複合斜面壩上游面動水壓力之分析

Abstract

本文旨在利用最小二乘邊界點配法（ LWAST-SQUARE BOUNDARY COLLECTION METHOD） 求解相對短延時（RELATIVE SHORT-DURATION）地震 及相對長延時（RELATIVE LONG- DURATION）地震作用下，複合斜面壩（DAMS WITH COMPOUND SLOPES）其下游面所引 致的動水壓力分佈（HYDRODYNAMIC PRESSURE DISSTRIBUTION）．文中假設壩體及庫 底為剛性（RIGID）；並考慮水庫為一半無限長水域；其庫水為非旋性（IRROTATIO- NAL），非黏滯性（INVISCID），且具可壓縮性（COMPRESSIBLE）的流體．而表面波 （SURFACE WAVE）對於動水壓力之影響在本文中亦有詳細的分析，並將其影響就地震 相對延時的長短分兩方面考量． 文中在兩維穩態水平振動的狀況下分析壩體一水庫系統，HELMHOTSZ EQUATION為合乎 假設條件描述的流體運動的控制方程．經由自由表面邊界條件（FREE SURFACE BOUN- DARY CONDITION）輻射邊界條件（RADIATION BOUNDAYR CONDITION）和剛性庫底邊界 條件（RIGID BOTTOM BOUNDARY CONDITION）以分離變數法可得一未定係數的解析解 ，這些係數可由堋體上游面的邊界條件、並配合最小三乘邊界點配法的概念求出數值 解來．文中幾重複合斜面堋的正相（IN PHASE）、異相（OUT OF PHASE）動水壓力係 數和總動水壓力係數在不同地震頻率下的分佈均被研究．數值結果顯示，動水壓力係 數受表面波影響參數（WAVE-EFFECTPARAMETER）CW的左右．CW變大時，異相動水壓力 也變得重要．文中就地震延時的長短分別考慮並比較其結果，兩者差異隨CW值變大而 增大．壓縮性之重要性亦討論於文中．