根據繩索作用力的逆向計算

First debris impact 第一次的土石流衝擊

Overflow 溢流

圖6.17：填充過程開始時（左）和溢出階段（右）開始時的作用力分佈狀況。

6.3.4 根據繩索作用力的逆向計算

根據6.2.2節，可根據測得的繩索作用力算出衝擊載荷q，填土事件隨時間推移，其繩索上的作 用力如圖6.18所示，上支撐繩和下支撐繩均為各自之平均值。DIMO元件和翼端繩索的載荷，

反向計算中不予考慮，

與繩索公式相關的還有制動伸長量，因為這會降低了繩索中最大載荷值（見第6.2.2.4節和表 6.4）。

關於圖6.12和6.17，下面將更詳細定量檢查填充階段1-3和溢流階段，將詳細說明變量1的過 程，而變量2的結果僅在6.3.5節加以定性說明。

6.3.4.1 填充階段1

表6.8中的衝擊載荷對下支撐繩產生徹底的影響，位於基座開口中的土石流質量在阻塞時位於 柵欄下方，通過摩擦力將其載荷主要消散到渠道底板中。因此，9kN/m的作用力施加於下支撐 繩，繩索長度為10.4米，假設部份制動的伸長量為0.1米，每條下支撐繩的載荷約為80 kN，根 據第3.2.2.3節中的制動GN 9017載荷，變形曲線即選定0.1米的制動伸長量，但假如在這種情況 下不考慮制動伸長量時，則每條支撐繩的載荷可達100 kN，此數值對應圖6.18中的初始阻塞狀 態（18:45:50）時，即代表填充水平高度為1米時平均載荷值。

WSL Berichte, Heft 44, 2016

6 土石流固定網設計的基本準則

圖6.18：2006年5月填充過程中，其上、下支撐繩的平均作用力。圖例：Mittelwert obere Tragseile = 上 支撐繩平均作用力；Mittelwert untere Tragseile = 下支撐繩平均作用力；Mittlere Seillasten = 繩索平均作 用力； Fliesshohe/Fullstandshohe =流動深度/填充高度； = 溢出； Zustand =填充階段；

= 填充； Zeit Video = 影片記錄時間。

6.3.4.2 填充階段2

根據表6.8，在填充階段2，即假設28.8kN/m載荷作用於下支撐繩均勻分佈。當柵欄填充至1.5m

= h'b / 2時，來自環網收集區域的載荷尚未作用於上支撐繩，但圖6.18顯示的數值仍顯示上支 撐繩的載荷增到約75 kN的水準，這種增加的現象即歸因於環網下方區域的輕微凸起，其阻擋 高度降低，也受到環網垂直力連續作用在上支撐繩所影響（見圖6.12的填充階段2）。假設制 動伸長量為lbr = 0.6m的繩索公式進行迭代（如圖3.7的第3.2.2.3節所示），下支撐繩即出現144 kN的衝擊載荷，此載荷值和時間點的制動伸長量也明顯見於圖6.8中。在填充階段2，下支撐 繩的載荷曲線顯示載荷值顯著降低，下支撐繩經算出的載荷值與圖6.18中約等於150 kN的載荷 值測量值。

WSL Berichte, Heft 44, 2016 的作用力測量值約為200 kN，上支撐繩的作用力約為130 kN（見圖6.18）。

6.3.4.4 完全填滿

最後衝擊的土石流衝擊波將柵欄的土石填充擴展下緣，也開始出現溢流。28.8 kN/m作用於上 支撐繩，54kN/m作用於下支撐繩。在lbr = 0.55m處，在上支撐繩產生200 kN的載荷，在下支撐 繩產生260 kN的載荷。這些數值高於填充水平高度的測量值，上支撐繩為150 kN，下支撐繩為 200 kN。此外，目前的柵欄幾乎完全凸起，由於土石的靜載荷作用，柵欄已向前和向下移動產 生變形，此載荷目前也作用於翼端繩索和DIMO元件，根據FARO 2006年的柵欄模擬（見第7.1 節），30 kN作用於每個DIMO元件上，繩索變形量（見6.2.2節）可根據繩索H中的夾持力和代 入繩索作用力Frope得出繩索角度 ，即 （見圖6.5）。假設當填充的土石凸起 時，柵欄的水平線和DIMO元件其平面中的切線之間，DIMO元件的角度大致相同。關於8個

DIMO元件，即得出 的總作用力分量。將DIMO元件的減載

部件平均分配在上支撐繩和下支撐繩的作用力之間，上支撐繩減少 55kN/13.4m = 4.1kN/m，下 支撐繩減少55kN / 10.4m = 5.3kN/m。DIMO元件將繩索載荷降到q = 28.8kN/m - 4.1kN/m = 為86 kN/m，上支撐繩的載荷為50 kN/m，這些載荷減去DIMO元件後，上支撐繩出現300 kN的 載荷，下支撐繩產生360 kN的載荷，這些繩索載荷對溢流載荷而言顯然太高。簡言之，在第 一次的溢流波中，支撐繩出現短暫的150 kN和230 kN載荷，這明顯的載荷峰值只持續10秒。但 採用載荷方法所確定的載荷是50-60％，此數值太高。在短時間出現最大載荷值之後，溢出期間的繩索載荷即 降到140 kN。局部進行的固結顯示造成影響，轉變至主動土壓的過程似乎慢慢生效。

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6. 土石流固定網設計的基本準則

Ring net (view from above) 環網（從上面看）

Deformed ring net變形環網 Dimo element DIMO元件

圖6.19：填充階段DIMO元件的加載方向。