應用柴比雪夫配置法求解岩盤滲水引發崩塌運動之研究

Translated title of the thesis: Application of a Chebyshev Collocation Method to Solve the Movement of Landslide Triggered by Bedrock Exfiltration
  • 簡 鍾凱

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

地下水從岩盤出滲會升高其上層土體的孔隙水壓及降低土體的抗剪阻力,甚至引發崩塌,因此岩盤滲水是引發崩塌的重要因子之一。本研究探討岩盤滲水引發土體崩塌及崩塌後的運動特性。參照Iverson(2005)的做法,以牛頓第二運動定律建立無限邊坡崩塌土體之運動控制方程式,並以擴散方程式描述孔隙水壓的傳遞行為。有別於Iverson(2005)使用有限差分法求解前述方程式,本研究以柴比雪夫配置法將土體運動之控制方程式及孔隙水壓擴散方程式轉化為一階常微分方程,並搭配使用四階Runge-Kutta方法求解此一階常微分方程。 Iverson(2005)只討論均勻岩盤滲水對土體崩塌及崩塌運動的影響,本研究分析三種非均勻岩盤滲水率對土體崩塌及崩塌運動特性之影響。岩盤滲水率分布包括前峰型、中峰型及後峰型等三種非均勻分佈。計算結果顯示岩盤滲水率分佈的差異會影響土體崩塌時間點及崩塌後運動特性。運動控制方程式的抗剪阻力項受到孔隙水壓影響,因此崩塌運動的起始時間及特性都受到孔隙水壓的影響。對於前峰型岩盤滲水率分佈者,因為岩盤滲水前期出滲速率快,孔隙水壓力累積也快,因此崩塌的時間點較早;崩塌發生後的運動特性同樣受制於孔隙水壓,對於後峰型岩盤滲水率分佈者,岩盤滲水在前期出滲速率較低,雖然前期孔隙水壓累積較慢,但後期土體崩塌開始之後,岩盤滲水率較大,滑動阻力較小,崩塌土體移動速度較快。本研究分析比較前峰型、中峰型及後峰型等三種岩盤滲水率分佈對崩塌發生時間及滑動速度的影響。
Date of Award2014 Aug 21
Original languageChinese
SupervisorChyan-Deng Jan (Supervisor)

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