中央大學土木工程學系學位論文
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礦尾渣為工業煉製二氧化鈦的副產品，為顆粒細、氯含量高之酸性物質，原以加2倍水泥造粒製成觀音石，作為道路基底層級配料。為避免觀音石內部氯離子釋出所可能造成的金屬管路腐蝕問題，本研究主要探討礦尾渣水洗除氯的程序、造粒的最佳配比、粒料的性質及CBR值等，評估取代觀音石及放寬使用限制之可行性。 研究發現僅用清水清洗對礦尾渣內的氯離子去除量有一定極限，若使用5%碳酸鈉水溶液，才能增加礦尾渣內氯離子的溶出。利用壓濾機清洗可達到氯離子殘留量在500 ppm以下。結果又發現試體的濕密度值為影響造粒強度的關鍵因素，當以水灰比0.4，水泥卅濾餅比為 1.2或1.6造粒（簡稱KYC Ⅲ），養護7天的強度可達目標強度210 kgf/cm2；KYC Ⅲ篩分析結果符合第二類型基層級配料要求，由CBR值顯示KYC Ⅲ經養護28天後，適用於道路基底層材料。
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網路虛擬城市提供使用者一個快速獲取真實世界資訊的工具。地形重建在虛擬城市中為一重要因子，當地形複雜度增加或是範圍增大時，常因資料量的增加而造成傳輸的延遲，因此有必要針對此一課題研發有效的分析處理方法，以提高地形視覺模擬的效能。本研究使用四分樹的方法建立多層細緻程度(multiple Level of Detail)的地形資料，依使用者視覺條件參數進行判斷，漸變式傳輸資料，即時成像虛擬地形。 使用單一固定門檻值進行LOD的建置，將會造成高程差異劇烈地區區塊過度分割，以及於高差不明顯處分割不足等不合理現象產生。因此本研究提出一套以動態方法決定門檻值的LOD資料產生方法；一方面利用計算不同區塊之最大最小高程，以對數方式形成LOD的門檻；另一方面，並限制每層資料中最大網格面積，以避免產生區域過大而分割不足的現象。資料傳輸方面，則以Client-Server為基本架構，使用連接導向方式(connection -oriented style)進行傳輸。此方法優點在於可確保使用者能正確地獲得有效的資料，且在傳輸發生問題時適時地發出警訊。 本研究測試區為中範圍的台中大坑地區及大範圍的全台灣地區。使用資料為網格形式的數值地形模型(Digital Terrain Model, DTM)，解析度分別為50cm及40m。將地形切割為10×19個區塊(tiles)，每個區塊為513×513 pixels。研究成果顯示，利用本研究研發的動態門檻可有效地解決分割問題，而系統亦可擬真地展示大型的地景視覺模擬。
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本論文提出ㄧ種計算地震活動變化的方法Acceleration Index (AI)應用於台灣地區，分析深度區間以及時間參數t0,t1,t2,∆tfor,∆tAfter的改變對於尋常值(Usual Mean)及近期平均值(Recent Mean)之影響，且透過AI map預測點之分布探討平均值之穩定性，最後並與PI方法作一對比。根據研究結果顯示， 時間的調整有助於了解台灣地區地震發生之平均值， ∆tfor的選取決定了與大地震有關紀錄之剔除。
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河川在自然環境中為一具代表性之生態體系。因此為維護河川中棲地型態與物種的多樣性，已成為河川保育重要的ㄧ環。本文之研究區域為台灣之卑南溪與高屏溪，研究方法以二維河川棲地模式River2D為演算核心，模擬河川流況及棲地型態之變化，對台灣棲地環境型態做定量的描述；並以台灣魚類地理分區為基礎，針對卑南溪與高屏溪研究河段之台灣特有淡水魚種棲息之水域環境條件加以探討，最後對於河川型態與棲地分布情況之關係進行分析。 兩研究河段在棲地分佈結果顯示，以生態基流量為條件下，流量Q75相較於流量Q95下，棲地擁有較為多樣的環境，對水域生物來說相對為較多元且有利的生存空間。