岩石异向性破裂韧度之研究

岩体地下工程和边坡工程中往往会发生模态Ⅲ型加载下的岩石破坏,模态III型破坏之应力强度因子的发展与研究有利于了解岩石破坏行为。在现今学者研究各种试验方法中,较多围绕在模态I、II型和I+II复合型裂缝破坏展开,对于模态III型裂缝破坏的研究还处于初级阶段。提出一套单域边界元素法(或称对偶边界元素法),结合异向性线弹性理论,藉以Fortran语言撰写成程序,针对异向性岩石于模态III型之破坏,探讨岩石中裂缝前缘之应力强度因子。主要讨论横向等向性材料在不同裂缝长度、材料宽度、材料层面倾角以及上述情况于不同之异向性程度的影响下,其应力强度因子KI、KII、KIII的变化,并以KIII值做进一步的讨论。     

预应力混凝土连续梁桥有限元数值模拟及设计探讨

通过有限元软件来模拟不同工况下预应力混凝土连续梁桥的疲劳特性。工况1为通过调查统计获得的桥梁运营中实际车辆荷载谱,工况2利用MATLAB生成服从正态分布的车辆荷载,利用ANSYS软件的后处理程序将服从正态分布荷载下的梁桥时间历程瞬态动力来判断梁桥的疲劳特性。研究结果表明:工况2下危险截面材料疲劳寿命低于工况1,危险部位损伤度符合正态分布;预应力混凝土连续梁桥跨中循环次数最多,该位置混凝土正截面承受最大的压应力,造成疲劳损伤最大,桥梁疲劳寿命周期主要取决于混凝土。基于正态分布下的随机车辆荷载谱在预应力混凝土连续梁桥的疲劳分析中更符合实际工况。     

异向性岩石之裂缝传播分析

为分析异向性岩体之断裂力学性质,以异向性线弹性理论配合材料基本解(Green’s Function)、边界积分方程式及裂缝尖端模式为理论基础,借以Fortran语言撰写成BEM分析程序,其可成功的分析等向性及异向性材料之裂缝尖端应力强度因子等相关问题。为检验数值分析结果之可靠度,并与异向性岩石实验之结果进行比对,其分析之比较结果非常吻合,且可成功地求得混合模态载重下多裂缝尖端之应力强度因子。并藉最大张应力理论求解初始开裂角度进而模拟裂缝传播路径,发现其裂缝传播路径亦受材料异向性程度不同及裂缝的几何形式而有显著的影响。