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第五章 物理實驗成果與討論

5.2 葉理角度之影響

本小節將對物理實驗的葉理角度作探討,以三種葉理角度搭配三種 坡面角度來作討論。本節將先以葉理角度順向 60 度於三種坡面角度作 討論;再以葉理角度逆向 90 度於三種坡面角度的討論;最後以葉理角 度逆向 60 度於三種坡面角度情況下之影響。

5.2.1 葉理角度順向 60 度

本段將以葉理角度順向 60 度於三種坡面角度作討論。首先,在坡 面角度 17 度的情況下,實驗開始如圖 5-4(a)所示。實驗時間 30 分鐘(圖 5-4(b))時,試體依舊未產生任何變形。實驗過程經過一小時(圖 5-4(c)) 後,試體仍然呈現穩定的狀態。在時間終止(圖 5-4(d))的時候,本研究 判定此組實驗環境條件的試體是穩定的情況,並不會造成任何的形變。

(a) 初始狀態 (b) 實驗時間 30 分鐘

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(c) 實驗時間 60 分鐘 (d) 實驗時間 90 分鐘 圖 5-4 坡度 17 度、葉理順向 60 度之實驗變化過程

在坡面角度 30 度的情況下,實驗開始如圖 5-5(a)所示。實驗進行 30 分鐘(圖 5-5(b))時,試體依然穩定的在原處未變形。實驗過程經過一 小時(圖 5-5(c))後,試體隨著實驗時間的增加並未造成滑動或折彎變形 產生。當實驗終止於 90 分鐘(圖 5-5(d))時,試體並未發生任何的重力變 形行為,試體間完全沒有任何位移發生,以非常穩定的情況維持於原位 置。

(a) 初始狀態 (b) 實驗時間 30 分鐘

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(c) 實驗時間 60 分鐘 (d) 實驗時間 90 分鐘 圖 5-5 坡度 30 度、葉理順向 60 度之實驗變化過程

在坡面角度 45 度的情況下,實驗開始如圖 5-6(a)所示。實驗進行 30 分鐘(圖 5-6(b))時,試體依然穩定的在原處未變形。實驗過程經過一 小時(圖 5-6(c))後,試體隨著實驗時間的增加並未造成滑動或折彎變形 產生。當實驗終止於 90 分鐘(圖 5-6(d))時,試體並未發生任何的重力變 形行為,試體間完全沒有任何位移發生,以非常穩定的情況維持於原位 置。

(a) 初始狀態 (b) 實驗時間 30 分鐘

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續的變形,折彎的更為嚴重。實驗時間為 45 秒(圖 5-7(e))時,以變形之 試體持續的產生變形,到了實驗結束時間為 60 秒(圖 5-7(f))時,可以發 現實驗結果除了有嚴重的折彎變形,亦有開裂縫的生成。

(a) 初始狀態 (b) 實驗時間 5 秒

(c) 實驗時間 15 秒 (d) 實驗時間 30 秒

(e) 實驗時間 45 秒 (f) 實驗時間 60 秒 圖 5-7 坡度 17 度、葉理逆向 60 度之實驗變化過程

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在坡面角度 30 度的情況下,實驗開始如圖 5-8(a)所示,片狀試體已 經開始向自由面產生張裂縫。在實驗時間為 5 秒(圖 5-8(b))時,發現到 幾乎有一半的試體已向自由端翻覆,並有明顯的張裂縫產生。在實驗時 間為 15 秒(圖 5-8(c))時,可以看出折彎的試體變形地更嚴重。在實驗時 間為 30 秒(圖 5-8(d))時,幾乎所有的試體都已完成折彎變形。當實驗時 間為 45 秒(圖 5-8(e))時,可以發現試體的變形程度隨著時間持續的變 形,到了實驗時間為 60 秒(圖 5-8(f))時,試體已經不再產生任何變形。

(a) 初始狀態 (b) 實驗時間 5 秒

(c) 實驗時間 15 秒 (d) 實驗時間 30 秒

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(e) 實驗時間 45 秒 (f) 實驗時間 60 秒 圖 5-8 坡度 30 度、葉理逆向 60 度之實驗變化過程

在坡面角度 45 度的情況下,實驗開始如圖 5-9(a)所示,試體已經開 始向自由面產生張裂縫。在實驗時間為 3 秒(圖 5-9(b))時,試體在擋板 撤除後立即發生折彎變形。實驗進行到 8 秒(圖 5-9(c))時,實驗幾乎已 經完成變形運動,當實驗進行到 15 秒(圖 5-9(d))時,實驗變形完成,可 以發現到其嚴重的折彎變形型態以及張裂縫的型式。

(a) 初始狀態 (b) 實驗時間 3 秒

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(c) 實驗時間 8 秒 (d) 實驗時間 15 秒 圖 5-9 坡度 45 度、葉理逆向 60 度之實驗變化過程

在此先作個整理,本實驗成果可以發現試體會因為葉理角 度的不同而有不一樣的變形樣式。在葉理角度順向 60 度的情 況下,發現在三種坡面角度的環境條件下都不會造成任何變 形。在葉理角度逆向 90 度以及逆向 60 度的實驗條件下,兩種 葉理角度的情況都會變形,而這些實驗條件之葉理角度搭配坡 面角度可以判斷出葉理角度越大,其變形可能性越大;坡面角 度的抬升,可以使試體變形速度增快。

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