臺北科技大學土木與防災研究所學位論文
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從歷次震害調查發現，老舊校舍建築物因結構系統或施工品質不良，導致受損情況相當嚴重。然而，在地震災害發生後，校舍建築物又必須提供避難場所使用，因此校舍建築物耐震能力評估與補強實為當務之急。 本文依據ATC-40所提出的容量震譜法，探討中小學既有老舊校舍耐震能力，並針對耐震能力不足之原因進行補強，以提升其側向抗剪強度及勁度。此外，本文以實際工程案例探討目前常用之校舍建築耐震補強工法包含(1)翼牆(2)擴柱(3)剪力牆等傳統RC補強工法之優缺點。 傳統翼牆由於植筋時必須彎折以閃避既有梁主筋，因此本文提出改良型與柱同深之翼牆，可避免植筋彎折、改善澆注品質，同時有效提升校舍建築耐震能力；藉由耐震能力提升之效能與經濟性比較結果可知，採用RC剪力牆較具經濟性與，翼牆及擴柱次之，然而實際設計補強時，仍須考量校舍使用需求、動線安排與通風採光等因素，以規劃適當之補強方案。
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近年來國內外對於混凝土受CFRP圍束補強後之組成律的研究已有相當的成果，但是仍還沒有得到共同的破壞準則之結果，而所提出的圍束試體強度預測公式大多採用過程複雜的迴歸分析方法所得到的，因此其經驗公式則由於各種圍束材料特性不同，其適用範圍也侷限於實驗資料庫的範圍內，有待進一步的研究討論。 本研究探討用碳纖維圍束不同尺寸之混凝土圓柱與方柱試體並於圓柱試體上黏貼應變計在抗壓試驗下，達到試體破壞後，進一步去討論試體所量測到的軸向應變與側向應變並做其組成率之探討；在此試驗中：圓柱分別灌注7組不同長徑比(L/D)之試體分別為1、1.25、1.5、1.75、2、3、4之試體；而方柱則灌注3組不同長寬比(L/W)之試體分別為1、2、4之試體，在28天養護後進行抗壓試驗以量測其應力與應變值。
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土壤-地工織物系統之設計，必須具有良好的透水性，以避免孔隙水壓過大而降低護岸之穩定性；另外，地工織物亦需有足夠小的有效開孔徑(apparent opening size, AOS)，以避免土壤流失破壞；以往研究大多以單向水流狀態來探討土壤-地工織物系統之排水與過濾行為，本研究使用自行研發之雙向循環水流試驗儀，進行沖蝕試驗。針對四種不同有效開孔徑之不織布及無凝聚性之新店溪土壤，並且分別採用600, 300, 150及75 sec/cycle等四種不同週期之水流循環，進行一系列之室內試驗。試驗中同步量測孔隙水壓力變化及試體頂部沉陷，以得知土壤-地工織物系統內部應力變化及變形行為，並且於試驗後收集被濾出的土壤，進行粒徑分佈試驗，以探討其沖蝕機制。 試驗結果顯示：(1) 水壓尖峰值隨著水流週期變短而有增加的趨勢，且愈薄的織物所激發的水壓尖峰值愈高；(2) 厚度越厚的地工織物，具有提前催化形成穩定濾層之效果；(3)濾出土壤之顆粒大小受系統內部的孔隙水壓的影響；(4) 地工織物的有效開孔徑、厚度及水流週期，為影響土壤-地工織物過濾系統穩定性之重要因子。
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地工合成材的種類繁多，其功能亦大相逕庭，其中地工織物由於具有孔隙大、質料輕且耐用之特性，因此常被使用於河海堤岸用以保護土壤，避免遭水流沖蝕破壞。其穩定機制係利用地工織物與周圍之土壤互制形成土壤-地工織物過濾系統，一旦此一系統形成，便可有效保護護岸土壤，避免產生沖蝕破壞。 目前相關的研究大多採用單向水流的試驗，然而一般河岸的水利條件較接近雙向循環水流，因此，本研究擬針對雙向水流作用於土壤-地工織物過濾系統時所造成的沖蝕行為。本研究主要試驗材料包括現地河岸沖積土壤及地工織布，並且利用自行研發之雙向循環水流試驗儀，以不同週期之循環水流作用於土壤-地工織布過濾系統，以模擬現地之水流作用行為。實驗土壤分別採用細粒料含量1%之新店溪沖積土壤及含23%左右細粒料之大漢溪沖積土樣；地工織布則分別採用三種厚度及開孔徑均不相同之聚丙烯材質織布。 在同一織布實驗結果顯示，細粒料含量多之大漢溪土樣所產生之水壓力變化較劇烈，且在短週期之循環水流作用下，因細顆粒易隨著水流移動而伴隨產生較大的沉陷變化，由此可知短週期循環水流對於土壤-地工織布過濾系統之穩定性影響較大，且細粒料含量多之土樣較不易形成穩定之過濾系統。
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碳纖維強化高分子複合材料(CFRP)包覆補強鋼筋混凝土構件時，依國內外研究之實驗結果可發現其主要因介面強度不足而導致碳纖維貼片剝落(Debonding)而補強失敗，故本研究針對碳纖維包覆補強配合碳纖維錨栓(CFRP Anchor)之工法，使混凝土構件維持其原先外觀下，構件上包覆之碳纖維可藉由碳纖維錨栓來發揮其介面及材料強度。 本研究設計剪力筋配置足夠以及剪力筋量配置不足之實尺寸混凝土梁藉由碳纖維包覆配合碳纖維錨栓補強來試驗，採用四點式載重試驗法，以單向加載方式試驗，試驗共製作九座試體進行補強試驗，規劃三組為標準試體，預期之破壞模式分別為剪力破壞與撓曲破壞；補強試體共計六座，採用純U型包覆與U型包覆配合不同用量之碳纖維錨栓錨定方式進行補強。試驗過程中除使用傳統位移計及應變計量測外，亦使用影像量測技術進行試體大範圍位移場及應變場量測，用以作為比較依據。 試驗結果顯示，標準試體如預期為非韌性剪力破壞與具韌性之撓曲破壞，碳纖維貼片純U型包覆補強試體證實當小位移時因界面剝落破壞使補強材料未能發展出其材料強度；採用碳纖維貼片U形包覆配合碳纖維錨栓使用之補強試體除提高韌性外，有效提高介面強度，避免介面剝離之發生，且補強成功之兩座試體顯示除改變試體破壞模式由剪力破壞轉變為撓曲破壞，大量提升梁構件之韌性，故本研究所發展之碳纖維錨栓補強工法與設計理論之合理性與實用性也因此獲得証實，可供工程實務設計參考與使用。
