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研究生： 羅偉銘
Luo, Wei-ming
論文名稱： 考量基礎地盤變形下檔土牆行為之模型試驗
Experimental study on the behavior of soil retaining walls situated on deformable grounds
指導教授： 黃景川
Huang, Ching-Chuan
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： 100
中文關鍵詞： 基礎 、擋土牆
外文關鍵詞： foundation, wall
相關次數： 點閱：54  下載：4 
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    • 在山坡地開發工程中，邊坡穩定極為重要。擋土牆為廣泛使用之結構物。一般擋土牆設計中，並未考慮地盤沉陷的影響。本研究利用彈簧模擬不同勁度的地盤，以了解不同勁度的地盤上擋土結構物的變化。
    本研究除了利用彈簧模擬不同勁度的地盤外，並建立懸臂式及加勁式兩種擋土牆。背填土以長150mm直徑2mm的鋼針模擬2-D顆粒性土壤，並於背填土上方加載，利用雙軸向荷重計及變位計量測地盤沉陷、擋土牆受力、變位、破壞等行為。
    本研究發現地盤勁度較小，擋土牆受力、變位等皆較大。比較懸臂式和加勁式擋土牆，懸臂式擋土牆在受力及變位等各方面皆較高，因此加勁擋土牆在不同勁度地盤下穩定性較懸臂式檔土牆為佳。

    In the study, a two-dimensional model retaining wall system was established. The backfill and foundation of the retaining walls were construced by stacking 2mm  150mm steel rods. In this model, we can observe the location of failure surface and behavior of retaining structure on two modes of foundation deformation：cofficient of subgrade reaction is 0.01 N/mm3 and 0.005 N/mm3, settlement under the base of the wall, and settlement under the backfill of the wall.

    The results show that the influence of settlement in kv = 0.005 N/mm3 of the wall on retaining walls are most apparent. In this mode, it generated the highest increment of the lateral pressure, and more settlement at the crest of the backfill.Therefore, for analysis of earth retaining structure, it must take into the account of the influence of foundation settlement on the whole behavior.

    目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 誌 謝 III 目 錄 IV 表 目 錄 VII 圖 目 錄 VIII 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機 1 1-3 研究方法 1 第二章 文獻回顧 3 2-1 Coulomb土壓力理論 3 2-2 Terzaghi承載力公式 4 2-3 Bowles建議各類型土壤之地盤反力係數 5 2-4 Huang et al. 鋼針模型擋土牆試驗 6 第三章 試驗裝置簡介 10 3-1 邊坡擋土模型 10 3-1-1 試驗用之擋土結構 10 3-1-2 以彈簧模擬地盤反力係數的地盤 10 3-2 資料量測系統 11 3-2-1 荷重計 11 3-2-2 加勁材的量測13 3-2-3 變位計 14 3-2-3 資料收集器 14 第四章 研究方法與試驗說明 21 4-1 鋼針模型設置程序 21 4-2 加勁擋土牆鋼針模型試驗 22 4-2-1 加勁材材料性質與配置說明 22 4-2-2 試驗說明 23 4-3 研究方法 23 4-3 擋土結構穩定性分析 24 4-2-1 懸臂式擋土牆穩定分析 24 4-2-2 加勁式擋土牆穩定分析 27 第五章 結果與分析 41 5-1 懸臂式擋土牆模型試驗 41 5-1-1 Kv=0.01 N/mm3 時懸臂式擋土牆受力及破壞行為 41 5-1-2 Kv=0.005 N/mm3 時懸臂式擋土牆受力及破壞行為 42 5-1-3 懸臂式擋土牆在不同勁度地盤上比較 43 5-2 加勁式擋土牆模型試驗 44 5-2-1 Kv=0.01 N/mm3 時加勁式擋土牆受力及破壞行為 44 5-2-2 Kv=0.005 N/mm3 時加勁式擋土牆受力及破壞行為 44 5-2-3 加勁式擋土牆在不同勁度地盤上比較 45 5-3 懸臂式與加勁式擋土牆差異比較 46 5-3-1 Kv=0.01 N/mm3 時懸臂式與加勁式擋土牆差異比較 46 5-3-2 Kv=0.005 N/mm3 時懸臂式與加勁式擋土牆差異比較 