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卵礫石層直接剪力試驗與垂直平鈑載重試驗之離散元素法數值模擬

本文旨在以數值模型進行大型試驗之模擬與參數探討。直接剪力試驗為簡易且可快速獲取土壤剪力強度的常用方法，而垂直平鈑載重試驗能觀測現地土壤的承載能力，根據Prandtl（1921）基礎承載理論，土壤內摩擦角為估計基礎承載力的重要依據。 褚炳麟（1996）研究將卵礫石層依平鈑載重試驗應力-沉陷關係，分成三類。第一類，呈線性關係，卵礫石顆粒相互接觸，第二類，僅部分卵礫石相互接觸，若稍加夯實承載力即大幅提升，第三類，顆粒間沒有明顯接觸，與細顆粒土壤行為類似。而宜蘭牛鬥橋結果呈上凹趨勢，似乎沒有可分類情況，故於本研究中加以探討。 由於大尺寸現地試驗中，土壤的受力行為不易直接觀察，並且較難以室內縮尺實驗表現。因此，本研究以離散元素法進行模擬分析，使用PFC2d (Particle flow code2d)程式。本研究首先擬合宜蘭舊牛鬥橋試驗之結果，以確認模型之正確性，後續探討微觀參數對巨觀行為之影響，而後利用顆粒旋轉判斷破壞弧範圍。 試驗結果顯示:（1）牛鬥橋現地平鈑載重試驗之應力-沉陷量關係，其上凹趨勢屬尚未達降伏部份，持續加載後方有明顯尖峰值與殘留應力區間產生。（2）藉由紀錄顆粒旋轉量，發現卵礫石層之破壞弧將延伸超過規範之基坑寬的4倍鈑寬。（3）對於卵礫石層而言，直剪試驗獲得之內摩擦角與垂直平鈑載重試驗之極限承載力，受輸入顆粒勁度影響較大。

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整合RGB-D感測器與單眼數位相機的室內環境點雲模型重建

近年來室內建模技術快速發展，以攝影測量而言，傳統主流方式是利用多張高解析度影像進行特徵萃取及匹配，建構空間中三維點雲及模型，然而影像式三維重建在特徵不足的室內環境中將無法獲取足夠的空間點雲資料。RGB-D 感測器由於可以同時獲取彩色影像及每個像元的深度資訊，即使在特徵不足區域也能有相對應之點雲資料，因此在電腦視覺領域中逐漸成為一新興發展的室內測繪工具。但其缺點是資料獲取上有範圍限制，且影像解析度較低。進行室內測繪時，不論是以影像的方式或RGB-D直接獲取場景資料，皆有其特長及缺陷，因此本研究期望發展一套整合RGB-D感測器及單眼數位相機的測繪系統及流程，整合兩種儀器的優點相輔相成，建構出完善的室內三維點雲模型。 本研究使用微軟所開發的Kinect作為RGB-D感測器的測試儀器，整體程序主要分三大項目：(1) 透過運動探知結構 (Structure from Motion, SfM) 演算方式，將所獲取的彩色影像重建拍攝當時的相機位置及參數，藉由單眼數位相機提供的高解析度影像，提高影像交會解算精度； (2) 利用基於多視角立體(Clustering Views for Multi-view Stereo, CMVS)理論所開發的軟體套件重建場景之稠密性匹配點雲模型； (3) 根據解算時所萃取的特徵點坐標，以隨機抽樣一致算法 (RANdom SAmple Consensus, RANSAC) 篩選特徵點，運用三維的相似轉換，將Kinect所獲取之每幅點雲資料與重建的密匹配模型整合至同一坐標系統當中。研究的實驗成果顯示，利用本研究所開發的整合系統流程所建構出的室內點雲模型，縱使在無特徵處，也能擁有完善的點雲資訊；而RANSAC的篩選程序，能有效改善轉換參數成果精度並穩定最終整合點雲模型的品質。

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供應商管理庫存水準暨補貨規劃之研究

近年來，隨著商業環境的快速變遷，使得企業在經營上為了保持市場競爭力，必須提供充足的貨源以隨時能滿足市場的需求變動。因此，若能實施供應商管理庫存系統，且建立良好的補貨水準控管策略，將可以更有效率地進行存貨管理，進而降低整體成本及提升業者營運效率。目前實務上在對於存貨水準的控管仍依賴相關作業人員之經驗與主觀判斷，如此難以瞭解規劃結果之整體最佳性。緣此，本研究以系統最佳化觀點，考量系統總成本最小化為目標，針對存貨水準上下限控管與隨機性需求之問題，發展確定性需求存貨水準上下限控管模式、隨機性需求存貨水準上下限控管模式，以期能提供給決策者進行最佳的補貨水準控管的規劃。本研究利用網路流動技巧及數學規劃方法以構建所有模式，並根據問題特性加上適當的目標式及限制式，以滿足實務的營運條件，此二模式可定式為含額外限制之整數網路流動問題，屬NP-hard問題。因此本研究利用問題分解及合併策略，且配合CPLEX軟體，發展適合的啟發式解法。最後，本研究以連鎖零售業者為立場，針對單一供應商對多個零售商為例，進行範例測試與敏感度分析，進而提出結論與建議。

