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論文中文名稱:槽溝挖掘過程中穩定性之數值分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Numerical analyses of stability during panel 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
中文姓名:陳啟煜
英文姓名:Chi-Yu Chen
研究生學號:94428026
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2007-06-18
論文頁數:155
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:倪至寬;謝旭昇
中文關鍵詞:連續壁槽溝土體解壓穩定性數值分析
英文關鍵詞:Stress pathstabilitydiaphragm wall trenchnumerical analysis
論文中文摘要:根據國內外不同案例的現地監測結果顯示,連續壁施工引致之地盤變位量,最大可達主體開挖所引起的總變位量30%~50%,可知連續壁構築過程對鄰房建物有一定的影響。然而影響連續壁構築過程造成土體位移量的因素甚多,這些影響的變數甚難控制,本研究使用有限元素法軟體PLAXIS 3D,針對連續壁施作過程進行土體解壓狀態與槽溝穩定性分析。首先藉由網格密度、實際施工步驟進行分析,確定最佳模擬方式後,再與相關監測結果進行驗證,以瞭解本方法的適用性與準確性。經由本研究可以發現,在槽溝施築階段的土體側向應力呈現接近或小於靜止土壓力狀況下的側向應力,是為主動狀態趨勢。而在混凝土澆置階段的側向應力則呈現大於或接近靜止土壓力狀況下的側向應力,稱此為土體的「恢復現象」。本研究再針對台北松山層淡二區土層及中和舊沖積層新二區進行連續壁施作過程影響因素分析,模擬成果與現地監測值有一致性的趨勢。連續壁槽溝開挖影響的參數包括:單元長度、單元寬度、單元深度、單元尺寸、穩定液與地下水位液壓差等。連續壁槽溝開挖最後過程是整體壁面最敏感的時刻,在本研究中依據土體主動破壞理論,配合槽溝壁面解壓之應力狀態,作為穩定分析之基礎,由土體解壓過程是否接近於主動破壞,定義其穩定指數;以穩定指數評估連續壁槽溝壁面穩定狀態可有效地觀測出連續壁槽溝開挖完成後,壁面穩定性隨深度變化之情形。
論文英文摘要:The job site monitoring results from various international and domestic cases have shown that the ground displacement due to diaphragm wall construction can be as much as 30-50% of the total displacement from excavation, indicating that the construction of diaphragm wall has certain degree of impact to neighboring buildings. However, there are so many variables in diaphragm wall construction that may have influence on the soil displacement, that it is tedious to control all these factors. In this study, an analysis was carried out on the decompression of soil and the stability of trench wall during the construction of diaphragm wall by introducing the finite element analysis software PLAXIS 3D. First, the best simulation method was determined by studying the grid density and actual construction procedures, and then the preliminary results were compared with related monitoring results for verification in order to determine the suitability and accuracy of the method. It was found in this study that the lateral stress of soil body during the excavation of diaphragm wall is close or less than that in static soil pressure, displaying an active tendency, while the lateral stress during concrete pouring is greater than or close to that in static soil pressure, and this is so-called “restoration” of soil body. Further in this study, an analysis was carried out on the influence factors during the diaphragm wall construction for the soils in Light 2 zone of Sung-Shan Layer in Taipei City and New 2 zone of old alluvial deposits in Chung-Ho. The simulation result showed consistency with job site monitoring records. The parameters that may influence the excavation of diaphragm wall trench include length, width and depth of a unit, slurry and pressure difference in groundwater. The final procedure of diaphragm wall excavation is when the overall surface of side wall is most sensitive. The active failure trends were found in this study based on the theory of active failure of soil body and the depth of excavation, and used as the basis of stability analysis in conjunction with the stress states from the decompression of trench walls. The stability index was then defined based on whether the decompression of soil body was close to active failure at any point. The use of stability index in the evaluation of stability of diaphragm wall trench surfaces in this study demonstrated a considerable achievement.
論文目次:第一章 緒 論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2 研究內容與流程 2
1.3論文內容 2
第二章 文獻回顧 5
2.1 國外連續壁施作過程研究成果 5
2.1.1 現地監測 5
2.2 國內連續壁施作過程研究成果 31
2.2.1 現地監測 31
2.2.2 室內實驗 34
2.2.3 數值分析 36
2.3 綜合討論 40
第三章 數值分析方法與步驟 46
3.1 PLAXIS 3D 操作步驟與理論探討 46
3.1.1 PLAXIS 3D在連續壁施作過程之材料使用模式 47
3.1.2 PLAXIS 3D在連續壁施作過程之分析步驟 57
3.1.4連續壁施作過程澆置混凝土側向應力之雙線性分析 62
3.2均質土層分析與討論 64
第四章 案例分析與討論 70
4.1 臺北捷運工程站南港線CN253A標案例 70
4.2 臺北捷運工程站中和線CC277標案例 91
4.3 綜合分析討論 105
第五章 連續壁施作影響因素之分析與討論 108
5.1 連續壁槽溝不同開挖長度之分析 108
5.2 連續壁槽溝不同開挖寬度之分析 116
5.3 連續壁槽溝不同開挖深度之分析 121
5.4 連續壁槽溝尺寸效應分析 127
5.5連續壁不同穩定液與地下水位液壓水頭差之分析 133
5.6 連續壁多個單元之分析(CC277標) 139
5.7 綜合討論 146
第六章 結論與建議 150
6.1 結論 150
6.2 建議 152
參考文獻 153
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論文全文使用權限:同意授權於2007-07-31起公開