• 學位論文

元素釋放法計算加速之研究

元素釋放法為無網格法(Meshless method)的一種，模擬問題時只需要節點資料，不需要描述節點關係的元素，因此可以免去有限元素法網格生成與重建的麻煩。元素釋放法在建立節點的形狀函數時運用了變動式最小平方近似法(Moving Least Square Method，簡稱MLS)，再配合適當的外力、位移和初始條件的處理，即可模擬初始界值問題。 由於元素釋放法各節點的形狀函數不盡相同，必需在程式中建立，所以模擬問題時所需的計算量較傳統的有限元素法多，因此如何有效的提昇元素釋放法計算效率是一個重要的課題。 改善元素釋放法處理問題的效率可以從三方面著手：(1)建立有效節點、高斯積分點、取樣點的搜尋法則，以減少資料搜尋的時間，(2)改善理論，減少建立節點形狀函數及其導數的計算量，(3)有效處理聯立方程式計算問題。本文主要在說明如何利用上面觀念配合元素釋放法處理二維彈性靜、動力問題，以達到減少計算量且有效模擬問題的目的。最後利用幾個數值算例說明這些處理方式的精確性與有效性，同時對未來可能發展的方向提出看法與建議。

• 學位論文

含懸浮質流體在孔隙介質之滲透係數研究

中文摘要 地下水在土壤孔隙介質中流動，常因為本身所攜帶的懸浮物或細顆粒雜質，造成孔隙阻塞現象。因此在做人工湖補注地下水工程時，往往會因為含水層內部孔隙受到懸浮質之阻塞，造成滲透係數變小而影響補注效率。其次，如新開發之農地剛開始有較大的滲漏量，可是隨時間增長之後，其滲漏量卻逐漸減少，其原因皆為介質中孔隙被阻塞之故。本研究目的即在探討含懸浮質流體在孔隙介質其滲透係數變化情形，並同時觀察懸浮物質在孔隙介質中的阻塞量。 本研究選用三種不同粒徑的砂來進行試驗，首先藉由物理性質分析了解此三種砂的比重和孔隙率等介質特性資料。其次以不含雜質之清水滲透試驗，求得各層孔隙介質初始之滲透係數值，做為計算推導式中相關係數及後續過濾試驗之參考。 由含懸浮質流體之過濾試驗，可知通過介質之含懸浮質流體流量會隨時間不同而改變，本研究並可根據流量及水頭差計算出各層之滲透係數值隨時間之變化，以及求出各分層之孔隙率變化及懸浮顆粒捕捉率。

• 學位論文

軸對稱物體在勢流場之流況研究

本文旨在研究三維軸對稱理想流動。建立在三維流場對稱之性質下，由史托克流線函數推導三維流線、流線函數與速度位勢的關係。並利用所得之觀念設計線源與線沉及均勻流動的安排，期望以此推導迴轉成體四周流動的近似解。研究中，以Matlab求解所遇到之數學計算，分析在此方式分析流場時，在數學模式中所會遇到之奇異狀況以及無法求解之情形。

• 學位論文

三角形單位歷線之修正與探討

摘　要 台灣地區目前在主要河川多設有水文流量站，但對於分佈較廣之短小支流大部分無水文站之設立。又目前水利署用以推估逕流量之三角形單位歷線為國外所推估之經驗式，並非適用於台灣。因此本研究對三角形單位歷線進行修正，建立出一符合台灣之降雨逕流模式。 三角形單位歷線之推求中，其洪峰到達時間與集流時間推估之關係式係由美國土壤保持局所推估，其關係式並未考慮到河川密度對集流時間與洪峰流量之影響。因此本研究以河川密度之地文條件修正洪峰到達時間；而單位歷線基期與洪峰到達時間之關係中之m值，經本研究之模擬與實測比對發現不適用於台灣地區。本研究先就集流時間、洪峰到達時間與基期進行估算，以推求適用於台灣地區之三角形單位歷線經驗式。將所推得之三角形單位歷線經驗式應用在降雨－逕流模式，就德基水庫松茂水文流量站上游集水區進行模擬，並對其退水段進行初始基流量與退水係數之修正。 經模擬結果與實測值相驗證頗為相符，因此可將此修正之三角形單位歷線應用在台灣河川上游集水區，對降雨逕流量進行合理之估算。

