現在位置首頁 > 博碩士論文 > 詳目
論文中文名稱:圓形基礎開挖工程之三維分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Three Dimensional Numerical Analysis of Circular Foundation 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:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:104
畢業學期:第二學期
中文姓名:杜重諺
英文姓名:Tu Chung-Yen
研究生學號:103428036
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2016/07/18
指導教授中文名:陳水龍
口試委員中文名:陳水龍;何政道;謝百鈎;魏敏樺
中文關鍵詞:圓形擋土壁、三圍數值模擬、Plaxis
英文關鍵詞:Circular retaining wall、Plaxis、Site monitoring
論文中文摘要:本案為直徑93.5m(半徑D = 46.75m)之擬圓形連續壁作為擋土措施(共有60個單元,單元長約4.8~4.9m),由於連續壁壁體為封閉完整之圓型,可以有效將彎矩轉為軸壓力,故開挖時無須搭配鋼骨內支撐。同時因為無須施作內支撐與中間柱,在開挖作業時施工難度可大幅降低,且後續施作樓板時無須拆除支撐及中間柱,能有效加速工程時間與減少拆除時所會造成之汙染。
本研究採用PLAXIS 3D之數值模擬軟體作為有限元素(FEM)分析。首先紀錄現場地層分布概況、各地層之工程特性、施工步驟以及監測資料,再以PLAXIS 3D模擬開挖過程,包含不同模式(莫爾庫倫、硬化土壤)等等作為比對。
分析完PLAXIS 3D與現場監測做比對,並與二維分析比較,並採用回饋分析得知當時土壤變化,再進行探討,其中成果與2D成果趨勢相符,但位移較小,而趨勢也與監測數值符合。
論文英文摘要:Case with a diameter of 93.5m (radius D = 46.75m) of the circular diaphragm wall as retaining measures (divided into 60 units of about 4.8 ~ 4.9m), due consideration the continuous wall to complete the circle closed, can effectively turn moment pressure into the shaft, so without excavation reinforced with inner support. But also because there was no reason within the middle column of the support and at the time of excavation is also significantly reduced the difficulty of its construction.
In this study, using the numerical simulation software PLAXIS 3D finite element as (FEM) analysis. After the first recorded the stratigraphic distribution site before formation of the engineering characteristics, construction procedures and monitoring information. PLAXIS 3D simulates excavation process, which includes: different model simulations (Mohr—Coulomb, Hardening Soil model), and so for comparison to analyze the data can meet the on-site monitoring data, and using feedback analysis showed that changes in soil at the time.
After analyzing PLAXIS 3D and field monitoring and PLAXIS 2D for comparison, and using feedback analysis showed that changes in soil at the time, and then compare discussed. The research finds the trend of the diaphragm wall’s displacements is similar but the 3D’s displacements is smaller than 2D’s displacements, and both comply the trend of monitoring data.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的與方法 1
1.3 論文架構與概述 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 深開挖所導致之行為 3
2.1.1深開挖所導致之連續壁變形 5
2.1.2深開挖引致地表沉陷之特性 8
2.2開挖分析在數值模擬之應用 9
2.3圓形連續壁特性之介紹 11
2.3.1圓形連續壁之變形行為與受力模式 11
2.3.2導致圓形連續壁之破壞行為介紹 12
第三章 Plaxis程式與有限元素分析方法 13
3.1前言 13
3.2有限元素分析方法 14
3.3土壤模式 15
3.3.1莫爾–庫倫模式 15
3.3.2莫爾–庫倫模式輸入參數 18
3.3.3 Plaxis土層材料排水與不排水之設置 19
3.3.4硬化土壤模式 23
3.4 PLAXIS參數輸入介紹(莫爾-庫倫模式) 26
3.4.1凝聚力(Cohesion) 26
3.4.2摩擦角ψ(Friction angle) 26
3.4.3剪脹角(ψ) 26
3.4.4楊氏模數 27
3.4.5柏松比ν ( Poisson’s ratio) 27
3.4.6飽和單位重γsat與非飽和單位重γunsat 28
3.4.7界面元素 28
3.5 PLAXIS參數輸入介紹(硬化土壤模式) 29
3.6 Plaxis土層材料排水與不排水之設置 30
3.7 分析流程 31
第四章 案例介紹 33
4.1案例概況 33
4.2土層概況 33
4.3 監測儀器 38
4.4 現場施工過程 39
第五章 數值分析與現場監測比對 52
5.1 模型所需參數輸入 52
5.1.1 土層參數設定 54
5.1.2模擬圓形連續壁之元素 59
5.2模擬施工步驟 59
5.2.1模擬施工步驟(灌水於開挖區內) 59
5.2.2 模擬施工步驟(無灌水於開挖區內) 63
5.3 模擬開挖與現場監測作比對 65
5.3.1 模擬開挖與現場監測作比對(未灌水於開挖區內) 65
5.3.2 模擬開挖與現場監測作比對(灌水於開挖區內) 67
5.4以不同土壤模式開挖開挖與現場監測作比對 68
5.4.1 MC模式與HS模式作比對(未灌水於開挖區內) 69
5.4.2 MC模式與HS模式作比對 (灌水於開挖區內) 70
5.5模擬開挖與現場監測作比對(監測平移) 71
5.5.1 模擬開挖與現場監測作比對(未灌水於開挖區內) 72
5.5.2模擬開挖與現場監測作比對(灌水於開挖區內) 73
5.6模擬開挖之地表沉陷 74
第六章 結論與建議 75
6.1結論 75
6.2建議 76
參考文獻 77
論文參考文獻:1. Hsiung, B.C., “Engineering performance of deep excavation in Taipei”, PhD thesis,University of Bristol, UK, 2002.

