Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
    • 指導教授
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  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/123456789/72352
完整後設資料紀錄
DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor鄭富書(Fu-Shu Jeng)
dc.contributor.authorYu-Cheng Linen
dc.contributor.author林煜晟zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-17T06:37:06Z-
dc.date.available2020-08-18
dc.date.copyright2018-08-18
dc.date.issued2018
dc.date.submitted2018-08-16
dc.identifier.citation1. Barton, N. & Choubey, V. (1977). The shear strength of rock joints in theory and practice, Rock mechanics, pp.1 – 54.
2. Barton, N. & Choubey, V. (1985). Strength, Deformation and Conductivity Coupling of Rock Joints, ScienceDirect, Vol. 22, pp. 121 - 140.
3. Collins, D. M., Klingner, R. E., & Polyzois, D. (1989). Load-deflection behavior of cast-in-place and retrofit concrete anchors subjected to static, fatigue, and
impact tensile loads.
4. Cook, R. A. (1993). Behavior of chemically bonded anchors. Journal of Structural Engineering, 119(9), 2744-2762.
5. Cai, Y., Esaki, T., & Jiang, Y. (2004). A rock bolt and rock mass interaction model. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41(7), 1055-1067.
6. Chen, Y. (2014). Experimental study and stress analysis of rock bolt anchorage performance. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering.
7. Huang, Z., Einar, B. & Ming, L. (2002). Cavern roof stability–mechanism of arching and stabilization by rockbolting. Tunneling and underground space technology, 17, 249-261.
8. Itasca Consulting Group Inc., 2015. PFC2D (Particle Flow Code in 2 Dimensions) Version 4.0.Minneapolis, MN: ICG.
9. Mehranpour, Mohammad Hadi, and Pinnaduwa HSW Kulatilake. (2017) 'Improvements for the smooth joint contact model of the particle flow code and its applications.' Computers and Geotechnics 87 : 163-177.
10. Pellet, F., & Egger, P. (1996). Analytical model for the mechanical behaviour of bolted rock joints subjected to shearing. Rock mechanics and rock engineering.
11. Spang, K. (1988). Beitrag zur rechnerischen beruecksichtigung vollvermoertelter anker bei der sicherung von felsbauwerken in geschichtetem oder geklueftetem gebirge.
12. Potyondy, D. O., & Cundall, P. A. (2004). A bonded-particle model for rock. International journal of rock mechanics and mining sciences, 41(8), 1329-1364.
13. Spang, K., & Egger, P. (1990). Action of fully-grouted bolts in jointed rock and factors of influence. Rock Mechanics and Rock Engineering, 23(3), 201-229.
14. Thenevin, I., Blanco-Martín, L., Hadj-Hassen, F., Schleifer, J., Lubosik, Z., & Wrana, A. (2017). Laboratory pull-out tests on fully grouted rock bolts and cable
bolts: Results and lessons learned. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 9(5), 843-855.
15. 日本隧道技術協會 (1996):日本隧道工程標準規範及解說—山岳工法篇,日本。
16. 李宏輝 (2008):砂岩力學行為之微觀機制-以個別元素法探討。臺灣大學土木工程學研究所博士論文。
17. 邱家吉 (2010):以個別元素法探討岩栓束制節理面剪脹之效應暨其對力學特性之影響。臺灣大學土木工程學研究所碩士論文。
18. 邱家吉 (2016):節理岩體微觀力學模式之研究。臺灣大學土木工程學研究所博士論文。
19. 范嘉程 (2003):土釘擋土結構最佳化設計之探討。地工技術,第98期,27-38頁。
20. 唐立勳 (2011):後置式化學黏著錨栓承受拉力與剪力相互作用之數值分析研究。成功大學土木工程學系碩士論文。
21. 廖俊逸 (2008):砂岩受剪引致異向軟化及依時組成模式初探。臺灣大學土木工程學研究所碩士論文。
22. 劉曉樺 (2011):節理岩體中隧道異向變形與岩栓支撐功效探討。臺灣大學土木工程學研究所碩士論文。
23. 賴泊靖 (2009):以分離元素法模擬卵礫石層中地錨拉拔行為。朝陽科技大學營建工程系碩士論文。
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/72352-
dc.description.abstract岩栓為現代隧道工法中主要使用的支撐構件,主要用途為抵抗節理面滑動及穩定懸浮岩塊。對於岩體力學行為之分析,由於塊體分離及滑動,以往連體力學較難詳盡的分析與探討,基於此因認為採用離散元素法(discrete element method,DEM)探討岩體力學行為是一條有效的研究途徑。基於顆粒力學分離元素法發展的PFC軟體,即為一常用之分析軟體,然而PFC中較少考慮到支撐工法對於模擬結果的影響且缺乏相對應之支撐元件,故本研究希望發展出岩栓支撐模式,使未來在模擬上能依情勢加入工程手法進行分析。
在考慮運算效率及岩栓建置速度上,本研究以平滑節理模式搭配平行鍵結作為岩栓支撐模式建構的基礎發展出一套新的岩栓模式,不僅能達到支撐效果,亦能更有系統性的打設所需之岩栓。首先透過與前人所進行的岩栓拉拔、受剪實驗結果比對並觀察曲線尖峰強度、勁度與試體破壞型態了解此模式的可行性。完成岩栓模式可行性驗證後,接著進行隧道案例模擬,比較在有無設置岩栓、不同岩栓長度、覆土深度等的情況下對隧道位移量之影響,探討本研究之岩栓在實際案例中的效果為何。本研究模擬結果結論如下: (1)本研究之岩栓模式能有效模擬岩栓之力學行為;(2)在相同條件下,此岩栓確實能有效降低隧道內的位移量;(3)此岩栓模式之模擬結果與實際案例大致相符,當岩栓長度越長、勁度越大時隧道之位移量則越低。
zh_TW
dc.description.abstractRockbolt is one of the major support system for tunnel excavation. It is widely used to resist sliding of joint and stabilize suspension rock blocks. For the analysis of the mechanical behavior of rock mass, the conventional continuum mechanics was difficult to consider the separation and sliding of blocks. Therefore, discrete element method (DEM) provides an effective tool to investigate the rock mechanical behavior. However, in the DEM software PFC, the rock bolt behavior is less taken into account and the supporting element is lack. Hence, this study develop a rock bolt supporting model for the engineering practice.
