現在位置首頁 > 博碩士論文 > 詳目
論文中文名稱:扶壁及地中壁間距之效率分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Efficiency of Buttress Walls and Cross Walls for different Excavation Area in Deep Excavation [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:土木與防災研究所
畢業學年度:101
出版年度:102
中文姓名:林宗毅
英文姓名:Zong-Yi Lin
研究生學號:100428030
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2013-06-26
論文頁數:116
指導教授中文名:陳水龍
指導教授英文名:Shui Loong Chen
口試委員中文名:謝百鈎;魏敏樺;何政道
中文關鍵詞:扶壁地中壁深開挖數值分析連續壁
英文關鍵詞:Buttress WallCross WallDeep ExcavationNumeric AnalysisDiaphragm Wall
論文中文摘要:台灣深開挖工程多使用地質改良來提升土壤勁度及強度,近年來用扶壁及地中壁取代地質改良。但台灣目前尚無扶壁及地中壁之標準設計規範,只能依靠大地工程師之經驗及數值分析之結果來進行設計。本研究採用「有限元素法」所撰寫之三向度數值分析軟體「Plaxis 3D」,探討扶壁及地中壁之效率。利用實際案例驗證軟體模擬扶壁及地中壁的成果與監測之間是否一致,再針對工程案例之長與寬進行比例縮減,藉此得扶壁及地中壁在不同間距下之行為。
分析結果顯示,使用扶壁及地中壁可有效減少連續壁側向位移及沉陷槽影響範圍,其中以地中壁之影響最為有效,其次是扶壁。壁體間距的改變與減少之位移量有一定關係式存在,根據本研究分析成果呈一線性方程式,連續壁之DRR值與地中壁間距的線性關係為y= -30.855x+93.802。連續壁之DRR值與扶壁間距的線性關係為y= -30.725x+67.065。連續壁之SRR值與地中壁間距的線性關係為y= -21.251x+97.807。連續壁之SRR值與扶壁間距的線性關係為y= -32.027x+75.364。研究成果可作為深開挖工程施作地中壁及扶壁設計之依據。
論文英文摘要:Ground improvement is introduced in many deep excavations in Taiwan for the improvement of soil stiffness and strength. Buttresses and cross walls are brought in to replace ground improvement in Taiwan in recent years. However, the lack of standard design specifications for buttresses and cross walls in Taiwan forces geotechnical engineers to design them based on experience and numeric analysis results. Plaxis 3D, a 3D numeric analysis program developed based on the “finite element method,” was used to explore the efficiency of buttresses and cross walls. The data gathered from real-life cases were used to verify whether the results of buttresses and cross walls from program simulation were consistent with the monitoring data. The length and width of engineering cases were scaled down to determine the behaviors of buttresses and cross walls with different intervals.
The analysis showed that the buttresses and cross walls were effective in reducing the lateral displacement in diaphragm walls and the influence range of settlement troughs. The cross walls performed better than buttresses. A certain relation was observed between the changes in the interval between walls and the displacement reduced. A linear equation was derived from the analysis results. The linear relation between the DRR value of diaphragm walls and the interval between cross walls was y= -30.855x+93.802; that between the DRR value of diaphragm walls and the interval between buttresses was y= -30.725x+67.065; that between the SRR value of diaphragm walls and the interval between cross walls was y= -21.251x+97.807; and that between the SRR value of diaphragm walls and the interval between buttresses was y= -32.027x+75.364. The results will contribute to the design of buttresses and cross walls used in deep excavations.
論文目次:摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與內容 2
1.3 論文架構概述 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 深開挖引致之壁體位移及地表沉陷 4
2.1.1 連續壁壁體變形及地表沉陷影響因素 4
2.1.2 深開挖引致擋土壁體側向變位之特性 7
2.1.3 深開挖引致地表沉陷之特性 13
2.2 扶壁及地中壁介紹 17
2.2.1 扶壁及地中壁之應用 17
2.2.2 扶壁及地中壁之種類 18
2.2.3 扶壁及地中壁之施工方式 21
2.2.4 扶壁及地中壁之配筋施作 26
2.2.5 扶壁及地中壁之機具敲除方式 27
2.3 扶壁及地中壁相關研究成果 27
2.4 數值分析在深開挖工程之應用 32
2.4.1 二維數值分析 33
2.4.2 三維數值分析 38
第三章 有限元素法 41
3.1 分析軟體簡介 41
3.2 有限元素分析方法 42
3.3 土壤材料之組合律 44
3.4 參數輸入介紹 53
3.5 PLAXIS土層材料排水與不排水之設置 56
3.6 PLAXIS分析流程 58
3.7 開挖之模擬 59
第四章 基準案例數值模擬分析與監測資料驗證 61
4.1 工程案例介紹 61
4.1.1 土層概況 62
4.1.2 連續壁、扶壁及地中壁配置 65
4.1.3 支撐鋼構設置 65
4.1.4 監測系統介紹 69
4.2 數值分析模型 69
4.2.1 土層參數設置 71
4.2.2 連續壁、扶壁及地中壁參數設置 76
4.2.3 支撐參數設置 78
4.2.4 施工步驟模擬 79
4.3 分析結果與案例驗證 82
第五章 扶壁及地中壁間距之效率分析 89
5.1. 地中壁間距之影響 90
5.2. 扶壁間距之影響 102
第六章 結論與建議 110
6.1 結論 110
6.2 建議 111
參考文獻 112
論文參考文獻:1. A. I. Mana and G. W. Clough, “Prediction of Movements for Braced Cut in Clay.” Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, 1981 Vol. 107, No. 6, pp. 759-777.
