• 學位論文

以少量水泥改良軟弱粘土壓密性質之研究

摘 要 近年來，台灣人口的增長，使得土地的利用已經到達了飽和狀態，致使不得不選擇在高含水量的軟弱地盤上構築結構物，為了使軟弱地盤穩固需進行地盤改良，而以水泥深層攪拌工法為常用且成效頗佳之地盤改良工法，國內外都有相當多的案例。文獻中有關於土壤-水泥的性質多止於強度，甚少見到壓密性質的資料。 本研究以石門水庫淤泥、高嶺土及關渡薄管土樣進行基本物理性質試驗、X-Ray分析及CMO試驗，再以低水泥配比製成全部拌合及局部半高拌合試體，進行單向度壓密試驗與無圍壓縮試驗，來研究現地土層全部改良及半高複合土柱改良的壓密性質。 試驗結果顯示：(1)土壤-水泥之預壓密應力會隨水泥含量及養治時間之增加而增加；(2) 土壤-水泥之Cα/Cc與原狀土之Cα/Cc比較有下降的現象，全部拌合之Cα/Cc約原狀土0.4倍、局部拌合之Cα/Cc約原狀土0.7倍；(3)全部拌合方面，水泥含量越高則Cα/Cc越高，局部半高拌合方面，水泥含量越高則Cα/Cc越低；(4) 在壓密係數方面，cv會隨水泥配比量、養治時間及壓密應力之增加而降低，在高壓密應力下會降低至約原狀土0.8倍； (5)在預壓密應力方面，三柱半高改良較單柱半高改良為佳；(6)在滲透係數方面，土壤-水泥之滲透性隨水泥含量的增加而降低，在σ’v<σ’p 情況下，平均kv約原狀土0.6倍；在σ’v>σ’p 情況下，平均kv約原狀土0.7倍；(7) 利用全部拌合沉陷量來估算局部拌合沉陷量(σ’v<σ’p)，有良好的一致性，平均估算沉陷量S(calculate)為量測沉陷量S(measure)之0.8倍。

• 學位論文

以FLAC程式探討剛性擋土牆於不同位移型式之側向土壓力分佈

擋土牆為土木工程中常見之擋土結構系統，應用於穩定及擋護由挖掘或填築而成之永久性岩面，而為了能設計安全又符合經濟效益之擋土牆，必須要能先預測有多少側向土壓力作用於擋土牆上，以及擋土牆後側向土壓力分佈情形。側向土壓力對於擋土牆型式及結構設計上為一重要之輸入值，側向土壓力之設計值現今普遍使用Rankine & Coulomb於剛性擋土牆之理論解。而影響側向土壓力分佈之因子有擋土牆、背填土材料特性、擋土牆與背填土間之界面特性、背填坡角傾角、額外動靜力加載、及地下水位等；而傳統理論解只考慮簡單及理想情況，並未考慮到這些複雜情況。 因此本文擬採用FLAC程式，其能精確考量背填土之變形行為及在複雜狀態下來探討擋土牆後土壤之互制行為。本論文首先考慮背填坡傾角α= 0°時，分別探討兩種背填土壤於三種不同擋土牆位移型式下之主動/被動側向土壓分佈及滑動破壞面情形。三種不同擋土牆位移型式有：1) 對牆底旋轉 (RB移動型式)：即擋土牆之側向位移以線性漸增；2) 牆平移 (T移動型式)：即擋土牆之側向位移等距增加；3) 對牆頂旋轉 (RT移動型式)：擋土牆之側向位移呈線性漸減等三種類型。並考慮背填坡傾角α≠ 0時之情況，探討α=5°、α=10°及α=15°時之情況，以FLAC程式計算擋土牆後之側向土壓力分佈及滑動破壞面情形。並探討背填坡傾角α≠ 0時之極限破壞背填坡傾角之情形。並和方永壽與Ishibashi於主動狀態下之模型實驗解比較。 結果顯示FLAC數值解之側向土壓力在RB移動型式下非常接近Rankine & Coulomb之理論解，T移動型式次之，RT移動型式差異最大；破壞滑動面在RB移動型式及T移動型式為直線，在RT移動型式較接近螺線；而擋土牆後側向土壓力之合力作用中心，RB與T移動型式較接近Rankine理論解，RT移動型式則差異較大。與方永壽之模型實驗比較，當接近極限狀態時兩者較為接近。

