評估土壤液化最佳地動強度量值

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姓名

黃才羽(Tsai-Yu Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

評估土壤液化最佳地動強度量值

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摘要(中)

台灣地理位置位於板塊交界帶，造就地震頻繁的發生，當地震時飽和砂土層受地震力作用激發超額孔隙水壓，使得土壤失去應有強度進而引發土壤液化，造成鄰近建物受損。近年來評估土讓液化的方法非常多種，其中超額孔隙水壓比(??)為經常作為判斷土壤液化的指標之一。
地動強度量值為描述地震時地表運動之特性，依據定義的不同，因此具有許多不同特性的強度量值，本研究使用七組地動強度量值結合加速度門檻值的概念進行計算，因此一共具有90個強度量值作為參賽者，探討何種地動強度量值與超額孔隙水壓比關係最佳。
本研究利用中央大學地工離心機與振動台於60g重力場下進行試驗，模擬18m自由場飽和砂土層受震行為，並以1-D地盤反應分析軟體DEEPSIOL進行驗證，結果顯示，DEEPSOIL模擬的超額孔隙水壓比與離心試驗結果相似，因此可以判斷DEEPSOIL模擬之結果具有一定的參考價值。
由強震測站場址工程地質資料庫(EGDT)中取得高雄9個測站真實土層資料，以DEEPSOIL建立土層並使用100筆振動事件進行地盤反應分析，針對其超額孔隙水壓比之結果，與90個地動強度量值進行比較，結果顯示，CAV7 與孔隙水壓激發關聯性最佳，PGA 關聯性則是最低。

摘要(英)

This study investigated the relationship between pore water excitation in soil and a number of different ground motion intensity measures (e.g., PGA). The calculation of
pore pressure in soil was on the basis of using DEEPSOIL, a computer program for ground response analysis. In this investigation, a centrifuge test was conducted for verifying the DEEPSOIL computation, showing that the measured pore pressure from the centrifuge test was close to the computation from DEEPSOIL.
This study shows that the correlation between pore pressure excitation in soil and PGA was poor. By contrast, pore pressure excitation in soil had a stronger correlation with cumulative absolute velocity (CAV) of earthquake ground motions. In particular, pore pressure excitation in soil had the best correlation with CAV7, inferring that low amplitudes of ground motions would not induce pore pressure excitation in soil.

關鍵字(中)

★ 土壤液化
★ 地動強度量值
★ DEEPSOI
★ 離心模型
★ 地盤反應分析

關鍵字(英)

★ soil liquefaction
★ ground motion intensity measures
★ DEEPSOIL
★ centrifuge modeling
★ site response analysis

論文目次

摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 論文架構 2
第二章文獻回顧 3
2-1 強度量值 (Intensity Measure, IM) 3
2-2 累積絕對速度 (Cumulative Absolute Velocity, CAV) 3
2-2-1 具有加速度門檻值的累積絕對速度 (CAVthreshold) 4
2-2-2 CAV相關研究 6
2-3 Newmark位移法 6
2-4 地震延時 (Bracketed Duration, BD) 8
2-5 愛氏震度 (Arias Intensity, Ia) 8
2-6 一維地盤反應分析 (1-D site response analysis) 9
2-7 超額孔隙水壓比 (Excess Pore Water Pressure Ratio, ru) 12
2-8 一維地盤反應分析程式DEEPSOIL 13
2-8-1 土壤非線性本構模型 (constitutive model) 13
2-9 離心模型原理 15
2-9-1 離心模型相似律 16
第三章研究方法 19
3-1 物理模型試驗 19
3-1-1 地工離心機 19
3-1-2 離心振動台 20
3-1-2 試驗土樣與基本性質 21
3-1-3 資料擷取系統 22
3-1-4 積層版試驗箱 (Laminar box) 22
3-1-5 移動式霣降設備 24
3-1-6 感測器 25
3-1-7 模型製作及試體準備 27
3-1-8 砂土試體飽和 30
3-2 數值模擬 31
3-2-1 DEEPSOIL模型參數設置 31
3-2-2 土壤動態參考曲線擬合 33
3-2-3 土壤孔隙水壓力生成模型 36
第四章離心試驗與數值模擬結果與分析 38
4-1 離心試驗規劃 38
4-2 離心試驗結果 39
4-3 離心試驗在數值模擬中參數之設定 47
4-3-1 土層基本參數設定 47
4-3-2 土層的剪力波速估算 48
4-3-3 主要輸入參數 49
4-4 離心試驗與數值模擬結果與分析 52
第五章地動強度量值與超額孔隙水壓比之關聯性 63
5-1 場址介紹 63
5-2 場址參數之設置 64
5-2-1 經驗式推估土壤性質 69
5-3 地動強度量值 71
5-4 強度量值與超額孔隙水壓比之關係 73
5-5 排名結果 83
第六章結論與建議 94
6-1 結論 94
6-2 建議 95
參考文獻 96

參考文獻

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[20] 強震測站工程地質資料庫 (EGDT)， http://egdt.ncree.org.tw/。

指導教授

王瑞斌(Jui-Pin Wang)

審核日期

2021-8-30

推文