沈泥質砂土中摩擦型地錨荷重－位移行為之數值分析方法

A Numerical Method for the Load-Displacement Behavior of Frictional Anchors in Silty Sand

為使數值分析能準確地計算沈泥質砂土中地錨之荷重-位移關係，本研究首先發展沉泥質砂土之組合律，並進行沈泥質砂土之三軸試驗，求取此組合律所需的相關參數，再配合FLAC 軟體分析不同受力型式地錨之錨碇行為。由三軸試驗結果發現，沈泥質砂土具有應變硬化-軟化與受剪時體積膨脹之行為。由於沈泥質砂土受剪時產生能量消散，因此塑性應變增量與應力張量間的流動法則為非諧和流法則。沈泥質砂土之彈性模數E 與體積模數B 隨圍壓3 σ 和相對密度Dr 之增加而增加。尖峰摩擦角隨圍壓之增加而減少，並隨相對密度之增加而增加；定體積摩擦角約為 32°。驅動摩擦角φ *和驅動膨脹角ψ *皆隨著累積塑性應變ε p、圍壓和相對密度之改變而改變。本研究發展SHASOVOD（應變應化-軟化與體積膨脹模式）模式來模擬沈泥質砂土之應力-應變行為，此模式所需之參數皆可簡單地表示成相對密度與圍壓之關係，且大致可準確地計算出沈泥質砂土在不同條件下之應力-應變行為。最後，本研究以SHASOVOD 模式撰寫數值分析程式，配合FLAC 軟體進行沈泥質砂土中地錨之受力行為分析時發現，不論單段錨碇式地錨或多段錨碇式地錨，本數值分析模式可準確地計算現場地錨之拉拔力與位移關係。