PYWALL 軟體基本介紹

PYWALL 軟體之理論有別於傳統之極限平衡理論之分析，此軟體 之最大優勢為考慮結構物與土壤互制關係，以非線性之土壤行為與材 料性質模擬擋土設施行為，因此於分析柔性擋土牆時，相較於傳統分析 將整體擋土設施視為一剛性旋轉體之方式，可得到牆體變形行為 (Ensoft, 2019)。分析擋土結構物時包含真實土壤狀況與結構物本身之相 關細節。因此合理的分析與設計必須包含非線性土壤-阻力-位移之關係、

樁間距、結構體性質等，PYWALL 透過樑柱模型來考慮樁土互制行為，

軟體內也可以加入不同支撐系統或載重來分析擋土牆之行為。

PYWALL 軟體中之模型是基於 Winkler spring 模型改良而來，由 Rankine 理論假設主動土壓力，開挖面以下的土壤視為一系列之非線性 彈簧以提供阻抗力。對於開挖面以下之土壤而言，開挖面以上之土壤所 提供的主動土壓力可視為外部載重，概念如圖6.1 表示。

圖 6.1 PYWALL 土壤結構模型(改自 Reese et al., 2019)

6.2 邊坡擋土系統模擬

使用PYWALL 模擬軟體前，需先充分了解軟體內之分析理論及各 參數之定義，因此需建立一合理之分析流程，以下將說明分析流程與本 計畫分析之場址。

6.2.1 模擬分析流程

現地場址基本模擬之流程如圖6.2 所示，細節說明如下:

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圖 6.2 牆體變形分析流程圖

1. 理解模擬理論：如前述所提，PYWALL 之理論有別於傳統分析，將 土壤視為非線性之彈簧，考慮土壤結構互制關係，利用現今計算與 數值分析的進步，更能真實模擬現地土壤與結構物。

2. 了解軟體參數定義：每套模擬軟體中對於各項參數之定義皆不同，

在分析現地場址前需了解 PYWALL 中各項參數定義，如牆體斷面 (Wall cross sections)及砂土層中的 k 值等參數，軟體內皆有特定定 義及不同情況下建議值。

3. 選定分析場址：了解理論與軟體內參數後，即可選定分析與監測場 址，於選定場址時需了解(1)場址之歷史與背景、(2)場址之土壤參 數、(3)場址之水文情況、(4)場址擋土設施分佈及(5)場址擋土設施 參數。可獲得之土壤與結構物資訊量越多，越能充分模擬現地狀況。

4. 決定改變因子：本研究使用軟體模擬之主要目的在於改變現地因子，

得以了解隨著因子之改變擋土系統之改變狀況，本計畫將分析地下 水位升降對於邊坡擋土系統之影響，因此開挖側與背填土側之地下 水位為改變因子。

5. 模擬分析與討論：利用改變因子去了解擋土設施之改變並分析討論，

亦可以了解不同參數改變後對於整體模擬影響性大小，使假設之參 數達到合理性與最接近現地狀況，為模擬之最終目的。

6.2.2 現地模擬案例說明

本計畫以台20 線 52K+150 之深層滑動監測場址為分析案例場址，

由於監測場址曾有遭遇豪雨及颱風產生被破壞之行為與歷史，因此可 作為分析地下水對於擋土系統之影響案例，分析所使用之參數如下: