(3.235.108.188) 您好!臺灣時間:2021/03/07 21:23
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:郭濰榕
研究生(外文):Wei-Jung Kuo
論文名稱:植生根系增加土壤抗剪強度之研究
論文名稱(外文):A Study on Soil Resistance Shear Strength Increment of Root System
指導教授:張德鑫張德鑫引用關係
指導教授(外文):Te-Hsing Chang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:柳枝工生態工法剪力強度
外文關鍵詞:willow worksecological engineering methodsshear strength
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:149
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
隨著國內對於生態環境的關注,植生護岸工程已經成為穩定河川堤防的重要方法。基於植生根系力學之研究,植物根系對土壤剪力增量之計算已漸漸明朗化,故本研究參考基樁之拉拔試驗分析,推導一拉拔公式及簡化根系力學之應用。研究中結合理論與現地試驗,進行土壤抗剪強度之研究,並應用於植生護岸之安全評估,而植生材料則選擇柳枝工護岸之力學特性為研究主軸。
現地拉拔試驗場址為台中市筏子溪之柳枝工護岸工程,試驗中除採無含根土樣進行直剪試驗以獲得土壤參數,並於現地進行植物根系拉拔試驗,將試驗所得參數代入推導公式中,可求出植生根系抗剪強度之增量。另外透過水流造成之拖曳力、水流沖擊導致植物彎曲之破壞力學、推導拉拔公式等理論分析,據以評估柳枝工護岸可能造成之破壞情形,以利後續進行相關工程設計及安全性之參考。研究成果顯示柳枝工護岸可達到很高的抗沖蝕強度,也可以確定生態工法-柳枝工能達到與一般傳統施工方式的抗破壞強度。
With the growth of concern about ecological and environmental issues in Taiwan, vegetation revetment engineering has become an essential method for stabilizing river embankment project in recent years. Based on researches of roots system mechanics, plant roots system for the calculation of soil shear increments has gradually come to light. This study refers to the pull-out test analysis of foundation piles, then derives a series of pull-out formula and the application of simplified roots system mechanics. Both theoretical concepts and situ test references were integrated to carry out the analysis of soil resistance shear strength, hope it can be applied to assess the safety and applicability of the vegetation revetment. Mechanical properties of the willow works revetment was mainly discussed for the entire study.
Fazi river willow works revetment engineering in Taichung was chosen to be the situ pull-out test address. Two different types of test were conducted here, including direct shear tests on sampling soils and the situ pull-out tests of roots system, to acquire soil parameters using in the following derivation, which aimed to obtain the increments of resistance shear strength of roots system. Furthermore, for the purpose of assessing whether willow works revetment would reach the destruction situation, this study also considered the effect of stream drag force, destruction of the plants bend of mechanics led by water flow, and deriving pull-out formula as well as other theories. The consequence shows that willow works can achieve a high resist invasion strength, also indicates this ecological engineering methods can be achieved the resist destruction strength as same as traditional construction methods.
