併構崩積土各影響因素下之差異

謝孟修(2007)模擬併構崩積土試體，分別考慮當岩塊具有特定角度，在不同 的角度下對強度及整體材料參數之影響。在改變岩塊長短軸比討論強度及整體材 料參數之影響，除了改變單一條件如岩塊角度、長短軸比外，其餘因子皆固定。

另外岩塊體積比也是併構岩力學行為影響的重要參數之ㄧ，所以也把岩塊體積比 在不同的情形下所得之結果比較其差異性。

岩塊體積比之差異，方向皆固定為 60 ﾟ，岩塊種類、尺寸及位置皆以隨機產 生，岩塊體積比分別是以 30%、45%、60%及 75%四種岩塊體積比來討論如圖 2- 31。

結果發現併構岩整體的材料參數極限的軸差應力、凝聚力(以下簡稱 c)、摩擦角 (以下簡稱ψ)與楊氏模數(以下簡稱 E)皆隨岩塊體積比增加而提升，但因岩塊與 基質間的 E 值相差甚大，即使岩塊有加勁作用但整體展現 E 值仍為基質所主控。

圖 2- 31 岩塊具方向性不同岩塊體積比(謝孟修，2007)

0

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

Rock block proportion UltimateDeviatoricStress(MPa) confining pressure 200kPa

confining pressure 400kPa confining pressure 800kPa

0.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

Rock block proportion

ψ(degrees)

圖 2- 32 岩塊體積比對ψ角之影響趨勢(謝孟修，2007)

圖 2- 33 岩塊體積比對軸差應力之影響趨勢(謝孟修，2007)

10 100 1000 10000 100000

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

Rock block proportion

Young's modulus (MPa)

confining pressure 200kPa confining pressure 400kPa confining pressure 800kPa

圖 2- 34 岩塊體積比對 c 值之影響趨勢(謝孟修，2007)

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

Rock block proportion

c(kPa)

以隨機產生如圖 2-36。結果得併構岩整體力學行為隨著不同岩塊傾角的改變而具 異向性，當傾角為 30°～60°各參數值皆出現相對低值，行為類似具有特定方向性 層面之岩石。

圖 2- 36 岩塊具不同方向性(謝孟修，2007)

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00

0 15 30 45 60 75 90

Rock block orientation (degrees)

ψ(degrees)

圖 2- 37 岩塊傾角對ψ角之影響趨勢(謝孟修，2007)

0.0

Rock block orientation(degrees)

UltimateDeviatoric Stress(MPa)

confining pressure 200kPa confining pressure 400kPa confining pressure 800kPa

Rock block orientation(degrees)

c(kPa)

圖 2- 39 岩塊傾角對 c 值之影響趨勢(謝孟修，2007)

0 50 100 150 200 250 300

0 15 30 45 60 75 90

Rock block orientation (degrees)

Young's modulus (MPa)

confining pressure 200kPa confining pressure 400kPa confining pressure 800kPa

圖 2- 40 岩塊體傾角度對 E 值之影響趨勢(謝孟修，2007)

岩塊長短軸比之差異，改變岩塊長短軸，岩塊體積比固定為 45%，岩塊形狀 為三角形及四邊形，傾角為 60∘，尺寸及位置皆以隨機產生如圖 2- 41。

由其虛擬力學試驗結果整理可知併構岩整體材料參數ψ、E 與極限的軸差應 力隨著岩塊長短軸比增加而漸增，但影響的強度差異與整體強度相較並不明顯，

據以研判岩塊長短軸比可能非併構岩考慮其力學行為的重要參數。

圖 2- 41 岩塊具方向性不同長短軸比(謝孟修，2007)

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Rock block aspect ratio

ψ(degrees)

圖 2- 42 岩塊長短軸比值對ψ角之影響趨勢(謝孟修，2007)

0.0

Rock block aspect ratio

UltimateDeviatoricStress(MPa)

confining pressure 200kPa confining pressure 400kPa confining pressure 800kPa

Rock block aspect ratio

c(kPa)

圖 2- 44 岩塊長短軸比值對 c 值之影響趨勢(謝孟修，2007)

100

Rock block aspect ratio

Young's modulus (MPa)

confining pressure 200kPa confining pressure 400kPa confining pressure 800kPa

Cundall(2004)以 PFC 軟體建立數值模型探討微觀參數反應在巨觀材料之行 為，藉由模擬三軸、單壓試驗，將微觀材料參數輸入求算出巨觀材料參數之結果 如表 2- 9，模擬之結果凝聚力 c 真實試體之 c 高出許多，而摩擦角ψ比真實試體 還低。