集水區以地錨加勁陡邊坡穩定之模擬分析研究-水利技師公會.pdfVIP

水利會訊 第十二期 陳鈞華、宋建明、甘俊二－集水區以地錨加勁陡邊坡穩定之模擬分析研究 集水區以地錨加勁陡邊坡穩定之模擬分析研究 陳鈞華 宋建明 甘俊二 屏東科技大學土木工程系 屏東科技大學坡地防災與 七星農田水利基金會董事長 副教授 水資源工程所 水利技師 水利技師 摘 要 本研究以台 7 線 47K+100~47K+300 段進行水土保持之邊坡穩定為探討對象，經由實 測之邊坡砂頁岩層基本參數資料，以 ANSYS 軟體進行數值模擬分析,再以地錨固定陡邊 坡之基本方法、步驟，建立有限元素法分析模式,最後計算分析出總位移、應力、應變之 模擬結果，結果顯示以 ANSYS 分析邊坡穩定評估是快速經濟可行方法。 關鍵詞：邊坡穩定、數值分析、地錨 一、研究動機目的 為確保應巴陵大橋附近當地交通觀光 產業等需求，所以需要快速修復和持續維 護其道路邊坡，使得當地民眾及觀光客能 有安全的道路可通行。如能經由邊坡模擬 圖 1.1 東部集水區區域一覽圖研究地點（紅圈處） (水保局提供) 分析後的相關結果能更檢核原設計條件是 否適當，於邊坡改善後，期望下次颱風或 台 7 線 地震過後，使邊坡坍塌減至最低及可維護 道路主體安全，長期性可減少石門水庫泥 沙淤積、延長水庫壽命。 二、材料及方法 圖 1.2 台 7 線 47K+100~47K+300 段等高線圖 2.1 集水區地理介紹： 台 7 線 47K+100~47K+300 本研究案例（台 7 線 47K+100~47K+300 段水土保持工程）位於集水區內(圖 1.1)， 工程經費$6,710,000，由力峰營造有限公司 施工，本案例台 7 線 47K+100~47K+300 段 圖 1.3 台 7 線 47K+100~47K+300 段地形圖 剛好位於跨徑達 185 公尺巴陵大橋附近， 2.2 模式說明 沿線鄰近大漢溪流，下游段為石門水庫(圖 本研究案例，選取以地錨固定陡邊坡 1.2、1.3)。 之 邊 坡 整 治 路 段 ( 台 7 線 134 -學術天地 水利會訊 第十二期 陳鈞華、宋建明、甘俊二－集水區以地錨加勁陡邊坡穩定之模擬分析研究 47K+100~47K+300 段) (圖 2.2.1 )。本文採用 有限元軟體 ANSYS 來進行分析包括前、 表2.2.1 後處理及數值求解。在大地工程中，邊坡 台 7 線 47K+100~47K+300 段 邊 坡 參 數 基 本 資 料 穩定分析計算可利用 ANSYS 可對已知之 基本參數(表 2.2.1)，資料進行數值運算模 擬，可快速產生位移、應力、應變等可靠 模擬結果。分析過程：先畫出一個的地層 構造(圖 2.2.2)，建立實體模型（具網格）， 接續對主要地層、軟弱結構面、地層分界 線進行模擬，後續加入地錨(圖 2.2.3)，模 擬其對邊坡穩定性的主要影響為何，計算 得到各點應變、應力後，輸入對此邊