砂土中模型樁側向阻抗之改良研究

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姓名

高境良(Ching-Liang Kao) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

砂土中模型樁側向阻抗之改良研究
(Lateral resistance treated research of model pile in sand)

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摘要(中)

摘要
樁基礎常用於各項工程中以支承龐大結構物荷重，它能傳遞這些荷重穿越軟弱地盤達到堅硬土層或岩盤中。相對於樁的垂直向支承力，其側向支承力顯得不足。為解決此一問題，本研究針對樁周圍土壤進行改良，以增加樁基礎側向支承力及減少樁頭側向位移。
本研究利用室內土槽進行一系列模型試驗，嘗試以添加水泥之方式增加樁周圍土壤剪力強度，比較改良前後側向荷重和樁頭位移與樁身彎矩之差異，並探討模型樁側向位移、彎矩、改良範圍和改良配比之間的關係。
由試驗結果得知，以寬度6倍樁徑的正方形改良面積，與深度4倍樁徑之改良區域，回填添加水泥配比3%之改良拌合土，可減少樁頭側向位移達58%，並能增加樁基礎側向支承力達1.5倍。顯示對樁周圍土壤進行局部改良，可增加淺層土壤的剪力強度，提高側向阻抗，進而有效減少樁頭側向位移。

摘要(英)

ABSTRACT
Pile Foundations are often used to bearing construction loading in many kinds of engineering, and it can transfer the loading directly to stiff layer or rock ground. But the lateral bearing capacity of pile is always smaller than its vertical bearing capacity.
This research tended to improve the strength of soil surrounding the single pile to increase the lateral bearing capacity of pile. The research carried out a series of model pile tests, and tried to improve the shear strength of soil surrounding the pile by using cement, and compared the lateral displacement of model pile in treated and untreated soil.
The experimental results of model pile in treated sand indicated that with the cement content of 3 percent and the treated area with 6D in width of square and 4D in depth (where D is the diameter of pile), it can achieve a well improvement effect in reducing the lateral displacement of pile for 58 percent, and increasing 0.5 times the lateral bearing capacity of pile of untreated sand. The local improvement of soil surrounding the pile can increase the lateral bearing capacity of pile, and reduce the lateral displacement of pile effectively in the lateral loading conditions.

關鍵字(中)

★ 混合攪拌工法
★ 側向支承力
★ 側向位移
★ 土壤改良

關鍵字(英)

★ lateral bearing capacity
★ mixing method
★ soil improvement
★ lateral displacement

論文目次

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
表目錄 VI
照片目錄 VII
圖目錄 VIII
符號說明 XI
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 2
1.4論文內容 3
第二章文獻回顧 4
2.1樁基礎之側向力承載機制 4
2.2基樁剛柔度分析 5
2.3 基樁側向荷載分析 5
2.4 有限元素分析法 6
2.5地盤反力分析法 7
2.5.1地盤反力係數 8
2.5.2利用水平載重試驗推求地盤反力係數 9
2.5.3張氏法 10
2.6基樁受側向荷重之影響範圍 11
2.7地盤改良工法 11
2.7.1深層攪拌工法 12
2.7.2水泥改良原理 12
2.7.3改良土特性 14
2.7.4其他側向荷載樁改良法 14
2.8前人相關研究 15
第三章實驗設備與實驗方法 28
3.1模型樁 28
3.2試驗設備 29
3.2.1位移計 29
3.2.2應變計 29
3.2.3資料擷取系統 29
3.3 儀器校正 30
3.3.1位移計校正 30
3.3.2應變計校正 30
3.4未改良試驗 31
3.4.1人工地盤之製作 31
3.4.2模型樁之埋設 31
3.4.3位移計架設與加載 32
3.4.4數據處理 32
3.5改良試驗 33
3.6無圍壓縮試驗 34
3.7試驗規畫 35
第四章試驗結果與分析 54
4.1 未改良砂土中之模型樁試驗 54
4.1.1側向位移與加載歷時之關係 55
4.1.2側向位移與荷重之關係 55
4.1.3樁身彎矩與荷重之關係 56
4.2砂土經改良後之模型樁試驗 57
4.2.1改良砂土之無圍壓縮強度 57
4.2.2樁頭側向位移與荷重之關係 58
4.2.3改良面積與側向位移之關係 58
4.2.4改良深度與側向位移之關係 59
4.2.5改良面積與樁身彎矩之關係 60
4.2.6改良深度與樁身彎矩之關係 61
4.3改良體積與改良成效 62
4.4不同改良配比之模型樁試驗 63
4.5改良後基樁側向支承力 64
第五章結論與建議 81
5.1結論 81
5.2建議 82
參考文獻 83

參考文獻

參考文獻
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指導教授

張惠文(Huei-Wen Chang)

審核日期

2004-7-15

推文