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論文中文名稱:雙圓型潛盾隧道地中沉陷之三維數值模擬分析 - 以機場捷運線臺北三重段為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Analysis of Soil Profile Deformation Double-O-tube Shield Tunneling - A Case Study of Airport Access MRT [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:土木工程系土木與防災碩士班(碩士在職專班)
畢業學年度:103
畢業學期:第二學期
中文姓名:郭家宏
英文姓名:Chia-Hung Kuo
研究生學號:102428037
學位類別:碩士
口試日期:2015/07/23
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:魏敏樺;謝百鈎;何政道
中文關鍵詞:雙圓型潛盾隧道地中沉陷有限元素
英文關鍵詞:Double-O-Tube shield tunnelSoil Profile Deformationfinite element
論文中文摘要:雙圓型潛盾隧道(Double-O-Tube shield tunnel)工法於1981年在日本開始發展,1988年進行證實實驗,1991年在日本廣島完成首座850 m長之雙圓型潛盾隧道工程,迄今全世界已有20個成功案例。中國則於2003年在上海地鐵8號線首次引進DOT工法,目前已有6件工程之實績。
桃園國際機場台北三重段之潛盾隧道是台灣第一座雙圓潛盾隧道,本文以桃園國際機場台北三重段CA450A標工程為案例,研究雙圓潛盾隧道推進時所造成隧道上方各深度之沉陷量,並運用有限元素法Plaxis 3D套裝軟體,以三向度分析模型來模擬實際之雙圓型潛盾隧道開挖情形。雙圓型潛盾隧道案例以PLAXIS數值分析2處監測斷面之地中沉陷量,繪出各深度地中沉陷之縱向變形量曲線,並與現場監測儀器-多桿式伸縮儀(EXM)相互比較,由分析成果得到Plaxis 3D應用適用於雙圓型潛盾隧道施工引致地中沉陷分析,分析結果莫爾庫倫模式適用於砂土層而硬化土壤模式適用於黏土層,由此研究亦可以了解雙圓型潛盾隧道開挖過程中可能影響情況及對地下民生管線或建築物基礎之影響範圍,期能供後續雙圓型潛盾隧道工程應用參考及經驗傳承。
論文英文摘要:The engineering method of Double-O-Tube shield tunnel (DOT) was developed in Japan in 1981. In 1991, the first 850m long DOT project was finished in Hiroshima, Japan. To date, 20 such projects have been finished in the world. DOT was first introduced into Shanghai Metro No.8 Line in China.
In Taiwan, Taoyuan International Airport MRT Line Taipei-Sanchung Section CA450A is the first project using DOT. The Contract CA450A of Taipei-Sanchong Section, Taoyuan International MRT Line was selected for the study. Analysis of Soil Profile Deformation Double-O-tube Shield Tunneling. The finite element analysis program, Plaxis 3D, was introduced to generate a 3D analysis model for the simulation of excavation of double-o-tube (DOT) shield tunnel in reality. 2 monitoring cross sections were selected in the DOT shield tunnel for the analysis of ground settlement using Plaxis. The longitudinal displacement of soil profile deformation was plotted, and compared with in-situ monitoring result. The analysis result demonstrated the feasibility of using Plaxis 3D for soil profile deformation analysis in the construction of DOT shield tunnel. The results Mohr Coulomb model applies to the sand and Hardening Soil model applies to the clay. This research could understand during the excavation of DOT shield tunnel that may affect the situation and underground pipelines or building foundation of the scope. It is hoped that the result will serve as a reference for DOT shield tunnel construction and experience to pass down to future engineers and researchers.
論文目次:摘 要…………………………………………………………………………………………..i
Abstract iii
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 1
1.2研究目的 2
1.3研究方法與流程 3
1.4論文架構 3
第二章 文獻回顧 6
2.1 潛盾隧道地表沉陷原因 6
2.2 潛盾隧道施工引致地表沉陷之經驗評估法 8
2.2.1 單孔隧道施工引致之地表沉陷 8
2.3雙圓型隧道(DOT)施工引致之地表沉陷 15
2.4 潛盾隧道施工引致地中沉陷 17
2.5 雙圓潛盾隧道施工引致地中沉陷之數值分析法 19
第三章 桃園國際機場捷運線CA450A標案例 25
3.1工程概述 25
3.1.1基地位置及環境概況 26
3.1.2工程內容 29
3.1.3地層與地下水 31
3.2 潛盾隧道施工情形 33
第四章 數值分析方法與參數選用 39
4.1 Plaxis 3D程式簡介 39
4.2 土壤模式 41
4.2.1 莫爾-庫倫模式 41
4.2.2 硬化土壤模式 44
4.2.3 硬化土壤小應變模式 47
4.2.4 硬化土壤模式輸入參數(HS) 50
4.2.5 硬化土壤小硬變模式輸入參數(HSS) 51
4.3 基本假設 52
4.4 雙圓型潛盾隧道開挖分析流程 55
第五章 DOT潛盾隧道分析及探討 59
5.1 DOT潛盾隧道分析斷面資料 59
5.2 監測儀器擺設與介紹 60
5.3 DOT潛盾隧道之地層及材料參數選用 62
5.4 數值模擬輸入參數 63
5.4.1 莫爾-庫倫模式材料參數(Mohr-Coulomb) 63
5.4.2 硬化土壤模式材料參數 (Hardening Soil) 66
5.4.3 硬化土壤小應變模式材料參數 69
5.5隧道斷面收縮率與土壤漏失率之關係 72
5.5.1 分析內容及輸出成果 72
5.5.2 成果評估 80
5.6 數值模擬分析成果及比對 81
5.6.1 莫爾-庫倫模式(Mohr-Coulomb) 81
5.6.2 硬化土壤模式(Hardening Soil Model) 85
5.6.3 硬化土壤小應變模式(Hardening Soil With Small-Strain Stiffness ) 89
5.7 綜合比較 93
5.8 實際案例與綜合比較分析成果評估 96
第六章 結論與建議 103
6.1 結論 103
6.2 建議 104
參考文獻 105
附錄A. DOT-MC model 模擬成果 111
附錄B. DOT-HS model 模擬成果 114
附錄C. DOT-HSS model 模擬成果 117
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論文全文使用權限:同意授權於2020-08-19起公開