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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:湯明洲
研究生(外文):Ming-Chou Tang
論文名稱:基腳保護工對堤防坡面穩定性探討
論文名稱(外文):The StabilityStudy on Embankment Slope with Protection Work on Footing
指導教授:黃建維黃建維引用關係
口試委員:蘇育民黃添坤
口試日期:2017-07-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系所
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:PLAXIS 2D有限元素程式安全係數STABL程式
外文關鍵詞:Plaxis 2D finite element programsafety factorSTABLprogram
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近來年受到極端氣候的影響,常使河川堤防負擔過大,不堪使用以致於常有損壞,為防止河川堤防發生災害,於堤防基腳增設保護工,以提昇堤防的穩定性,是工程界重要之課題。
本研究針對堤防基腳保護工不同方式之研究範例,利用STABL邊坡穩定分析程式及PLAXIS 2D有限元素程式加以探討相關力學行為及工程特性,分析結果顯示:(1).於無地下水情形下,單獨施作基腳保護工,堤防安全係數由1.171提升為1.712,若再加設置微型樁,則堤防安全係數由可再提升為1.876,增加幅度似乎不大。考慮地下水存在之影響,即使有施作基腳保護工,堤防安全係數仍止於0.893,若除基腳保護工外,再加設置微型樁,則堤防安全係數由可再提升為1.103,顯然微型樁之加設,於地下水存在時,其對堤防安全之助益更具成效。(2).地下水之存在,由於土壤有效單位重之減少,使得堤防最大變位有減少之情形,有減少趨勢。(3).地下水之存在,堤防之水平位移有增加情形,以單獨施作基腳保護工而言,最大水平位移由9.882cm增加為20.18cm,若再加設置微型樁,於地下水之存在情形下,最大水平位移可減少至18.07cm。(4).地下水之存在情形下,除基腳保護工外,再加設置微型樁,除可最大減少水平位移,而且將發生最大水平位移位置由接近趾部之坡面移至內部底層土壤,使得堤防之安全性更為提高。
In recent years, extreme climate has caused the embankment overloaded. This makes theembankment unusable and destruction more often. For preventing the damage of embankment, protection work is installed in the footing to increase its stability. It is the important topic for engineering agencies,
This study aims at the relevant mechanical behavior and engineering properties of researched examples of different types of protection workin the footing of embankmentusing STABL slope stability analytical program and Plaxis 2D finite element program. From the analyzed results, it indicates that: (1). without the effect of groundwater, the safety factor of embankment is increased from 1.171 to 1.712 with the installation of protection footing block. The safety factor can be increased to 1.876 with more installation of micro-pile under the protection footing block. It seems not apparently beneficial for installing micro-pile. However, considering the effect ofgroundwater,the safety factor of embankment with the installation of protection footing block is only 0.893, while it becomes 1.103 with more installation of micro-pile. The more effectiveness can be found for installing micro-pile with the existence of groundwater.(2). the maximum deformationof embankment is decreased with the existence of groundwaterbecause the effective unit soil weight is reduced.(3).for the installation of protection footing block, the maximum horizontal displacement is increased from 9.882 cm without considering the effect of groundwater to 20.18 cm with the existence of groundwater.The figure is reduced as to 18.07 cm with more installation of micro-pile. (4).under the existence of groundwater, the location of maximum horizontal displacement is moved from the lower slope near the toe to the interior bottom soil layer for more installation of micro-pile comparing with only building protection footing block except that the maximum horizontal displacement is reduced.
中文摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 vi
1 第一章 緒論 1
1.1. 前言 1
1.2. 研究動機與目的 2
1.3. 研究方法 3
1.4. 研究內容 3
2 第二章 文獻回顧 4
2.1. 河堤計畫 4
2.2. 堤防類別與設計 6
2.3. 土堤 9
2.4. 堤防基腳加強方式 13
3 第三章 數值分析方法 16
3.1. STABL 邊坡穩定分析程式 16
3.2. PLAXIS 2D分析程式 18
3.3. 土壤模式 23
3.3.1. 土壤彈塑性模式 24
3.3.2. 莫爾-庫倫模式(Mohr-Coulomb model) 24
4 第四章 研究範例Stabl 程式分析 27
4.1. 研究範例說明 27
4.2. 研究範例分析結果 28
4.2.1. 研究範例一 28
4.2.2. 研究範例二 29
4.2.3. 研究範例三 30
4.2.4. 研究範例四 31
4.2.5. 研究範例四 32
4.3. 研究範例分析結果總結 33
5 第五章 研究範例PLAXIS 2D 程式分析 34
5.1. 研究範例說明 34
5.2. 研究範例分析 36
5.2.1. 研究範例一 36
5.2.2. 研究範例二 41
5.2.3. 研究範例三 46
5.2.4. 研究範例四 51
5.2.5. 研究範例五 59
5.3. 研究範例分析結果總結 67
6 第六章 結論與建議 69
6.1. 結論 69
6.2. 建議 70
7 參考文獻 71
1.經濟部水利署第二河川局(2017),106年度中港溪水係堤防結構安全檢測。
2.汪令堯(2012),護坡開裂對土堤便道穩定性之影響,臺灣公路工程,第38卷,第8期。
3.陳世遠(2004),土石堆堤防力學行為之探討,國立中興大學研究所碩士論文。
4.廖鈺塘(2014),探討孔隙水壓對地盤加勁機制之影響,國立成功大學碩士論文。
5.Das, (2014),Choosing basis functions and shape parameters for radial basis function methods,SIAM Undergraduate Research Online,pp.190-209.
6.PLAXIS bv (2010), PLAXIS 2D Reference Manual, P. O. Box 572, 2600 An Delft, Netherlands.
7.Siegel, R. A. (1975), “Computer Analysis of General Slope Stability Problems,” Joint Highway Research Project, JHRP-75-8; School of Civil Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana, U.S.A.
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