46 5-4 低聯結強度加勁式擋土牆模型試驗 47 5-4-1 Kv=0.01 N/mm3 時低聯結強度加勁式擋土牆受力及破壞行為 47 5-4-2 Kv=0.005 N/mm3 時低聯結強度加勁式擋土牆受力及 破壞行為 47 5-4-3 低聯結強度加勁式擋土牆在不同勁度地盤上比較 48 5-5 高、低聯結強度加勁式擋土牆差異比較 48 5-5-1 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆差異 48 5-5-2 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆差異 49 第六章 結論與建議 94 6-1 結論 94 6-2 建議 97 參考文獻 98 自述 100 表 目 錄 表2-1 Bowles的地盤反力係數建議值 7 表4-1 擋土牆穩定分析 31 圖 目 錄 圖2-1 Coulomb主動土壓力 8 圖2-2 Coulomb被動土壓力 8 圖2-3 Terzaghi承載力分析圖 9 圖2-4 鋼針元素試體破壞情形（孟繁羽 ,1998） 9 圖3-1 擋土結構模型 15 圖3-2 兩組彈簧的近照 16 圖3-3 惠斯頓電橋示意圖 16 圖3-4 校正裝置 17 圖3-5 加勁材拉力試驗之近照 17 圖3-6 加勁材應力應變 18 圖3-7 Strain gage output vs. Local 應變關係 18 圖3-8 變位計LP-100F 19 圖3-9 變位計CDP-50 19 圖3-10 資料收集器 20 圖3-11 外接式擴充模組 20 圖4-1 懸臂式擋土牆底板組裝圖 32 圖4-2 鋼針堆疊完成圖 32 圖4-3 鋼針模型示意圖（懸臂式擋土牆） 33 圖4-4 鋼針模型示意圖（加勁擋土牆） 34 圖4-5 埋置於鋼針內的Strain gage細部圖 35 圖4-6 Strain gage於加勁材中的側視圖 36 圖4-7 鐵塊內聯結強度細部圖 37 圖4-8 聯結強度拉出試驗圖 37 圖4-9 高聯結強度拉出試驗結果 38 圖4-10 低聯結強度拉出試驗結果 38 圖4-11 加勁擋土牆鋼針堆疊完成圖 39 圖4-12 懸臂式擋土牆穩定分析示意圖 39 圖4-13 加勁式擋土牆穩定分析示意圖 40 圖5-1 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆地盤沉陷圖 50 圖5-2 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆側向土壓力分佈 50 圖5-3 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆基底應力分佈 51 圖5-4 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆加載9kN/mm2 初始破壞面 51 圖5-5 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆加載 17 kN/mm2產生V字型破壞 52 圖5-6 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆位移示意圖 52 圖5-7 Kv=0.01 N/mm3懸臂式擋土牆破壞面發展示意圖 53 圖5-8 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆地盤沉陷圖 53 圖5-9 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆側向土壓力分佈 54 圖5-10 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆基底應力分佈 54 圖5-11 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆堆排過程中所 產生初始破壞面 55 圖5-12 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆加載15 kN/mm2發生 大 破壞，並發展大量水平位移 55 圖5-13 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆位移示意圖 56 圖5-14 Kv=0.005 N/mm3懸臂式擋土牆破壞面發展示意圖 56 圖5-15 懸臂式擋土牆加載過程Kh發展 57 圖5-16 懸臂式擋土牆加載過程轉角發展 57 圖5-17 懸臂式擋土牆加載過程水平位移發展 58 圖5-18 懸臂式擋土牆加載過程擋土牆背填沉陷1發展 58 圖5-19 懸臂式擋土牆加載過程擋土牆背填沉陷2發展 59 圖5-20 Kv=0.01 N/mm3加勁式擋土牆地盤沉陷圖 59 圖5-21 Kv=0.01 N/mm3加勁式擋土牆側向土壓力分佈 60 圖5-22 Kv=0.01 N/mm3加勁式擋土牆加勁力分佈 61 圖5-23 Kv=0.01 N/mm3加勁式擋土牆加載17 kN/mm2 並無產生破壞面 62 圖5-24 Kv=0.01 N/mm3加勁式擋土牆位移示意圖 62 圖5-25 Kv=0.01 N/mm3加勁式擋土牆破壞面發展示意圖 63 圖5-26 Kv=0.005 N/mm3加勁式擋土牆地盤沉陷圖 63 圖5-27 Kv=0.005 N/mm3加勁式擋土牆側向土壓力分佈 64 圖5-28 Kv=0.005 N/mm3加勁式擋土牆加勁力分佈 65 圖5-29 Kv=0.005 N/mm3加勁式擋土牆加載17 kN/mm2 於Z=400mm織布尾端產生一V字型破壞 66 圖5-30 