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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 土木工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/46012
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor鄭富書(Fu-Shu Jeng)
dc.contributor.authorLi-Wei Chenen
dc.contributor.author陳立偉zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-15T04:51:17Z-
dc.date.available2015-08-10
dc.date.copyright2010-08-10
dc.date.issued2010
dc.date.submitted2010-08-02
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/46012-
dc.description.abstract岩石邊坡上的岩體常存在不同組數的節理面,這些節理面也成為岩塊可能滑動的平面,又依不同的節理交集狀況,岩坡破壞的型式也不同,如多組滑動面的楔型滑動,或是單一滑動面的順向坡滑動(如:草嶺順向坡滑動)。
順向坡這類型的岩坡,在受震滑動過程中的特性,受兩項主要因素影響1. 岩覆正向應力2.岩體的滑動速度,當雨水入滲至滑動面或地震來臨時,即有可能產生大規模滑動破壞,然本研究中先以簡化的室內實驗,以模擬砂岩試體探討岩石邊坡界面「受震滑動」之「乾摩擦」特性,暫不考慮「濕摩擦」及「雨水入滲」之情形。
本研究將探討岩塊受震滑動時界面摩擦的動態行為。影響節理面摩擦特性之影響因子眾多,此先針對「正向應力」及「剪動速率」對平滑節理面摩擦影響進行研究,並依據實驗結果與現象了解其摩擦特性。
此外,本研究也將探討室內實驗尺度的結果如何推展至現地尺度的應用,期望能求得可考量尺度效應的摩擦曲線及剪力強度,對應用至實際岩坡滑動的案例有所幫助。
於室內實驗現地尺度直接剪力實驗下,進行水平剪動,改變正向應力及剪動速率並求得剪力強度。
於室內實驗小尺度振動台實驗下,分為水平受震與斜坡5度、10度受水平震動三種情形,再改變正向應力及震動頻率下,探討變位、速度、加速度歷時差異,於動態下由靜到動的趨勢與滑動歷程,以及摩擦係數隨相對速率或相對變位的變化,並進一步與前人所做綜合討論。
於本研究中尺度規模效應,剪動速率、正向應力之尺度差異影響再同一尺度下,求得水平受剪之剪力強度尺度規模效應。
zh_TW
dc.description.abstractThere are different numbers of joints, which may be formed a sliding plane, for rock mass of rock slope. Depend on the intersection of different joints, the failure type of rock slope are usually quite different, such as the wedge failure which includes multiple sliding planes or a dip slope failure which includes a specific sliding plane. (Ex. Tsao-Ling rockslide.).
The sliding process of a dip slope under seismic excitation has two main factors: 1) normal stress applied on the sliding surface; 2) sliding velocity of rock block along a plane. A severe rock sliding failure could be induced by an infiltration of rain or by an earthquake. In this research, several simplify laboratory experiments are conducted to simulate and to investigate behaviors of “dry fiction” at a sliding interface between two rock blocks. However, the “lubrication effect of friction” and “effect of rain infiltrating into rock” are not included in this thesis.
The friction behavior of sliding block under dynamic condition are presented in this thesis. Nevertheless, there are many influence factors of friction, so the first part of this study is focus on “effect of normal stress” and on “effect of dynamic shear rate” and all the characteristics of experiment results are discussed in this research.
Moreover, the application from results of the laboratory scale tests to the in-situ slope failure analysis is also investigated here. This study could be applied on an analysis of rock slope failure by considering the scale effect on dynamic shear strength.
The direct shear test, which is simulated an in-situ scale test, is conducted with three kinds of conditions which are 1) horizontal dynamic shear test 2) different applied normal stress test and 3) different dynamic shear rate test.
About the small scale shaking table test, three kinds of tests are conducted which are “different slope angle test”, “different applied normal stress” and “different shaking frequency.” In addition, the influences of sliding process of a rock block is also presented here, which includes the trend of friction behavior of a block from static to slide on a plane under seismic excitation and the relationship between a friction coefficient and relative velocity of sliding block or relative displacement of sliding block.
