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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴毅銘
研究生(外文):I-Ming Lai
論文名稱:降雨型態對猴山岳邊坡穩定之影響
論文名稱(外文):Housanyan Landslide induced by Different Rainfall Types
指導教授:陳水龍陳水龍引用關係
口試委員:魏敏樺譚志豪陳卓然
口試日期:2012-07-07
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:土木與防災研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:有限元素法降雨安全係數警戒值
外文關鍵詞:finite element methodrainfallfactor of safetywarning value
相關次數:
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在邊坡預警系統中,觀測降雨量之方式最為省錢與便利,且更容易讓一般的民眾瞭解,故此方法常被利用在山坡預警的發布,但由於每個邊坡都有不同的地質與水文特性,因此就算在相同的降雨強度與延時下,對地下水位的影響也都會有所不同。本研究採用Van Genuchten的SWCC曲線、儲水方程式與非飽和水力傳導方程來模擬降雨對非飽和土壤之入滲行為。利用PLAXIS 模擬猴山岳邊坡在辛樂克颱風期間之破壞案例。透過軟體中的Flow mode計算降雨與地下水位之關係,再將分析之地下水資料代入Advance mode中計算不同地下水位下之安全係數的變化。另外再設計四種不同雨型、三種降雨強度與是否考慮前期降雨之條件,探討24種不同降雨條件下,猴山岳邊坡(崩塌整治後)之各時段地下水位變化與安全係數之變化,得到在何種降雨條件下猴山岳邊坡可能會產生滑動,並代入台北市南區機率式崩塌警戒基準中做比較,再利用相同方法建立一套猴山岳邊坡之預警值,供猴山岳邊坡附近居民做為參考。

Rainfall observation is the most economic and convenient way for slope early warning system and much easier for the public to understand.It is very often used in the announcement of slope warnings.However, the geologic and hydraulic features are different from slope to slope.The rainfalls have difference influence on groundwater table given the same intensity and hysteresis.The SWCC curves, water storage function and hydraulic conductivity function developed by Van Genuchten were introduced to simulate the infiltration behaviors of rainfall in unsaturated soil. PLAXIS was used to simulate a failure case that happened on the slopes of Housanyan during typhoon Sinlaku.The Flow mode of the program was used to calculate the rainfall vs. groundwater table.The groundwater data from analysis was substituted in the Advance mode for the calculation of changes in factors of safety at different groundwater tables.4 different rainfall patterns and 3 intensities were designed to investigate the changes in groundwater tables and factors of safety in various periods of the Housanyan slopes (after remediation of slopes) under 24 rainfall conditions with or without the consideration of antecedent precipitation.It was intended to find out what rainfall condition(s) may trigger the sliding of Housanyan slopes.The probability-based landslide rainfall warning model of southern Taipei City was substituted for comparison.With the same procedure, a set of early warning values were established for the Housanyan slopes for the reference of people living in this area.

目 錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與內容 1
1.3 論文架構與概述 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 邊坡破壞 3
2.1.1 邊坡破壞模式 3
2.1.2 邊坡破壞之影響因子 4
2.2 降雨 8
2.2.1 雨場切割方法 8
2.2.2 前期降雨量 9
2.2.3 有效累積雨量 9
2.2.4 雨型 10
2.2.5 降雨激發崩塌之力學機制 11
2.2.6 降雨警戒模式 11
2.3 非飽和土壤 12
2.3.1 吸力定義 12
2.3.2 土壤含水特徵曲線 13
2.3.3 土壤儲水方程 15
2.3.4 非飽和土壤水力傳導方程 15
2.4 國內外相關研究 16
2.4.1 國外相關研究 16
2.4.2 國內相關研究 17
第三章 PLAXIS數值軟體介紹 18
3.1 PLAXIS土壤材料之組合律 19
3.1.1 線彈性應力應變關係(Linear-elasticity) 19
3.1.2 莫爾庫倫模式(Mohr-Coulomb) 20
3.1.3 軟弱土壤潛變模式(soft soil creep model) 23
3.1.4 應變硬化模式(hardening soil model) 23
3.1.5 軟弱土壤模式(soft soil model) 26
3.2 PLAXIS參數輸入介紹 26
3.2.1 飽和單位重γsat與非飽和單位重γunsat 26
3.2.2 彈性模數Eref(Young’s modulus) 27
3.2.3 柏松比ν( Poisson’s ratio) 28
3.2.4 凝聚力Cref(Cohesion) 29
3.2.5 摩擦角ψ(Friction angle) 29
3.2.6 界面元素強度 (Rinter) 30
3.2.7 水力模式參數 (Hydrauloc models parameter) 30
3.3 PLAXIS模式 32
3.3.1 經典模式(Classical mode) 33
3.3.2 高級模式(Advanced mode) 33
3.3.3 滲流模式(Flow mode) 34
3.4 PLAXIS分析流程 34
第四章 案例分析 36
4.1 資料蒐集 36
4.1.1 歷年航照圖 36
4.1.2 附近工程資料 38
4.1.3 現地調查 40
4.1.4 降雨資料 41
4.1.5 土層資料 45
4.2 數值分析 50
4.2.1 降雨與地下水位之關係 50
4.2.2 地下水位與邊坡穩定之關係 61
第五章 預警值訂定 64
5.1 不同降雨型態之數值分析 64
5.1.1 設計雨型 64
5.1.2 猴山岳邊坡模型(整治後) 64
5.1.3 地下水位分析 66
5.1.4 安全係數分析 78
5.2 猴山岳邊坡預警值 82
5.2.1 台北市南區警戒值 82
5.2.2 猴山岳邊坡警戒值 84
第六章 結論與建議 89
6.1 結論 89
6.2 建議 90
參考文獻 92
附錄
A 猴山岳邊坡與鑽孔取樣照片 96
B 各追蹤點之孔隙壓力變化表 107


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