• 學位論文

精細時間積分法於結構問題之應用

本文主要利用有限元素法配合精細時間積分法處理彈性結構(連體)的靜、動力問題，其中靜力問題利用時間積分法配合運動阻尼模擬(每一個時間步程的末速度設為零，當成下一個時間步程的初速度)，動力問題則假設每一個時間步程的末速度為下一個時間步程的初速度。 利用精細時間積分法模擬問題時，首先將有限元素空間半離散的二階運動方程式降階變成一階聯立微分方程式，再用數學解析，配合矩陣的2N計算法求對應的解析解，因此該方法幾乎可以視為聯立微分方程的解析計算方法。 由於精細時間積分法為解析的計算法，所以沒有高頻消散能力，對於實際問題的模擬，為了能夠降低(或逐漸減少)物體因空間半離散所產生的不正確高頻反應，在模擬前先做分析模型基本振動頻率分析，再根據分析模型自然振動頻率的分佈，配合適當雷利阻尼(Rayleigh damping)的選取，使得精細時間積分法亦具有高頻消散的能力。同時根據精細時間積分法的穩定性和精確度分析，可知該法為無條件穩定、高精確度的計算方法(再配合雷利阻尼也可以有高頻消散的效果)，同時也是顯性的計算法。

• 學位論文

既有鋼筋混凝土結構功能設計法耐震能力評估之探討

921集集地震發生後，喚起了人們對地震災害的重視，而如何決定建築物耐震能力成了非常重要的課題。在國內，內政部建研所公佈了兩套耐震評估法，分別為88年公佈的「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估法及推廣」【3】及85年公佈的「既有鋼筋混凝土建築物耐震能力評估手冊」【4】，目前以88年文獻3其理論架構較為完善，所以較為大家所接受。而最近世界興起了一種性能式耐震評估，它是一種以非線性靜力分析的方式，去分析結構物在不同地震水準之下的性能表現，有別以往以設計地震力的方式，性能式耐震評估能真實反應出實際結構物的能力，著名的有美國ATC-40、FEMA273，本文即以ATC-40性能評估法來針對四個案例做分析，並引入時間歷時分析加以驗證，此外也使用國內兩套耐震評估法來做評估，藉此比較三者的異同。

• 學位論文

隧道開挖滲流現象之模擬

臺灣西部之台地與山麓丘陵地多為卵礫土石所構成，然而有關卵礫石層之工程特性，並不若土壤與岩石般已有相當之研究成果可供參考。目前國家推動多項交通建設當中，部份工程需於卵礫石層中施工；因此卵礫石層之工程特性將是未來亟待研究之課題。 本研究之目的在應用三維地下水數值模式於八卦山隧道附近地下水流況之模擬。在數值模式之建立與求解方面，本研究利用美國楊百翰大學與美國陸軍水道工程試驗站所共同合作發展的GMS介面中之FEMWATER模組為主體，並將現場蒐集所得之相關水文地質參數一一輸入介面中，利用介面之圖形輸出功能建立一個符合現地自然狀態之概念與數值模式。數值模式建立完成後，需先求出最佳的地質及水文參數，使其儘可能接近模擬區域的真實狀態；待最佳參數選定後，再利用此三維數值模式進行隧道開挖情況之模擬。 本研究之數值模擬主要在針對隧道上方豎井開挖時其所需進行之地下水位降低措施，以及隧道開挖時的滲流量推估，模擬所得之結果可供施工之參考。

• 學位論文

集水區可能最大洪流量之研究

中文摘要 最大洪流量的發生與最大降雨有著密不可分的關係。本文嘗試以可能最大降雨量，配合雨型設計和類神經網路來推估集水區可能的最大洪流量。 首先，以類神經網路(Artifical Neural Network，簡稱ANN)來推測石門水庫集水區在颱風來臨時的洪水流量。先架構一個四層神經網路，其中包含了一個輸入層、二個隱藏層以及一個輸出層的倒傳遞神經網路(簡稱BPN)。將各雨量站之逐時回報的雨量資料做為輸入值，集水區流量做為輸出值。利用倒傳遞運算法則可以修正調整ANN的權值建立降雨—逕流模式，進而預測洪峰到達時間與洪峰量。 本文統計近二十年颱風雨量資料，依設計雨型之方法設計出各雨量站的雨型。最後以石門水庫為例，依可能最大降雨量，做為降雨—逕流模式之輸入值，推估石門水庫在各個延時可能發生的洪流量。模擬之結果發現，以延時48小時之最大降雨量1994 mm，其最大洪流量約為12000 cms。