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研究生: 李俊男
Lee, Jun-Nan
論文名稱: 脈波反應法應用於基樁之模擬與分析
Simulation and analysis of piles using impulse response method
指導教授: 倪勝火
Ni, Sheng-Huoo
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: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 192
中文關鍵詞: 頻率域基樁檢測分析系統非破壞性檢測脈波反應法
外文關鍵詞: pile, impulse response method, NDT
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  •   由於基樁應用的範圍相當廣泛,關於基樁之檢測與評估,關係著基樁施工與構造物的品質,長久以來是工程及研究人員最為重視的要項之一,因此對於基樁之完整性不容忽視。而非破壞性檢測(nondestructive test, NDT)具有經濟、快速及涵蓋範圍廣等優點,且對基樁並不會造成任何損害。目前最主要的非破壞檢測方法是以脈波反應法或音波回音法檢測新建或既成基樁,但由於上部結構及土壤效應造成檢測訊號趨於複雜,因而導致不易判別或誤判等結果。有鑑於此,本研究嘗試發展整合時間域與頻率域之訊號處理方法,建立一套檢測分析系統程式,以便於進行檢測訊號處理與分析比對。另外本研究將對脈波反應法進行探討,利用各種不同邊界條件之模擬基樁進行討論,其中包含完整基樁、含缺陷(頸縮、鼓脹)基樁、含樁帽基樁等。另對基樁在單一不同土層或多層土壤中,也作初步探討;且探討基樁受不同外力之大小或延時,從頻域中觀察外力對力學導納曲線訊號所造成之影響,同時也對現地敲擊所使用的外力產生器(衝擊鎚)之不同鎚頭進行頻域分析。最後,本研究亦使用所自行發展之檢測分析系統對現地敲擊檢測訊號進行分析判讀,有助於使用者更迅速進行判斷基樁(缺陷)幾何邊界與位置。

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    摘要 I 誌謝 II 目錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號說明 XIV 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 3 1.4 研究內容 4 第二章 文獻回顧與相關理論 8 2.1 前言 8 2.2 基樁非破壞性檢測方法之回顧 9 2.3 相關研究之文獻回顧 16 2.4 基本波傳理論 20 2.5 基樁波傳理論 26 2.6 脈波反應法 29 2.6.1 脈波反應法基本理論 29 2.6.2 脈波反應法公式推導 32 2.6.3 模態頻率分析 37 2.7 快速傅立葉轉換 39 2.7.1 FFT的理論基礎 40 2.7.2 FFT的基本假設 41 2.7.3 FFT的限制 42 第三章 基樁檢測分析系統之程式發展 43 3.1 前言 43 3.2 MATLAB程式設計語言 43 3.2.1 MATLAB程式簡介 43 3.2.2 圖形式使用者介面(GUI)設計 44 3.3 主程式架構設計說明 44 3.3.1 音波回音法程式設計說明 45 3.3.2 脈波反應法程式設計說明 52 3.4 程式驗證 57 3.4.1 音波回音法程式驗證 57 3.4.2 脈波反應法程式驗證 60 第四章 數值模擬應用於力學導納分析 65 4.1 前言 65 4.2 有限元素軟體ABAQUS簡介 65 4.3 基樁幾何模型與相關參數設定 66 4.3.1 幾何模型 66 4.3.2 相關參數設定 69 4.4 數值模擬之頻率域分析 70 4.4.1 取樣時間變化分析 70 4.4.2 施力條件變化分析 74 4.4.3 土層變化分析 79 4.5 無缺陷三維基樁力學導納分析 82 4.5.1 三維固定端桿件分析 83 4.5.2 三維固定端基樁分析 83 4.5.3 三維自由端基樁分析 84 4.6 含缺陷三維基樁力學導納分析 86 4.6.1 基樁含頸縮缺陷分析 86 4.6.2 基樁含鼓脹缺陷分析 95 4.6.3 缺陷縱向長度變化分析 100 4.7 含樁帽基樁分析 108 4.7.1 樁帽上敲分析 109 4.7.2 樁帽側敲分析 118 4.8 小結 121 第五章 現地試驗分析與結果討論 124 5.1 前言 124 5.2 試驗地點 124 5.3 試驗儀器與設備 129 5.4 試驗方法與步驟 137 5.5 衝擊鎚鎚頭分析 141 5.6 試驗分析結果討論 144 第六章 結論與建議 151 6.1 結論 151 6.2 建議 154 參考文獻 155 附錄A 基樁檢測分析系統簡介和使用法 161 附錄B 現地檢測基樁力學導納分析資料 183

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    下載圖示 校內:2006-06-29公開
    校外:2006-06-29公開
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