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論文中文名稱:深開挖之扶壁數值分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Numerical Analysis for Buttresses 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:97
出版年度:98
中文姓名:李崇道
英文姓名:Chong-Dao Li
研究生學號:96428039
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2009-07-17
論文頁數:107
指導教授中文名:陳水龍
口試委員中文名:倪至寬;陳卓然
中文關鍵詞:扶壁連續壁數值分析深開挖
英文關鍵詞:ButtressesDiaphragm wallNumerical analysisDeep excavation
論文中文摘要:近年來扶壁經常運用於軟弱地盤深開挖工程中,目前已累積許多成功案例,顯示扶壁的設置對於抑制連續壁側向變位、基址差異沈陷及基底隆起等皆有所貢獻。扶壁之行為屬於三向度問題,目前工程分析常使用單向度彈塑性梁分析,無法有效模擬扶壁之力學行為。本研究採用三向度數值軟體Plaxis 3D Foundation,進行內扶壁實際案例分析,並觀察連續壁側向變位量與實際案例之監測結果進行比對,隨後建立假設案例,以微觀角度探討不同內扶壁、厚度和貫入深度之影響,再以巨觀角度探討內扶壁非對稱與外扶壁不同間距及長度之影響。
分析結果顯示,一體敲除內扶壁抑制連續壁側向變形之效果最好,其次是非T形逐敲除內扶壁,以T形逐敲除內扶壁較差。二種逐階敲除內扶壁貫入深度達到一定深度後,變形不再減少,另外,底部無良好承載層,扶壁自重會因厚度而增加,反而造成側向變形增加。一體敲除內扶壁和外扶壁增加貫入深度和厚度,皆可減少連續側向變形。設置非對稱逐階敲除內扶壁對側向變形仰制效果比設置對稱好,但其對向未設置扶壁側向變形反而增加,一體敲除內扶壁的結果與逐階敲除相反。適度設置外扶壁長度和間距,可有效抑制側向變形,若設置過量可能會造成連續壁勁度過大,形成懸臂現象,最後針對連續壁中間最大變形,建立一正規化圖表,以供設計者參考。
論文英文摘要:Balustrades are commonly used in deep excavations in soft soil, and there have been many successful cases accumulated, indicating the installation of balustrades contributes greatly in the control of lateral displacement of diaphragm walls, differential settlement of jobsite and heaving. The behavior of balustrades is a three dimentional issue, for which single-dimensional elasto-plastic beam analysis is frequently used in engineering designs but difficult to simulate the actual mechanics of a balustrade. The 3D computer program, Plaxis 3D Foundation, was introduced for analysis of balustrades in actual cases, while the observation of lateral displacement in diaphragm wall and monitoring results from real-life cases were compared. A hypothetical case was established for investigation of the impacts of type, thickness and penetration depth of diaphragm to the stability of excavation from a microcosmic point of view, as well as the impacts of asymmetric balustrades and different spacing and length of balustrades from a macroscopic point of view.
The analysis result suggested that interior balustrades that are removed as a whole perform the best in controlling lateral displacement in diaphragm walls, followed by non-T-section interior balustrades that are removed one by one, and T-section interior balustrades that are removed one by one performs the worst amongst all. The displacement of diaphragm walls stopped to decrease when the two types of balustrades that are removed in stage reach certain penetration depth. In addition, in case that there is no acceptable bearing layer at the bottom, the self-weight of balustrades will increase with thickness, resulting in increase in lateral displacement. The increase of penetration depth and thickness of T-section interior and exterior balustrades that are removed in whole helps control the lateral displacement of diaphragm wall. The establishment of asymmetric interior balustrades that are removed in stage performs better compared to symmetric establishment, but the lateral displacement on the other side of wall where there is no balustrade shows sign of increase. The result of interior balustrades that are removed in whole is completely the opposite of that obtained from balustrades removed in stage. The establishment of interior and exterior balustrades with proper length and at proper spacing provides effective control of lateral displacement.However, too many balustrades may result in high stiffness of diaphragm wall, leading to cantilever configuration. Finally, a normalized chart was developed for the maximum mid-section displacement of diaphragm walls for reference of designers.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法及內容 1
1.3 論文架構與概述 2
第二章 文獻回顧 4
2.1扶壁和地中壁之工程應用 4
2.2 扶壁和地中壁之種類 5
2.3扶壁之施工方式 7
2.3.1 扶壁的施工種類 7
2.3.2 扶壁的配筋施作 11
2.3.3 扶壁機具敲除方式 11
2.4扶壁及地中壁之設計理論 12
2.4.1深開挖擋土壁變形特性 12
2.4.2深開挖擋土結構分析方法 14
2.4.3 相關文獻 20
第三章 PLAXIS數值軟體介紹 27
3.1 PLAXIS軟體概述 27
3.2 PLAXIS土壤材料之組合律 28
3.3 PLAXIS參數輸入介紹 35
3.4 PLAXIS 土層材料排水與不排水之設置 37
3.5 PLAXIS分析流程 39
第四章 扶壁數值模擬及分析 40
4.1實際案例一 40
4.1.1案例概況 40
4.1.2土層狀況和土層參數設置 43
4.1.3連續壁及扶壁設置 47
4.1.4支撐設置 49
4.1.5監測系統概述 50
4.1.6數值分析模型 51
4.1.7施工模擬 52
4.1.8分析結果與案例驗證 54
4.2實際案例二 60
4.2.1案例概況 60
4.2.2土層狀況和土層參數設置 61
4.2.3連續壁及扶壁設置 64
4.2.4支撐設置 65
4.2.5監測系統概述 66
4.2.6數值分析模型 66
4.2.7施工模擬 67
4.2.8分析結果與案例驗證 68
第五章 扶壁力學行為之探討 71
5.1內扶壁力學行為探討 72
5.1.1 不同型式的內扶壁 72
5.1.2 不同型式內扶壁厚度的影響 77
5.1.3 不同型式內扶壁貫入深度之影響 83
5.2外扶壁力學行為探討 87
5.2.1外扶壁厚度之影響 87
5.2.2外扶壁貫入不同深度之影響 89
5.2.3外扶壁長度和間距之影響 91
第六章 結論與建議 101
6.1結論 101
6.2建議 102
參考文獻 104
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論文全文使用權限:同意授權於2014-08-28起公開