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系統識別號 U0026-0812200913594430
論文名稱(中文) 矩形明渠中地工鋪面水力糙度之試驗研究
論文名稱(英文) Experimental Study on Hydraulic Roughness of Geosynthetics in Retangular Open Channels
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系專班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class)
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生(中文) 蘇筱婷
研究生(英文) Hsiao-ting Su
學號 n8793105
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 60頁
口試委員 指導教授-呂珍謀
口試委員-顏沛華
口試委員-王裕民
指導教授-賴泉基
中文關鍵字 地工合成材 
英文關鍵字 geosynthetics 
學科別分類
中文摘要 由於生態工法盛行,造就地工合成材成為各項工程施造之熱門材料,儘管地工合成材之相關研究眾多,但大多著重在滑動、傾倒、應力破壞等方面,然在水利工程之水理特性研究仍有所缺乏,緣此本研究以實驗渠道進行試驗,探討地工合成材對渠道水理特性之影響。
本研究以五種地工合成材進行試驗,流量控制在0.001cms~0.0134cms,水深控制在0.0349m~0.135m,並在距實驗渠道入流口3m處,每隔0.75m設一量測斷面,共三個量測斷面,以聲波都卜勒流速儀量測不同水深位置之流速,利用所得流速資料進行垂直流速剖面分析及曼寧係數(n)與摩擦係數(f)之探討。
經研究分析可得知,在流速分佈方面,將所量測之流速剖面無因次化,並以傳統對數律流速分佈與光滑底床流速進行比較,可發現地工合成材流速分佈之斜率與截距皆與光滑底床流速有所差異,顯示地工合成材之流速分佈偏離傳統對數律流速分佈;在平均流速方面,利用傳統流速平均法則推求水流通過地工合成材之平均流速,與設計斷面平均流速間存在誤差,因此傳統流速平均法則不適用在地工合成材平均流速之推估;在曼寧係數方面,受材料型態特性影響,不同地工合成材之曼寧係數與水深關係圖形可分為U字形與斜線形。

關鍵字:地工合成材
英文摘要 Due to famous of ecological engineering which makes geosynthetics to become very popular materil for engineerings. Although there are a lot of researches about studying geosynthetics, but most of them are focusing on slipping, prone, and stress fracture; however, we still lack of some focusing researches about hydraulic characteristics in Hydraulic Engineering. This research is discussing the effects of using geosynthetics in Channel’s Hydraulic characteristics by testing with experience channels.
The research is tested with five geosynthetics, controlling velocity in 0.001cms~0.0134cms, controlling water depth in 0.0349m~0.135m; and in the 3m to the entrance of experience channels has set up a measure section in every 0.75m. By using ADV to measure three measure section’s velocity in different water depth, and that can get fluid data to analysis velocity of vertical profile and discuss the relationship with Manning, s n and Friction factor f.
By analyzing the research findings, in the aspect of spreading velocity, to dimensionless forms the measurement of velocity profile comparing the traditional log-law and velocity of smooth river bed, and that finds some difference of slope and intercept between the velocity of geosynthetics and smooth river bed. Thus that shows the spread of velocity in geosynthetics far difference with traditional log-law. In the average of velocity traditional velocity average law can get the average velocity in designing section. In Manning’s Coefficient, by limiting with different materials characteristics, different geosynthetics n and its relationship with water depth can divide into U and diagonal.
