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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:童瑄文
研究生(外文):Xuan-Wen Tong
論文名稱:在簡單應力狀態下探討具有空間變異性土壤的整體彈性模數
論文名稱(外文):Equivalent elastic moduli for a spatially variable soil mass subjected to a simple stress state
指導教授:卿建業卿建業引用關係
口試委員:劉家男葛宇甯
口試日期:2015-07-07
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
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:197
中文關鍵詞:隨機場關聯性長度空間變異性有限元素分析彈性模數
外文關鍵詞:random fieldscale of fluctuationspatial variabilityfinite element analysiselastic modulus
相關次數:
  • 被引用被引用:2
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本論文屬於空間變異性系列之研究,主要探討具有空間變異性土壤的彈性模數行為,研究方法為:先利用有限元素法計算具有空間變異性土壤之整體彈性模數,後與離散化後隨機場的數學平均相互比較,結果發現當隨機場為等向性(即水平方向之關聯性長度δx=垂直方向之關聯性長度δz)時,水平方向之楊氏模數(Ex)與離散化後之隨機場的幾何平均較為接近,垂直方向之楊氏模數(Ez)與剪力模數(G)與幾何平均較為接近,而當隨機場為異向性時,即水平方向無限大,如同層狀土壤,發現Ex與算數平均較為接近,Ez、G與倒數平均較為接近。
而為驗證上述結果,建立與工地現場相似之基礎模型,即在隨機場化的土壤上方中間放置硬板後,施加均佈應力,等土壤沉陷後輸出各點位移,轉換為反映到基礎的楊氏模數,類似地盤反應系數的概念,並將楊氏模數與不同範圍的隨機場比較,結果發現在等向性隨機場下,只要選取的隨機場範圍適當,似乎幾何平均或倒數平均表現都不錯,而範圍大多為以基礎起算,五倍寬、五倍深的隨機場;異向性隨機場,因為水平方向關聯性長度很大,所以不用考慮比較之寬度變化,範圍大多也為五倍深度最為適當,且皆倒數平均表現比較佳。


致謝 I
中文摘要 II
Abstract III
符號表 IV
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2研究目的與方法 1
1.3本文內容 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 如何表示土壤的空間變異性 3
2.2 穩態隨機過程( Stationary stochastic process ) 5
2.3自關聯性函數(Auto-Correlation Function) 6
2.3 平均效應(Average effect) 9
2.4 關聯性長度(scale of fluctuation (correlation length)) 12
2.5 高斯隨機場 (Gusses random filed) 模擬 13
2.6空間變異性相關研究 16
第三章 研究方法 18
3.1 選用之隨機場 20
3.2有限元素分析(Abaqus)之數值模型 23
3.3 如何計算出整體楊氏模數 26
3.4 基礎模型 31
第四章 結果分析與比較 35
4.1 名詞解釋 35
4.1.1 QQ plot (Quantile-Quantile plot) 35
4.1.2 P-value 36
4.2 單隨機場 37
4.2.1 等向性(δx = δz= 1、2、5、10、100) 37
4.2.2 異向性(δx = ∞ δz = 1、2、5、10、100) 48
4.2.3 單隨機場 (δx=50 δz=2) 61
4.3 基礎 71
4.3.1 等向性(δx = δz= 1、2、5、10、100) 71
4.3.1 異向性(δx = ∞ δz= 1、2、5、10、100) 98
第五章 結論與建議 107
5.1 結論 107
5.2 未來方向與建議 108
參考文獻 110
附錄A 113
附錄B 131


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