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研究生：	李俊智 Lee, Chun-Chih
論文名稱：	動力夯實反應之實驗與數值分析 Experimental and Numerical Analysis on the Performance of Dynamic Compaction
指導教授：	陳景文 Chen, Jing-Wen
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	155
中文關鍵詞：	環形加載、多點夯擊、數值模擬、動力夯實
外文關鍵詞：	Circular Loading, Multi-pointed Tamping, Numerical simulation, Dynamic Compaction
相關次數：	點閱：73 下載：3
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本研究嘗試利用二維外顯型有限差分法FLAC-2D程式，透過介面上的處理與參數的合理選定，來建立動力夯實數值分析模型，並配合室內單點夯實試驗與中型砂箱夯擊試驗，模擬動力夯實中各項動態反應物理量，同時為了能以二維軸對稱模式，進行現場點狀夯擊問題的分析模擬，以簡化現場點狀夯擊問題分析的困難性，於實驗室進行動力夯實模擬輔助試驗，採取二維軸對稱分析模式的環形加載方式與現場點狀夯擊的加載方式，分別進行夯擊，以瞭解兩者在夯擊時，土體內部動態土壓力分佈是否相近，並進行模擬驗證本試驗，探討本研究所建構數值模型，是否能擴展模擬現地點狀夯擊加載行為。
由結果顯示，實驗與數值模擬之夯擊陷坑與土中動應力頗為吻合，同時以二維軸對稱之環形加載所引致土中之動應力分佈，與等效多點夯擊所引致動應力累加總量相近。因此，利用本文所建構二維軸對稱之分析模式，未來擴展至模擬現地之動力夯實情況，應可提供初步可行性評估之參考。

This study presents a research on the dynamic compaction by using FLAC-2D to build a numerical model simulating the dynamic performance of the soil after impacts in laboratory. Two experiments, Single-point Impact Test (SIT) and sand box experiments, are used to acquire the dynamic responses after impacts. Meanwhile, to simulate the multi-pointed tamping of the dynamic compaction in field, a circular loading is used both in the experiment and the axial-symmetric model of the FLAC-2D software to verify the validity of the model.
The results indicate that there is an agreement of the crater depths and stresses in soil mass between both SIT/sand box experiments and model simulation. It is noted that the model built in this study can be applied in the future effort in the simulation of the field multi-pointed tamping for a preliminary evaluation on the dynamic compaction.

摘　要	I
ABSTRACT	II
誌　謝	III
目　錄	IV
表目錄	IX
圖目錄	XI
照片目錄	XIII
符號表	XV
第一章  緒　論	1
1  前言	1
2  研究動機與目的	3
3  研究方法與流程	6
4  研究內容	9
第二章  相關理論與文獻回顧	10
1  動力夯實工法沿革	10
2  動力夯實工法之原理	11
3  動力夯實工法之設計與施工	13
3.1  施工設備	13
3.2  施工方式	16
3.3  施工設計參數	18
4  夯擊能量傳遞模式	28
5  荷載情況下土體中之應力分佈	29
5.1  集中應力下之應力增量	29
5.2  圓形載重面下之應力增量	30
5.3  動力荷載下之垂直應力增量	31
6  FLAC數值分析程式簡介	33
6.1  FLAC程式概述	33
6.2  FLAC程式運算程序	33
6.3  FLAC程式分析模組	35
6.4  FLAC內建之組合律模式	36
第三章  數值分析模式之建立	43
1  室內單點夯擊試驗簡介	43
1.1  單點夯擊試驗目的	44
1.2  單點夯擊試驗土壤材料	44
1.3  單點夯擊試驗方法	45
2  FLAC 符號規則與單位系統	46
2.1  符號規則	46
2.2  單位系統	48
3  大應變模式應用於動力夯實模擬之限制	49
4  分析模式之選定	52
5  數值模型網格之建立	53
6  土壤參數之決定	56
6.1  SPT - N值	56
6.2  摩擦角	58
6.3  柏松比	59
6.4  楊氏模數E	60
6.5  體積模數K及剪力模數G	60
6.6  土壤單位重	61
7  水流參數之給定	61
7.1  滲透係數k	61
7.2  水的體積模數KW	63
8  初始條件與邊界條件	64
8.1  初始條件	64
8.2  邊界條件	64
9  夯擊條件與執行	67
9.1  動應力的加載形式	67
9.2  動應力的分佈形式	68
9.3  最大減加速度	69
9.4  表面加載動應力	71
9.5  表面加載動應力的接觸時間	72
10  參數總結	73
11  夯擊後參數更新計算流程	74
12  FLAC程式應用於本數值模式之分析流程	76
12.1  無水位試體單點夯擊模擬分析	76
12.2  有水位試體單點夯擊模擬分析	79
第四章  動力夯實模擬輔助試驗	83
1  試驗土樣之物理性質	84
2  儀器與設備	85
3  模擬現場點狀夯擊試驗	94
3.1  單點與周圍四點夯擊試驗	96
3.1.1  試驗量測項目	96
3.1.2  試體之製作	96
3.1.3  試驗步驟	98
3.2  單點與環形夯擊試驗	100
3.2.1  試驗量測項目	100
3.2.2  試體之製作	100
3.2.3  試驗步驟	102
4  單點與環形夯擊試驗之數值分析	112
4.1  材料參數給定	112
4.2  模擬步驟	112
第五章  夯擊反應與模擬結果	115
1  室內單點夯擊試驗成果與驗證	116
1.1  無水位試體單點夯擊試驗模擬	116
1.2  有水位試體單點夯擊試驗模擬	120
1.3  小結	125
2  邊界效應與動應力分佈	128
2.1  邊界效應	128
2.2  垂直動應力分佈	130
3  以環形加載模擬點狀加載試驗與數值模擬結果	133
3.1  環形加載模擬點狀加載之試驗結果	134
3.2  單點與環形夯擊試驗之數值分析結果	135
4  參數敏感度分析	142
4.1  摩擦角	142
4.2  楊氏模數E	144
4.3  柏松比	146
第六章  結論與建議	147
1  結論	147
2  建議	148
參考文獻	150
作者簡歷	155
                                    

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校內：2012-08-24公開
校外：2012-08-24公開

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