模擬試驗與實際三軸試驗的結合成果討論

模擬AH-1 37.55~37.75 m 岩塊體積比 18.96%及 N2 52.4 ~ 52.6m 岩塊體 積比35.81%，其應力應變曲線如圖 5- 47 及圖 5- 50。圖中 mean 之曲線為 三顆試體模擬結果之平均曲線，而Triaxial test 曲線為室內三軸試驗之結果，

可明顯發現極限軸差應力室內三軸試驗之結果明顯高出模擬結果，而取室內 三軸試驗與模擬試驗之極限軸差應力之比值發現，AH-1 37.55~37.75 m 之試 體比值為1.65，而 N2 52.4 ~ 52.6m 之試體比值為 1.75，由於這兩試體於室 內實驗室施做時施予不同圍壓，且岩塊體積比亦不相同，但兩顆試體之室內 三軸試驗與模擬試驗之極限軸差應力之比值十分接近，推測有三種可能趨 勢：第一為室內試驗與模擬試驗之極限軸差應力比值可能為一定值；第二為 室內試驗與模擬試驗之極限軸差應力比值可能為岩塊體積比的函數；第三為 室內試驗與模擬試驗之極限軸差應力比值可能為圍壓的函數。目前由於資料 點如不足，仍無法決定室內試驗與模擬試驗轉換的參數，待未來室內試驗有 更多合理結果呈現時，才可能搭配模擬作分析可望得到較準確的轉換參數關 係。

就軸差應力與應變曲線而言，室內試驗與模擬試驗雖然到達之極限強度 與極限強度時之軸應變皆不同，但曲線的起伏趨勢則類似。極限強度與極限 強度時之軸應變之差異主要原因為室內試驗為飽和不排水試驗，模擬試驗由 於不考慮水的影響，故可視為飽和排水試驗，兩者之狀態差異將導致極限強

度的發展。其他因素如實際併構岩試體材料亦非均質，但模擬試體僅各材料 接視為均質，且實際併構岩試體之材料參數，與模擬試體所假設之參數亦會 有所差異，此以影響與強度發展有所關連。實際試體為立體破壞面之路徑可 能延伸較長，雖然模擬以三顆試體之結果取平均，仍不免有所差異。此外，

本研究之數值模擬將試體三軸壓縮試驗簡化考慮為平面應變條件，真實試體 其實為三維下之加載與變形之行為，三維岩塊間之幾何條件與互鎖行為，

AH-1 37.55~37.75 m 及 N2 52.4 ~ 52.6m 兩試體之破壞面如圖 5- 48 及圖 5- 51，而模擬 AH-1 37.55~37.75 m 及 N2 52.4 ~ 52.6m 兩試體之破壞面如圖 5-29 及圖 5-32，由於三模擬試體各自獨立，因此各自破壞面無法完全接和。

若稍做調整後將之合成，可發現其破壞面之延伸與實際試體破壞後展開圖類 似。此以結果顯示模擬試驗以三試體來取代實際立體試體，破壞面延伸之行 為差異不大，因而其軸差應力與應變曲線的起伏趨勢也十分類似。

圍壓600Kpa

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

應變

軸差應

力 (MPa)

24.50% 20.20%

12.40% mean Triaxial test

圖 5- 47 模擬 AH-1 37.55~37.75 m 試體之軸差應力與應變曲線

圖 5- 48 室內三軸試驗後 AH-1 37.55~37.75 m 試體破壞圖

圖 5- 49 模擬 AH-1 37.55~37.75 m 試體剪應變合成圖

圍壓1MPa

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15

應變

軸差應

力 (MPa)

29.40% 31.80%

39.10% mean Triaxial test

圖 5- 50 模擬 N2 52.4 ~ 52.6m 試體軸差應力與應變曲線

圖 5- 51 室內三軸試驗後 N2 52.4 ~ 52.6m 試體破壞展開圖

圖 5- 52 模擬 N2 52.4 ~ 52.6m 試體剪應變合成圖