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研究生: 汪楷竣
Wang, Kai-Chun
論文名稱: 細微土砂對土石流發生條件影響之研究
The Influence of Fine Sediment on Occurence Condition of Debris Flow
指導教授: 謝正倫
Shieh, Cheng-Lun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系
Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 150
中文關鍵詞: 土石流細微土砂
外文關鍵詞: debris flow, fine sediment
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  • 台灣地理環境符合土石流發生要素,每逢颱風豪雨皆造成嚴重土砂災害,尤在2000年桃芝颱風侵襲台灣,台灣中部山去更是爆發大規模土砂災害,主要原因乃自於921大地震後誘發大量崩塌與鬆動土體,大量細顆粒土砂材料與逕流混合後,導致土石流臨界雨量現大幅度下降。
    由靜態、動態土石流啟動機制等文獻回顧得之,流體密度對於土石流啟動機制有直接的影響,水體與細粒徑土砂混合後,密度增加,而降低土石流發生門檻,本研究以此觀點,針對逕流中含有不同細粒徑土砂比例對土石流發生條件改變之現象,擬以室內實驗進行定量研究。
    本實驗設定6種不同細砂含量百分比之條件,以高速攝影機拍攝不同細砂含量下對粒子流動層厚度之影響,並從影片中擷取畫面針對h_s⁄h_t 之關係加以分析,將分析結果與動態土石流理論相比較;由動態土石流理論得知,粒子流動層厚度隨逕流密度增加而變大,其相對應之輸砂量亦增加,當h_s⁄h_t ≥0.8時,可視為土石流發生,本實驗於渠道下游出口處量測不同實驗條件下所對應輸砂量,進而定量描述細砂含量比例對輸砂量之影響。
    由實驗結果得知,粒子流動層厚度比值(h_s⁄(h_t))隨逕流中細砂含量比例增加而有增大之趨勢,但細砂含量過高時,水體相當渾濁,h_s⁄h_t 將難以觀測;粗顆粒土砂材料之輸砂量亦隨著細砂含量增加而上升,然而,當細砂含量超過某一比例後,粗顆粒土砂輸砂量將趨近一定值,不再隨細顆粒土砂含量增加而上升。

    In Taiwan, the catastrophic typhoon and earthquake are both factors to trigger serious landslides in mountains. So debris flow occurs frequently in every year. But with some survey data, the occurrence condition decrease soon after earthquake, and recover with time. According to Egashira’s theory(1997), fine sediment plays an important role with the occurrence condition variation. So in this paper, a move-bed experiment is set to discuss the influence of the concentration change from upstream discharge or difference composition in bed material with fine/rouse particle. The data record in the experiment is the occurrence time, position.The result shows the occurrence condition varied with the ratio of fine sediment.
    According the result of experiment, the thickness of bed load layer and the sediment yield would increase with the ratio of fine particle. But the water becomes very muddy, h_s⁄h_t will be difficult observation. The sediment yield would reach a value, no longer content with the increase of fine particle increased.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 符號說明 X 第一章 緒論 1 1-1研究動機與目的 1 1-2文獻回顧 4 1-2-1 土石流發生機制之相關研究 4 1-2-2 細微土砂對土石流發生之影響 7 1-3研究方法與論文架構 11 第二章 基本理論 13 2-1靜態土石流啟動機制 13 2-2動態土石流啟動機制 17 2-3土體破壞條件 21 第三章 細微土砂對土石流發生條件之實驗 28 3-1 實驗目的 28 3-2 實驗設備與條件 28 3-3 實驗條件之設定與實驗流程 38 3-3-1 基本試驗 38 3-3-2 實驗條件與實驗流程 44 第四章 實驗結果與分析 47 4-1 實驗結果 47 4-2 實驗結果分析 78 4-2-1 粒子流動層厚度比值分析 78 4-2-2 粒子流動層輸砂量分析 81 第五章 結論與建議 84 5-1 結論 84 5-2 建議 85 參考文獻 86 附錄A、各實驗case之結果 91 附錄B、動態土石流本構關係式 139 附錄C、土壤力學試驗法 145

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    下載圖示 校內:2012-09-10公開
    校外:2013-09-10公開
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