应用分离元素法及连续体力学法分析流槽中砂土的流动与堆积.pdf

應用分離元素法及連續體力學法分析流槽中砂土的流動與 堆積 (1) (2) 張光宗 江志文 摘 要 本研究利用分離元素法 PFC2D 及連續體力學法 FLO-2D 模擬真實大型流槽試驗，其中二 者共同參數分別給予適當設定，如顆粒密度決定土石比重、孔隙率決定體積濃度，其餘參數透 過 PB 設計篩選出影響堆積行為的重要因子，得知在 PFC2D 影響量體堆積範圍最主要的參數是 顆粒勁度、顆粒摩擦係數及阻尼比，在 FLO-2D 為降伏應力及黏滯係數，再依序決定出參數設 定的先後順序及各參數的合理值，使數值模型的堆積狀態能夠驗證真實大型流槽結果。之後將 PFC2D 及 FLO-2D 模擬出相似堆積狀態的參數組合成一筆資料，持續搜尋有相似堆積結果的參 數，即有多筆資料，將 24 筆資料利用統計軟體 R 進行典型相關分析，得到典型相關係數 0.8922 ， 且其 P 值為 5.29e-6 小於 0.05 ，達到統計上的顯著水準，證明二者之間有高相關存在，最後再 進行多變數迴歸分析建立 PFC2D 與 FLO-2D 參數間的關係式。 關鍵詞：( PFC2D 、FLO-2D 、大型流槽、堆積) Application of the Discrete Element Method and Continuum Mechanics Method on the Flow and Deposition of Sands in a Flume Test Kuang-Tsung Chang(1) Chih-Wen Chiang(2) Associate Professor(1), Graduate Student(2) Department of Soil and Water Conservation National Chung Hsing University, Taiwan. ABSTRACT The Discrete Element Model PFC2D and Continuum Mechanics Model FLO-2D are used to simulate the real large flume test. The parameters which both PFC2D and FLO-2D have the same type are set as follows: specific gravity and volume concentration are determined by particle density and void ratio, respectively. The PB design is used to study the relative influence of the parameters on (1)國立中興大學水土保持學系副教授 (2)國立中興大學水土保持學系研究生 (通訊作者 e-mail:g356290@) 251 水土保持學報 44(3) : 251 – 266 (2012) Journal of Soil and Water Conservation , 44 (3) : 251 - 266 (2012) the deposition behavior. For PFC2D, the important parameters are particle stiffness, particle friction and viscous damping, while for FLO-2D, they are yield stress and viscosity. Next, we determine the procedure of parameters’ setting and reasonable parameter values to make numerical dep