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分析與解說

在文檔中 防護系統 山區野溪的土石流 (頁 103-108)

4 Illgraben研究柵欄的實地測試

4.6 分析與解說

使用Rickenmann [82]在6.3.2節中的方法計算這些載荷值或考慮動態部份中較高的壓力係數

(見6.3.2節)。

WSL Berichte, Heft 44, 2016

根據[121],此經驗法則適用於靜態撓曲實驗;關於動態載荷,其最後一個值從0.1變為0.3。

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目前尚未對Geobinex 22mm支撐繩進行撓曲試驗(見3.2.2.1節),但有些數據是因為落石柵欄 的撓曲而造成斷裂(見[121]),這些數值可用於進行與斷裂作用力最小化以下有關的估計作 業。鋼絲直徑約為1.2mm,考慮2005年土石流事件的柵欄物其標稱直徑d = 22mm即爲翼端繩索 的撓曲點,則繩索在錨頭的撓曲≈45°,其直徑約為35mm。根據公式4.2,動態載荷的斷裂作用

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性影響,L形角鋼條需變得更大,各個角鋼也需彼此束縛連結。也發現到,在發生一次土 石流之後,防腐蝕的鋅塗層幾乎完全磨損。因此,建議在尺寸確定期間假設稍厚的型材

(參見第8.4節)藉由「消耗鋼材」抵消磨損和腐蝕效應。另一種可能的狀況是出現不銹鋼 防護系統的磨損,例如,不銹鋼等某些成本昂貴的高級鋼材出現形變的狀況。Corten鋼是 一種在其表面具有超厚氧化鐵(銹)層的鋼材,可藉此防止生鏽,這也可能出現腐蝕現象。

但相較於傳統的建築鋼材,Corten鋼是很昂貴的鋼材。

• Illgraben的兩種不同柵欄形式和Merdenson的三種不同填充柵欄(見3.4.3節)顯示改變承重 系統會明顯影響柵欄的外形,填充狀態下產生的柵欄外形會影響環網的載荷傳遞特性和結 構的腐蝕防護功能,因此,即進行相關的模擬測試(見第7.3章)。

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4 Llgraben研究柵欄的實地測試

4.6.4柵欄的幾何數據分析

Jaeggi也提到多層結構造成河床變平的現象,他提到Val Varuna的一個實例,藉由裝設幾個混 凝土柵欄,讓河床坡度從37%降到22%,相當於3/5的變動,也類似2/3的變動程度。

•也可發現到填充後的柵欄剩餘高度為 (見圖4.30),Rickenmann [82]已預測到填充 柵欄會造成固定網邊緣沉降的狀況,此係數爲3/4的數值,可藉由現地測試得到證實。沒有裝 填充後再次下沉一半的剩餘高度hb,這種變動取決於初始高度hb到h-end = 3/8•hb的變化。但 重複的溢流事件明顯造成影響,也是因為翼端繩索中的兩個制動器都被大幅拉動(參見表

WSL Berichte, Heft 44, 2016 章先推導出適用於實驗的定律,然後在維度分析(dimensional analysis)的架構內發展出重要 的縮尺參數。

第一節旨在確定實驗的相似性標準,根據維度分析,將得出無因次參數(dimensionless

quantities),可將實驗與實際事件進行比較,隨後即對實驗的可轉移性範圍進行批判性的分析 和考慮。

物理模型即爲旨在盡量忠實再現自然變化過程的物理模型,應符合幾何、運動和動力相似的 標準[55]。藉由自然長度Ln(n =自然)與模型長度Lm (m = 模型)的固定比值Ls,即可符合 幾何相似(geometric similarity)的要求, Ls(s = 縮尺)即對應的模型尺度。當時間序列一致 時,即可達成運動相似(kinemetic similarity),例如,自然發生填充過程的持續時間值即為

timp,n,模型填充時間爲timp,m,運動相似通常會要求時間的間隔、速度和加速度間的比值全都約

在相等的狀況下。 動力相似(dynamic similarity)需大致產生力量的平衡,因此,實驗的目標 應是在整個過程中可實現與原型自然發生過程大致相同的力平衡狀態。但使用模型中與自然 界中相同的流體時,無法在流動的狀況下可讓所有的力完全具有動力相似[55]。

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