| 研究生: |
楊東嘉 Yang, Tung-Chia |
|---|---|
| 論文名稱: |
地下深開挖岩體於十萬年再現週期之地震歷時下安全性評估-以金門地區為例 A Study on Safety Assessment of Deep Underground Excavation of Rocks Subject to Seismic Loading with 100,000-year Recurrence Periods–Kinmen As Site Studies |
| 指導教授: |
王建力
WANG, JIAN-LI |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 資源工程學系 Department of Resources Engineering |
| 論文出版年: | 2015 |
| 畢業學年度: | 103 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 141 |
| 中文關鍵詞: | 地下岩體開挖 、地震荷載 、安全係數 |
| 外文關鍵詞: | Deep underground excavation, seismic loading, factor of safety |
| 相關次數: | 點閱:137 下載:3 |
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本研究主要針對地下坑室於不同圍岩環境與隧道設計下遭受十萬年再現週期之地震歷時影響,其圍岩的穩定性及安全性進行分析與探討。本研究以金門地區為研究區域,進行數値模擬,並以頻率域分析法合成出適當的設計地震歷時,將其導入數値模型中,以模擬地震力對地下坑室的影響。
本研究以有限元素軟體ABAQUS建立一個三維應變模型,以模擬地下坑室於不同覆蓋深度、不同飽合度下的安全性。同時討論隧道間距與處置坑間距對坑室安全係數的影響,接著將十萬年再現週期之地震歷時輸入數値模型中, 探討不同圍岩環境與坑室設計於地震力作用下,對安全係數變化的影響。本研究以Mohr-Coulomb破壞準則所定義之安全係數評估其安全性。
研究結果發現:
(1)地震力對坑室之影響,最大者為頂拱區域,其次為隧道底部區域。(2)靜態情況下,隧道間距與處置坑間越大,安全係數越高,而隧道間距對安全係數的影響大於處置坑間距。
(3)受震時,隧道間距與處置坑間越大,地震力對安全係數之影響越小。
(4)覆土深度越深,初始安全係數越低,地震力對坑室安全係數的影響則減少。
(5)飽和度增加,將使安全係數下降,並提高安全係數受地震力之影響,其對安全係數之影響隨著深度增加而減少。
This study investigates the safety assessment of deep underground excavation of rocks subject to seismic loading with recurrence period of 100,000-year. Kinmen was chosen in this study as study site. The Chi-Chi Earthquake was chosen as original earthquake time histories and used in synthesizing the design acceleration time histories which are consistent with the response spectrum of 100,000-year recurrence period.
This study finds:
1. The top arch and tunnel sidewall are the locations most affected by the earthquakes. 2. Under static conditon, factors of safety increase as tunnel spacing and disposal pit spacing increase.
3. The factors of safety due to earthquake decrease as tunnel spacing and disposal pit spacing increase.
4. The factors of safety due to earthquake decrease as the overburden depth of the underground excavation increases.
5. If the ratio of water table to overburden depth increases, the factors of safety by earthquake will increase. The influence of the ratio of water table to overburden decreases as the overburden depth of the underground excavation increases. Therefore, it is possible to establish a safe range of overburden depth for underground excavation.
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