Under these test conditions, such as difference of scale effects, different dynamic shear rate, and different applied normal stress, how to get the scale effect on shear strength using horizontal shear test are presented in this thesis.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-15T04:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2010
en
dc.description.tableofcontents口試委員審定書 Ⅰ
誌謝 II
摘要 III
Abstract IV
目錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與流程 2
1.3 研究內容 3
第二章 文獻回顧 11
2.1 傳統斜坡岩塊受震分析方法 11
2.2 塊體受震滑動之動態分析 11
2.3 摩擦行為探討 12
2.4 岩石弱面直接剪力實驗相關研究 14
2.5 剪力強度規模尺度效應相關 15
2.6 研究相關名詞定義 16
第三章 研究方法與實驗規劃 22
3.1模擬岩塊之選取 22
3.1.1 模擬岩塊之材料相似律 22
3.1.2 振動台模擬岩塊之材料選擇、製作與加載方式 23
3.1.3直剪模擬岩塊之材料選擇與製作 23
3.1.4模擬岩材基本力學性質 23
3.2儀器介紹 24
3.2.1 傾斜台 24
3.2.2 試體承載基座 24
3.2.3 小型震動台 (small scale shaker) 24
3.2.4 雷射測距儀 (laser displacement meter) 25
3.2.5 動態岩石弱面剪力儀 25
3.2.6 資料擷取器(Labview) 25
3.2.7 單壓試驗壓力機 (MTS) 25
3.3實驗方法與規劃 26
3.3.1傾斜台實驗最大靜摩擦角、動摩擦係數量測(ASTM) 26
3.3.2振動台實驗即時靜摩擦係數量測 27
3.3.3 振動台實驗即時動摩擦係數最大值量測 28
3.3.4振動台實驗相對速率最大值所對應之即時動摩擦係數(μd.k,re.v=max) 29
3.3.5 直剪實驗尖峰剪力強度與尖峰摩擦係數 29
3.3.6 實驗規劃表 30
第四章 水平震動條件下模擬岩塊摩擦係數探討 45
4.1 靜態條件下傾斜台實驗摩擦係數 45
4.2 小尺度水平振動台實驗不同因子對即時靜摩擦係數之影響 47
4.2.1 基盤振動頻率對即時靜摩擦係數的影響 47
4.2.2 正向應力對即時靜摩擦係數的影響 48
4.3 小尺度振動台實驗不同因子對即時動摩擦係數最大值之影響 50
4.3.1 基盤振動頻率對即時動摩擦係數最大值的影響 50
4.3.2 正向應力對即時動摩擦係數最大值的影響 51
4.4 水平震動條件下模擬岩塊滑動界面之靜、動摩擦行為 52
4.4.1 靜態動摩擦係數 53
4.4.2 基盤震動頻率對即時動摩擦係數(μd,k)之影響 53
4.4.3 水平震動條件下加速度振幅對摩擦係數的影響 59
4.5 小尺度振動台實驗考慮坡度因子下即時摩擦係數探討 59
4.5.1 傾斜5度下基盤振動頻率對即時靜摩擦係數的影響 59
4.5.2 傾斜5度下不同正向應力對即時靜摩擦係數的影響 60
4.5.3 傾斜5度下不同基盤振動頻率對即時動摩擦係數最大值的影61
4.5.4 傾斜5度下不同正向應力對即時動摩擦係數最大值的影響61
4.6 小尺度振動台實驗考慮坡度因子下模擬岩塊滑動界面靜、動摩擦行為 62
4.6.1 傾斜5度下模擬岩塊滑動界面靜、動摩擦行為 62
4.6.2 傾斜10度下振動頻率4Hz之靜、動摩擦行為 65
4.7 摩擦模式探討 66
4.7.1 水平震動條件不同頻率、正向應力下摩擦係數v.s.相對速率疊合探討 66
4.7.2 斜坡5度水平受震條件與水平狀態振動條件比較 67
第五章 以正向應力及剪動速率為因子下之剪力強度規模效應探討114
5.1水平振動台實驗小尺度動態剪力強度 114
5.1.1 動態下剪力位移曲線 114
5.1.2 綜合討論 115
5.2直接剪力實驗等速率動態剪力強度 116
5.2.1 模擬砂岩平滑節理面之剪力強度行為結果與討論 116
5.3規模效應動態剪力強度差異與比較分析 117
5.3.1 水平震動條件下剪力強度與直剪尖峰強度比較 117
第六章 結論與建議 146
6.1結論 146
6.2建議 148
參考文獻 149
附錄A 即時靜摩擦係數(μd,s)判斷方法、緩衝波設計 151
附錄B 微分法誤差計算 153
附錄C 室內尺度水平震動條件下不同接觸面積相同正向應力即時靜、動摩擦係數檢核 154
附錄D 探討於震動條件下滑動界面有無嚴重磨損情形發生 158
附錄E 加速度積分至位移與實際量測位移比較 161
附錄F 論文口試-問題與回覆 162
dc.language.isozh-TW
dc.subject正向應力zh_TW
dc.subject小尺度振動台實驗zh_TW
dc.subject直接剪力實驗zh_TW
dc.subject剪動速率zh_TW
dc.subjectnormal stressen
dc.subjectsmall scale shaking table testen
dc.subjectshear rateen
dc.subjectdirect shear testen
dc.title單一岩石弱面動態剪力強度尺度規模效應zh_TW
dc.titleA study on the scale effect of dynamic shear strength between single rock jointen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear98-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee王泰典,黃國品
dc.subject.keyword小尺度振動台實驗,直接剪力實驗,正向應力,剪動速率,zh_TW
dc.subject.keywordsmall scale shaking table test,direct shear test,normal stress,shear rate,en
dc.relation.page165
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2010-08-02
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept土木工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:土木工程學系

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