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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 鄭富書(Fu-Shu Jeng) | |
| dc.contributor.author | Chun-Yi Liao | en |
| dc.contributor.author | 廖俊逸 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-13T15:20:01Z | - |
| dc.date.available | 2009-07-30 | |
| dc.date.copyright | 2008-07-30 | |
| dc.date.issued | 2008 | |
| dc.date.submitted | 2008-07-23 | |
| dc.identifier.citation | 寶勇華(1996):軟弱岩石隧道數值分析模式研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,台北。
林宏勳(2001):木山層砂岩之潛變行為研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,台北。 林耀隆(2005):以改良式三軸儀器探討卵礫石土之剪脹行為,國立中興大學土木工程學研究所碩士論文,台中。 黃國品(2006):單層岩層褶皺力學機制研究,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文,台北。 黃鑑水(1988):臺灣地質圖說明圖幅第四號-臺北,經濟部中央地質調查所,台北。 許哲銘(2001):大地材料剪脹行為模式探討-彈性壓縮變硬材料,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,台北。 許永欣(2005):西部麓山帶砂岩彈性組成律之研究及應用,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,台北。 張裕沅(2007):乾/濕砂岩力學行為差別行為初探,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,台北。 鄭富書、林銘郎、黃燦輝、洪如江(1996):長隧道工程技術之研究—台灣北部隧道天然施工障礙之研究,國立台灣大學土木系研究報告,交通部,台北。 蔡立盛(2005):砂岩依時性力學特性研究及應用,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文,台北。 陳鴻仁(2000):大地材料剪脹行為模式初探,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,台北。 翁孟嘉(2002):麓山帶砂岩之力學特性及其與微組構關係研究,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文,台北。 Aristorenas, G.V., 1992. Time Dependent Behavior of Tunnels Excavated In Shale. Ph. D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA. Chen, W. F. and Saleeb, A. F., 1982. Constitutive equation for engineering materials. John Wiley and Sons, New York, USA. Cristescu, N. D. and Hunsche, U., 1998. Time Effect in Rock Mechanics. John Wiley & Sons, New York, USA. Goodman, R.E., 1989. Introduction to rock mechanics, 2nded. John Wiley & Sons, New York, USA. Graham, J. and Houlsby, G. T., 1983. Anisotropic elasticity of a natural clay. Geotechnique 33(2), 165-180. Jeng, F.S., Weng, W.C., Huang, T.H., and Lin, M.L., 2002. Deformational Characteristics of Weak Sandstone and Impact to Tunnel Deformation. Tunnelling and Underground Space Technology 17, 263-264. Jeng, F.S., Weng, M.C., Lin, M.L., and Huang, T.H., 2004. Influence of Petrographic Parameters on Geotechnical Properties of Tertiary Sandstones from Taiwan. Engineering Geology 73, 71-91. Pipkin, A.C., 1972 Lectures on viscoelasticity theory. Springer-Verlag, New York, USA. Sobotka, Z., 1984. Rheology of materials and engineering structures. Elsevier, New York, USA. Tsai, L.S., Hsieh, Y.M., Weng, M.C., Huang, T.H., and Jeng, F S, 2008. Time-dependent deformation behaviors of weak sandstones. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 45, 144-154. Weng, M.C., Jeng, F.S., Huang, T.H., and Lin, M.L., 2005. Characterizing the Deformation Behavior of Tertiary Sandstones. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 42, 388-401. Weng, M.C., Jeng, F.S., Hsieh, Y.M. and Huang, T.H., 2008. A simple model for stress-induced anisotropic softening of weak sandstones. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 45, 155-166. William, N. F., James S.L. and Kasif, O., 1976. Creep and relaxation of nonlinear viscoelastic materials. North-Holland publishing company-New York, USA. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/37144 | - |