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鋼絲網加勁高韌性纖維混凝土於RC梁構件剪力補強研究

本研究之目的為評估使用鋼絲網混凝土(Ferrocement)結合PVA(Polyvinyl alcohol)纖維於補強梁構件之效益，透過垂直反覆加載試驗，觀察比較梁構件補強前後之耐震行為表現， 研究中共規劃設計了六支懸臂梁試體，以及五種不同補強護套，以探討使用不同尺寸之線網與有無添加纖維對補強之影響。 由試驗所得之數據結果，透過遲滯迴圈圖、裂縫發展狀況、臨界斷面之轉角、能量消散比、鋼筋降伏情形、以及混凝土矩形應變塊，探討比較各試體之耐震行為與各補強方法之補強效益。實驗結果顯示，試體經過補強後其整體耐震行為表現皆能有所提升，其中以使用一層鋼筋網搭配工程水泥基複合材料(Engineered Cementitious Composites)之補強方式(B-F-1S-ECC)，為最具補強效益之方法，其使試體之極限載重與位移分別提升28%與167%，且於加載位移4%時，擁有27.5%的能量消散比，能有效提升結構整體之耐震消能能力。

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以離散元素法探討加勁砂土層在淺基礎受載重下之力學

台灣地狹人稠，都市土地之有效利用為工程師們的一大挑戰，因為台灣 位於歐亞板塊與菲律賓板塊交界，活動斷層附近之土地利用更需了解斷層 錯動對附近工程設施之影響。斷層錯動造成地表變形可能會引起過大角變 量，導致斷層上方或是斷層附近的建築物損壞並導致結構物坍塌，由於此類 災害不可避免，如何利用大地工程之減災措施來降低人財損失為近年來重 要的研究課題。 前人研究中大部分以有限元素法模擬斷層錯動之力學行為，然而利用 有限元素法可能無法處理或模擬斷層錯動時造成之大變形以及裂縫產生與 延伸無法有效於模型中觀察，所以本研究利用離散元素法，使用 PFC2D 軟 體，模擬基礎載重下土壤承載力微觀變化與斷層錯動後斷層上部覆土之位 移情形。廖泓韻(2013)研究中提到顆粒接觸勁度、剪切勁度以及顆粒基本摩 擦角對整體之宏觀摩擦角有關;Sawwaf(2010)以有限元素模擬地工格網在砂 土層平板加載的加勁效果，並以物理實驗比較，本研究利用廖泓韻之參數做 原始建模，並於模型中鋪設地工格網進行平板加壓，再以 Sawwaf 物理試驗 之結果做參數驗證，最後利用已驗證之參數進行不同摩擦角土壤承載力模 擬，再以改良的模型模擬不同的層數、格網寬度及格網位置做承載力比較。

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Performance Improvement of Semi-rigid Moment Frame with Curved Dampers

抗彎框架具有顯著的延展性從而在抗震設計是常用的。然而，由於較低的剛度和結構強度過度變形限制了系統的適用性。提高了系統的結構性能，一個鋼彎曲阻尼器，提出了這項研究。彎曲的阻尼器設計成能放置在梁到塔的區域。風門行為是由它的兩端之間的長度和角度的約束。為了更好地理解上的結構性能的增強彎曲阻尼器的效果，一系列循環載荷試驗進行的。結果發現從試驗結果可知，阻尼器強度較高時風門的角度較小。也有人從結果的比較觀察到，在強度，剛度和能量耗散顯著改進時所提出的彎曲阻尼器加入到該抗彎幀得以實現。最後，彎曲阻尼器的有效的設計建議，提出了工程實踐。

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地中壁之地表加載液化防制效果 之離心模型試驗

摘要 台灣位於地震帶，液化是伴隨地震而來的災害，而地中壁是非常有效的防治方法，原理是以剛性壁體限制土體在地震時之變形量，使超額孔隙水壓比(Ru)小於1.0，就可達到防治效果，即使地震太大產生液化，也可束制地基土壤不使產生側向流動破壞，控制其沉陷量。 本研究以50g之離心試驗和振動台，進行八組組地中壁液化防制效果之離心模型試驗，沿用許漢維之地中壁模型，並加上5t/m²和10t/m²載重塊和蓋板使用，試驗進行中擷取加速度計、孔隙水壓計、土壓計、線性差動可變變壓器(LVDT)所量測到的動態數據探討(1)加速度放大倍率隨深度變化；(2)不同深度超額孔隙水壓激發與消散行為；(3)地表沉陷量歷時；(4)壁體所受側向總應力歷時等課題。 研究結果顯示:(1)土壤在未達到液化狀態時，振動加速度由基盤至地表有放大趨勢；(2)在自由場加上載重塊在小振動時，可以抑制土壤液化；(3)在地中壁插入承載層時，如果加上剛接頂板，可以有效減少沉陷(4)加上載重塊時，可以加速超額孔隙水壓之消散。 關鍵字：液化防制、地中壁、土壤液化、地工離心機、加速度放大效應、沉陷量、超額孔隙水壓、殘餘應力