而將兩河川之模擬流量分布範圍擴大至最大流量300cms，結果顯示，卑南溪於流量40cms至流量100cms下，其四種棲地類型分布比例較為平均，棲地組成相對穩定；而高屏溪研究河段，則於流量40cms至150cms，亦有棲地組成相對穩定模擬結果。另以棲地多樣性的角度而言，卑南溪與高屏溪研究河段分別於流量60cms及30cms下，四種棲地類型之分布比例最為平均，故此兩流量下擁有較有利於魚類的繁衍與成長之水域環境。此外，對於辮狀河川之相同趨勢而言：淺瀨(Riffle)棲地面積百分比大部分皆為四種棲地中最少者；深流(Run)棲地分布其模擬結果均有隨流量增加而增加之趨勢。而就棲地分布穩定的條件，以流量100cms以內為最佳。
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本實驗採用三支因不同部位配筋缺失而產生剪力破壞之抗彎構架試體進行RC擴柱補強，實驗補強試體主要針對於各原型試體柱與接頭配筋的缺失來進行補強設計，一根採用針對接頭的部份擴柱補強，另兩根採用全柱式的擴柱補強，其中補強試體之原型試體均已產生不同等級之破壞。藉此研究，瞭解各試體補強後對整體構架的耐震成效，以及觀察新舊混凝土交界面的滑移對補強效果的影響。 由實驗結果顯示，非韌性梁柱內接頭經由混凝土擴柱工法作補強，其強度、勁度及能量消散能力方面皆能夠得到很大的提升。對部份擴柱補強的部份，雖然強度與勁度的表現不若全柱式擴柱補強，但在韌性有表現明顯增大。三根試體皆發現有微量新舊混凝土交界面滑移，但對整體構架的耐震成效並不造成影響。
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本研究利用粒子族群演算法來研究多孔放流管的最佳設計方案，放流管內部的流速和排放口流量計算採用管流能量的方程式，計算結果並與動量法和實驗數據比較，有不錯的結果。研究案例包括均勻管徑及非均勻管徑放流管，其中優化的參數包括有擴散管長度、擴散管直徑、豎管直徑、豎管數目，提出較佳的設計組合，並建議非均勻管徑放流管的最佳管長配比及最佳管徑比例。研究結果顯示：大型的海放管設計中，非均勻管徑均優於均勻管徑之設計方式。除此之外，在相同的適合度函數下，本研究還比較粒子族群演算法和遺傳演算法的搜尋結果，以瞭解優化模式對優化結果的影響。依照本研究所提出的設計建議，不僅可維持放流水的稀釋率標準，亦可大幅降低放流管加壓站所需的加壓水頭，並且降低管內泥沙淤積情況，增加放流管使用年限。本研究針對適合度函數和各種限制式進行深入的探討，以求取海洋放流管之最佳設計組合，以作為設計放流管參考之依據。
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全球氣候暖化，對水文循環中蒸發散現象影響至鉅，而地表水分蒸發散量之預測一直是許多研究的重點。以往研究蒸發量之實驗，大多於戶外特定的實驗埸地，以蒸發皿(Evaporation Pan)或土壤測滲儀(Lysimeter)進行蒸發量之觀測，再與當時的氣象參數迴歸求得適用於該地之經驗公式。但此類研究，受限於實驗時之氣象條件，蒸發散量與時俱變，且可能會影響蒸發散的因素太多，往往不易由量測結果瞭解蒸發過程中的發生機制，亦無法釐清主要的影響參數。本研究利用風洞實驗，控制風速、淨輻射量和土壤含水量，在各種不同狀況下，進行裸土(Bare soil)水分蒸發的實驗研究，並與前人建議之蒸發量公式進行比對，俾找出較佳的土壤蒸發量預測公式，研究結果顯示風速、淨輻射量和土壤含水量皆對土壤水份蒸發有顯著的影響，且Penman Ea (1948)和Turner (1966)的潛勢蒸發散預測公式最接近風洞實驗中飽和土壤之量測結果。另利用土壤阻抗模式求得土壤阻抗係數，並代入Penman-Monteith公式計算未飽和土壤之蒸發量，其結果顯示Penman-Monteith公式可預測未飽和土壤的蒸發量。
