《文化韌性永續簪纓》

敏感度分析-總變形量

敏感度分析-安全係數

乾邊坡模擬成果

濕邊坡模擬成果

《楊氏係數對邊坡變形與穩定性之影響探討—以FLAC3D數值模擬為例》

  • 課程名稱: 坡地工程
  • 團隊成員: 土木3A-1111451013王智弘、1111451001吳晟宇、1111451002鄭元禾 、1111451004劉定宏同學

本研究以深坑地區茶園規劃預定地作為模擬對象,採用FLAC3D三維數值分析軟體,探討土壤楊氏係數(Young's Modulus)對坡地穩定性及變形行為之影響。於建模過程中,依據地質調查資料設置邊界條件及材料參數,並針對楊氏係數於 1×109 至 1×1010 Pa 範圍內進行十組敏感度模擬。分析結果顯示,當楊氏係數低於5×109 Pa 時,坡地變形量隨材料剛性降低而急遽增加,顯示材料彈性模數對變形行為具高度敏感性。

然而,當楊氏係數高於該臨界值時,變形量增減趨勢顯著趨緩,反映材料剛性提升後對坡體整體變形之邊界效益遞減。然而,進一步就坡地安全係數(Factor of Safety, FOS)分析,發現楊氏係數於上述範圍內變動時,對FOS影響極為有限,模擬所得FOS僅介於8.66至8.69間,顯示材料彈性模數對坡地穩定性評估之敏感度較低。此現象與理論預期相符,因FOS主要受控於抗剪強度參數(摩擦角與凝聚力)而非彈性模數。

此外,本組亦針對乾、濕邊坡條件進行比較,評估地下水對坡地變形與穩定性的影響。模擬結果顯示,地下水存在僅導致坡地變形量輕微增加及FOS略為下降,整體影響有限。然而,於Y向變形量分析中,乾邊坡局部變形量反較濕邊坡為大,顯現與工程判斷不符之異常現象。經進一步擴大模型範圍分析後,確認此異常係因初始模型邊界設置過小所致,顯示邊界條件設置對數值模擬結果具關鍵影響,需於實務應用時特別審慎。

坡地工程