砂土承受夯擊時之動應力分布

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詹有智(chan-yu chin) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

砂土承受夯擊時之動應力分布
(Dynamic stress distribution of sand under impact)

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摘要(中)

摘要
本研究係對砂土試體進行圓形土槽模擬夯擊試驗，探討砂土受夯擊時垂直動應力影響之範圍，以期對動力夯實工法施工時土壤之力學行為有更進一步的瞭解。
於實驗中利用圓形土槽模擬夯擊試驗，夯擊不同相對密度之乾砂，在變換不同夯錘半徑及不同夯擊能量，包含不同夯錘質量及落距情況下，求出砂土承受夯擊瞬間，土層中之動應力分布圖，經由此動應力分布圖，期能定出較理想之無因次影響深度及寬度之值。此外，針對土層在受夯擊時產生沉陷值進行量測，探討陷坑所損耗能量與實際夯擊能量之比。
由試驗結果得知，砂土層中垂直動應力和衝擊荷載兩者之比值關係，在不同條件的情況下，如夯錘半徑、落距、夯錘質量及夯擊次數，趨勢大致相同，惟相對密度對垂直動應力和衝擊荷載兩者之比值有所影響，相對密度愈大，垂直動應力和衝擊荷載兩者之比值也愈大，表示能量能傳遞至更深層的土層中，能量於土層中消散的速度較緩慢。另外，集中因子ν隨土層深度加深有減小之趨勢，隨相對密度增加有增大之趨勢，但受夯錘質量及落距等之影響則不明顯。

摘要(英)

ABSTRACT
In this research, to understand soil mechanical behaviors under dynamic consolidation method, dynamic compaction model tests in circular chamber were conducted to investigate the vertical dynamic stress influence range on sand.
Using dynamic compaction model tests in circular chamber to get the distribution graph of dynamic stress under the situation of changing different relative density, radius of hammer and impact energy which include the different mass of hammer and dropping distance. The value of no dimension depth and width can be test out by the distribution graph of dynamic stress. Moreover, to discuss about the ratio between the energy lose of crater and the real impact energy by measuring the depth of crater.
It can be found that the ratio between vertical dynamic stress and impact load are tend to be the same under the different situation as radius of hammer, dropping distance, mass of hammer and impact number from this research. Only relative density affects the ratio between the vertical dynamic stress and impact load. The bigger relative density is, the bigger ratio between the vertical dynamic stress and impact load could be. It proves that the energy can be spread to the deeper layer of sand and dismissed slowly. Besides, the factor of concentration is going to decrease with the depth of sand increasing but to increase with the relative density increasing. However, it is not so obviously for the factor of concentration to be affected by mass of hammer and dropping distance.

關鍵字(中)

★ 動力夯實工法
★ 衝擊荷載
★ 垂直動應力
★ 集中因子

關鍵字(英)

★ impact load
★ vertical dynamic stress
★ factor of concentration
★ dynamic consolidation method

論文目次

目錄
摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
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研究背景與動機 2
1-3研究方法 2
1-4論文內容 3
第二章　文獻回顧 5
2-1動力壓密工法之改良原理 5
2-2動力壓密工法之特徵及優點 7
2-3荷載情況下土體中之應力分布 8
2-3-1點荷重情況下垂直應力之增量 8
2-3-2均一圓形荷重中心下的垂直應力 9
2-3-3動力荷載情況下之垂直應力 10
2-4有效改良深度之推估 12
2-5動力壓密工法之施工參數 15
2-5-1夯擊能量 15
2-5-2夯擊次數 17
2-5-3夯擊點間距及夯擊階段數 18
2-5-4各階段之靜置時間 19
2-6最近之相關研究 20
第三章　試驗土樣及試驗方法 31
3-1試驗土樣之物理性質 31
3-2相對密度 31
3-2-1試驗設備 31
3-2-2試驗步驟 32
3-3圓形土槽模擬夯擊試驗 33
3-3-1試驗儀器設備 33
3-3-2試體之製作 34
3-3-3試驗方法 34
3-3-4試體步驟 35
3-3-5試驗各項參數 35
第四章　試驗結果與分析 46
4-1霣降法中影響相對密度之因素 46
4-1-1霣降高度 46
4-1-2鋼管直徑 47
4-2圓形土槽模擬夯擊試驗結果 47
4-2-1衝擊荷載之探討 47
4-2-2陷坑之損耗能量 49
4-2-3土層中之衝擊動應力 50
4-2-3-1夯擊點中心之垂直動應力 51
4-2-3-2衝擊動應力隨水平距離之變化 51
4-2-4夯擊參數對垂直動應力之影響 52
4-2-4-1夯錘半徑之影響 52
4-2-4-2單夯擊能之影響 53
4-2-4-3錘擊次數之影響 54
4-2-4-4相對密度之影響 55
4-2-5水平動應力 55
4-2-6土層中之等應力線 56
4-2-7土層中之正規化等應力線 57
第五章　結論與建議 78
5-1結論 78
5-2建議 79
參考文獻 80

參考文獻

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指導教授

張惠文(Huei-wen Chang)

審核日期

2004-1-4

推文