目錄
中文摘要 1
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 研究目的 2
1.4 論文架構 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 植生工程 5
2.2 植物根系分類 5
2.3 根系分布狀態 9
2.3.1 根系深度 9
2.4 植被護坡機理 10
2.4.1 水文機制 11
2.4.2 力學機制 12
2.5 植物根系於邊坡穩定之相關研究與發展 13
2.6 木本植物對邊坡之影響 14
2.7 水流拖曳力 15
2.8 柳枝工法 16
2.9 植株破壞 17
第三章 理論背景與分析方法 18
3.1 植生根系力學理論 18
3.2 拉拔承載力破壞 19
3.3 根系抗拉拔力之公式推導 20
3.4 根系剪力增量計算 23
3.5 水流導致植物彎曲力學模式 24
3.6 水流拖曳力 24
第四章 實驗方法與討論 25
4.1 植生材料 25
4.2 試驗場地 28
4.3 研究方法 30
4.3.1 試驗儀器設備 31
4.3.2 植生拉拔試驗 31
4.4 土壤直接剪力試驗 34
4.5 根系拉拔試驗及相關數據 36
4.6 含根系土壤之凝聚力與剪力強度計算 38
4.7 含根系土壤抗剪強度增量評估 39
4.8 水柳彎曲變形破壞評估 42
4.9 凝聚力與根數間之關係 46
第五章 結論與建議 47
5.1 結論 47
5.2 建議 48
參考文獻 49
附錄 53
附錄一 水柳投影面積 53
符號表 54

表目錄
表2-1 根系類型及台灣地區常見植物對照表 7
表4-1現地無根系土壤直剪試驗結果 34
表4-2拉拔試驗數據 36
表4-3 水柳樹高、直徑數據 36
表4-4 不同高度之抗拉拔力與剪力增量 41
表4-5 植物抗拉拔力與水流造成之拉力比較 44
表4-6 根數與凝聚力間之關係 46
表4-7 根數與凝聚力間之關係 46

圖目錄
圖1-1 研究流程圖 4
圖2-1 木本植物主要構成要素 6
圖2-2 植物根系分佈基本型態 6
圖2-3 根系主要型態 8
圖2-4 根系在各種不同邊坡種類的分布 10
圖2-5 植被護坡機制圖 11
圖2-6 根系對坡面錨錠、支撐及拱璧作用之關係 13
圖3-1 植株受拉時簡易分力圖 20
圖3-2 植株傾斜受拉時簡易分力圖 21
圖3-3 植根軸對稱表示圖 22
圖3-4 根系加勁土壤剪力強度關係圖 23
圖4-1 實驗植物-水柳 26
圖4-2 水柳 27
圖4-3 水柳葉片 27
圖4-4 實驗場地位置圖 28
圖 4-5 實驗場地位置圖 29
圖 4-6 實驗現地情況 29
圖 4-7 實驗現地情況 30
圖 4-8 拉拔試驗儀 32
圖 4-9 試驗情形 32
圖 4-10試驗情形 33
圖 4-11 試驗情形 33
圖 4-12 試驗情形 34
圖4-13 無含根土樣直接剪力試驗結果 35
圖4-14水柳高度與直徑關係 37
圖4-15 極限抗拉拔力與剪力強度增量關係 40
圖4-16 直徑與剪力強度增量間關係 40
圖4-17水柳變形示意圖 43
圖4-18 流速-植物投影面積破壞關係 45
圖4-19流速-植株直徑破壞關係 45
[1]Abernethy, B., and Rutherfurd, I.D., “The Distribution and Strength of Riparian Tree Roots in Relation to Riverbank Reinforcement”, Hydrol. Processes, 2001.
[2]Abe, K. and Iwamoto, M., “Effect of Tree Roots on Soil Shearing Strength”, International Symposium on Erosion, Debris Flow and Disaster Prevention, Tsukuba, Japan, pp.341-345, 1985.
[3]Abe, K. and Iwamoto, M., “An Evaluation of Tree-Roots Effect on Slope Stability by Tree-Roots Strength”, Journal of Forestry Society, Vol.68, No.12, pp.505-510, 1986.
[4]Baker, C. J., “The Development of a Theoretical Model for the Windthrow of Plants”, Journal of Theoretical Biology, Vol.175, No.3, pp.355-372, 1995.
[5]Biehle, G., Speck, T. &; Spatz, H.C. “Hydrodynamics and Biomechanics of the Submerged Water Moss Fontinalis antipyretica-A Comparison of Specimens from Habitats with Different Flow Velocities”, Botanica Acta, 1998.
[6]Docker B.B. and Hubble. T.C.T., “Modelling the distribution of enhanced soil shear strength beneath riparian trees of south-eastern Australia”, Ecological Engineering, Vol.35, No.5 , pp.921-934, 2009.
[7]Gray, D.H., “Reinforcement and Stabilization of Soil by Vegetation”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol.100, No.6, pp.695-699, 1974.

[8]Gray, D.H., and Sotir, R.B., “Biotechnical and Soil Bioengineering Slope Stabilization a Practical Guide for Erosion Control”, A Wiley-Interscience Publication, John Wiley and Sons, Inc., 1996.
[9]Ireland, H. O., “Pulling Tests on Piles in Sand”, Proceeding of International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol.2, pp.43-45, 1957.