• 學位論文

電腦資訊產品廢棄物之資源化研究 －以一廢棄物處理廠為例－

由於自然資源有限，尤其不可再生資源將日益枯竭，因此，廢棄資源之再生利用，為二十一世紀環境與資源之重要課題之一。本研究目的，在於討論電腦資訊產品廢棄物之資源化的流程以及資源化帶給我們的效益。 本研究以一電腦資訊產品廢棄物處理廠為例，以瞭解其資源化方法，分析其資源過程之質量平衡及資源化帶來的影響，供評估其資源化之效益。 研究結果顯示，此廠平均每月處理333,850公斤的廢電腦資訊產品，可回收與再利用的資源佔了99.1%多。期能藉由此結果，提供大眾對資源化貢獻的認知，讓資源能在永續觀念下不斷回收與使用。 然而，仍有部份廢棄物，如螢光粉與廢電池等，其回收處理技術在仍然需要被發展與推動。如此之下，資源化的效益會提升，另一方面對環境的衝擊也會減低不少。

• 學位論文

FLAC與STABL程式於邊坡穩定分析之比較研究

中文摘要 由於台灣地質狀況不佳及環境營力旺盛，邊坡破壞已成為台灣主要的地質災害之一，土壤邊坡主要為弧型破壞模式。而極限平衡法為目前最常被使用的分析方法，其需假設土體為剛塑性材料及找尋許多嘗試破壞面中對應最小安全係數者即為最可能之破壞面。本文另以考慮變形性的FLAC程式並與基於極限平衡之STABL進行比較分析，以了解土壤變形性、張力強度、互層邊坡及坡頂加載之影響。 本文探討土壤邊坡之穩定性為主，探討參數為安全係數及破壞面位置。STABL 分析採用基於圓弧滑動面之Bishop簡化法，破壞面搜尋數目定為一萬個。FLAC程式之安全係數訂定是以剪力強度折減觀念所決定，再由程式所輸出之剪應變等值圖及位移向量圖來判斷邊坡可能之破壞面位置。所分析邊坡皆為低地下水位之莫爾庫倫材料，但考量均質土壤邊坡、互層邊坡及坡頂受局部均勻垂直荷重邊坡三類，分別進行穩定性分析，並比較 FLAC程式與STABL程式之分析結果，以及找出STABL程式於不同邊坡情況下可能之不適用範圍。坡高皆固定為 8m，但坡角變化於 0 至 90 度之間。 針對上述三類邊坡，由FLAC程式與STABL程式分析所得之安全係數及破壞面位置，可得以下結果：1) 以FLAC程式進行土壤邊坡穩定分析，發現張力強度、彈性模數及土體之變形量對分析的結果均有影響，此乃STABL程式所無法探討者；2) 當坡角增加時，安全係數隨之下降；3) 於互層土壤邊坡中，當下層為較軟弱之土壤時，在坡角較大的邊坡時，下層土壤易發生局部大變形之破壞，而使FLAC所求得之安全係數較STABL分析所得較低；4) 於坡頂受局部荷重的情況下，FLAC分析所求得之破壞面與STABL有明顯的不同，其主要在於FLAC程式考慮土體的變形量，而使得破壞面形態受荷重的影響較大。

• 學位論文

以FLAC程式探討傾斜互層地盤之承載行為

摘 要 台灣常見的地質構造如層面、斷層、節理、葉理等弱面，而他們現地之傾態可能為水平或傾斜。若地盤的組成包含上述弱面，當然其力學行為和均質完整地盤會有所差別；其承載擾動區也不再如 Terzaghi 者所假設對稱發展之 I、II、III 區。本論文主要目的是利用數值分析方法以研究剛性條形基礎座落於傾斜互層地盤上之承載行為，並且以類神經網路來初步建立其極限承載力之預估公式。 本研究主要以有限差分連續分析之套裝軟體 － FLAC程式進行傾斜互層承載行為之探討，影響因子為加載邊界與互層界面露頭之距離 (D) 與基礎寬度 (B) 之比值 (D/B)、互層之傾角 ()、上下二層之凝聚力 (c1, c2) 及摩擦角 (1, 2)。基礎加載是以應變控制為主，由荷重－沈陷曲線及擾動範圍找出極限承載力，其中擾動範圍是以位移向量圖所定義出。由堅硬層下覆軟弱層及軟弱層下覆堅硬層兩種型式之基本例可瞭解傾斜互層地盤細部之承載行為及破壞機制。此外，利用倒傳類神經網路來發展廣義的互層地盤極限承載力評估公式，共選用3000組不同地層參數資料進行迴歸，參數範圍為凝聚力 (c) = 0~1MPa、摩擦角 () = 0~30a，並考慮兩層無凝聚性、無凝聚性及凝聚性、兩層凝聚性三種地盤互層型式。 分析結果顯示，堅硬層下覆軟弱層其極限承載力會隨 (D/B) 及傾角 () 之增加而增加 (最終趨近堅硬上層之極限承載力)；而軟弱層下覆堅硬層其極限承載力並不會因 (D/B) 及傾角 () 的改變而有太大的變化 (皆趨近軟弱下層之極限承載力)。而上下層之凝聚力 (c1, c2) 及摩擦角 (1, 2) 亦對地層之極限承載力有所影響。至於類神經網路分析，乃以測試預估之偏差量小於 10% 之條件來建立一個互層地盤極限承載力之預估公式；此外於其線性分析模式中，可初定出各種互層形式下之最大影響因子，例如：非凝聚性互層土壤-軟在上時，互層傾角 () 為其最大影響因子。

