第六章 結論與建議
6.2 建議
1.由於本研究所做的併構岩模擬試驗皆採二維平面網格作模擬試體的 加載,在組構定律的演算上為平面應變,而非實際情況的三維應 變,故在計算應力應變行為時難免實際狀況略有出入。實際試體在 破壞時會選擇最短破壞路徑,故破壞面明顯的沿著岩塊邊緣延伸,
但由於實際試體為三維的故在最短路徑的選擇時與模擬試體所演 算出的破壞路徑不盡相同,模擬試體只能在所建立的平面網格上選 擇最短路徑,而無法往徑向發展,故所得到的破壞面雖然同樣會有 延岩塊邊緣延伸的情況,但大致上比起實際破壞面來得平滑。以往 模擬試體大多以二維平面試體為主,但由於併構岩屬於複合岩體,
且兩種組成的材料彼此的力學性質差異大,故不管是應力或是應變 都可能分佈非常不均勻,故以二維的試體來模擬代表性可能不如均 值岩體或土壤的模擬成果來得佳,未來值得比較實際三維模擬與二 維模擬之差異程度。
2.本研究的模擬採用 FLAC 有限差分軟體作為工具,有限差分法在運 算上元素間有共用的網格,彼此無法產生相對移動,故屬於連體力 學的範疇,但實際的試體岩塊與基質間並非緊緊相連,而是可產生 相對移動,故應屬於非連體的行為,故若不針對此一差異作修正,
將導致演算出的結果造成誤導,在本研究中在岩塊與基質間加入一 層僅具有高摩擦性低凝聚性的介質,以修正此一偏差,雖然運算上 中仍未脫離連體力學運算的範疇,但已大幅改善連體模擬非連體行 為上的誤差。若能有效率使用 FLAC 內建的 interface 的功能,可允 許結點分離,容許併構岩岩塊與基質介面大幅相對錯移。
3.由於併構岩組成的岩塊與基質的組構條件複雜,要找出可較具體定
性或定量的因子十分困難。本研究由漸變帶崩積土的模擬觀察出:
由於形成機制導致其岩塊具有特定方向性,再加上前人相關研究所 提出影響併構岩力學行為的重要參數,進而就岩塊體積比、角度及 長短軸等因素模擬試體以討論各因素影響趨勢。由於要看出每一參 數影響趨勢僅能改變其中一個參數,所以多個參數要一起討論其影 響關係則必須要做到非常龐大的數量,無法在現階段完成,如討論 角度時將岩塊體積比固定,及長短軸比固定,無考慮到在另一岩塊 體積比之條件下,或是另一長短軸比條件下可能出現的趨勢是否相 同,若改變後所得到之影響趨勢有差異,則現階段討論出之趨勢未 必能符合所有情況,勢必無法達到定量的要求,僅能提出定性的建 議,若能延續此研究沒有全盤考慮到之狀況,勢必較有可能對梨山 地滑區併構岩力學行為作定量的參數描述。
4.在試體尺寸影響力學行為的模擬,最後由於網格過密而導致放大尺 寸最終遇到記憶體不足的困境,而被迫必須停止,將來仍可朝此一 方向繼續探討,但須將網格稍做調整,用稍疏鬆的網格來模擬可以 解決放大尺寸時記憶體需求量過大的問題。且由於目前網格過密每 一試體所需耗時過長,故僅以 3~5 顆試體做統計,數量以統計概 念而言過少,更改網格數量可縮短時間,可再增加所需數量以得到 更可靠之統計結果。
5.目前室內三軸試驗與模擬試體之結合僅兩組,尚無法進一步討論兩 者間修正的參數,目前可供實驗的併構岩區段已不足,未來後期相 關研究,可延續目前之結果,增加所需之資料點,若能訂出符合現 況的修正參數,未來可能達到以模擬試驗來補室內試驗不足的資料 點。
6 由於數值模擬實驗的目的是為了彌補取樣困難與試體不足的缺點,
然若完全無室內實驗來驗證模擬的結果,亦不免有缺憾。將來可考 慮以重模人造試體做出岩塊與基質差異性(如本研究之模擬參數之 數量級),進行力學試驗作為佐證,將可令數值實驗之驗證較易達 成。
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