| 姓名 |
鄭皓謙(hao-chien cheng)
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畢業系所 |
土木工程學系 |
| 論文名稱 |
地中壁之地表加載液化防制效果 之離心模型試驗
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| 摘要(中) |
摘要
台灣位於地震帶，液化是伴隨地震而來的災害，而地中壁是非常有效的防治方法，原理是以剛性壁體限制土體在地震時之變形量，使超額孔隙水壓比(Ru)小於1.0，就可達到防治效果，即使地震太大產生液化，也可束制地基土壤不使產生側向流動破壞，控制其沉陷量。
本研究以50g之離心試驗和振動台，進行八組組地中壁液化防制效果之離心模型試驗，沿用許漢維之地中壁模型，並加上5t/m²和10t/m²載重塊和蓋板使用，試驗進行中擷取加速度計、孔隙水壓計、土壓計、線性差動可變變壓器(LVDT)所量測到的動態數據探討(1)加速度放大倍率隨深度變化；(2)不同深度超額孔隙水壓激發與消散行為；(3)地表沉陷量歷時；(4)壁體所受側向總應力歷時等課題。
研究結果顯示:(1)土壤在未達到液化狀態時，振動加速度由基盤至地表有放大趨勢；(2)在自由場加上載重塊在小振動時，可以抑制土壤液化；(3)在地中壁插入承載層時，如果加上剛接頂板，可以有效減少沉陷(4)加上載重塊時，可以加速超額孔隙水壓之消散。
關鍵字：液化防制、地中壁、土壤液化、地工離心機、加速度放大效應、沉陷量、超額孔隙水壓、殘餘應力
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| 摘要(英) |
Abstract
A series of centrifuge shaking table tests was conducted to investigate the mitigating effect on soil liquefaction by the lattice-shaped underground wall. During the test, accelerometers, pore pressure transducers, linear variable differential transformers and micro earth pressure transducers were embedded in the soil layer to monitor the seismic response of soil deposit. The mitigating effect was evaluated by the measurements, including (1) maximum peak ground acceleration along the depth; (2) excess pore pressure histories at different depths; (3) ground settlement and (4) lateral total pressure applied on the underground wall.
From the test result, it can be conclude that (1) the acceleration amplitude was amplified from the base to the surface ground before soil liquefaction. The shear wave can not propagate through the liquefied soil layer to the ground surface and leading to that the acceleration amplification was smaller than 1. (2) The upload is bigger and the mitigating effect is better. (3)The total lateral pressure acted cyclically on the underground wall and increased with increasing depth during shaking. (4) When lattice-shaped underground wall on bearing layer and it has the cap on top, it will reduce the ground settlement effective.
Keywords: centrifuge shaking table test, underground wall, soil liquefaction
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| 關鍵字(中) |
★ 液化防制
★ 殘餘應力
★ 地中壁
★ 土壤液化
★ 超額孔隙水壓
★ 地工離心機
★ 加速度放大效應
★ 沉陷量 |
關鍵字(英) |
★ centrifuge shaking table test
★ soil liquefaction
★ shaking table test
★ underground wall |
| 論文目次 |
目錄
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究方法 2
1-3 論文架構 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 土壤液化 4
2-2 離心模型試驗原理 5
2-2-1 離心模型之相似律 5
2-2-2 動態離心模型之相似律 6
2-3 試驗中使用之黏滯液體 8
2-4 地中壁防制液化之基本機制 9