• 學位論文

應用遺傳演算法於ASR井操作之研究

ASR井補注法為最近才引進台灣的地下水補注方法之一，在國外已施行多年，其應用趨勢也逐漸朝大型化和多樣化發展。普遍的應用方式為利用含水層做為儲水空間，進行豐枯水季間之水資源調配。 使用ASR井系統抽取或補注地下水會造成地下水位變動，當地下水位急劇變化時會對鄰近建物或環境產生影響。因此本研究首先運用USGS所發展之MODFLOW三維地下水水流模式，進行虛擬之地下水拘限含水層數值模擬，以計算不同抽水或補注流量下之地下水水位變化，並配合響應矩陣法及遺傳演算法，探討在地下水水位變化及可補注水量等限制條件下，採用不同編碼方式與參數條件設定下之優選結果，來進行地下水人工補注的操作管理。其目的為在滿足地下水水位變化及可補注量等限制條件下，根據『蓄豐濟枯』之原則，求取最佳的抽水補注操作組合。 模擬結果顯示，在指定抽水或補注時間情況下，採用48碼之編碼方式即可求出最佳解。此外，本模式對於不同的限制條件均能達到優選之操作組合，因此可應用在ASR井之實際操作。

• 學位論文

水庫淤泥管路輸送主要損失研究

本文旨在探討管路抽送石門水庫淤泥之能量主要損失問題，因淤泥之流動型態已脫離牛頓流體之範疇，故需利用實驗找出淤泥之流變特性。首先以理論說明管式流變計之量測原理，並應用自製之管式流變計分析石門水庫淤泥之流變特性，並決定其流變參數，再分別以賓漢流體模式及冪定理流體模式來分析之。 實驗結果顯示，當以冪定理流體模式分析時，其稠度係數ｍ值會隨著淤泥濃度增加而增加，但流動指數ｎ值卻隨著淤泥濃度增加而減少。當以賓漢流體模式分析時，賓漢降服應力呈現負值現象，表示本實驗濃度不適用於賓漢流體模式分析。本文亦以牛頓流體之管路流動理論，推求賓漢流體模式及冪定理流體模式之管路流動理論關係式，包括速度分佈、流量，平均速度及主要損失，此結果可以用來做不同淤泥濃度之管路流動設計依據。

• 學位論文

土石流危險度之模糊迴歸分析和綜合評判

中文摘要 台灣土石流災害嚴重，目前預警系統無法達到好的效果，致使土石流的發生對人民的生命與安全威脅甚劇。然而土石流發生並非如同地震般難以察覺和預測，故有關土石流預測值得繼續研究。 以往學者有關土石流發生臨界降雨線僅考慮降雨量和降雨強度以統計方法作線性迴歸分析，本文主旨在建立土石流發生臨界線之模糊迴歸曲線與有效降雨強度及有效累積雨量的模糊隸屬關係，由土石流發生臨界線之模糊迴歸曲線，找出土石流發生和降雨之模糊隸屬函數，進而建立土石流危險程度之評判分析模式。另以模糊理論做分析的基礎，建立土石流成因之統計資料，作為預警決策分析之參考；選取各集水區形狀因子、溪床坡度、地質特性作為土石流發生之潛在因子，並以土石流災區之降雨強度及降雨量等水文資料為激發因子和以臨界線之模糊迴歸分析、模糊隸屬度統計各因子與土石流發生之相關性。 最後以模糊綜合評判及邏輯推論作為評判方法，分析各因子與土石流發生的綜合程度，判斷其危害等級。實例演算各因子對土石流發生的綜合程度，發現本文評判分析結果之危險等級可作為預警決策的參考。