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論文中文名稱:地中壁支撐連續壁之效能分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Efficiency Analysis of Cross Wall Supporting Diaphragm [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:97
出版年度:98
中文姓名:洪廷瑋
英文姓名:洪廷瑋
研究生學號:96428046
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2009-07-26
論文頁數:153
指導教授中文名:陳水龍
指導教授英文名:Shong-Loong Chen
口試委員中文名:鄭清江;倪至寬
口試委員英文名:Ching-Jiang Jeng;Chin-Kuan Ni
中文關鍵詞:地中壁潛變深開挖
英文關鍵詞:Cross WallCreepDeep Excavation
論文中文摘要:都會區在土地成本等因素之考量,為了更有效的土地利用,地下室進行深開挖施工也成為選項之ㄧ,然而台北盆地地質帶有軟弱黏土層, K1區出現深厚之軟弱黏土層,軟土潛變行為對開挖施工行為造成影響,開挖中之擋土設施除主體連續壁外,地中壁工法藉由兩側土壓力互相抵抗,抑止主體連續壁產生側向變位。
本文利用有限元素法PLAXIS 3D FOUNDATION三維數值分析軟體,配合軟土潛變模式進行分析,以地中壁為研究對象,利用監測數據以及數值分析結果,探討有效抑止連續壁體變位的地中壁設置方式,並藉由監測數據之驗證,提出軟土潛變分析在三維軟體中,減少分析時間之模擬方式。
論文英文摘要:The cost of land acquisition, amongst other factors, is always an important issue in urban areas. For more effective use of land, deep excavation is one of the options for substructures. However, the geological formation of Taipei Basin features mostly soft and weak clay. In K1 area, clay of soft and weak natures extends deep into underground formation, and the creep induced by soft clay creates profound impacts to excavations. For retaining structures during excavation, in addition to the main body of diaphragm wall, cross walls provide counter-balance of lateral soil pressure between both sides of excavation, keeping lateral displacement from forming in the diaphragm wall.
PLAXIS 3D FOUNDATION, a 3-dimenstional analysis program using finite element method, was adopted in combination of creep model in soft soil in this study for analysis. With cross walls as study subject, monitoring data and analysis result were used to investigate the set-up of cross walls in excavation for effective suppression of lateral displacement in diaphragm wall. Also, a simulation of soft soil creep analysis with the verification of monitoring data was proposed for reduction of analysis time in 3D program.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究範圍與內容 2
1.3 研究方法與流程 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 軟弱黏土地質區域開挖案例 4
2.1.1 英國倫敦案例 5
2.1.2 日本大阪案例 7
2.1.3 美國芝加哥案例 9
2.1.4 台灣台北案例 12
2.2 軟土潛變行為 14
2.3 台北盆地軟土分布 15
2.3.1 台北盆地土層工程性質 20
2.4 深開挖引致之擋土壁側向變形 28
2.5 傾斜計監測數據校正 30
2.6 扶壁和地中壁 34
2.6.1 界面接合方式 36
2.7 敏感度分析 37
第三章 研究方法 42
3.1 有限元素分析法 42
3.2 流動法則Flow Rule 44
3.3 PLAXIS 軟體 45
3.4 土壤模式 Soil Model 46
3.4.1 土壤元素Soil Element 47
3.4.2 莫爾庫倫模式THE MOHR-COULOMB MODEL 48
3.4.3 黏土設置方式 51
3.4.4 軟土潛變模式SOFT SOIL CREEP MODEL 53
3.5 土壤參數 57
3.5.1 飽和單位重(γsat)、未飽和單位重(γunsat) 57
3.5.2 剪力強度shear strength (τf)、摩擦角Friction angle (φ)與凝聚力cohesion (c) 57
3.5.3 楊氏模數Young’s modulus (E) 63
3.5.4 波松比Poisson’s ratio (ν) 70
3.5.5 膨脹角Concepts of dilatancy (ψ) 71
3.5.6 滲透係數Coefficient of permeability (k) 72
3.5.7 壓縮指數Compression index(Cc)、膨脹指數Swell Index(Cs) 、次壓縮指數Secondary compression index (Cα) 73
3.6 其他元素模型 75
3.6.1 界面元素強度(Rinter) 75
3.6.2 版元素Plate Element 77
3.6.3 梁元素 Beams Element 79
3.7 開挖之模擬SET PROCEDURES 81
3.7.1 初始應力(initial effective stresses) 82
4.7.1.1 K0方法(K0 procedure) 83
4.7.1.2 重力加載(Gravity loading) 83
3.7.2 壁體(Wall) 84
3.7.3 支撐(Strut) 84
第四章 潛變分析 85
4.1 潛變分析 86
4.1.1 潛變模式現行應用狀況 87
4.1.2 潛變分析變位修正之假設與理論推導 88
4.2 案例一 92
4.2.1 基地概述 92
4.2.2 模型設置 94
4.2.3 施工時程、深度、步驟 96
4.2.4 土壤參數 97
4.2.4.1 單位重γ、孔隙比e、滲透係數k 98
4.2.4.2 不排水剪力強度Su 99
4.2.4.3 楊式模數E、波松比ν 100
4.2.4.4 壓縮類指數Cc、Cs、Cα 101
4.2.5 壁體參數 102
4.2.6 支撐參數 104
4.2.7 監測數據修正 105
4.2.8 分析課題 106
4.2.8.1 不排水剪力強度(Su)敏感度分析 107
4.2.8.2 單層(Single Layer)與多層(Multi Layer)分析 109
4.2.8.3 步驟及時程合併(Combined)分析 112
第四章 潛變分析 85
4.1 潛變分析 86
4.1.1 潛變模式現行應用狀況 87
4.1.2 潛變分析變位修正之假設與理論推導 88
4.2 案例一 92
4.2.1 基地概述 92
4.2.2 模型設置 93
4.2.3 施工時程、深度、步驟 95
4.2.4 土壤參數 96
4.2.4.1 單位重γ、孔隙比e、滲透係數k 98
4.2.4.2 不排水剪力強度Su 99
4.2.4.3 楊式模數E、波松比ν 100
4.2.4.4 壓縮類指數Cc、Cs、Cα 101
4.2.5 壁體參數 102
4.2.6 支撐參數 103
4.2.7 監測數據修正 104
4.2.8 分析課題 106
4.2.8.1 不排水剪力強度(Su)敏感度分析 107
4.2.8.2 單層(Single Layer)與多層(Multi Layer)分析 109
4.2.8.3 步驟及時程合併(Combined)分析 112
4.3 案例二 113
4.3.1 基地概述 114
4.3.2 模型設置 116
4.3.3 施工時程、深度、步驟 116
4.3.4 土壤參數 119
4.3.4.1 單位重γ、孔隙比e、滲透係數k 121
4.3.4.2 不排水剪力強度Su 122
4.3.4.3 楊式模數E、波松比ν 122
4.3.4.4 壓縮類指數Cc、Cs、Cα 123
4.3.5 壁體參數 123
4.3.6 支撐參數 125
4.3.7 監測數據修正 126
4.3.8 分析課題 129
4.3.8.1 單層(Single Layer)分析 129
4.3.8.2 步驟及時程合併(Combined)分析 131
4.4 變位修正係數分析 132
4.5 地中壁效能分析 133
4.5.1 接合界面監測分析 133
4.5.2 接合界面數值分析 136
4.5.3 受力監測分析 138
4.5.4 受力數值分析 141
第五章 結論與建議 142
5.1 結論 142
5.2 建議 143
參考文獻 145
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論文全文使用權限:同意授權於2011-09-04起公開