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中興工程

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篇名 水力耦合模式應用於隧道開挖影響評估
卷期 150
作者 張偉哲
頁次 003-010
關鍵字 開挖損傷開挖擾動水力傳導係數變化三維水力耦合分析
出刊日期 202101

中文摘要

根據許多隧道開挖工程案例結果顯示,隧道開挖過程中會導致周圍岩體因擾動而達到應力降伏狀態,而其開挖影響範圍往往與岩體特性、斷面尺寸與現地應力等多項因素環環相扣。另外,開挖的解壓行為亦會引致周圍岩體增生新裂隙或造成既有裂隙延伸擴展,使其水力傳導特性改變。因此為提升隧道穩定性與阻水性,對於隧道開挖過程之周圍岩體應力降伏範圍有其瞭解之必要。同時,在提升隧道系統安全性部分,如何以數值模式分析手段預先探討固結灌漿對策來降低受開挖影響,亦是工程界的關鍵課題。據此,本研究採用全球大地工程廣為應用之FLAC3D三維數值軟體,建構全系統水力耦合分析模型來進行開挖模擬,加以分析開挖造成的損傷與擾動等差異;同時,亦參考國外相關文獻與研究成果,以水力傳導係數的變化作為基準,將其分類為:開挖損傷(ExcavationDamaged Zone, EDZ)與開挖擾動(Excavation disturbed Zone, EdZ)等兩區域,冀望藉由所提出開挖損傷或擾動影響的評估方法,作為後續設計、施工等工程對策之參考依據。本研究為國內首次嘗試以三維水力耦合模擬,針對損傷與擾動區域進行區分與評估,其分析結果與國外研究成果大致吻合,顯示該數值模式分析可應用於評估隧道損傷與擾動之開挖影響,有助於提升隧道工程設計與施工安全性。

英文摘要

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