2. Clough, G.W. and O’Rourke,T.D.,"Construction-induced movement of insitu walls" ,Design and performance of Earth Retaining Structure,ASCE Special Publication,No.25,1990,pp439-470.

3. Hsieh, P. G. and Ou, C. Y., “Shape of groundsurface settlement profiles”. caused by excavation”, Canadian Geotechnical Journal, Vol.35,No.6, 1998, pp.1004-1017.

4. 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.

5. Changjie Xu, Yuanlei Xu, Honglei Sun, and Qizhi Chen, “Characteristics of Braced Excavation under Asymmetrical Loads” , 2013.

6. Masuda, T., Einstein, H. H. and Mitachi, T., “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.

7. Nicholson, D. P., The design and performance of the retaining wall at Newton station, Proceeding of Singapore Mass Rapid Transit Conference, Singapore, 1987, pp. 147-154.

8. Chang-Yu Ou, Pio-Go Hsieh, Yi-Lang Lin, “A parametric study of wall deflections in deep excavations with the installation of cross walls” ,2013.

9. Law Kim Hing, Siti Zulaikha Othman, Roslan Hashim, Zubaidah Ismail, “Determination of soil stiffness parameters at a deep excavationconstruction site in Kenny Hill Formation” ,2014.

10. 王建智等人,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,頁 5~7。

11. 歐章煜、楊玲玲,"連續壁施工引致之地盤變位探討",國立台灣科技大學,營建工程系大地工程研究報告,台北,2000。

12. 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。

13. 蔡錦松、張家齊,「台北盆地開挖之可能破壞模式與機制」,地工技術雜誌,第 54 期,1995,頁 19-20。

14. 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,國立高雄應用科技大學,碩士論文,2005。

15. 謝百鈎,粘土層開挖引致地盤移動之預測,國立台灣科技大學,博士論文,1999。

16. 龔東慶,深開挖依時性之行為分析研究,國立台灣科技大學,碩士論文,1996。

17. 廖瑞堂,逆打深開挖之行為研究,國立台灣科技大學,博士論文,1996。

18. 胡邵敏,「深開挖工程鄰產保護設計與施工(二):鄰產保護方法、設計與施工」,地工技術雜誌,第 40 期,1992,第 51~61 頁。

19. 李維峰,賴盈如,廖南華,「土釘加勁邊坡二維數值分析方法」,地工技術,第 98 期,第 39-54 頁,2003。

20. 胡紹敏,「深開挖工程鄰產保護設計與施工(一):開挖工程對鄰產之影響及其安全評估」,地工技術,第 40 期,1992,第 35-50 頁。

21. 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,第601-608 頁,1997。

22. 蒲文漢,「大規模圓形深開挖案例工程行為之研究」碩士論文,國立高雄應用科技大學,高雄,2008。

23. 呂亭萱,「圓形基礎開挖工程之數值分析」,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災研究所,台北,2016。

24. 廖少明、魏仕鋒、譚勇、柳俊茜,「蘇州地區大尺度深基坑變形性狀實測分析」,岩土工程學報,第37卷,第三期,2015年3月。
論文全文使用權限:同意授權於2021-08-23起公開