同步化量測流動崩塌面積與質流量之陡斜率砂箱實驗

Abstract

本論文以三種不同大小的角度與三種不同高度的壩口進行陡斜率崩塌實驗，本研究主要分析方法為利用長曝光影像獲取崩塌過程中的邊界範圍與面積，觀測崩塌的過程變化並建構數值地形模型。其研究目的為觀測實驗過程中崩塌面積範圍變化，且利用實驗得到的質流量、流動面積與同步化時間資訊，連結三者的關係，並進一步將此三項物理量與其他參數結合，推導出質流量和時間、流動崩塌面積和時間、質流量和流動崩塌面積之間因次化和無因次化的關聯。 從實驗觀測與分析可得知，崩塌次數不只有一次，隨著壩口高度或角度的增加，其崩塌次數和崩塌總時間也隨之增加，並可能會產生第三波到第四波的崩塌，且在第一波崩塌後，第二波的崩塌有很高機率從兩側開始崩落。在大角度的無因次結果中，不同壩口高度的數據沒有明顯一致的關係，其中觀察到角度越大時，崩塌區域愈敏感，愈容易有複雜的崩塌運動機制。 此外，從分析結果顯示質流量與流動面積呈正相關，在小角度的無因次化結果中三種不同的壩口高度所得到的無因次化結果最相符，中角度相符程度次之，最後是大角度的分析結果，在小角度的實驗分析中呈現較簡單的關聯，並可以清楚了解在較小的坡度條件下，流動面積、質流量與時間三者的關聯。