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研究生: 伍恆志
Wu, Heng-Chih
論文名稱: 天然壩材料粒徑對壩體溢流破壞之影響
Material Properties of Landslide Dam due to Overtopping
指導教授: 謝正倫
Shieh, Chjeng-Lun
共同指導教授: 郭玉樹
kuo, Yu-Shu
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: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 131
中文關鍵詞: 堰塞湖天然壩材料參數平均粒徑壩體穩定性壩體破壞型態
外文關鍵詞: landslide dam, parameters of material, mean particle size, stability of landslide dam, types of dam breach
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  • 臺灣環境特性為地勢陡峻、河川坡陡流急、地質構造複雜,地處歐亞板塊與菲律賓海板塊之交接處,屬於環太平洋地震帶,故地震頻繁,造山運動活躍。由於近年來全球氣候急速變遷,加上本島屬特殊之海島型氣候,於夏季時常有颱風暴雨事件襲擊,往往發生嚴重之山崩、地滑及土石流等土砂災害,造成人民生命及財產極大損失。台灣地區民國88年9月21日發生之集集大地震及民國98年8月8日莫拉克颱風事件,形成多處堰塞湖。天然壩自形成至潰決之歷程可能短至數十分鐘也可能展至數小時,由於堰塞湖天然災害應變時間極短,壩體一旦潰壞,大量水流挾砂可能造成下游居民傷亡及財產損失。有鑑於此,本研究透過現場調查、地文資料蒐集結果,建立堰塞湖天然壩之壩體材料力學參數決定方法,所得之壩體材料參數後可提供後續壩體穩定性模型分析作為輸入參數之依據。此外,本研究同時以物理模型試驗,於室內渠道堆置天然壩壩體進行壩體潰壞模型試驗,以了解天然壩壩體於不同材料粒徑、溪床坡度以及幾何形狀條件下,觀察其壩體潰壞形式、壩體高度變化、輸出流量及挟帶土砂量之變化,上述之各項成果,可供未來防救災人員短時間內能進行壩體材料特性力學機制進行評估,並進行溢流破壞時可能之尖峰流量及其含沙濃度推估,供未來堰塞湖災害及緊急應變決策參考。

    Natural are a frequent natural hazard that occurs,Natural dam is consisted with geo-material with different size and particle shape. These materials come from the slopes beside the river channel and transported by landslide and debris events triggered by earthquake or rainfall. To evaluate the stability of natural dam, the material properties should be characterized as soon as possible. The mechanical properties of natural dam’s material are determined by several field tests generally. However, the field tests with heavy instruments are difficult to be carried out due to remote location or interrupted of roads. Hence, the stability of dam is generally evaluated with regression methods which mechanical properties are not considered. In this study, a method to determine the mechanical properties based on mean particle size is presented. which includes relative density, friction angle, dilatancy angle and stiffness. The mechanical properties of Longqyuan natural dam due to earthquake in 2006 are determined with this method, The mechanical properties of dam obtained from the method presented in this paper show good agreement with field test results. The parameters of natural dams used in the numerical model can be obtained from minimum field test results. In addition, This study also build a labortary test to consider in three kinds of different condition ,include in material diameter, bedslope and geometry of landslide dam, and compare with each different results by types of dam breach, variation of dam height and discharge and export sediment cause by dam breach. In the future, the stability of natural dams can be evaluated with numerical model.In this study, it can provide landslide dam for emergency evacuation plan.

    目錄 第一章、緒論 1 1-1、前言 1 1-2研究動機: 3 1-3 研究目的 4 第二章、文獻回顧 5 2-1、堰塞湖天然壩形成條件 5 2-1-1、天然壩形成類型 5 2-1-2、天然壩誘發原因 7 2-1-3、堰塞湖天然壩土體運動形式及堆積型態 11 2-1-4、堰塞湖天然壩存在時間 12 2-2、堰塞湖天然壩材料組成性質 15 2-3、堰塞湖天然壩破壞形式 18 2-4天然壩穩定性分析 22 第三章、研究方法 26 3-1 堰塞湖現地調查方法 26 3-1-1 壩體採樣分析試驗 26 3-1-2 壩體材料顆粒比重試驗 31 3-1-3 壩體材料含水量試驗 34 3-1-4 壩體材料相對密度試驗 36 3-1-5 壩體材料剪力強度試驗 39 3-1-6 壩體材料透水性試驗 41 3-2 室內模型試驗 46 3-2-1 實驗設備 46 3-2-2 實驗配置 50 3-2-2 實驗方法及流程 57 第四章、天然壩材料參數決定方法 62 4-1 天然壩材料參數決定方法建置 62 4-2 天然壩材料參數敏感度分析 65 4-3 案例分析 70 第五章、實驗結果分析與討論 74 5-1 均質粒徑之影響 74 5-2 溪床坡度之影響 84 5-3 壩體下游坡角之影響 93 5-4 無因次分析 114 第六章、結論與建議 117 6-1 結論 117 6-2 建議 119 參考文獻 120 附錄A 124 附錄B 130

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    下載圖示 校內:2014-09-04公開
    校外:2014-09-04公開
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