| dc.description.abstract | 由於台灣特有地質背景與環境,西部麓山帶之軟弱岩層具有受剪體積大量膨脹與潛變等現象,進行地下工程開挖時往往產生大量擠壓變形進而造成施工災害,一般大地材料之變形多為非線性之行為,使用一般等向線彈性模式來預估大地材料之變形多會錯估其變形量,因此發展一適用於大地材料之組成律有其必要性。
本研究根據前人對於西部麓山帶砂岩三軸實驗之結果,歸納砂岩之力學特性與變形行為,發現砂岩於純剪應力下會有變形模數軟化與體積應變偶合之異向行為,且在潛變實驗下此類變形特性仍然持續存在,根據此特性,本研究以模數受剪軟化與異向性因子之觀念,建立一套異向軟化組成模式,並加入黏彈性之理論發展依時之異向軟化模式,最後配合軟體撰寫此模式之副程式,應用於數值分析軟體進行隧道開挖之分析與探討。 模式之部分以三個參數體積模數K、剪力模數G及異向性因子β模擬其即時變形行為,依時變形以體積潛變模數Kc、剪潛變模數Gc及黏滯係數η進行模擬,另外本研究亦建議一套參數迴歸之流程,藉由幾組純剪三軸實驗與潛變實驗,可迴歸本模式全部之參數,即時變形部分,本模式針對不同體積應力與不同應力路徑之模擬皆有不錯之模擬效果,依時變形部分本模式在高剪應力預估砂岩之潛變量與實驗結果相比略有差異,但其整體趨勢上與實驗結果皆相當一致。 數值模擬方面,將模式撰寫成可搭配分析之副程式,經單元素測試程式碼無誤後,進行隧道開挖分析,比較本模式常用跟線彈性模式,等向軟化模式與Drucker-Prager模式之分析結果,其結果顯示,本模式分析隧道周圍為一均勻向內擠壓之情況,而預估之仰拱、頂拱與側壁變形量皆大於線彈性模式與Drucker-Prager模式分析之結果,且若考慮岩體材料隨時間,則隧道之變形量又隨之增加。 關鍵字:砂岩、組成模式、軟化、剪脹、潛變 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Owing to the special geological background of Taiwan, weak rock in western Taiwan sedimentation strata has shear dilation and creep deformational behaviors. During the underground excavation, often have a large amount of compression deformation then result in disaster. General deformed characteristics for geo-materials are nonlinear. Using linear elastic model to compute the deformation of geo-materials will always misestimate. So it is necessary to develop a constitutive model that apply to geo-material.
This research, based on the results of tri-axial test with the sandstone in western Taiwan that performed by Rock Mech. Lab. of NTU. To sum up the following deformation behavior of sandstone: (1) under shear loading will transform from its original isotropy to a shear-induced anisotropic (2) the shear dilation behavior will still exist under creep test According to the deformation behavior of sandstone, the concepts of shear modulus softening and anisotropic factor are used to develop an anisotropic softening model. And combine with the visco-elastic model to develop a time dependent model for anisotropic softening of sandstone. Then write subroutine of the model to apply it to numerical analysis. The model with three parameters bulk modulus K, shear modulus G and anisotropic factor β to simulate instant deformation and another three parameters Kc, Gc and viscosity η to simulate creep deformation. With several sets of pure shear tests and creep test we can get all the parameters. Through the simulations of different confined pressure and different stress path tests, it is found that good agreements with instant deformation of sandstone, but the creep deformation in high shear stress state are have some different. However the trend of simulations are consistent with the experimental results. Apply the model to finite element method of ABAQUS program. Writing user subroutine to define the material's mechanical behavior. Before analyzing the tunnel cases, single element test was applied to verify the accuracy of the subroutine. Then apply the model to tunnel