Title

Rankine主動被動土壓力滑動機制探討

Translated Titles

A Study on the Sliding Mechanism of Rankine Active and Passive Earth Pressure

Authors

謝宗翰

Key Words

擋土牆 ; 有限元素法 ; 側向土壓力 ; retaining wall ; finite element method ; lateral earth pressure

PublicationName

中興大學土木工程學系所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2009年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

黃添坤

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

擋土牆為土木工程中常見之擋土結構系統,應用於穩定及擋護由挖掘或填築而成之永久性坡面,而為了能設計安全又符合經濟效益之擋土牆,必須先預測側向土壓力作用於擋土牆上之大小,以及側向土壓力之分佈情形。側向土壓力目前普遍使用Rankine & Coulomb理論於擋土牆之設計。但有關前述理論,似乎未對擋土牆之力學機制及變形特性造成土壓力結果之影響作深入之探討,如滑動機制、背填土應力之改變情形。因此,本文主旨是以有限元素法理論。採用並改寫既有一些程式加以整合,探討不同擋土牆位移機制之側向土壓分佈及滑動機制之發展情形。並與Rankine理論結果做加以比較。 四種不同擋土牆位移型式有:1.對牆底旋轉 (RB移動型式); 2.牆平移 (T移動型式); 3.對牆頂旋轉 (RT移動型式): 4.對牆中央旋轉(RM移動模式)。並分主動A,被動P及混合模式。 分析結果顯示在牆背無摩擦抵抗相同膨脹角情況下,主動土壓之合力,與Rankine理論值比較,AT移動模式與理論值最為接近,其次為ARB移動模式,而ART移動模式誤差值最大。被動土壓之合力,則以PRT移動模式與理論值最為接近,其次為PT移動模式,而PRB移動模式誤差值最大。而膨脹角 對於擋土牆背填土分析而言,會因為牆不同移動型式而造成結果有所差異,無法對主動或者被動土壓力分析分析結果作ㄧ綜合性結論。 牆背完全摩擦抵抗在整體分析中,所造成影響會較為明顯,主動土壓力分析結果,造成側向土壓減少,合力降低,而滑動範圍擴大。被動土壓力分析結果,造成側向土壓增加,合力明顯提高,滑動範圍也擴大且滑動面呈現弧狀。

Topic Category 工學院 > 土木工程學系所
工程學 > 土木與建築工程
Reference
  1. [5] Taylar, D.W. (1948), Fundamentals of Soil Mechanics, John Wily, New York.
    連結:
  2. [7] Fang, Y. S. and Ishibashi, I. (1986) “Static Earth Pressure with Various Wall Movements,” Journal of Geotechnical Engineering , ASCE , Vol.112 , No. 3, pp. 317-332.
    連結:
  3. [9] Nakai, T. (1985), “Finite Element Computations for Action and Passive Earth Pressure Problems of Retaining Wall” Soil and Foundations, Vol. 25, No. 3, pp. 98-112.
    連結:
  4. [11] 梁嘉純(2003),“以FLAC程式探討剛性擋土牆瑜不同位移型式之側向土壓力分布”,碩士論文,中原大學土木工程研究所,桃園。
    連結:
  5. [1] 施國欽(2001),“大地工程學(二)基礎工程篇”。
  6. [2] 盧耿逸(2000),“剛性擋土牆土壓力分佈與剪力帶形式之探討”,碩士論文,逢甲大學土木及水利工程研究所,台中。
  7. [3] Chen, W. F. and Mizuno, E. (1990), Nonlinear Analysis in Soil Mechanics, Elsevier Science Publishing Company Inc., New York.
  8. [4] Rankine, W. M. J. (1857), “On Stability of Loose Earth”, Philosophic Transactions of Royal Society, London, Part Ι, pp.9-27.
  9. [6] Terzaghi, K. (1932): “Record Earth Pressure Testing Machine”Engineering News Record, Vol. 109, Sept. , pp. 365-369.
  10. [8] Clough, G. E.and Duncan, J. M. (1971), “Finite Element Analysis of Retaining Wall Behavior,” Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, Vol. 87, No. SM12, pp. 1657-1673.
  11. [10] Department of the Navy (1982), Foundations and Earth Structure, Design Manual 7.2, NAVFAC DM-7.2, Department of the Naval Facilities Engineering Command.
  12. [12] 侯鵬暉(2006),“主動土壓力模型擋土牆之設計與建造”,碩士論文,交通大學土木工程研究所,新竹。