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還原碴為電弧爐煉鋼爐碴生產過程中的副產品，並且產量龐大，屬於無機事業廢棄物，經適當處理後能發揮類似卜特蘭水泥的膠結功能，取代部份的水泥材料，達到資源化再利用的目的。 本研究利用鹼活化處理技術提升還原碴的活性，所使用之鹼活化劑為矽酸鈉及氫氧化鈉之組合，利用高pH值的特性激發還原碴膠結的能力，達抗壓強度的發展，做為混凝土製品中的膠結材料用。 還原碴的品質受煉鋼製程影響，本文針對不同採樣批次還原碴建立其膠結品質之強度檢測，評估各批還原碴是否適合於直接進行鹼活化之處理；未達標準者則利用添加20 %~30 %爐石之方式強化其活化成效。研究成果得知經鹼活化處理之還原碴，可符合卜特蘭Ι型水泥抗壓強度標準。此外，利用添加脫硫石膏於還原碴試體，可減少鹼活化還原碴試體之乾縮量。同時為掌握還原碴膠結料與細粒料之關係，進一步製作鹼活化還原碴高壓混凝土地磚，實驗得知7天抗壓強度可達國內高壓混凝土地磚之A級磚標準，證實鹼活化還原碴膠結料應用於混凝土製品之成效。
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地球系統中與人最息息相關的則屬大氣地球科學的部分，在過去研究多著重於探討自然氣候變遷所可能造成之氣象變化，而在近來之研究，已漸漸加入氣候變遷對人為環境所可能影響之區域水文循環與水文環境平衡，氣候變遷除了直接影響地表地下水文循環之外，亦會間接改變區域水文環境。 由歷史資料顯示，水文循環變化除了對降雨量與氣溫發生變化之外也影響著降雨型態的分佈；台灣北部地區歷史資料分析近20年來乾季降雨量逐漸減少，濕季降雨量逐漸增加，且降雨延時變短但平均降雨強度反而增加，相對的導致集水區洪峰流量變大，洪峰流量變大將使得土壤沖刷的情況更加劇烈，土壤中的氮、磷物質更容易沖刷出，使得非點源汙染量的增加，而集水區營養鹽物質的多寡也將影響到集水區優養化的現象。 因此本研究目的在分析前人研究的未來降雨量與氣溫，並且加入降雨型機率的因素，探討過去的降雨機率與未來降雨機率的變化，並以GWLF 水質模式模擬氣候變遷下的集水區水理變化及營養鹽改變情況，探討各個因子受氣候影響之可能性，進而利用可能發生的氣候與環境變遷情境，評估對環境可能造成的衝擊影響，以利未來研擬適當的調適措施，供環境管理者管理水質狀況。 研究結果顯示，台灣北部與中部地區降雨機率變化為不相同的，翡翠水庫降雨機率為越來越集中的趨勢，石門水庫確是越來越分散，而中部濁水溪流域玉峰橋則是呈現連續降雨減少的變化。並且經由數值模擬結果顯示集水區入流量在未來為減低的變化，氮、磷濃度則是增加的趨勢。
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在台灣多山情況下，隨著東西向橫貫公路系統建設陸續完成，貫穿山區的長隧道也隨之增加，如已完工通車之國道五號北宜高速公路與北二高等均有不少隧道工程，不久前開放通車的雪山隧道即為一指標性代表。隧道本身為一半封閉空間，不同於一般開放式路段，除需設置通風、照明、監視設施等，其道路幾何設計與交通狀況也較一般道路特殊敏感。行車安全為公路長隧道最重要課題之一，然而影響行車安全包含之因素，除對安全威脅程度較高之火災與危險物品外溢等事件外，尚包含意外事故、車輛故障、施工維修，甚至交通擁塞等。廣義而言，凡是造成隧道中車輛曝光量異常增加者，均會提高其行車風險，因此須加以適當的管理控制，以維護隧道行車的安全。 本研究針對雪山隧道之車流特性進行分析，並考量隧道安全與行車效率下，探討不同控制策略對行車效率之影響，透過不同績效值之評定，提供管理者做為決策之參考。在策略研擬方面，本研究考量以效率、安全為導向，以流量管制、隧道內之平均速度控制做為控制目標，並以旅行時間、隧道入口前延滯時間、等候效應來評估各項策略。經由一系列的評估分析，本研究結果顯示，隨著管制進入量的減少或通過隧道內平均速度增加，隧道入口前之每輛車平均延滯時間、等候持續時間、通過隧道時間、最長等候線長度與等候線消散時間皆隨之增加，而隧道內行駛旅行時間越短。