臺北科技大學土木與防災研究所學位論文
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依據CNS 11227之防火門標準，在925℃燃燒1小時，門背面溫度未超過260℃為A級門。近年開發之無機聚合物材料具有耐高溫、強度高、不具毒性、熱膨脹係數小、不易腐蝕、對環境無害、節能等特性，前期實驗研究已充分証實其效果。然而無機聚合物耐高溫的性能雖佳，但其自重甚大，若作為防火門填充材則宜適當輕量化。本研究則嘗試以增加孔隙之方式達到減低重量，同時亦可增加防火耐火效能。 增加孔隙最直接的方式即使用發泡劑。傳統發泡劑大致分為兩類，水性發泡劑及鋁粉。本研究以發泡劑種類、掺入比例為實驗參數，製作厚度(4cm)之試體餅。試驗時正面以1000 ℃之火焰噴燒，再量測試體餅背面選定各點溫度以測試耐火性能。實驗結果顯示使用5%水性發泡劑之無機聚合物，其重量可減少12%，其中厚度為4cm之試體當以火焰噴燒1小時，背面中心點溫度約241度，已可達到我國A級防火門之標準需求。
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本研究主要探討鋼鐵廠煉鐵後產生之廢料，爐石粉與爐碴粉取代部分水泥對水泥砂漿強度、乾縮之影響，藉此分析取代摻料之最佳配比，以期減少水泥用量，達到廢料回收利用之節能減碳目標，研究中以不含爐石粉及爐碴粉之控制組為基礎，分別進行爐石粉取代水泥量10%、20%、40%及60%與爐石粉及爐碴粉混合取代水泥量10%、20%、40%及60%，其中爐石粉及爐渣粉的混合比例包含1/4、1/2、3/4，試驗內容包含水泥砂漿之抗拉強度、抗壓強度與乾縮量。 試驗結果顯示，由於爐石粉屬晚期強度較佳之摻料，可發現S100~S600之強度都以超越純水泥沙漿之90天強度，其中又以爐石粉取代水泥量20%為最佳，再經由數據發現，針對每組同一個取代量而言(10%、20%、30%或40%)，其爐石粉添加越多其強度也較高另兩個配比，而乾縮量則是爐石粉取代水泥量越多相對收縮量也越高，而爐碴粉因含有不穩定物質，故會有膨脹現象發生。
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山坡地因其地形、地質之特性與平地並不相同，複雜性高，若是不當的開發，極容易釀成災害，而山坡地開發所涉及的專業技術領域非常廣泛，包括建築、土木、大地、結構、地質、環保及水保等，審查程序繁雜，而政府行政部門審查事項常不明確，故本研究以「新北市的山坡地開發安全審查機制」為例，從坡審案件的申請作業流程、應檢附之書圖文件、審查標準作業流程(SOP)、流程說明、審查原則、審查項目等，做完整性之探討，俾利規劃單位及開發業者於送審時，有所依循。 本研究另彙整出新北市坡審歷年常見之缺失，可提供規劃單位及開發業者於規劃山坡地開發時參考，避免相同的缺失重複發生，以縮短審查時間。 另目前國內山坡地開發許可大都以加強山坡地雜項執照審查委員會(簡稱坡審委員會)審查核可為原則，然而坡審委員會的組成及所提供之審查意見是否合乎專業性、合理性及安全性原則，很少有人提出質疑；本研究就過去審查之過程及疑慮，提出一套針對坡審委員的評鑑制度，期望能夠做為地方政府坡審制度改革之參考，改善坡審的審查品質。
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本研究中針對大屯國小忠棟校舍進行結構耐震能力評估。由於大屯國小忠棟校舍為石造建築，而國內現有之建築物耐震能力評估法僅適用於鋼筋混凝土構造，因此無法以傳統方式進行評估。本研究中根據現行建築物耐震設計規範之規定，並參考FEMA-356所建議之建築物耐震能力分析方式，分別以靜力與動力方法對該棟校舍進行分析以了解該建築物在地震中之全性，此外本研究中並針對校方目前現則之補強方案進行評估，以確認補強之預期成效。