excavation analysis. Comparing prediction results between the anisotropic softening model, elastic model and Drucker-Prager model. The numerical results show that, with the proposed model there is a uniform compression zone around tunnel section and the inward displacements (including the crown, sidewalls and invert) based on anisotropic softening model are larger then elastic model and Drucker-Prager model. Keywords: sandstone, constitutive model, softening, shear dilation, creep. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T15:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-97-R95521106-1.pdf: 4741505 bytes, checksum: be44e9efa2b78ace12a69d199be55d93 (MD5) Previous issue date: 2008 | en |
| dc.description.tableofcontents | 口試委員審定書 I
誌 謝 II 摘 要 III ABSTRACT IV 符號表 VI 目錄 IX 表目錄 XIII 圖目錄 XIV 第一章 導論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 研究方法與內容 2 1.4 本文內容 2 第二章 前人研究 5 2.1 木山層砂岩之力學特性 5 2.1.1 木山層砂岩之地質背景 5 2.1.2 木山層砂岩之即時力學行為 5 2.1.3 木山層砂岩加解壓變形行為 6 2.1.4 木山層砂岩依時變形行為 7 2.2 前人模式回顧 9 2.2.1 彈性等向性組成模式 9 2.2.2 異向性因子 9 2.2.3 剪脹行為模式 10 2.2.4 砂岩彈塑性組成模式 11 2.2.5 黏彈性模式理論 12 2.2.6 砂岩彈/黏塑組成模式 13 2.3 ABAQUS簡介 13 第三章 異向軟化組成模式 24 3.1 砂岩之異向行為假設與模擬 24 3.1.1 砂岩異向軟化行為之假設 24 3.1.2 模式之應力應變關係矩陣 25 3.1.3 異向軟化模式之異向性 25 3.1.4 異向軟化模式之變形特性 27 3.2 砂岩即時行為模擬 29 3.2.1 模式參數求取方法 29 3.2.2 砂岩材料參數及其模擬函數 31 3.2.3 異向軟化模式之驗證 33 3.2.4 不同體積應力下之模擬結果 34 3.2.5 不同應力路徑下之模擬結果 35 3.3 加解壓行為之模擬 36 3.3.1 加解壓行為模擬之方法 36 3.3.2 與實際行為比較 38 3.4 模式之特性 38 3.4.1. 模式參數敏感度分析 38 3.4.2. 模式之基本物理原則 39 第四章 依時異向軟化模式 58 4.1 依時異向軟化模式建構 58 4.2 依時模式之簡化 60 4.2.1 即時與依時應變之比較 60 4.2.2 依時變形模數之模擬 61 4.2.3 依時模式之特性 62 4.3 依時異向軟化模式分析結果 63 4.3.1 依時模式參數求取方法 63 4.3.2 依時異向軟化模式之驗證 65 4.3.3 不同體積應力下之模擬結果 67 4.3.4 模式分析之結果討論 68 第五章 異向軟化模式數值分析 84 5.1 副程式之撰寫 84 5.1.1 分析流程 84 5.1.2 異向軟化模式之勁度矩陣 85 5.2 單元素分析 87 5.2.1 單元素模型 87 5.2.2 異向軟化模式單元素分析 87 5.2.3 依時異向軟化模式單元素分析 87 5.3 隧道案例 88 5.3.1 隧道分析案例與數值模型 88 5.3.2 分析結果討論 90 第六章 結論與建議 105 6.1 結論 105 6.2 建議 106 參考文獻 109 附錄A 異向軟化模式關係矩陣之決定 A-1 附錄B 即時模式減少參數模擬成果 B-1 附錄C 迴歸依時參數之流程 C-1 附錄D 本研究模式之使用者定義副程式碼 D-1 附錄E 廣義凱文模式之使用者副程式 E-1 附錄F 論文口試-問題與回覆 F-1 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 剪脹 | zh_TW |
| dc.subject | 砂岩 | zh_TW |
| dc.subject | 組成模式 | zh_TW |
| dc.subject | 潛變 | zh_TW |
| dc.subject | 軟化 | zh_TW |
| dc.subject | softening | en |
| dc.subject | creep | en |
| dc.subject | sandstone | en |
| dc.subject | constitutive model | en |
| dc.subject | shear dilation | en |
| dc.title | 砂岩受剪引致異向軟化及依時組成模式初探 | zh_TW |
| dc.title | A preliminary study on time dependent constitutive model for shear induced anisotropic softening of sandstone | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 96-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 翁孟嘉(Meng-Chia Weng),黃燦輝(Tsan-Hwei Huang),董家鈞(Jia-Jyun Dong) | |
| dc.subject.keyword | 砂岩,組成模式,軟化,剪脹,潛變, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | sandstone,constitutive model,softening,,shear dilation,,creep, | en |
| dc.relation.page | 111 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2008-07-24 | |
| 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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