水波和水流作用于多层土壤分布之动力分析dynamicanalysisofmulti.pdfVIP

水波和水流作用於多層土壤分佈之動力分析 (1) (2) 謝平城 楊山慶 摘 要 考量在自然的狀況中，土層的分佈通常都是非均勻的，因而本研究主要探討水流、水波在 流經複土層，水與土之交互動力分析時，水流以黏流理論考量，土壤顆粒則視為黏彈性 (viscoelastic)固體，並修正 Biot(1962)之孔隙彈性介質理論來描述水與土之運動行為，以探討孔 隙黏彈性介質底床在具週期性水波之自由水面下，各土層內之動力反應，包括第一土層內位移 量、孔隙水壓力、有效應力及剪應力之分佈情形。本研究提出黏流理論及黏彈性模式進行分析 複土層內之動力反應，研究結果發現當第一層土層是坋土，第二層土層是沙土時，在 B1 L 的 情況時擾動孔隙水壓力之分佈是呈快速消減的現象，並且消減的速率遠比勢流理論的結果要來 的快；而擾動位移變化量及擾動有效應力及剪應力等在 B1 L 時亦呈現振幅較勢流理論大且變 動劇烈。足見動力反應與由勢流理論所得之解析結果有明顯之不同，亦可見水流部分採用黏流 理論於複土層對於動力反應的影響扮演著極重要的角色 。至於滲流力的分析可知:當所採用的理 論不同時，雖然有相似的變化趨勢，但在 B1 0.25L 勢流理論的估算較黏流理論的估算結果較 大。 關鍵詞( ：複土層、滲流力、孔隙介質流) Dynamic analysis of multi-layer soils under the effect of water waves and flow Ping-Cheng Hsieh(1) , Shan-Ching Yang(2) Associate Professor(1) and Graduate Student(2), Department of Soil and Water Conservation National Chung Hsing University, Taichung, 402 Taiwan, R.O.C. ABSTRACT (1)國立中興大學水土保持學系副教授 (2)國立中興大學水土保持學系碩士研究生 49 水土保持學報 39 (1) ：49-62 (2007) Journal of Soil and Water Conservation , 39 (1) ：49-62 (2007) Soil layers are not usually homogeneous in nature, this study investigates the interactive problem of oscillatory water waves and flow passing over multi-layered soils by combining viscous fluid flow theory and visco-elastic porous medium flow theory. The soil behavior is considered as viscoelastic in the present mathematical model modified from Biot’s poroelastic theory. Using this model, the dynamic response including surface profile of soil layer, distribution of pore water pressure, shear stress and effective stress of the first soil layer is discussed. When B1 L , the results indicate that the present perturbed p