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翡翠水庫供應大台北地區之民生用水，維護好水質一直是管理單位努力的目標。然而根據翡翠水庫1998至2009年的監測資料顯示，在此12年間卡爾森指標呈優養狀態有10個月之多，因此若欲降低營養鹽負荷對河川及水庫水質優養化所帶來的衝擊及有效控制非點源污染，在集水區內適當地點設置合宜的最佳管理作業(Best management practices, BMPs)，將是最有效的作為。 本研究旨在開發一專家系統以判定翡翠水庫集水區內之污染潛勢及其肇因，並建立集水區最佳管理作業的配置。本研究首先收集相關文獻並彙整非點源污染之專業知識及經驗，應用謂詞演算之邏輯概念撰寫判定集水區污染潛勢之規則，接著以集水區模式SWAT模擬翡翠水庫集水區之污染負荷分布驗證此專家系統的診斷分析結果，再依據當地污染潛勢特性結合水文及地文等條件，融合專業知識撰寫適當的最佳管理作業配置規則，最後應用ERDAS IMAGINE將謂詞演算程式化並呈現結果。研究中共將污染潛勢區分為：高侵蝕潛勢、高逕流潛勢及高營養鹽負荷潛勢三類；而專家系統配置之最佳管理作業則計有平台階段、滯留池、濱水植生緩衝帶、透水鋪面、街道清掃、田埂、人工溼地、填閑作物、暴雨逕流疏導土堤及等高帶狀耕作。 研究結果顯示，專家系統判定之污染區域，與集水區非點源模式SWAT模擬之污染區域有74%符合，驗證了本專家系統可有效判定集水區不同污染原因與潛勢區。專家系統之BMPs診斷結果統計發現，所建議之BMPs以平台階段及田埂佔為數最多，進一步經交叉分析後，若同一地點判定適當多種BMPs，則可依現地情況採用某一種或同時並行，加強土壤侵蝕控制及營養鹽負荷削減之功效。 本專家系統應用方便且適用於任何集水區診斷，並具有高度修正彈性以適用於不同集水區特性。未來使用這些規則，即可快速判斷出集水區之污染潛勢區，不同於數理模式需要輸入大量參數，且有參數不易取得，增加模擬之不確定性問題。最後專家系統依不同肇因建議設置適當的最佳管理作業，能更進一步建立集水區完整的最佳管理作業配置方案，期能有效地降低營養鹽負荷與水庫優養化風險，維持一個永續健康的水生態環境。
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地下水是極為重要的水資源之一，相較於地表水而言，地下水具有成本低廉，水溫與水量穩定、水質良好及取用方便等多項優點。目前台灣西南部地區仍大量抽取地下水供應灌溉、養殖、民生及工業用水，若地下水遭受污染，勢必嚴重影響該地區之水資源供需平衡，甚至對人體健康造成危害，故地下水資源保育業已成為極重要之議題。DRASTIC含水層脆弱度模式自發展以來經常被使用於評估地下水污染潛勢，但此模式在應用上常因相關參數資料稀少，易產生高度不確定性，進而影響模式之評估結果。因此本研究應用指標為基礎之地理統計發展以機率為基礎之DRASTIC含水層脆弱度評估模式，除估算地下水污染潛勢值外，並評估其污染潛勢預測表現。本研究將此法實際應用於濁水溪沖積扇，DRASTIC模式中之各參數分別使用三種選取方法(最大機率選取、期望值選取、傳統選取法)進行污染潛勢評估，研究結果顯示，高污染潛勢區皆位於沖積扇之扇頂區，土地利用型態以農業耕種為主，而中度污染潛勢則大多分佈於扇央地區，無污染及低度風險污染大多分佈於沖積扇西部沿海地區以及南部地區。此外，將前述三種方法之評估結果與近年來該地區地下水硝酸鹽氮實際污染情形進行相關性分析(Pearson及Spearman相關係數)，Pearson相關係數分別為0.32、0.39及0.29；Spearman相關係數則分別為0.42、0.39及0.25。再比較三種方法之污染潛勢預測能力，預測高硝酸鹽氮濃度污染(超過0.5mg/L為門檻)，其預測能力分別為91%、82%及64%。由上述結果顯示本研究發展以機率為基礎含水層脆弱度評估模式較傳統評估結果更為優異，本研究成果可提供政府劃定地下水污染潛勢範圍以及制訂污染防治與土地使用管理策略之參考。