2. B. C. Hsiung, ‘‘Engineering Performance of Deep Excavation in Taipei.’’ PhD thesis, University of Bristol, UK. 2002.
3. C. Y. Ou, P.G.. ,Hsieh, and Y. L. Lin,.〝Performance of excavations with cross walls.〞Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE Vol. 137,No. 1, January 1, 2011,pp.94-104.
4. C. Y. Ou. and ,B. Y Shiau , “Analysis of the corner effect on excavation behavior”, Canadian Geotechnical Journal, Volume 35, 1998, pp. 532- 540.
5. C.Y. Ou, P. G Hsieh and D.C. Chiou, , “Characteristics of Ground Surface Settlement During Excavation”, Canadian Geotechnical Journal, Vol.36, 1993,pp.210-223.
6. D. G. Lin. and S.M Woo., “Three Dimensional Analysis Of Deep Excavations In Taipei 101 Construction Project” Journal of Geotechnical , Vol.2, No. 1, 2007,pp. 29-41.
7. D. P. Nicholson, “ The Design and Performance of the Retaining Wall at Newton Station.” Proceeding of Singapore Mass Rapid Transit Conference, Singapore,1987,pp 147-154.
8. G. P. Milligan, “ Soil Deformation Near Anchored Sheet-Pile Wall. ” Canadian Geotechnical Journal , Vol. 25 , No. 1 ,1983, pp. 41-55。
9. G. W. Clough, and T. D O’Rourke, “Construction-Induced Movements of Insitu walls”, Geotech. Spec. Publ. No.25-Design and Performance of Earth Retaining Structure, American Society Civil Engineers, New York, 1990,pp.439-470.
10. H. S. Hsieh, Y. C. Lu and T. M. Lin,”Effects of joint details on the behavior of cross walls,”Journal of GeoEngineering , Vol. 3, No. 2, 2008,pp. 55-60, August 2008.
11. J. H. L Palmer and T. C. Kenny, “Analytical Study of a Braced Excavation in Weak Clay,”Canadian Geotechnical Journal,1972, Vol. 9,pp.145-164.
12. K. Y. Yong, F. H. Lee. and K. X. Liu, “Three dimensional finite element analysis of deep excavation in marine clay”, 12th Southeast Asian Geotechnical Conference, ,1996,pp. 435- 440.
13. R. B Peck., “Deep Excavation and Tunneling in soft ground”, Proceeding of the 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering , Mexico City, State-of-the-Art Volume, 1969, pp. 225-290.
14. S. L. Chen, C. T. Ho, C.D. Li, and M.W. Gui., “Efficiency of Buttress-wall in Deep Excavations” J. of GeoEngineering. Vol. 6, No. 3, December, 2011 pp. 143-155.
15. S. M. Woo, and Z. C. Moh, “ Geotechnical Characteristics of Soils in Taipei Basin.”, Proceedings, 10th Southeast Asian Geotechnical Conference, Special Taiwan Session, Taipei, Vol. 2, 1990, pp. 51-65.
16. T Masuda, H Einstein and T Mitachi, “Prediction of Lateral Deflection of Diaphragm Wall in Deep Excavation.” Journal of Geotechnical Engineering, Proceedings of Japan Society of Civil Engineering, No. 505,1994, pp. 19-29.
17. T. D. O’Rourke, 1981, “Ground Movements Caused by Braced Excavations.” Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol. 107, No. 6, pp. 1159-1177.
