基樁減振器空氣填充度之減振特性與變形特性

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畢業系所

土木工程學系

論文名稱

基樁減振器空氣填充度之減振特性與變形特性
(Influences of air volume in shock absorber of pile on properties of vibration reduction and deformation)

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摘要(中)

當交通工具行經橋梁或是高架橋時會產生振動，而這些振動可能會造成高精密儀器的誤差。這些誤差也可能造成高科技產業的產品無法使用，進而對高科技產業造成傷害。因此本研究對橋梁或高架橋底下的基樁進行改良，於基樁上加裝減振器使基樁本身就有減振能力，以求降低此類問題之影響。由前人的研究可知液壓減振器具有良好的減振效果與最大動態位移量的控制，為了在最大動態位移量可接受的範圍內求得最好的減振效果，本研究在液壓減振器內填入適量的空氣，探討減振與變形的平衡點。因此本研究將改變液壓減振器內的空氣體積，並進行一系列的模型試驗。由目前試驗結果得知，減振效果、最大動態位移量都隨著空氣填充度變大而變大。空氣填充度於0%~10%之範圍內，減振效果並未隨空氣填充度增加而明顯增加，但最大動態位移量則大幅增加。減振效果與最大動態位移量於空氣填充度10%到40%之間快速地增加。但空氣填充度大於40%之後，減振效果與最大動態位移量的變化都漸趨平緩。

摘要(英)

Vibration may be caused during vehicle passes through bridge or viaduct, and the vibration may cause some inaccuracy of products in high technology factory. Furthermore, high technology products made by these factories may be useless because of the influences of vibration. Therefore this study decided to improve pile foundation of bridge or viaduct by setting shock absorber on the pile.To find out a better effect of vibration reduction with the proper condition of dynamic displacement limited by designing code, this study filled air in the shock absorber. By changing the air volume in the shock absorber to perform a series of experiments.A trend between effect of vibration reduction and volume ratio of filled air was obtained from the results of experiments. Larger volume ratio of filled air may result in better effect of vibration reduction, and the maximum dynamic displacement has the same tendency. Beyond 10% of the volume ratio of filled air, the maximum dynamic displacement increased rapidly with the increasing of filled air, while the vibration reduction effects do not have apparent increasing rate. Furthermore, within the range of 10%~40% of volume ratio of filled air, the vibration reduction effects and maximum dynamic displacement increased rapidly with the increasing of filled air. In the range of volume ratio of filled air lager than 40%, the increasing rates of vibration reduction effects and maximum dynamic displacement are small.

關鍵字(中)

★ 空氣填充度
★ 動態位移量
★ 液壓減振器
★ 減振基樁

關鍵字(英)

★ hydraulic shock-absorber
★ dynamic displacement
★ vibration controlled pile

論文目次

摘要……………………………………………..I
Abstract ………………………………………....II
照片目錄……………………………………….VII
表目錄………………………………………….VIII
圖目錄…………………………………………..IX
符號說明………………………………………..XIII
第一章緒論…………………………………….1
1.1 前言…………………………………………1
1.2 研究動機與目的……………………………1
1.3 研究方法……………………………………3
1.4 論文內容……………………………………3
第二章文獻回顧………………………………6
2.1 振波在土壤中傳遞理論…………………....6
2.1.1 彈性波種類與行為……………………….7
2.1.2 振波的衰減行為………………………….7
2.2 樁基礎振動理論……………………………9
2.2.1 工程施作所產生的振動…………………..9
2.2.2 交通運輸產生的振動……………………..11
2.3 減振工法相關研究………………………….13
2.3.1 溝槽減振工法……………………………...13
2.3.2 阻波塊及蜂窩式阻波塊工法……………...15
2.3.3 地盤改良工法 ……………………………...17
2.3.4 數值分析……………………………………18
2.3.5 衝擊荷重在基礎上的減振…………………19
2.3.6 減振基樁的相關研究……………………….20
2.4 環境容許振動與評估…………………………23
2.4.1 振動量表示方法…………………………….23
2.4.2 環境振動的相關法規……………………….24
2.5 容許沉陷量……………………………………25
2.6 液壓彈簧減振器之數學原理…………………26
2.6.1 流體黏滯性質介紹…………………………..26
2.6.2 阻尼之數學公式……………………………..27
第三章模擬土層、試驗儀器與方法…………….50
3.1 試驗土層……………………………………….51
3.1.1 試驗規劃……………………………………..51
3.1.2 承載層………………………………………..51
3.1.3 砂土層………………………………………..51
3.2 試驗土樣相對密度求取方法 …………………52
3.2.1 最大乾單位重試驗…………………………..53
3.2.2 最小乾單位重試驗…………………………..53
3.2.3 霣降法之相對密度標定……………………..54
3.3 儀器校正……………………………………….56
3.4 未改良模型樁之試驗儀器及試驗方法……….56
3.4.1 未改良模型樁………………………………...57
3.4.2 試驗儀器……………………………………...57
3.4.3 試體準備及架設方法………………………...58
3.4.4 試驗流程……………………………………...59
3.5 改良樁之試驗儀器及試驗方法………………..60
3.6 試驗規劃………………………………………..60
第四章試驗結果與分析…………………………...77
4.1 未改良樁樁周土壤振波衰減行為……………..77
4.2 改良樁樁周土壤振波衰減行為………………..78
4.2.1 減振器安裝後的樁周土壤振波衰減行為…...78
4.2.2 不同填充度減振器的減振效果 ……………..79
4.3 減振基樁之動態位移………………………….82
4.3.1 試驗資料處理方式…………………………..82
4.3.2 未改良樁的樁體位移量……………………..83
4.3.3 改良樁的動態位移量與樁體位移量………..83
4.3.4 最大動態位移量與減振效果之比較………..86
4.3.5 模型樁與減振器之永久變形量……………..86
4.4 於減振器上增加靜置載重…………………….87
4.4.1 增加靜置載重後的減振效果………………...87
4.4.2 增加靜置載重後最大動態位移量的差異…...88
第五章結論與建議………………………………...133
5.1 結論……………………………………………...133
5.2 建議……………………………………………...134
參考文獻……………………………………………..135

參考文獻

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指導教授

張惠文(Hui-Wen Chang)

審核日期

2012-8-27

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