共面闭合断续节理岩体的直剪强度研究

根据模型试验研究结果,深入分析了直剪条件下含共面闭合断续节理岩体的变形和破坏机理,并在此基础上建立了这类岩体的初裂强度和贯通破坏强度准则,将计算结果与实测值进行了对比分析,表明两者吻合较好,证明该强度准则是合理可靠的,具有理论和工程应用价值。

平面应力条件下闭合断续节理岩体破坏机理及强度特性

根据激光散斑照相技术和应变花所测得的位移场和应力场， 深入分析了平面应力条件下闭合断续节理脆性岩体的变形和破坏特征， 揭示了裂纹扩展规律和破坏机理， 得出了这类岩体的初裂强度和贯通破坏强度表达式， 并将计算结果与试验结果进行了对比， 验证了所得公式的合理性。

基于边界元法各向异性岩石的裂纹传播路径分析

利用边界元法来探讨各向异性大理岩的裂纹传播特性,如应力强度因子与裂纹倾角及材料各向异性的关系、裂纹初始开裂角度与裂纹传播路径的预测及仿真分析。将边界元法结合最大围压断裂准则来预测各向异性材料的裂纹初始开裂角度及模拟各向异性材料的裂纹传播路径,并将数值分析结果与前人的初始开裂角度及试验所观察的传播路径得到的结果进行比较,研究结果表明,数值分析结果与试验结果均较为吻合。因此,所提出的裂纹传播方式可准确地分析各向同性及各向异性材料的裂纹传播特性。

深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨

隧道工程开挖深度有逐渐增加的趋势,深部岩石具高强度及高应力环境。虽然脆性岩石在高围压应力下,将转而呈现延性特性,但隧道开挖所产生的径向解压,使隧道周边一定范围内的岩体处在低围压状态,故这部分围岩的变形仍由脆性性质所掌控。对于脆性岩石呈现峰后强度弱化特性,文中汇整各种岩石峰后强度弱化参数评估方法后,提出结合Hoek-Brown准则与岩心试验的强度损失试验评估法。以实际工程案例分析结果显示,600 m埋深时岩石峰后强度弱化与否,对隧道围岩变形量影响不大,但隧道埋深超过2 000 m后,变形量的差异将达到3～4倍左右,显示脆性岩石峰后强度弱化特性,对深埋隧道施工变形影响不可忽视。

山岳隧道涌水评估及施工回馈分析

以曾文越域引水隧道工程为例,透过三维水文地质模式评估隧道施工期间之涌水。依据区域地质图及细部设计阶段地质图建构三维水文地质模型,并透过现地试验结果、水位观测结果、隧道内量水堰及隧道洞口总出水量等量测结果进行水文地质参数率定。所建议之分析模式除可用于评估后续施工所可能遭遇之涌水灾害外,亦可评估隧道开挖对邻近水文环境之影响,并将评估成果回馈至隧道设计及施工。

蓄水坝安全监测新思维

水库安全与否除对区域性水资源调度影响较大外,水库蓄积的庞大水体对下游地区也是一种风险来源,特别是近年来经济快速发展,部分水库下游城镇建设加快,水库一旦溃决对下游地区将造成重大灾害损失,因此,如何提升水库安全管理效能,将是各水库管理单位面临的重要课题。为确保水库安全,台湾许多水库大坝均安装了安全监测系统,以往的蓄水坝安全监测系统规划大多侧重于与规范或设计值的比较,并偏重于洪水、地震、紧急泄降等一般公认的破坏模式,在此理念下,监测仪器布设大多选在坝、堰特定断面或最大断面上,采用均匀布置方式。随着各国蓄水坝溃决事故的发生,国际坝工界逐渐发现许多水库大坝失事前的信号并非由监测仪器察觉,说明传统的监测仪器布设方式无法确保蓄水坝安全。近年来蓄水坝的安全监测作业导入了风险的概念,旨在通过潜在破坏模式的鉴别来找出坝的薄弱部位,并据以规划适当的安全监测体系。介绍了目前国际坝工界广泛采用的风险告知监测作业思维,并以台湾蓄水坝安全监测系统的改善案例来说明风险监测思维在台湾蓄水坝安全管理中的应用情况。

泥水加压式TBM于山岳岩盘隧道施工案例探讨

台湾虽已有许多TBM隧道施工经验,但山岳岩盘隧道采用泥水加压式TBM掘进案例仍不常见。本文乃介绍台湾南部一座山岳岩盘隧道采用泥水加压式TBM实际施工案例,包括TBM机型评估、设备特性、环片设计、施工风险及因应对策等。施工结果显示切削刀头磨耗、岩盘挤压收敛、排泥管阻塞及泥水配比等为影响掘进速率之主要因素。本案例施工经验可提供未来山岳长隧道采用TBM施工参考。

多條隧道交會段施工監測回饋分析

多條隧道交會段之力學行為係複雜之三向度問题,以三維數值分析程式FLAC3D針對其7條隧洞交會之實際工程案例,模擬其實際挖撐過程,並與佈置於交會段各處斷面監測結果進行比對,以瞭解隧道目前開挖圍岩穩定性,同時進一步預測隧道後續施工行為。分析結果顯示:案例隧道交會段施工互制影響範圍有限,目前隧道大體處於穩定狀態;後續洞台降挖及另一主隧道開挖,在及時支撐情況下,圍岩變形量增加有限,隧道安全應無問题,惟仍應持續進行監測,確實掌握隧道行為。

案例類比法應用於台灣隧道支撐工設計建議

就蒐集所得約120個隧道工程案例,建立案例資料庫。透過隧道支撐工之以往設計案例經驗,以案例類比法研擬適用於台灣硬岩-中硬岩類之隧道支撐建議。案例類比法係採用統計方法結合案例推理法以及類神經網路法等人工智能手段,針對案例資料庫有關隧道支撐設計資料部份,進行案例類比分析,作為研擬具通用性之隧道支撐建議之參考依據。

“9.21”大地震后对台湾大坝设计地震推估之检讨

目前 ,台湾地区在进行大坝耐震设计与安全评估时所采用设计 (或校核 )地震之推估方法 ,为沿用当时翡翠水库规划设计时参考美国核能电厂耐震设计标准所采用之方法。惟 1999年 9月 2 1日集集大地震时 ,位在震源附近几座大坝坝址所实测到之尖峰地表加速度 (PGA)均高于用翡翠水库方法所推估之 PGA值 ,而引起工程界对原翡翠水库所采用之设计地震推估方法可靠性的注意与讨论。在对原翡翠大坝设计地震之推估方法中 ,经“9.2 1”地震实际验证后 ,将觉得有讨论空间之部分 ,逐项提出国内外相关资料、个人与专家意见 ,供参考讨论 ,尚不作定论。另为便于了解与检讨起见 。