
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