18. 王怡文,「深開挖工程改善壁體變形行為之措施研究」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程研究所,台北,1998。
19. 王建智,「深開挖引致之軟弱不排水潛變行為之研究」,博士論文,國立台灣科技大學, 1997。
20. 王建智、詹勳山、雷一明、謝坤宏,「高雄地區深開挖工程特性與參數回饋分析之研究」,國科會專題研究計畫成果報告,2003。
21. 伊衍樑、吳昌修、林永光、呂芳熾等人,「類沉箱式地中連續壁工法應用於軟弱黏土中開挖案例簡介」,海峽兩岸地工技術/岩土工程交流研討會,台中,2009,第85~89頁。
22. 何泰源、李魁士,「深開挖引起之地表沉陷及建物保護(上)」,現代管理,八月刊,1990,41-53頁
23. 吳沛軫、王明俊、彭嚴儒,「連續壁變形行為探討」,第七屆大地工程學術研究討論會,1997,第601-608頁。
24. 吳昭慧、歐章煜,「臺北盆地T2區深開挖引致之壁體變形與地表沈陷」,中國土木水利工程學刊,第十二卷,第三期,2000,第499-510頁。
25. 吳時選,「地盤改良於鄰產保護之分析研究」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程研究所,台北,2006。
26. 李宗霖,「內扶壁在基一區(K1)對連續壁變位之影響」,碩士論文,國立中央大學土木工程學研究所,桃園,2005。
27. 李芸穎,「應用案例分析來探討不同地盤改良方法下之連續壁變形行為」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程研究所,台北,2002。
28. 李建和,「加勁式連續壁結構行為之研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南,1998。
29. 李崇道,「深開挖之扶壁數值分析」,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災研究所,台北,2009。
30. 林文彬,「以樁式地中壁改良之粘土深開挖行為分析及探討」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,台北,2003。
31. 林亦郎,「軟弱土層深開挖地中壁之三向度分析」,海峽兩岸地工技術/岩土工程交流研討會,台中,2009,第91-96頁。
32. 林雅雯,「地中壁應用於深開挖之分析研究」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程研究所,台北,1999。
33. 姚仁川,「高雄地區深開挖工程行為研究-以高雄捷運O6、O7、O8車站為例」,碩士論文,國立高雄應用科技大學,高雄,2005。
34. 胡邵敏,「深開挖工程鄰產保護設計與施工」,地工技術,第40期,1992,第35-61頁。
35. 孫漢豪、蘇百加,「橫隔壁於深開挖工程應用之案例探討」,第七屆大地工程學術研究討論會,1997,第655-662頁。
36. 張景翔,「加勁式連續壁之三維有限元素分析」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南,1997。
37. 張登貴、俞清瀚,「地中壁應用於深開挖之簡化模擬方法探討」,The 12thConference on Current Researches, Chi-Tou, B1-10-03, 2007,Aug. 29-31。
38. 梁信盈,「深開挖中地中壁之三維分析」,海峽兩岸地工技術/岩土工程交流研討會,台中,2009,第97-102頁。
39. 梁信盈,「深開挖中地中壁之三維分析」,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災研究所,台北,2010。
40. 許琦、李德河,「高雄捷運紅橘線地質與其鄰近開挖沉陷特性」,捷運施工與拖底工程研討會,高雄,1997,第103-117頁。
41. 陳怡君,「黏土地盤深基礎開挖之影響範圍」,碩士論文,國立台北科技大學,2000。
42. 黃文隆,「建築基礎工程採用壁樁及其他工法成效之分析研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程學研究所,桃園,2008。
43. 廖瑞堂,「逆打深開挖之行為研究」,博士論文,國立台灣科技大學,台北,1996。
44. 歐章煜,「深開挖工程分析設計理論與實務」,科技圖書,2002。
45. 歐章煜、許鍚鑫和丘達昌,「海華建設金融中心深開挖工程之有限元素法分析暨安全監測研判」,國立台灣工業技術學院營建系大地工程研究報告,1991。
46. 鄭光宏,「內扶壁對連續壁側向變位之影響」,碩士論文,國立雲林科技大學營建工程研究所,雲林,2002。
47. 盧怡志,「影響扶壁及地中壁行為施工特性之研究」,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災研究所,台北,2007。
48. 謝旭昇,「逆打臨時支撐之行為研究」,大地工程技術講座,大地工程技師公會,台北,2008。
49. 謝旭昇、呂芳熾,「淺論扶壁式連續壁之分析與設計」,地工技術雜誌,第76期,1999,第39-50頁。
50. 謝百鈎,「粘土層開挖引致地盤移動之預測」,博士論文,國立台灣科技大學,1999。
51. 謝百鈎、歐章煜、石強,「設置地中壁之連續壁位移的簡化分析模式」,第14屆大地工程研討會,桃園龍潭,2011,第B19-1-B19-6頁。
52. 謝百鈎、歐章煜、林亦郎、簡紹琦,「設置地中壁之連續牆位移三向度分析」,岩土工程學報,第32卷,增刊2,總215期,2010,第158-161頁。
53. 簡文青,「扶壁改善深開挖擋土壁體變形行為之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程學研究所,桃園,2002。
54. 葉家佑,「深開挖中扶壁及地中壁之效率分析」,碩士論文,國立台北科技大學,台北,2012。
論文全文使用權限:不同意授權