在簡單應力狀態下探討具有空間變異性土壤的整體彈性模數

Equivalent elastic moduli for a spatially variable soil mass subjected to a simple stress state

童瑄文(Xuan-Wen Tong)

指導教授 ： 卿建業

國立臺灣大學/工學院/土木工程學研究所/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2015.00969

摘要

本論文屬於空間變異性系列之研究，主要探討具有空間變異性土壤的彈性模數行為，研究方法為：先利用有限元素法計算具有空間變異性土壤之整體彈性模數，後與離散化後隨機場的數學平均相互比較，結果發現當隨機場為等向性(即水平方向之關聯性長度δx=垂直方向之關聯性長度δz)時，水平方向之楊氏模數(Ex)與離散化後之隨機場的幾何平均較為接近，垂直方向之楊氏模數(Ez)與剪力模數(G)與幾何平均較為接近，而當隨機場為異向性時，即水平方向無限大，如同層狀土壤，發現Ex與算數平均較為接近，Ez、G與倒數平均較為接近。
而為驗證上述結果，建立與工地現場相似之基礎模型，即在隨機場化的土壤上方中間放置硬板後，施加均佈應力，等土壤沉陷後輸出各點位移，轉換為反映到基礎的楊氏模數，類似地盤反應系數的概念，並將楊氏模數與不同範圍的隨機場比較，結果發現在等向性隨機場下，只要選取的隨機場範圍適當，似乎幾何平均或倒數平均表現都不錯，而範圍大多為以基礎起算，五倍寬、五倍深的隨機場；異向性隨機場，因為水平方向關聯性長度很大，所以不用考慮比較之寬度變化，範圍大多也為五倍深度最為適當，且皆倒數平均表現比較佳。

關鍵字

隨機場 ； 關聯性長度 ； 空間變異性 ； 有限元素分析 ； 彈性模數

並列摘要

無資料

並列關鍵字

random field ； scale of fluctuation ； spatial variability ； finite element analysis ； elastic modulus

參考文獻

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