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研究生: 賴亮妤
Lai, Liang-Yu
論文名稱: 以現地量測探討深開挖相關振動問題
A Study on Vibration Issues Related to Deep Excavation Using Field Measurement
指導教授: 柯永彥
Ko, Yung-Yen
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: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 194
中文關鍵詞: 深開挖地傳振動現地量測頻譜分析振動傳遞
外文關鍵詞: deep excavation, ground-borne vibration, field measurement, spectral analysis, vibration propagation
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  • 本研究選定採用連續壁MHL工法之三個不同場址,針對不同深開挖施工階段與不同情境進行地傳振動(ground-borne vibration)之現地量測,以頻譜分析(spectral analysis)方法探討相關之振動特性與影響。根據場址一連續壁單元槽溝開挖過程所量測之地表振動,發現以抓斗衝擊地層之動作將造成最明顯之振動;抓斗挖掘及衝擊過程中引發之振動,於地盤自然振動頻率約3Hz~4Hz附近較為顯著;對應該地盤自然振動頻率,於1/3倍頻帶頻譜上2.5Hz至5Hz頻帶之振幅大致隨挖掘深度越深而下降。在場址二分別於建築物深開挖之不同施工階段,包括既有鋪面打除、連續壁槽溝開挖與地下室開挖等,於建築物內位於不同樓層之實驗室進行振動量測,並比對室內敏感受體之反應;在各階段中,位於地下一樓與三樓實驗室之振動呈現出不同特性,兩實驗室內之斑馬魚亦表現出不同之行為特徵,可能為地下一樓處受到至少63 Hz以上之較高頻振動增幅所致,與成年斑馬魚對聲音與振動之感知頻率範圍相符;另根據ISO 2631規範進行評估,顯示該施工振動不致影響室內之人體舒適度。場址三則是針對鐵路地下化明挖覆蓋隧道之不同施工階段,包括施工前、連續壁完成後與隧道部分開挖後(尚未覆蓋),量測環境微振與台鐵不同車型列車引致之振動,據以討論地盤振動特性之變化,以及地下連續壁與開口槽溝對振動傳遞之影響。結果顯示,各次量測所觀察到之地盤振動特性大致相符,顯示施工過程中地盤-擋土支撐系統狀態並無顯著變化;此外,以5Hz~8Hz為界,連續壁對較高頻振動有隔絕效果,但對較低頻振動則有放大之效果;隧道部分開挖完成後,振幅於各頻段均較前一階段有相當程度之下降,顯示開口槽溝對低頻振動具有隔絕效果。

    To investigate the vibration issues related to deep excavation, field vibration measurements were made at three different sites where the diaphragm wall was constructed by the MHL (Masago hydraulic long-bucket) method during different construction stage, and spectral analysis was performed to interpret the measured vibration. The ground vibration induced by diaphragm wall trench excavation was characterized. Indoor ground-borne vibration of adjacent buildings and its impact on sensitive receivers such as laboratory animals and humans were examined. In addition, the possible variation of ground vibration characteristics during the process of deep excavation and the influence of the diaphragm walls and the excavated trench on vibration propagation were discussed.

    摘要 I Abstract III 致謝 VII 目錄 VIII 表目錄 XII 圖目錄 XIII 第1章 緒論 1 1.1 研究背景與目的 1 1.2 研究方法與流程 2 1.3 論文架構 3 第2章 文獻回顧 5 2.1 連續壁MHL工法 5 2.2 施工振動之影響 7 2.3 振動管制規範 10 2.3.1 ISO 2631-1建議之人體許可振動量表 10 2.3.2 日本振動規制法與人體感受相關研究 12 2.4 開口槽溝跟填充槽溝之隔振效應 17 2.5 開挖面系統勁度 21 第3章 量測設備與研究方法 23 3.1 量測設備 23 3.2 振動反應分析方法 25 3.2.1 頻率域分析法 25 3.2.2 時頻分析法 28 第4章 連續壁槽溝開挖振動特性 29 4.1 基地概況與開挖流程 29 4.2 量測配置 29 4.3 開挖過程中不同動作之振動量測結果分析 32 4.3.1 背景振動 32 4.3.2 抓斗挖掘 37 4.3.3 抓斗搗土 42 4.3.4 抓斗上拉 46 4.3.5 抓斗撞擊導溝 52 4.4 小結 56 第5章 深開挖施工振動對室內敏感受體之影響 57 5.1 量測標的與配置 57 5.2 量測情境 59 5.3 量測結果 59 5.3.1 背景振動 59 5.3.2 既有混凝土鋪面打除 64 5.3.3 連續壁槽溝抓掘 67 5.3.4 地下室開挖 70 5.4 振動對斑馬魚影響之探討 73 5.5 人體感受度與舒適度評估 74 5.6 小結 76 第6章 深開挖各階段之地盤微振與振動傳遞特性變化 78 6.1 基本介紹 78 6.1.1 量測標的簡介 78 6.1.2 量測位置與量測情境 79 6.1.3 試驗區域地質概況 80 6.2 施工前地盤振動特性 82 6.2.1 量測配置 82 6.2.2 環境微振 83 6.2.3 列車通行振動 93 6.3 連續壁完成後地盤振動特性 111 6.3.1 量測配置 111 6.3.2 環境微振 112 6.3.3 列車通行振動 123 6.4 開挖完成後地盤振動特性 143 6.4.1 環境微振 144 6.4.2 列車通行振動 155 6.5 深開挖工程前後之地盤微振特性比較 175 6.6 列車引致振動傳遞特性之比較與討論 180 6.7 小結 189 第7章 結論 190 參考文獻 192

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    下載圖示 校內:2024-08-01公開
    校外:2024-08-01公開
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