林美聆臺灣大學：土木工程學研究所鄭巽澤Cheng, Hsun-TseHsun-TseCheng2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50332摘 要 台灣於1999年遭受規模7.3的921集集大地震憾動全台，不但造成人員傷亡、房屋倒塌，更引發許多邊坡產生滑動破壞。而動態邊坡分析自擬靜態模式開始到滑動塊體的分析方式，皆有簡化假設條件於其中。為了直接了解邊坡受震反應，王國隆自2003年起於國家地震中心進行了多組大型邊坡受震模擬試驗，以了解邊坡受震過程中之動態行為反應。更在2004年開發室內小型振動台，期望將邊坡動態模擬試驗常態化，以有利於動態研究分析的發展。 因此本研究期望藉由小型振動台操作上的便利性，能有效的模擬出邊坡滑動行為。在試驗過程中改變邊坡特定因子坡角與坡高進行試驗，發現在以坡角改變時，所觀察出的邊坡滑動發展主要由坡頂開始向下滑移推擠下方的坡面造成整體性的坡面滑動。而在不同坡高為變數方面，因在振動時由於坡面較不穩定因此破壞型式以坡面快速滑落現象為主。 另外以試驗中以影像觀測記錄邊坡行為，並以影像分析方法運用PIV分析坡面位移場關係，了解整體坡面在產生滑動破壞時，坡面位移場分佈變化情況。利用紅外線掃瞄方式，對於坡面在試驗前後進行掃瞄動作，根據掃瞄所得試驗前後之坡面平均高程曲線來進行坡面變化定量分析之依據，由初步成果來看，在坡面有明顯變化時，利用掃瞄技術確實可以進行定量分析之用。最後以數值軟體FLAC模擬物理模型試驗結果，由數值模擬結果來看在定性方面如坡面位移場及剪應變增量之分佈有相當好的吻合度。Abstract The Chi-Chi earthquake struck Taiwan in 1999. Causing many people dead and injured, buildings destroyed and also inducing numerous landslides . The pseudo static and sliding block analysis for seismic analysis slope usually involve many assumptions. In order to understand the behavior of slope subjected to earthquake, Wang (2003) used large shaking table to perform large scale model slope test in NCREE to observe the dynamic behavior of slope. The small shaking table was developed in laboratory in 2004 to facilitate the laboratory slope model test and which has advantage of easy operation and specimen preparation. The aim of this study is to take advantage of the convenience of the small shaking table to simulate and study the seismic slope behavior. The control factors such as slope angle and slope height have been changed during tests. The development of sliding initiated from the slope crest and moving toward the slope toe causing heave when the control factor is slope angle. As the control slope height increases , the slope became more unstable with ,and development of the failure obvious when the dynamic force is applied the specimen. The images of model slope behavior were recorded during tests and image analysis using PIV is performed to tract the displacement vectors when landslide initiates. The infrared rays were used to scan the surface of specimen, which measured the differences in geometry of specimen before and after test. The deformation of slope was measured according to the average height to two curves. The FLAC program was used to simulate the displacement vector and shear strain increment and the results good consistence with test results.目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 圖目錄 VI 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機與目的 1 1-3 研究方法與內容 2 第二章 文獻回顧 5 2-1 邊坡破壞之因素與型式 5 2-1-1 引致邊坡破壞之因素 5 2-1-2 邊坡破壞種類 6 2-2 動態邊坡破壞分析方法簡介 8 2-2-1 擬靜態法 8 2-2-2 滑動塊體法 10 2-2-3 動態反應分析 12 2-3 振動台模型試驗 13 2-3-1 Uwabe(1986)之模擬試驗 13 2-3-2 Wartman(2000)之試驗 14 2-3-3 Wartman(2005)之試驗 15 2-3-4 Kokusho(2004)之試驗 16 2-4 模型相似律 18 第三章 試驗材料之基本物性與動態特性試驗 38 3-1 試驗目的與規劃 38 3-2 基本性質試驗 39 3-3 剪力波元件試驗 40 3-3-1 剪力波元件簡介 40 3-3-2 剪力波元件試驗設備 41 3-3-3 剪力波元件試驗步驟 42 3-3-4 剪力波元件試驗結果 44 3-4 共振柱試驗 45 3-4-1 共振柱試驗原理 45 3-4-2 共振柱試驗設備 48 3-4-3 試驗步驟 49 3-4-4 試驗結果計算 51 3-5 動力三軸試驗 53 3-5-1 動力三軸試驗原理簡介 54 3-5-2 動力三軸儀器設備 54 3-5-3 動力三軸試驗步驟 54 3-5-4 動力三軸試驗結果 56 3-6 試驗材料之動態性質曲線 57 3-6-1 動態剪力模數 57 3-6-2 阻尼比 58 第四章 小型振動台簡介 74 4-1 小型振動台試驗設備簡介 74 4-1-1 小型振動台作用原理 74 4-1-2 小型振動台試驗設備 75 4-2 小型振動台測試 78 4-2-1 空箱測試 78 4-2-2 模型邊界效應 79 4-2-3 振動放大效應 80 第五章 邊坡模型振動試驗 90 5-1 試驗規劃 90 5-2 試體製作方法 91 5-3 試驗步驟 91 5-4 邊坡模型試驗結果 92 5-4-1 坡面掃瞄分析 93 5-4-2 坡面位移場 96 5-4-3 加速度歷時 98 第六章 數值模型分析 115 6-1 數值模型建立 115 6-1-1 數值軟體簡介 115 6-1-2 FLAC動態分析參數設定 116 6-1-3 FLAC基本輸入參數設定 117 6-1-4 模型建立流程 119 6-2 FLAC程式分析結果 119 6-2-1 FLAC模擬振動台試驗結果 120 6-2-2 FLAC模擬原型尺寸結果 120 第七章 結論與建議 135 7-1 結論 135 7-2 建議 136 參考文獻 138 附錄A 1426121054 bytesapplication/pdfen-US振動台動態行為數值分析shaking tabledynamic behaviornumerical analysisthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50332/1/ntu-95-R93521115-1.pdf