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煤灰地盤液化改良工法離心模型試驗之研究

大部分的火力發電廠是以燃煤產生熱能發電的。燃煤除了發電外，也產生煤灰，但基於環保要求，煤灰不得運送至廠外處理，故以水力回填的方式將煤灰運送至鄰近發電廠的海邊進行回填，便形成了煤灰地盤。大型火力發電廠利用鄰近回填的煤灰地盤進行擴建。但是台灣地震頻繁，對於細料含量高的無塑性煤灰來說，是相當容易發生液化的。因此為了擴建的需要，台中及林口的火力發電廠分別進行了擠壓砂樁以及排水礫石樁來改良煤灰地盤。但對於淺層煤灰之擠壓效果不佳，也無法觀察確認其排水效果，因此需要針對煤灰地盤進行模型試驗。 為瞭解改良後的煤灰地盤在地震作用下的液化潛能，本研究以離心試驗模擬改良後的煤灰地盤受震反應，並以加速度歷時、水壓歷時、沉陷量來瞭解受震後的煤灰液化特性液以及改良工法對煤灰地盤的排水效果。根據試驗結果所得結論為:(1)不論是排水砂樁或是排水礫石樁，樁距2.5公尺與3公尺之改良效果無明顯差距；(2)煤灰液化時，顆粒容易被帶進礫石樁內，導致礫石樁排水效果不佳；(3)包覆濾層能有效防止煤灰顆粒滲入礫石樁內，且能減輕淺層煤灰地盤液化的情形。

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基樁受側向載重之模型試驗設計與分析

台灣地狹人稠，由於風力發電機運作時會產生噪音，因此並不適合建造於西部沿岸，必須發展離岸風力發電，而離岸風力發電機於海上必須承受反覆側向載重的作用，例如風力、波浪力等週期性之水平力，因此本研究設計出一套可進行側向載重試驗之設備，並使用鋁製模型樁進行一系列之側向載重試驗，探討模型樁受側向載重作用時基樁－土壤間之互制力學行為。 本研究使用之砂土試體為取自台灣中港溪下游之竹南海邊乾砂，共進行五組試驗，兩組極限側推載重試驗，樁底條件為固定端；一組極限側推載重試驗，樁底條件為自由端；兩組反覆側推載重試驗，樁底條件為固定端，反覆載重作用週數分別為一千次及一萬次。首先進行極限側推載重試驗，由樁身應變計量測之樁身彎矩，代入回歸分析方法分別微分與積分求得土壤反力與樁身變位沿深度分佈函數，建立砂土之p-y曲線，進一步與前人研究比較，並歸納出此樁－土系統之地盤反力係數參數。使用極限側推載重試驗結果，決定反覆側推載重試驗之載重振幅，建立反覆載重作用砂土之p-y曲線，歸納出地盤反力係數隨反覆載重作用週數變化之特性，並由樁頭之載重與位移關係曲線，探討此樁－土系統受反覆側向力後之樁頭勁度與累積殘留位移。

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Horizontal Permeability of Clay Mixture at Large Shear Deformations

日本東北大地震造成福島第一核電廠受到極大的損害，並產生了許多帶有核輻射污染的廢棄物。為了解決此問題，日本政府決定興建離岸廢棄物處理場，有別於一般的處理廠，含輻射之廢棄物具有更高的危險性，需要經過試驗以制定更嚴格的建設條件。在廢棄物封存的部分，為了防止放射性物質在衰變至安全範圍內(半衰期)就滲透到環境之中，封存所使用的材料是非常重要的，經過簡易的計算，封存材料的透水係數必須小於 ，而前人研究顯示，黏土加上皂土的黏土複合材料可以滿足此建設計畫所需的目標。但是依然有一些問題值得我們去關注，如果發生自然災害(如海嘯、地震等等…)，封存材料有可能會因為受到極大的剪應變而使得透水係數產生變化。 本研究為了瞭解黏土複合材料在受到大剪應變的情況下透水係數的變化，發展了一套對土壤用的新試驗方法，名為中空扭剪透水試驗(Hollow Cylinder Torsional Permeability Test)，相對於三軸試驗，此試驗方法藉由施加扭剪的方式來模擬土壤承受地震力時的應力狀態，本研究也提出了一種新方法來測量土壤橫向的透水係數。本研究主要結論為：(1) 藉由加入皂土可以降低黏土的透水係數；(2) 一個測量土壤橫向透水係數的試驗被提出，橫向的透水係數約為縱向的1.5到2倍；(3) 經過剪應變的施加，試體的橫向透水係數並無增長的趨勢，顯示剪應變對此封存材料的透水係數變化影響並不明顯。