水力力學耦合邊坡穩定分析 Coupled hydromechanical slope stability analysis

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(1)公路土壤邊坡與擋土支撐監測系統精進及預警系統測試 Improvements of IoT Monitoring for Highway Slopes with Retaining Systems Incorporating with Warning System 主管單位：交通部運輸研究所合作單位：財團法人成大研究發展基金會. 計畫主持人：蔡立宏、賴瑞應、曾文傑計畫主持人：黃安斌、張文忠. 整體目標 Overall objective 本計畫針對公路土壤邊坡可能遭遇之土層滑動破壞，進行水力力學耦合解析法分析並搭配無線土層反應監測模組，測試發展適用於具擋土支撐系統公路邊坡之依時預警模式，用以互補現有以雨量監測為指標之經驗法預警模式，作為相關防災作為啟動之參據。 A coupled analytical framework, incorporating IoT wireless sensing module for soil and retaining system responses, is developed and tested to provide time-dependent warning for highway slope failures in soil layers. The long-term goal of the project is to provide site-dependent warning system for soil slope failures as an effective alternative or improvement of current rainfall-based warning for critical highway slope.. 水力力學耦合邊坡穩定分析 Coupled hydromechanical slope stability analysis. 土層無線監測模組 IoT Slope monitoring modulus. 依時性無限邊坡破壞預測模式 Time-dependent failure prediction. 高精度傾斜儀傾斗式雨量計 (inclinometer) (Tipping Bucket Rain Gauge). 太陽能供電模組 (Solar power module). 0. din or dcr (m). 1. 微控制 SD ds3231 器 card 定時斷計時器 Lora 電. Graph 1 0.56 hr 2. 1.4 hr 27.8 hr 37.5 hr 38.9 hr 42 hr. 無線監測模組 (Wireless sensing modulus). Failure 3. 淺層臨界滑動深度 dcr (Critical depth,dcr). -1. -2. -3. -4. 0. 1. Pressure head (m). c + γ w ⋅ hc ( z ) tan φ = 2 ' γ t ⋅ cos β (tan β − tan φ ) '. d cr. 4. b. 液位計 (Liquid level meter). 深層滑動安全係數 (FS of deep-seated slide). FUNG-WONG typhoon. γ sat − γ w ru tan φ ' c' FS = +( ) γ sat d cr sin β cos β γ sat tan β. 4G網路版本 (4G Gateway) 電容含水量計 (Capacitance moisture probe). 研究成果 Current progress 二維水力力學耦合邊坡分析 2D coupled hydro-mechanical slope stability analysis 地下水位分析. 擋土系統變位預警架構 Warning system for slope retaining systems. 入滲分析. 場址警示指標. 總體滑動分析局部擋土系統分析 (overall stability analysis) (local retaining stability analysis ). 警示指標. 安全係數. 地下水位深度(m). 擋土牆牆頂傾角(°). 預警值. 1.1. 3.65. ×. 警戒值. 1.0. 2.5. ×. 行動值. (輔助). ×. 0.27. 孔頂高程 288.5m. 287.5m. 破壞位移圖 (displacement of slope failure) 依時預警模式 (Time-dependent warning concept). 雲端整合平台 Cloud integration platform. 0. 0.26. 0.24. 1. Volumetric water content. din or dcr (m). Depth=0.75 m. 圖例 5.6 hr 2. 14 hr 27.8 hr 37.5 hr 38.9 hr 42 hr Failure. Warning 0.22. 資料儲存及備份. 0.2. 監測儀器狀態頁面. 3. 24 hr 0.18. Failure. 4. 0.16 -4. -3. -2. -1. Pressure head (m). 0. 1. 0. 無限邊坡淺層滑動含水量預警 (water-content-based warning). 10. 20. 30. Time (hr). 40. 50. 平台架構. 身分管理. 雨量資訊頁面. 即時顯示. 傾角資訊頁面. 主動預警. 平台警戒值設定.

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