Title

以物理模型試驗探討卵礫石層粒徑大小對地下管推工程行為之影響

Translated Titles

Physical Model Testing of Pipe Jacking Technique through Gravel Formation-A Study of Influence of Particle Size on Penetrating Behavior

DOI

10.6845/NCHU.2012.00345

Authors

張廷宇

Key Words

卵礫石層 ; 地下管推工程 ; gravel formation ; pipe jacking

PublicationName

中興大學土木工程學系所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2012年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

褚炳麟

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

於一般土層中進行地下管推施工時,通常不會遇到太大的問題。但卵礫石層為一特殊的複合性地層,在進行管推鑽掘施工時,經常會出現許多諸如機頭鑽掘速率受阻及卵石粒徑超過鑽掘面盤螺旋管之直徑而造成施工困難的工程問題,因此極易發生施工者與業主對工時與計價標準認知之不同而討價還價,並進而引起爭執,甚或需訴諸法律途徑解決,影響工期甚鉅且雙方均得不償失。本文之主要目的即在探討卵礫石層中,粒徑大小對地下管推工程掘進功率的影響行為,以作為國內施行卵礫石層地下管推工程時,訂定合理工期的參考。 本研究首先選擇桃園龜山工業區管理中心現地的卵礫石土為試樣,以等重量代替法將現地級配縮尺至最大粒徑分別為4”、2”以及1”的模擬級配試體,並利用3種室內試驗來探討當卵礫石層粒徑增大時對於地下管推鑽掘貫入行為之影響。室內試驗研究主要有三個部份,第一部份是辦理飽和狀態下卵、礫石顆粒的破碎荷重試驗;第二部份是辦理卵礫石層模擬試體之室內未浸水CBR貫入試驗;第三部份則是利用自行研發並製作之室內管推物理模型試驗儀,進行卵礫石層模擬試體之室內管推物理模型試驗。 研究結果顯示:(1)當卵、礫石粒徑變為2倍時,破碎荷重強度平均會增加3∼4倍。(2)在相同的應力作用下,當未浸水CBR試體最大粒徑變為2倍時,其貫入量會減少2.5∼2.8倍。(3)當室內模擬鑽掘試體級配之最大粒徑變為2倍時,貫入深度皆有1.7∼1.8倍的差距。從定性與定量上來說,當粒徑增大時,顆粒強度與土層的緊密程度會隨之提升,對卵礫石層地下管推工程的困難度確實會大幅增加,施工進度將會變差,所需工作的時間也將更加延長。本研究希望能藉由本文的研究結果,提供管推工程設計與施工者在面對卵礫石層時,能充分了解當卵、礫石粒徑增大時,卵礫石層的荷重增加幅度以及貫入量減少的關係,進而可以有助於雙方訂定合理的工期。 本文利用上述3種試驗結果的平均差異比例值作為訂定合理工期的依據,結果發現當卵礫石層中之最大粒徑由30cm增75cm時,其現場施工所需增加的工期應合理地增加3..8倍。若只考慮室內未浸水CBR試驗及模擬管推鑽掘試驗結果之平均差異比例值推估,則工期應合理地增加2.8倍;當卵礫石層中之最大粒徑由30cm增至90cm時,其現場施工所需增加的工期應合理地增加5.1倍。若只考慮室內未浸水CBR試驗及模擬管推鑽掘試驗結果之平均差異比例值推估,則工期應合理地增加3.3倍。

Topic Category 工學院 > 土木工程學系所
工程學 > 土木與建築工程
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