2-5 利用地中壁圍束土壤之相關研究 10
2-5-1 國外地中壁應用實例 10
2-5-2 利用離心模型試驗進行地中壁圍束液化土壤之試驗 10
2-5-3 利用全尺寸試驗進行地中壁圍束液化土壤之試驗 14
第三章 試驗方法與試驗設備 24
3-1 試驗方法 24
3-2 試驗土樣及基本性質 24
3-3 儀器設備與相關設備 25
3-3-1 地工離心機 25
3-3-2 中大離心振動台與資料擷取系統 25
3-3-3 積層版試驗箱 26
3-3-4 地中壁模型 27
3-3-5 各式量測工具 27
3-3-6 移動式霣降機 28
3-4 試驗準備步驟及流程 29
3-4-1 試驗前之相關準備作業 29
3-4-2 進行重模試體之製作 30
3-4-3 土壤試體之飽和 30
3-4-4 離心機運轉前之準備與振動試驗 31
第四章 試驗結果與分析 57
4-1 試驗規劃 57
4-2 試驗內容 58
4-3 升g過程中相對密度與體積應變量變化 61
4-4 各事件加速度歷時比較 61
4-4-1試驗群組一(上部載重5t/m²)土層加速度歷時 62
4-4-2試驗群組二(上部載重10t/m²)之土層加速度歷時 63
4-4-3 試驗群組三(上部無載重)之土層加速度歷時 64
4-4-4各試驗群組在不同事件之加速度放大倍率 65
4-4-5土層的初始剪力波速與主頻計算 66
4-4-6土層的頻率特性 66
4-4-7 加速度歷時小結 67
4-5超額孔隙水壓歷時比較 68
4-5-1 輸入不同震動強度時之超額孔隙水壓歷時 68
4-5-2 同載重下不同地中壁條件之超額孔隙水壓歷時 69
4-5-3 土層之超額孔隙水壓比歷時 70
4-6 載重塊與蓋板之沉陷量比較 72
4-6-1 試驗群組一之載重塊沉陷歷時 72
4-6-2 試驗群組二之載重塊沉陷歷時 73
4-6-3 試驗群組三之蓋板沉陷歷時 74
4-6-4 振動後土層相對密度與體積應變量之變化 74
4-7 積層版試驗箱之側向位移歷時 75
4-8 壁體上側向總壓力歷時 76
第五章 結論與建議 187
5-1 結論 187
5-2 建議 189
參考文獻 190
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| 參考文獻 |
參考文獻
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7. 入江潤、鈴木吉夫、馬場崎亮一，「深層混合処理工法を用いた格子状改良地盤によゐ液状化対策－遠心模型振動実験によゐ液状化抑止効果の検證(その1)」，日本建築学会大会學術講演梗概集，第783-784頁，關東，日本，1997年。
8. 馬場崎亮一、鈴木吉夫、木林長仁、河野隆史、小西一生，「埠頭に建つ高層建築の格子狀改良地盤によゐ液状化対策工－遠心模型振動実験によゐ液状化抑止効果の確認」，日本建築学会大会學術講演梗概集，第817-818頁，近畿，日本，1996年。
9. 鈴木吉夫、鬼丸貞友、內田明彥，「兵庫県南部地震におけゐ格子状地盤改良効果の検討」，日本建築学会大会學術講演梗概集，第629-630頁，近畿，日本，1996年。
10. 鈴木吉夫、鬼丸貞友、內田明彥、斉藤聰、木村玄、奧村良介，「深層混合処理工法を用いた格子状地盤改良によゐ液状化対策工」，土と基礎，第44卷，第三期，第46-48頁，1996年。
11. 石川明、社本康広、木村匠，「格子状改良体で拘束された地盤の簡易液状化評価法」，清水建設研究報告，第88号，第89-96頁，2011年。
12. 森守正、津國正一、近信明、內田明彥，「格子状地盤改良と上載荷重の複合によゐ液状化抑止効果」，土木学会第63回年次学術講演会，第27-28頁，本州，日本，2008年。
13. 田屋裕司、吉澤睦博、內田明彥，「格子状地盤改良におけゐ格子間隔の設定法(その3)」，日本建築学会大会學術講演梗概集，第527-528頁，九州，日本，2007年。
14. 田屋裕司、吉澤睦博、內田明彥，「格子状地盤改良におけゐ格子間隔の設定法(その4)」，日本建築学会大会學術講演梗概集，第529-530頁，九州，日本，2007年。
15. 船原英樹、柴田景太、長尾俊昌、小林治男，「直接基礎の上載圧によゐ液状化抑制効果に関すゐ遠心力載荷実験」，大成建設技術センター報，第44號，第32-1-32-5頁，2011年。
16. 谷崎史織，立石章，宇野浩樹，「ソイルセメント模型を用いた格子状地盤改良工法に関すゐ遠心模型実験(その1液状化抑止効果に関すゐ検討)」，土木学会第63回年次学術講演会，第103-104頁，本州，日本，平成20年。
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20. 邱吉爾，「以動態離心模型試驗模擬液化地盤淺基礎建築物之受震反應」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢(2012)。
21. 楊子霈，「以動態離心模型試驗模擬不同型式基礎建築物於液化地盤之受震反應」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢(2013)。
22. 許漢維，「地中壁之液化防制效果之離心模型試驗」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢(2013)。
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| 指導教授 |
黃俊鴻(Jin-Hung Hwang)
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審核日期 |
2015-8-21 |
| 推文 |
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