指導教授：卿建業臺灣大學：土木工程學研究所胡洋Hu, YangYangHu2014-11-252018-07-092014-11-252018-07-092014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/260834The mobilized shear strength behaviours of simulated soil materials are presented. Gaussian random field has been utilized to generate spatially variable soil. Various failure responses of soil subjected to simple shear stress state, including mobilized shear strength, location and angle of failure faces, are studied. Results of finite element analysis indicate mobilized shear strength of vertically variable soil can be simulated by purely mathematical method, as Limit Equilibrium Method in the following. Comparisons are made between strengths computed from FEM and LEMs, based on soil samples generated from Gaussian random field. The results suggest that mobilized shear strength of non-homogeneous soil under simple shearing can be captured by LEM without major deviation.目錄 口試委員會審訂書i 中文摘要iii Abstract v 目錄vii 圖目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix 表目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi 第一章緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 研究動機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 研究概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 名詞解釋. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3.1 穩態隨機過程Stationary Stochastic Process . . . . . . . . . . . 2 1.3.2 自關聯性函數Auto-correlation Function . . . . . . . . . . . . . 4 1.3.3 關聯性長度Scale of Fluctuation(Correlation Length) . . . . . . 5 1.3.4 空間變異性Spatial Variability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3.5 平均化效應Averaging Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.6 Quantile-Quantile plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 前人系列研究回顧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4.1 陳品聰[1]. 具空間變異性土體之莫耳庫倫準則. . . . . . . . 13 1.4.2 高炳勳[2]. 在簡單應力狀態下探討具空間變異性土壤的整 體剪力強度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4.3 林群詔[3]. 探討空間變異性下ϕ = 0◦ 土壤的整體剪力強度 分布形式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 第二章如何模擬整體剪力強度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1 如何產生穩態隨機場. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2 以有限元素法RFEM 模擬整體剪力強度. . . . . . . . . . . . . . . . 19 ix 2.3 以極限平衡法LEM 模擬整體剪力強度. . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1 原始的極限平衡演算法架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.2 改進後的極限平衡演算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.4 模擬方式整理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.5 模擬之整體剪力強度結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.5.1 相同試體以不同分析方式得出之整體剪力強度. . . . . . . . 35 2.5.2 比較不同分析方式之整體剪力強度. . . . . . . . . . . . . . . 38 2.6 歸納影響剪力強度之因素. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 第三章整體剪力強度簡化模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.1 定義破壞面發生跳轉之比例參數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.2 基礎於跳轉比例之簡化演算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 第四章驗證跳轉的普遍性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.1 驗證方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.2 驗證結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 第五章結論與建議. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 5.1 土壤存在層面對整體剪力強度之影響. . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 5.2 滑動面的選擇機制模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 5.3 研究適用性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8114042740 bytesapplication/pdf論文公開時間：2014/09/03論文使用權限：同意無償授權高斯隨機場空間變異性層狀土壤整體剪力強度單剪應力狀態有限元素分析thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/260834/1/ntu-103-R01521104-1.pdf