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近幾年來由於快速掃描器的進步，加上有非接觸性、非破壞性的檢測優點，使得紅外線熱影像技術應用更加廣泛。目前熱影像可量測的範圍小至一面牆，大至整個海洋表面均可，像是軍事上的偵測、監視及測繪、工業材料的檢驗、醫療診斷、土木工程等。 由熱影像檢測混凝土版塊底下是否有缺陷的發生，可見內部淘空處，混凝土板塊表面會產生溫度異常的現象，故證明紅外線熱影像對於檢測混凝土板塊下的孔洞有一定的成效。得知缺陷的存在及範圍後，依檢測出的孔洞位置，利用其他NDT互相比對其成果，確保紅外線熱影像在混凝土版塊下檢測缺陷的可行性。 本研究蒐集、彙整國內外紅外線熱影像之相關文獻與案例並加以檢討，取馬公機場鋪面跑道研究經驗來自行分析，提出自身的分析方法，並舉出影響研判孔洞之環境因子，根據影響因素提出解決之對策，進而提出規劃之建議標準作業流程，提供國內外工程界之參考。
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近年來，實驗影像量測開始廣泛地應用在地震工程實驗領域。不過在影像量測實驗中，常常會因為疏忽了實驗過程中的細節，導致拍攝的影像品質降低或資料不完整。品質不良或資料不完整的實驗影像所分析出來的數據將會有較大的誤差產生，甚至有可能使整個影像量實驗宣告失敗。因為缺乏一套詳細的實驗影像量測流程，導致實驗失誤的機率提高。 本研究根據三個地震工程實驗影像量測之案例，規劃出一套詳細的影像量測標準實驗流程。此外，本研究利用線上文件設計一套測試資料填寫系統，此系統可以整合影像量測研究人員之測試資料並分享其資料。本研究流程大致可分為四大項。首項為實驗演練。演練的目的是為了從中發現錯誤及未考慮周全的地方。第二項是實驗的規劃。現地實驗的規劃包括場地的勘察在場勘以及人員、儀器的配置等規劃。第三項是範例實驗中，進行影像量測工作的過程。第四項是將實驗完的影像資料及實驗資料做出詳細的資料彙整，以方便分析及他人使用。
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本研究利用SMS水理模式與WASP水質模式以烏溪流域感潮河段部分做為研究對象，建立二維之水理/水質模擬之架構。以2009年烏溪流域之大斷面測量做為基礎，配合2010年大度橋時流量及時水位進行烏溪流域感潮河段部分之RMA2水理模擬；並將水理模擬結果配合WASP水質模式模擬研究範圍內之生化需氧量BOD、懸浮固體SS及氨氮等水質影響項目之傳輸現象，其初步的分析結果顯示。此分析架構可作為烏溪流域感潮河段部分淨水能力之評估方法，以及往後水質模擬與模式應用之參考。
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現今國內土木工程對於結構物補強已列為重要課題之一。而材料方面最近幾年碳纖維貼片已被廣泛應用於結構補強，主要是碳纖維貼片具有高強度、耐腐蝕、重量輕、剪裁方便、施作容易等使得碳纖維貼片被廣泛應用於結構物補強。 本論文研究將縮尺寸T型梁使用碳纖維貼片包覆，並加入碳纖維壓條探討對T型梁強度之影響。試驗方法採用四點載重對T型梁進行施壓。本試驗試體設計為剪力破壞，並製作了10組不同形式的T型梁試體，觀測碳纖維壓條對於T型梁包覆的影響。
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本文主要研究埋地管線通過斷層的數值模擬分析方法，以及研究美國維生管線聯盟(American Lifelines Alliance， ALA)、日本水道協會及中國大陸的油氣管線設計方法。研究內容可分成兩大部分，第一部分是探討各國規範對於埋地管線的評估項目如地震動、過斷層、液化等等，並針對地震動與過斷層進行研究。第二部分則是研究管體與土壤互制之數值模擬分析方法，以ASCE(1984)年所建議土彈簧模型，再以ABAQUS軟體建立數值分析模型和規範計算結果比對。由本研究第一部分可以瞭解，探討地震振動時埋地管線與圍束土壤之互制問題，除需要考慮地震波影響之外，尚需合併一起考慮管內溫度與壓力及地表垂直活載重與靜載重，對埋地管線所造成之應變量是否超過管線材料本身容許強度，作為判定埋地管線損傷與否之參考依據，並提出各國相關規範標準是否適用於台灣，以便後續研究之進行。而經由第二部份研究結果可以瞭解通過斷層埋地管線之大變形數值模擬分析方法，了解不同的參數(斷層與埋管之交角、埋地深度、土壤種類等)對埋地管線之影響，作為地震發生時埋地管線之損傷狀態以及埋設前之評估。