[10]James M.Gere., “Mechanics of Materials,”Nelson, pp.913, 2006.
[11]Meyerhof, G.G., and Adams, J. I., “The Ultimate Uplift Capacity of Foundation”, Canadian Geotechnical Journal, Vol.5, No.4, pp.225-244, 1968.
[12]Puijalon, S., Bornette, G., “Morphological Variation of Two Taxonomically Distant Plant Species Along a Natural Flow Velocity Gradient”, New Phytologist, Vol.163, No.3, pp.651-660, 2004.
[13]Pinthus, J.M., “Estimate of Genotypic Value: A Proposed Method”, Euphytica, Vol.22, No.1, 1973.
[14]Wu, T.H., “Investigation of Landslides on Prince of Wales Island Alaska”, Geotechnical Engineering Report No.5, Department of Civil Engineering, Ohio State Univ., Columbus, Ohio, pp.94, 1976.
[15]Waldron, L.J., “The Shear Resistance of Root-Permeated Homogeneous and Stratified Soil”, Soil Science Society of America Proceeding, Vol.41, No.5, pp.843-849,1977.
[16]Wild, S. A., “Forest Soils:Their Protection and Relation to Silviculture”, New York:Ronald Press, pp.537, 1958.
[17]水土保持局,水土保持手冊,臺北,1992。
[18]中村俊六、菊地幸一,「木梢單床及柳枝工之施工技術教材-卑南溪新興堤段河川環境改善工程施工技術訓練教材」,pp.14-20,2004。
[19]王文江,「植物柔性壩在集水區治理之應用」,中興工程科技發展研究基金會,pp.4-1~4-7,2003。
[20]周德培、張俊云,「植被護坡工程技術」,人民交通出版社,北京,2003。
[21]林信輝,「水土保持植生工程」,3-5植生與邊坡穩定,pp.79-93,2001。
[22]林德貴、張國欽、蘇苗彬,「以數值分析方法再論林肯大郡坡地破壞」,中華水土保持學報,36(3),pp.215-232,2005。
[23]吳正雄,「植生根力與坡面穩定關係之研究」,國立台灣大學森林學研究所博士論文,1990。
[24]拱祥生、林宏達,「植生對邊坡生態工法穩定性影響分析初探」,技師月刊,Vol.31,pp.60-68,2003。
[25]陳彥璋、陳偉堯譯,「坡地生態工法-坡地植生工程理論與實務」,明文書局,臺北,2005。原著:Gray, D. H. and Sotir, R. B. Biotechnical and Soil Bioengineering Slope Stabilization, A Practical Guide for Erosion Control, Wiley, 1996.
[26]陳獻、周岠峰、黃勝頂、賴丁甫、姚敏郎,「柳枝工及木梢單床應用在卑南溪新興堤防及其成果初步觀察」,國際生態工程及水利技術研討會論文集,Vol.1,pp.15-25,2005。
[27]陳秀婷,「植根土壤剪力強度之實驗量測與數值分析」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,2006。
[28]陳秀婷、吳瑞賢、陳致向、游新旺、朱榮華、陳主惠,「含根土壤剪力強度之實驗量測與數值分析」,第十五屆水利工程研討會,pp.112-119,2006。

[29]陳榮河、林美翎、林國峰,「山坡地土壤力學性質在水土保持工程上之一般應用研究(七)」,八十七年度台灣東部及蘭陽地區治山防洪計畫,1999。
[30]游新旺、陳主惠、朱榮華,「根力模式對含根土壤剪力強度評估之影響」,第十五屆水利工程研討會,pp.177-184,2006。
[31]黃勝頂,「柳枝工抗掃流力特性及其對魚類避難效應研究」,博士論文,中原大學土木工程學系,2001。
[32]蔡漢倫,「柳枝工護岸抗掃流力之研究」,碩士論文,中原大學土木工程學系研究所,2013。
[33]賴羿帆,「植生配置對邊坡穩定性影響分析」,碩士論文,國立高雄第一科技大學營建工程學系,2011。
[34]顏正平,「根系型在水土保持是用效能之研究」,水土保持植生工
程研討會論文集,pp. 127-137,國立中興大學,臺中,2000。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