五、 均一可靠度導向之部分係數率定
5.3 部分係數探討
5.3.2 平面滑動破壞機制之部分係數探討
對於平面滑動破壞機制,本研究為了掌握部分係數的關係,將c 和 tanφ 合併為一“自然阻抗"項,並針對不同弱面傾角分別考量。就圖 5.7~5.9
(βT =1.65)之結果,將自然阻抗、地錨補強、地下水壓力三個參數,按不 同弱面傾角θ 分別繪製其部分係數對阻抗比例之線性回歸線,結果如下圖 5.11、圖 5.12、圖 5.13,當中只有地下水壓力的三條回歸線較不受弱面傾角 影響。圖 5.11、5.12 中當參數佔的阻抗比例越高,其部分係數越低,而且
多數條件下,當弱面傾角越陡,阻抗的部分係數也需取更大的折減。圖 5.11 之結果符合先前推測,即弱面傾角為影響自然阻抗的因子之一,對應不同θ 角之線性回歸線為相互平行之線。對平面滑動βT =1.65 之部分係數,將圖 5.11~5.13 的結果整理列表於表 5.2。表 5.2 中也包含以平均值考量之部分 係數,但因為部分係數差異之範圍較大,且多受參數之阻抗比例影響,雖 然以平均值考量在實務上較為方便,但其設計結果未必能達到真正均一的 安全性。
圖 5.11 自然阻抗之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制,βT =1.65)
圖 5.12 地錨阻抗之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制,βT =1.65)
圖 5.13 地下水壓力之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制,βT =1.65)
表 5.2 平面滑動破壞機制率定之部分係數結果(βT =1.65)
能削整邊坡到能令抗滑狀態最安全卻不達上浮之情況;反之在 10°限制削坡 的做法,穩定性就只能靠地錨來補強。因此設計結果會導致弱面傾角從 20
°至 40°採用一種設計準則(削坡、加地錨),而弱面傾角 10°則採另一種設 計準則(主要靠地錨),因而造成θ 為10°的回歸線會與 20°至 40°的回歸線 趨勢不大相似。
圖 5.14 自然阻抗之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制,βT =3.0)
圖 5.15 地錨阻抗之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制,βT =3.0)
圖 5.16 地下水壓力之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制,βT =3.0)
若對弱面傾角 10°之設計調整不限制削坡,重新分析自然阻抗、地錨、
地下水壓力之回歸線,其結果如下圖 5.17、圖 5.18、圖 5.19。圖 5.18 與圖 5.19 中θ =10°新的回歸線與其他 3 種θ 角之回歸線更接近,且地下水壓力 則是在削坡後有更大的地下水壓力阻抗比例範圍。雖然自然阻抗(圖 5.17)
於θ =10°下線性回歸線之斜率與其他弱面傾角仍不相同,但新的結果較符合 規律性,即當弱面傾角越大,需對阻抗做更大的折減。由不限制削坡的結 果分析,其結果可能會較合乎規律性的變化。就弱面傾角 10°的案例不限削 坡條件所率定之部分係數結果(圖 5.17、圖 5.18、圖 5.19)其資料整理如 表 5.3。但過度的削坡可能衍生其他問題,甚至可能不切實際,設計時宜依 個案特別考量。
圖 5.17 自然阻抗之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制且無削坡限制,βT =3.0)
圖 5.18 地錨阻抗之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制且無削坡限制,βT =3.0)
圖 5.19 地下水壓力之部分係數與阻抗比例對不同弱面傾角之回歸線
(平面滑動破壞機制且無削坡限制,βT =3.0)
表 5.3 平面滑動破壞機制率定之部分係數結果(βT =3.0)