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結合廣義Hoek-Brown破壞準則及變形分析法於邊坡穩定分析

為了解決urus選配的問題，作者周晏勤 這樣論述：

本文結合廣義Hoek-Brown破壞準則及變形分析法於邊坡穩定分析，即破壞準則選用廣義Hoek-Brown準則(GHB)，再以變形分析法之數值程式(FLAC3D)，搭配動態規劃法(DPM)與強度折減法(SRT)，來探討邊坡之安全係數與滑動面，目的是希望建立一邊坡穩定分析法能具有非線性破壞準則的特性，能發揮變形分析法考慮到變形量的優點，且能求得安全係數及可能滑動面。本文完成的工作項目有：(1)推導GHB對MC參數之轉換式，並使用FISH語言內建於FLAC3D中；(2)以Fortran撰寫動態規劃法程式；(3)結合變形分析法與動態規劃法、強度折減法進行邊坡案例分析，比較二種方法之優劣點，再採用動

態規劃法做更進一步的案例分析。本文以二個前人研究的均質邊坡案例，作為本文撰寫之程式的驗證與操作程序說明，並以五組自行假設之數值案例來說明本研究方法與程式應用在有外加載重及非均質邊坡的可行性。由二前人研究的數值案例分析結果顯示，無論使用極限平衡法，或以變形分析法結合強度折減法或結合動態規劃法，所獲得之安全係數皆很接近，極限平衡法或動態規劃法所獲得之滑動面很靠近，且皆在強度折減法所得之貫穿塑性破壞帶中穿越。又非線性(GHB-to-MC)以及相等線性(GHB-to-EMC)所得之結果也很靠近，因此可證明本論文所撰寫之程式是正確的。比較動態規劃法和強度折減法之優劣點後，發現主要有三項優點：(1)至目前

為止，雖然這二種方法皆無應用於非均質邊坡之研究報告，但動態規劃法只要知道應力分佈狀況，就可求得正確答案，以目前之變形分析技術而言，求取非均質材料物體內之應力分佈已是很成熟之技術，因此以基本原理而言，動態規劃法直接應用於非均質邊坡不會有適用性之疑問，而強度折減法則必需做些假設，例如所有地層之強度皆以相同之比例折減，才能得到計算結果；(2)強度折減法必需用不同之折減值計算多次才能獲得答案，而動態規劃法則是一次搞定；(3)強度折減法得到的滑動面是一個寬帶狀的塑性破壞區，而動態規劃法得到的則是一個明確的滑動面。所以本文決定採用動態規劃法做後續之案例研究。案例三是個坡頂有載重之均質邊坡，分析結果顯示，外

加載重後，滑動面形狀就不再是圓弧形，且非線性與線性方法計算所得之安全係數也有明顯差別。案例四是具有二個水平地層的邊坡，計算結果顯示各個地層各自具有圓弧形之滑動面，因此在地層交界處可能有轉折處產生，且上下地層顛倒後，其安全係數之差異性很大。案例五是一個具有風化表層之順向坡，動態規劃法所獲得之結果與Stabl5程式中block分析法所得結果相近，但其滑動面之彎曲部份更為平滑及自然。案例六是一個具有軟弱夾層之順向坡，案例七是案例六上方加上一水平地層，這二個案例是一般極限平衡法必需做很多假設及多次試誤計算後才可能得到安全係數及滑動面之案例，但動態規劃法仍能在一次計算過程獲得頗為合理之答案。本研究之結論

是使用變形分析法結合動態規劃法在複雜地質條件之邊坡中，能一次運算後獲得最小安全係數及其對應之滑動面，且不需預先做許多假設。又在某些條件下，使用非線性分析法(本文中之GHB-to-MC)是有必要的。因此本研究所發展出來之分析方法是具有廣泛應用性的。