Key:geosynthetics
論文目次 目 錄
中文摘要Ⅰ
英文摘要Ⅱ
誌謝Ⅲ
目錄Ⅳ
表目錄Ⅶ
圖目錄Ⅷ
照片Ⅹ
第一章 緒論1
1-1研究緣起與目的1
1-2文獻回顧2
1-3本文組織4
第二章 地工合成材介紹及理論分析5
2-1地工合成材之定義5
2-2地工合成材之發展歷史5
2-3地工合成材之簡介6
2-3-1聚炳烯波浪形加勁材料網6
2-3-2加勁椰纖毯8
2-3-3抗沖蝕椰網毯10
2-3-4生態椰纖毯11
2-3-5抗沖蝕麻網13
2-4理論分析15
2-4-1連續方程式15
2-4-2緩變速流理論15
2-4-3曼寧係數18
2-4-3-1曼寧係數18
2-4-3-2曼寧公式18
2-4-3-3影響曼寧係數之因素19
2-4-4Darcy-Weisbach公式20
第三章 實驗儀器與佈置規劃22
3-1儀器設備22
3-1-1實驗渠道22
3-1-2儲水槽23
3-1-3抽水馬達23
3-1-4針尺23
3-1-5供水設備23
3-1-6三角堰23
3-1-7聲波都卜勒式流速儀24
3-1-8流速儀量測原理與數據擷取系統25
3-1-9試驗台車25
3-1-10雜訊消除25
3-2實驗佈置及量測方法27
第四章 結果分析與討論33
4-1垂直流速分佈量測試驗條件33
4-2決定量測斷面位置34
4-3速度剖面分析35
4-4垂直剖面平均流速37
4-5曼寧係數量測試驗條件39
4-6地工合成材之摩擦係數46
4-7地工合成材之曼寧係數52
第五章 結論與建議58
5-1結論58
5-2建議58
參考文獻60
表目錄
表2-1聚炳烯波浪形加勁材料網之材料規範7
表2-2加勁椰纖毯之材質規範9
表2-3抗沖蝕椰網毯之材料規範11
表2-4生態椰纖毯之材料規範12
表2-5抗沖蝕麻網之材料規範14
表4-1不同方式求得之平均流速39
表4-2試驗材料I之試驗條件與曼寧係數量測結果41
表4-3試驗材料Ⅱ之試驗條件與曼寧係數量測結果42
表4-4試驗材料Ⅲ之試驗條件與曼寧係數量測結果43
表4-5試驗材料Ⅳ之試驗條件與曼寧係數量測結果44
表4-6試驗材料Ⅴ之試驗條件與曼寧係數量測結果45
圖目錄
圖2-1聚炳烯波浪形加勁材料網7
圖2-2 加勁椰纖毯9
圖2-3抗沖蝕椰網毯10
圖2-4生態椰纖毯12
圖2-5抗沖蝕麻網13
圖2-6渠道流況及能量水頭示意圖17
圖3-1實驗渠道配置示意圖30
圖3-2三角堰率定關係曲線圖24
圖3-3完全發展斷面量測示意圖30
圖3-4實驗流程圖29
圖4-1完全發展段之檢測34
圖4-2試驗材料Ⅰ平均流速剖面36
圖4-3試驗材料Ⅱ平均流速剖面36
圖4-4地工合成材之流速分佈與對數律分佈比較37
圖4-5試驗材料I摩擦係數與雷諾數之關係49
圖4-6試驗材料Ⅱ摩擦係數與雷諾數之關係49
圖4-7試驗材料Ⅲ摩擦係數與雷諾數之關係50
圖4-8試驗材料Ⅳ摩擦係數與雷諾數之關係50
圖4-9試驗材料Ⅴ摩擦係數與雷諾數之關係51
圖4-10五種試驗材料摩擦係數與雷諾數之關係51
圖4-11試驗材料Ⅰ曼寧係數與水深之關係53
圖4-12試驗材料Ⅱ曼寧係數與水深之關係53
圖4-13試驗材料Ⅲ曼寧係數與水深之關係54
圖4-14試驗材料Ⅳ曼寧係數與水深之關係54
圖4-15試驗材料Ⅴ曼寧係數與水深之關係55
照片目錄
照片3-1抽水馬達31
照片3-2針尺31
照片3-3供水設備31
照片3-4三角堰32
照片3-5ADV流速儀及台車32
參考文獻 參考文獻
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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2008-08-30起公開。
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