Kv=0.005 N/mm3加勁式擋土牆位移示意圖 66 圖5-31 Kv=0.005 N/mm3加勁式擋土牆破壞面發展示意圖 67 圖5-32 加勁式擋土牆加載過程Kh發展 67 圖5-33 加勁式擋土牆加載過程Kt發展 68 圖5-34 加勁式擋土牆堆排完成時加勁力分佈比較 69 圖5-35 加勁式擋土牆加載至17 kN/mm2加勁力分佈比較 70 圖5-36 加勁式擋土牆加載過程轉角發展 71 圖5-37 加勁式擋土牆加載過程水平位移發展 71 圖5-38 加勁式擋土牆加載過程擋土牆背填沉陷1發展 72 圖5-39 加勁式擋土牆加載過程擋土牆背填沉陷2發展 72 圖5-40 Kv=0.01 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆Kh比較 73 圖5-41 Kv=0.01 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆轉角比較 73 圖5-42 Kv=0.01 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆水平位移比較74 圖5-43 Kv=0.01 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆背填沉陷1比較74 圖5-44 Kv=0.01 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆背填沉陷2比較75 圖5-45 Kv=0.005 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆Kh比較 75 圖5-46 Kv=0.005 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆轉角比較 76 圖5-47 Kv=0.005 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆水平位移比較76 圖5-48 Kv=0.005 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆背填沉陷1比較77 圖5-49 Kv=0.005 N/mm3懸臂式與加勁式擋土牆背填沉陷2比較77 圖5-50 Kv=0.01 N/mm3低聯結強度加勁式擋土牆 側向土壓力分佈 78 圖5-51 Kv=0.01 N/mm3低聯結強度加勁式擋土牆頂部推開破壞78 圖5-52 Kv=0.01 N/mm3低聯結強度加勁式擋土牆加勁力分佈79 圖5-53 Kv=0.005 N/mm3低聯結強度加勁式擋土牆 側向土壓力分佈 80 圖5-54 Kv=0.005 N/mm3低聯結強度加勁式擋土牆 頂部推開破壞 80 圖5-55 Kv=0.005 N/mm3低聯結強度加勁式擋土牆 加勁力分佈 81 圖5-56 低聯結強度加勁式擋土牆加勁力分佈(堆排完成時) 82 圖5-57 低聯結強度加勁式擋土牆加勁力分佈 (加載15 kN/mm2時) 83 圖5-58 低聯結強度加勁式擋土牆在不同勁度地盤Kh比較 84 圖5-59 低聯結強度加勁式擋土牆在不同勁度地盤Kt比較 84 圖5-60 低聯結強度加勁式擋土牆在不同勁度地盤轉角比較 85 圖5-61 低聯結強度加勁式擋土牆在不同勁度地盤 水平位移比較 85 圖5-62 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆加勁力 分佈比較(堆排完成時) 86 圖5-63 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆加勁力 分佈比較(加載至15 kN/mm2時) 87 圖5-64 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 Kh比較 88 圖5-65 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 Kt比較 88 圖5-66 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 轉角比較 89 圖5-67 Kv=0.01 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 水平位移比較 89 圖5-68 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆加勁力 分佈比較(堆排完成時) 90 圖5-69 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆加勁力 分佈比較(加載至15 kN/mm2時) 91 圖5-70 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 Kh比較 92 圖5-71 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 Kt比較 92 圖5-72 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 轉角比較 93 圖5-73 Kv=0.005 N/mm3高、低聯結強度加勁式擋土牆 水平位移比較 93

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    下載圖示 校內：立即公開
    校外：2007-08-27公開
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