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論文中文名稱:砂質土壤炸震夯實之研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The study of blasting densification effects on sandy soil [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:資源工程研究所
畢業學年度:100
出版年度:101
中文姓名:顏宏任
英文姓名:Hong-Ren Yan
研究生學號:98798026
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2012-01-11
論文頁數:145
指導教授中文名:丁原智
口試委員中文名:李友平;王泰典
中文關鍵詞:爆震波炸震夯實土壤液化含水量飽和度
英文關鍵詞:Shockwaveblasting densificationSoil liquefactionWater contentDegree of Saturation
論文中文摘要:土壤液化通常發生在排水性差的鬆散飽和土壤,如粉土質砂、鬆散細砂或不排水的礫石層,經由外力動態荷重反覆震盪,如地震,鬆散沙的土壤體積減少,土壤孔隙水壓力增加,因此剪切強度下降,也就是有效應力下降。土地開發前的地盤改良可減少往後發生液化的風險。
在台灣關於土壤液化的地盤改良方法有很多種,而炸震夯實法在國內是比較少見的,本研究設置一個現地試驗,在接近飽和的砂土中埋設炸藥,利用爆炸所產生的爆震波當成震動的來源,觀察土壤對於不同爆震波所受到的不同反應。
在砂質土壤中飽和度是引發土壤液化的一個關鍵原因,而土壤孔隙間的飽和度最主要就是土壤含水量的多寡,不同含水量的土壤對於土壤遭受爆震波時有不同的反應,不同間距、深度的炮孔設置所產生的爆震波強度對於炸震前後土壤含水量變化有不同的影響。
由本實驗結果可以得知炸震夯實工法能有效改良土壤炮孔周圍的土壤性質,受到的炸藥的能量越大,土壤改善的效果越明顯,距離炮孔越遠的土壤改良的效果越少,炸震實驗可以改變土壤的乾密度、含水量、孔隙率和土壤的飽和度,而改良的成效深度較深的土壤比深度較淺的土壤明顯。
論文英文摘要:Liquefaction is more likely to occur in loose to moderately saturated granular soils with poor drainage, such as silty sands or loose sands and gravels capped. During wave loading, usually cyclic undrained loading, e.g. seismic loading, loose sands tend to decrease in volume, which produces an increase in their pore water pressures and consequently a decrease in shear strength, i.e. reduction in effective stress. Soil improvement can reduce the risk of liquefaction.
In Taiwan, there are many methods of soil improvement to improve liquefaction, blasting densification is relatively rare. It set an in-place test and use blast wave to shock soil in the nearly saturated sand, Observe the soil for different blast waves produced different responses.
Degree of saturation of sandy soil is an important factor in soil liquefaction, degree of saturation means water in soil pore space, which can range from 0 to the value of the soils' porosity at saturation. different water contents in soil have different reactions by shock wave. The variation of water content was affected by blasting shock wave that occurred by different distance and depth of blasting hole.
By the experimental results that blasting densification can effectively improve the soil characteristics surrounding blast hole, if the energy of explosive is stronger, the result of soil improvement will be better, if the distance of blasting hole is farther, the result of soil improvement will be worse. It can change dry unit weight, water content, porosity, and degree of saturation by blasting densification, results of soil improvement in deep soil layers are found better than in shallow soil layers.
論文目次:摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 IV
目 錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究目的 1
1.3研究方法 2
1.4研究流程 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 土壤基本性質與條件 5
2.1.1 土壤液化之力學機制 5
2.1.2 土壤顆粒尺寸的影響 7
2.1.3不同飽和度的土壤特性 8
2.1.4土壤液化發生的條件 10
2.2土壤水分特性 11
2.3爆破地震波定義 15
2.4 炸震工法 18
2.4.1 炸震工法原理 18
2.4.2 炸震工法應用 20
2.5爆破地震波震動速度的衰減 22
2.5.1 爆破震動經驗公式 22
2.5.2震動速度迴歸分析 23
2.6土壤夯實 24
第三章 研究方法與實驗流程 28
3.1實驗地區簡介 28
3.2實驗儀器與材料 28
3.3實驗方法 30
3.3.1 炸震實驗佈孔設計 30
3.3.2 現地取樣薄管 31
3.3.3土壤含水量及土壤乾密度試驗 33
3.3.4土粒比重、孔隙率及飽和度試驗 41
3.3.5土壤粒徑分析試驗 47
第四章 實驗結果分析與討論 52
4.1爆破紀錄 52
4.1.1第一次炸震實驗紀錄 52
4.1.2第二次炸震實驗紀錄 58
4.1.3第三次炸震實驗紀錄 65
4.2爆破地震波衰減的影響 69
4.2.1 薩道夫斯基經驗公式計算之震波衰減之K、α值 69
4.2.2 利用薩道夫斯經驗公式推估震動速度 71
4.3室內土壤實驗分析 74
4.3.1土壤含水量試驗 75
4.3.2土壤乾密度試驗 77
4.3.3飽和度換算 80
4.3.4孔隙率換算 83
4.3.5土壤粒徑分析 84
4.4炸震實驗對於土壤性質影響之討論 89
4.4.1藥量對於土壤乾密度與含水量的影響 89
4.4.2距離遠近對於土壤乾密度與含水量的影響 92
4.4.3乾密度與含水量在土壤深度的關係 96
4.4.4乾密度變化造成土壤孔隙率的改變 99
4.4.5乾密度與含水量改變對於飽和度的關係 100
第五章 結論與建議 105
5.1 結論 105
5.2 建議 106
參考文獻 107
附錄A土壤粒徑分析 110
附錄B土壤顆粒比重試驗 129
附錄C土壤含水量試驗 131
附錄D飽和度換算 138
附錄E孔隙率換算 143
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