加勁材置配方式對高水量粘土加勁擋土牆穩定性之影響

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張晉彰(chin-chang chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

加勁材置配方式對高水量粘土加勁擋土牆穩定性之影響
(Investigation on different combination of reinforcement length and spacing to improve stability of MSEW with clayey soil backfill at high water content)

相關論文

★ 砂土層中隧道開挖引致之地盤沉陷與破壞機制及對既存基樁之影響	★ 以離心模型試驗探討逆斷層作用下單樁與土壤互制反應
★ 攝影測量在離心模擬試驗之應用-以離心隧道模型之地表沉陷量量測為例	★ 沉箱式碼頭受震反應的數值分析
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摘要(中)

現今加勁擋土牆設計規範多以滲透性高之顆粒性砂土級配料作為回填材料，但實際上卻常用現地的非顆粒性土壤回填，這樣的背填材料對牆體的穩定性影響甚鉅。過去案例中不乏因連日豪雨致使回填材料含水量上升，造成土壤不排水剪力強度迅速減低，側向土壓力增加而破壞的案例。
因此本研究乃利用地工離心模型試驗探討改變加勁材的配置方式，探討在高含水量下以中大紅土為背填材料之加勁擋土牆穩定性的改良效果。研究結果顯示：1.藉著本研究所提出之改善率等高線圖可得到在高含水量粘土加勁擋土牆之加勁材的最佳配置方式。2.加勁間距減小為0.067H、加勁長度增長為0.85H時，可獲得最大改善量為90%。3.當加勁間距為0.1H時，牆面變形行為肚凸狀；加勁間距為0.067H時，牆面變形行為前傾狀。4.牆體的破壞面不會穿過牆趾，而外部不穩定破壞面是在牆趾上方約0.133H處開始大約沿夾角θ=tan-1(0.43H/L)向上發展；內部不穩定破壞面是在牆趾上方約0.133H處開始大約沿夾角45°向上發展。

摘要(英)

Mechanically Stabilized Earth Wall (MSEW) is required to use the high quality granular soil as reinforced backfill materials. In practice, however, the in-situ clayey soil is usually used instead to cut down the cost, which obviously violates the design assumptions. Nevertheless, the clayey soil backfill may block the draining path, leading to increase in water content and lateral earth pressure during heavy rainfall. There were many cases of failure of MSEW with clayey soil backfill caused by cloudburst in Taiwan.
Sixteen centrifuge modeling tests were performed to investigate the effectiveness of different combinations of reinforcement length and spacing in improving the stability of MSEW with clayey soil backfill at high water content (41%). Based on the test results, a contour plot is proposed which can be used to determine the different combinations of reinforcement length and spacing for a given amount of improvement ratio of deformation. From the test results of this study, the maximum improvement ratio is 90% with 0.067H reinforcement spacing and 0.85H reinforcement length. The deformation types of wall facing are bulging and tilting with 0.1H and 0.067H reinforcement spacing, respectively. The failure surface for external instability starts at 0.133H above the toe of the wall and extends along the angle of tan-1(0.43H/L) until it intersects with reinforcement end and then extend upward; the failure surface for internal instability also starts at 0.133H above the toe of the wall, but extends along an angle of 45° until it intersects the horizontal line at a height of 0.5H and then extends upward, lying within the reinforced zone.

關鍵字(中)

★ 加勁擋土牆

關鍵字(英)

★ reinforcement wall

論文目次

目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅹ
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目的與方法 3
1-4 論文內容 3
第二章文獻回顧 4
2-1 前言 4
2-2 加勁擋土牆破壞機制 4
2-3 加勁擋土牆破壞案例 7
2-4 加勁擋土結構之應用 10
2-5 加勁擋土牆相關研究 11
2-6 小結 14
第三章儀器設備及試驗方法 36
3-1 前言 36
3-2 試驗儀器與相關設備 37
3-2-1 地工離心機 37
3-2-2 模型試驗箱 38
3-2-3 影像擷取設備 38
3-2-4 位移計 39
3-3 離心機原理 40
3-3-1 基本相似律 41
3-3-1 模型模擬 42
3-3-3 離心模擬的優點 43
3-4 試驗材料 43
3-4-1 試驗土樣 43
3-4-2 模型土樣 44
3-5 前導試驗 45
3-5-1 夯實試驗 45
3-5-2 無圍壓縮試驗 46
3-6 模型試體設計 46
3-7 試體製作流程 47
3-8 試驗步驟 49
3-9 試驗完成後之檢核實驗 49
第四章離心模型試驗結果與分析 69
4-1 前言 69
4-2 離心模型相關量測及重覆性試驗 70
　4-2-1　離心模型試體 70
　4-2-2　牆體變形量的量測 70
　4-2-3　模型含水量與不排水剪力強度 71
　4-2-4　重覆性試驗 72
4-3 高含水量粘土加勁擋土牆穩定性分析與破壞
行為 73
　4-3-1　不同加勁材配置方式對牆體沉陷與前傾
的關係 73
　4-3-2　牆頂張力裂隙的發展 74
4-3-3 牆體破壞行為之探討 75
4-4 不同加勁材配置方式對牆體穩定性的改善效果 77
4-4-1 不同配置方式下的臨界加勁長度與改善率 77
4-4-2 相同改善率時經濟性的比較 79
　
第五章結論與建議 99
5-1 結論 99
5-2 建議 100
參考文獻 …………………………………………………………….101

參考文獻

參考文獻
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指導教授

李崇正、陳惠慈
(Chung-Jung Lee、Huei-Tsyr Chen)

審核日期

2005-7-19

推文