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近年台灣因氣候變遷導致豪雨不斷，加上都市地區發展有限，逐漸向山坡地開發建設，以至於邊坡崩塌危及到人民安全之案例增多。民國97年9月28日，台北市文山區貓空纜車T16塔柱下方邊坡，在連日豪雨下發生山崩，影響到附近社區居民之安全。由於邊坡地表面與地下水位之間的土壤為非飽和狀態，當雨水從邊坡表面開始入滲到下層土壤時，會使得土壤含水量增加、基質吸力下降、孔隙水壓力上升，剪力強度減少，當土壤剪力強度降低到無法支撐土體自身重量和外加雨水重量時，易容易使邊坡沿著潛在破壞面發生崩塌行為。因此，在工程設計與防災設計時須考慮降雨入滲到非飽和土壤中對邊坡之影響。 本研究主要在探討貓空T16塔柱下邊坡之崩塌土層，在雨水入滲下對於邊坡非飽和粉土/黏土剪力強度之影響。本研究首先取得現地土樣，進行基本物理試驗與土壤水份特性曲線，瞭解土壤之物理性質與土壤在非飽和狀態下之基質吸力，並將現地擾動土樣製成重模試體，由一系列三軸試驗，如三軸常吸力(CD)試驗與三軸剪入滲試驗來獲得土壤力學性質參數與入滲行為下的破壞包絡面。
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現階段防洪預警作業技術，可藉由即時水文氣象觀測或預測資料內容，銜接水文水理模式，模擬計算得到現況與預測河川水位高程，提供防汛應變決策人員判斷之依據。但因水文氣象資料的高變異性以及洪水發生機率逐漸增加之情況下，往往因為洪水災害來得又急又快，進而造成地區應變時間減少，導致外水溢淹，造成沿岸地區民眾生命財產損失。為使地區應變時間增加，藉由即時預報平台進行淹水範圍預報已成為一種趨勢。 目前即時水情預報之架構下，其預報精確度僅至河川警戒水位，在複雜地形情況下，精確度僅能提供淹水趨勢，對於鄉鎮市區層級之防災應變決策判斷依據不夠充足，導致防災應變決策有失準之風險。而淹水模式對複雜地形預報精確度較高，可相對清楚淹水範圍及深度。如能實作整合淹水模式至即時預報平台，配合即時預報平台本身多種水文氣象資料來源及多模式架構，提升淹水預報本身之可靠度，將可於防汛作業時期提供決策者更多參考依據。 本研究將利用水利署與荷蘭Deltares Hydraulics所共同發展的即時水情預報平台FEWS_Taiwan做為模式整合架構核心，同時藉由歸納FEWS_Taiwan平台在實作整合執行之共通流程，並將其共通流程應用於SOBEK模式與開放原始碼的TELEMAC-2D水理模式。藉由FEWS_Taiwan平台整合執行共通性視點，分析兩種二維水理模式在整合執行上之資訊架構，以評估了解SOBEK模式以及TELEMAC-2D水理模式整合至即時預報平台之可行性及難易度，並於研究過程中同時研擬淹水模式整合標準流程，減少日後模式整合、維護之成本。
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台灣地區由於工商業持續發展及人民生活水準不斷提高，導致能源需求量快速成長而台灣地區由於自產能源短缺，98.2%以上原料需自國外進口，目前全世界80%的能源供應，來自於煤炭、石油、天然氣等石化燃料，有鑒於能源即將耗盡，也因應溫室氣體汙染碳排放問題，我國必須研議提升再生能源推廣目標並加速推動。相對其他開發多年的國家而言，我國小水力發電此種再生能源是較為缺乏經驗，且尚未落實的，此發電技術並非一種全新技術，但現今小水力發電成本仍然高於一般市電成本，因此本文的研究目的在於建立基礎模型在研究假設之下，模擬碳稅政策對工業冷卻水小水力發電成本效益影響之評估。 本文運用分析本國對於小水力系統開發會遭遇到的阻礙要因，並調查國內外之發展現況、案例等資料，以國內實際案例模擬分析，做為業者投資小水力發電發電產業之參考。
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現存許多古蹟及歷史建築之牆體甚多皆是以夯土材料構築而成。由於古法夯土磚體本身常存在有抗壓強度低弱、結構膠結能力不足，抗水性差等不佳性質，當年代久遠或承受自然災害，容易產生老化剝離、錯動開裂甚至坍塌等現象。目前夯土結構保修的相關文獻實不足以支應，使得古蹟及歷史建築的保護維修困難重重。本研究使用近年來逐漸展露頭腳的“無機聚合物”，取用同為自然材料的高嶺土，添加鋁、矽化合物使產生膠體，拌和不同夯土材料，製作成夯土磚材及砌築膠結漿體，以自行規劃之試體組進行直接剪力實驗，以包含傳統及新開發之不同砌築膠結漿體黏結包括古今傳統及新開發之四類不同夯土磚探討比較其抗剪性能，對於期待作為夯土結構古蹟及歷史建築修復之替代材料材料而言，所顯示的結果部分確實令人鼓舞。