In this study, the proposed model was firstly verified with laboratory tensile and shear tests. Then a series of tunnel case simulations are conducted to compare the influence on the displacement of the tunnel under different conditions, such as with or without rockbolts, different rock bolt lengths, different overburden, and different rock bolt number. The simulation results of this study are summarized as follows: (1) The rock bolt model of this study can effectively present the mechanical behavior of the rock bolt; (2) Under the same conditions, the rock bolts can effectively reduce the inward displacement of the tunnel; (3) The simulation results are generally consistent with the actual cases.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-17T06:37:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ntu-107-R05521132-1.pdf: 6164000 bytes, checksum: 565e94b40d0815dad60e4f2521fa3942 (MD5)
Previous issue date: 2018
en
dc.description.tableofcontents誌謝 II
摘要 III
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 研究流程及架構 2
第二章 文獻回顧 5
2.1 岩栓構造與組成 5
2.2 岩栓破壞模式與型態 6
2.3 岩栓行為探討 8
2.3.1岩栓受拉 8
2.3.2岩栓受剪 9
2.4 岩栓支撐概念模式 12
2.5 岩栓模擬方法 14
第三章 研究方法與理論基礎 17
3.1 離散元素法 17
3.1.1 離散元素法之應用 17
3.1.2 離散元素法之種類 18
3.2 PFC2D軟體之概述 18
3.2.1 PFC2D分析優勢 18
3.2.2 PFC2D基本假設與運算原理 19
3.2.3 力-位移關係 20
3.3 PFC2D之接觸組成模式 23
3.3.1 勁度模式(Stiffness Model) 23
3.3.2 滑動模式(Slip Model) 25
3.3.3 鍵結模式(Bonding Model) 25
3.4 粗糙節理模式理論基礎與背景 27
3.4.1 剪力強度破壞準則 27
3.4.1 剪力變形曲線 29
3.4.2 正向閉合曲線 32
3.4.3 粗糙節理模式運算流程 33
3.5 數值分析步驟與參數之設定 34
3.5.1 岩栓模式架構 34
3.5.2岩栓支撐模式建構步驟 34
3.6 數值模擬模型分析 36
第四章 數值模擬結果 37
4.1 模型建置 37
4.2拉拔試驗 40
4.2.1 參數設定 40
4.2.2 破壞型態與曲線趨勢 41
4.2.3 顆粒排列與尺寸影響 44
4.2.4 微觀參數探討 46
4.2.5 加入凝聚力影響 49
4.3剪切試驗 52
4.3.1 參數設定探討 52
4.3.2 破壞型態與模擬曲線之探討 57
4.4 模擬結果小結 61
第五章 隧道案例模擬分析 62
5.1 隧道模型之參數設定 62
5.2 模擬結果分析 64
5.3 岩栓參數探討 66
5.3.1 不同岩栓長度 66
5.3.2 不同岩栓勁度、強度 67
5.3.3 不同覆土深度 68
5.3.4 不同岩栓岩石接觸面參數 69
5.3.5 不同岩栓數量 71
5.4 模擬之岩栓破壞形式 73
5.5 模擬結果之綜合討論 75
第六章 結論與建議 76
6.1結論 76
6.1.1數值模擬結果 76
6.1.2案例模擬結果 77
6.2建議 77
參考文獻 79
dc.language.isozh-TW
dc.subject平滑節理模式zh_TW
dc.subject岩栓zh_TW
dc.subject隧道zh_TW
dc.subjectPFC2Dzh_TW
dc.subjectRock bolten
dc.subjectSmooth-joint modelen
dc.subjectTunnelen
dc.subjectPFC2Den
dc.title分離元素法之岩栓支撐模式研究zh_TW
dc.titleA study of rock bolt model using distinct element methoden
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear106-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.coadvisor翁孟嘉(Meng-Chia Weng)
dc.contributor.oralexamcommittee王泰典(Tai-Tien Wang),李宏輝(Hung-Hui Li)
dc.subject.keyword岩栓,平滑節理模式,隧道,PFC2D,zh_TW
dc.subject.keywordRock bolt,Smooth-joint model,Tunnel,PFC2D,en
dc.relation.page80
dc.identifier.doi10.6342/NTU201803431
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2018-08-16
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

文件中的檔案:
檔案 大小格式 
ntu-107-1.pdf
  未授權公開取用
6.02 MBAdobe PDF
顯示文件簡單紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved