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研究生: 籃英豪
Lan, Ying-Hao
論文名稱: 都市環境中樹木傾倒行為研究
An Investigation in Tree Tipping Behavior within Urban Environment
指導教授: 姚昭智
Yao, George C.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 樹木倒塌拉伸試驗傾倒曲線樹根盤剛度
外文關鍵詞: trees collapsing, tipping curves, pulling test
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  • 臺灣每年汛期出現的豪大雨、強風,除了水災之外,還有可能會伴隨出現的樹木落葉、斷枝甚至倒塌。都市裡的路樹倒伏問題已嚴重造成了人傷財損之安全疑慮,讓國內林業產官學界開始加強樹木安全的管理措施檢核。於此,林業學術界及林試所積極進行樹木腐朽與危木評估之研究,期盼能對校園、公園、人行道樹木的安全評估及危木處理技術提供可行的方法,藉以保障大眾的安全,提升生活品質。本研究以拉伸試驗的方式進行樹木評估,希望透過絞盤施予樹木的力量,模擬風荷載,分析其拉力、傾斜角大小,從樹木力學的角度,能提出傾倒評估的方案,藉以減低樹倒的風險。
    本研究參考國外學者 Wessolly 的廣義傾倒曲線,以電動絞盤進行拉伸試驗,繪出屬於臺灣樹種的傾倒曲線,發現黑板樹、阿勃勒及小葉欖仁的傾倒曲線與Wessolly 的廣義傾倒曲線並不太符合,推測原因為Wessolly 的廣義傾倒曲線多以針葉樹種於天然林中進行試驗,而臺灣樹種多為闊葉樹種,且本研究的試驗樹種多為都市環境中的人工種植樹木。
    一般認知中,當傾斜角小於0.25 度時,拉力不會對根系造成損害,拉力與傾斜角會呈正相關。透過手動絞盤施予樹木的力量,模擬風荷載,並將傾斜角0.25 度設定為極限值,分析其拉力、傾斜角大小,從結構學的角度,計算出該樹木的樹根盤剛度,與同樹種之間進行比較,判斷其大小是否有安全性不足的問題。本研究之試驗結果得出健康的樟樹、羊蹄甲、鳳凰木、臺灣欒樹與大葉桃花心木與對應之枯立木樹根盤剛度大約相差1.5 個標準差以上,而不健康樹木的樹根盤剛度大小分佈不似枯立木明顯的偏小,若其樹根盤剛度與平均值相差1.5 個標準差以上,建議能先治療、補強。

    Trees in urban environment may fall, break branches and even collapse to threaten our life and finance safety during Taiwan's annual flood season, which raised awareness of tree risk management. To reduce risk, the forestry academia and government started researching dangerous tree assessment, hoping to provide feasible plans for tree risk assessment in campuses, parks, and sidewalks to protect public safety. As a result, this study aims to propose an improvement plan to reduce the risk of trees collapsing.
    Based on the generalized tipping curve of Wessolly, L., by using an electric winch to conduct pulling tests to draw the tipping curve of the Taiwanese tree species. Results show that the tipping curves of Alstonia scholaris, Cassia fistula, and Terminalia mantaly aren't similar to the generalized tipping curve. The speculated reason may be that most of the Taiwanese tree species in urban environment are broad-leaved tree species, while the generalized tipping curve is mostly tested with coniferous tree species in natural forest.
    Therefore, by applied load to the trees to simulate wind load with winch and set the limit inclination at 0.25 degrees, we can analyze pulling load and inclination for the root plate stiffness, and make a comparison between the same tree species. Results of this study show that the root plate stiffness of dying trees correspond to the healthy ones has less than 1.5 of standard deviations (SD) with the average of healthy root plate stiffness. We suggest the root plate of unhealthy trees with lower stiffness than 1.5 SD should be treated or strengthened.

    摘要 I Extended Abstract III 誌謝 XIII 目錄 XV 表目錄 XVIII 圖目錄 XIX 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 何謂危險樹木 5 1.3 國內外樹木安全評估方法與文獻回顧 5 1.3.1 國外 5 1.3.2 國內 10 1.4 研究內容 12 第二章 樹木受彎矩變形理論 14 2.1 結構變形理論分析 14 2.1.1 懸臂樹幹變形 15 2.1.2 樹木根部轉動 16 2.2 理論值分析 20 第三章 拉伸試驗設備與配置 21 3.1 設計方向 21 3.2 試驗配置與安裝步驟 22 3.2.1 試驗配置 22 3.2.2 試驗安裝步驟 23 3.3 試驗系統 24 3.3.1 試驗設備 24 3.3.2 樹木拉伸測試儀 31 第四章 儀器數據處理 38 4.1 儀器數據處理 38 4.1.1 數據讀取 38 4.1.2 數據計算 40 4.2 理論驗證 44 第五章 拉伸試驗分析 46 5.1 選定試驗樹種與試驗場地 46 5.1.1 試驗清單 46 5.1.2 試驗樹種健康判斷 49 5.2 電動絞盤試驗 51 5.2.1 黑板樹分析 52 5.2.2 阿勃勒分析 53 5.2.3 小葉欖仁分析 54 5.3 手動絞盤試驗 55 5.3.1 同一棵樹不同方向拉伸分析 56 5.3.2 臺灣欒樹分析 60 5.3.3 羊蹄甲分析 63 5.3.4 鳳凰木分析 66 5.3.5 小葉欖仁分析 70 5.3.6 大葉桃花心木分析 74 5.3.7 樟樹分析 80 5.3.8 楓香分析 85 第六章 結論與建議 90 6.1 結論 90 6.2 建議 93 參考文獻 94 附錄 95

    [1] 大紀元新聞網,擷取日期:2021/05/24,網站:https://www.epochtimes.com/b5/21/5/8/n12932297.htm
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    下載圖示 校內:2023-07-31公開
    校外:2023-07-31公開
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