黃燦輝臺灣大學：土木工程學研究所張六順CHANG, LIN- SHUILIN- SHUICHANG2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50060岩石節理面導水性為岩盤工程之湧水問題處理或高污染廢棄物深埋阻絕體的關鍵課題，然節理面的導水行為又受節理面粗糙度、內寬分佈與力場條件所影響，而且節理面正向閉合與剪動變形下的導水行為，亦因力場條件不同呈現極端之變化趨勢。因此本研究透過以微觀力學方法發展之岩石節理面力學－導水偶合分析模式，針對正向閉合過程之節理面粗糙特性對其導水行為的影響進行分析探討。對於自然節理面而言，其本具初始內寬，因此在探討不同應力狀態下之節理面導水行為時，應將其影響考慮進去，故本研究利用一節理內寬量測方法－水膜滴定法來進行節理初始內寬的量測，並將之量測結果套入於模式中，以使模式分析之起始點更加準確，同時將此內寬量測方法應用於實驗模擬上，藉以進行對力學模式分析結果之驗證比對。另外，亦透過節理面導水偶合行為實驗來進行節理面的導水行為變化模擬。摘要………………………………………………………………………...Ⅰ 目錄………………………………………………………………………...Ⅱ 表目錄……………………………………………………………………..Ⅴ 圖目錄…………………………………………………………………….Ⅵ 符號說明………………………………………………………………….XI 第一章 導論………………………………………………………………1 1.1研究背景…………………………………………………………..1 1.2研究目的與方法…………………………………………………..1 1.3研究架構…………………………………………………………..3 第二章 前人研究…………………………………………………………5 2.1節理內寬及其相關特性………………………………………..6 2.1.1節理內寬………………………………………………………6 2.1.2 節理內寬分佈特性……………………………………………7 2.1.3節理面初始內寬量測…………………………………………8 2.1.4節理面粗糙幾何特性…………………………………………9 2.2節理面宏觀力學行為………………………………………..9 2.3 節理面力學-導水偶合行為分析模式…….………………..10 2.3.1修正JRC-e導水模式……………….…………………10 2.3.2 微觀力學岩石節理面力學-導水偶合分析模式……………10 2.4節理面滲流路徑實驗……….……………………………11 2.5滲流影響因子……………………….……………………12 2.5.1 流量比………………….………………………………..12 2.5.2有效介質理論……………………….…………………..12 2.5.3流槽扭曲率……………………………………………..13 2.5.4 粗糙影響因子對滲流場特性之影響.……..….………..15 2.6綜合分析……………….…………….……………………15 第三章 模擬材料及節理面內寬分佈量測……………………………..26 3.1模擬材料之基本力學性質…………………………………26 3.1.1試驗設備…………………………………………………..25 3.1.2模擬材料之選取及其力學性質………………..………..27 3.1.3模擬節理面試體製作………….………………………..28 3.2節理面粗糙度之量測………………………………………30 3.3節理面初始內寬分佈之量測………………………………31 第四章 節理面力學-導水偶合實驗……………………………………..48 4.1力學實驗及力學-導水偶合實驗設備……………………48 4.2實驗規劃………….…………………….…………………49 4.2.1試體準備…..….……..………..………………………..49 4.2.2實驗條件…..….……..………..………………………..50 4.3模擬節理面力學行為……………….………………………51 4.3.1模擬節理面閉合行為……………..……………………51 4.3.2節理面閉合行為下之內寬分佈………..………………53 4.4模擬節理面導水性行為……………………………………54 4.4.1模擬節理面導水係數變化………………………………54 4.4.2模擬節理面滲流場………………………………………56 4.5綜合分析……………….…………….……………………57 第五章 節理面力學-導水偶合模式分析………………………………..87 5.1節理面微觀力學-導水偶合行為分析模式..………………87 5.1.1節理面微觀力學組成模式………………………………87 5.1.2節理面滲流分析模式…………………….……………..89 5.2節理面力學行為模擬…………………….………………91 5.2.1節理面閉合行為………………….……………………..91 5.2.2節瘤接觸面積與節理面內寬分佈特性….………………92 5.2.3與實驗量測之比較…………………………...…………..96 5.3節理面導水性之預測……………………..……………96 5.3.1節理面導水性變化…………………..…………………97 5.3.2節理面滲流場特性…………………..…………………98 5.4節理面導水性影響因子探討……………………………100 5.4.1節理面流量比………………...…………………………100 5.4.2節瘤接觸面積比……………………………….………..101 5.4.3流槽扭曲率……………………………..……………..102 5.4.4粗糙度影響因子之權重分析…………………………103 5.5綜合分析…………..….…………….………..…………105 第六章 結論與建議……………………………………………………147 6.1 結論……………………………………………………………..147 6.2 建議…………...………………………………………………..149 參考文獻………………………………………………………………….150 附錄A……………………………………………………………………...A-1 附錄B……………………………………………………………………...B-14720047 bytesapplication/pdfen-US岩石節理面滲透係數流徑扭曲率節瘤接觸面積比jointtortuositythesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50060/1/ntu-94-R92521122-1.pdf