載重效率對於未飽和土壤壓密過程之影響評估

Translated title of the thesis: An Assessment of the Loading Efficiency on the Process of Consolidation in Unsaturated Soils
  • 鄧 教弘

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

由於台灣水資源在乾濕季分佈的不平均,抽取地下水成為最快速且方便的供應選項,但因為早期國土保育的概念較為欠缺,導致過度抽取地下水造成地層下陷,近年來由於重大的交通建設發展,地表結構物的荷重對於下陷區域的影響也成為一項重要的議題。因此,若能將理論解析分析土壤壓密的量化結果應用在實際的工程現地上,對於日後解決工程問題應當有所幫助。在從事土壤壓密的研究通常以Terzaghi (1925)及Biot (1941)的研究為主要的依據,然而此兩理論在初始孔隙流體壓力的建立上有很大的差異,也就是載重效率(loading efficiency)的影響。前者(Terzaghi)假設載重一開始是全部由流體承受並不考慮載重效率,後者(Biot)假設載重一開始由流體承受的部份是由載重效率所決定。因此,本研究利用Lo et al (2014)所發表的一維未飽和土壤孔彈性壓密理論進行研究,並且探討在考慮有無載重效率的存在對於孔隙流體壓力的消散及土壤的總沉陷量之影響,外部載重分為固定載重與震動載重。 本研究模擬的初始水飽和度分別為0 7、0 8及0 9,從數據結果可以看出,當載重作用初期(T=1min),土壤的無因次孔隙水壓在有考慮載重效率時比較小,但是當壓密時間為一天時,兩者模擬的結果卻非常接近,而土壤的總沉陷量在壓密初期也有明顯的不同,當壓密到達穩定時,模擬出來的結果卻是一樣的,以黏土為例(初始水飽和度=0 9,外部載重為固定載重,邊界條件為上排水邊界),當壓密時間為0 5小時,有無考慮載重效率時之土壤總沉陷量相差66 34%,而當壓密時間到達2 5小時,總沉陷量只相差4 44%。外部載重為震動載重時,壓密初期沒有考慮載重效率時之土壤的總沉量會出現負值,這並不符合物理現象,但是當壓密到達穩定時,有無考慮載重效率之結果卻是一樣的。因此,由本研究結果可知若要探討未飽和土壤初期壓密的影響,則必須考慮載重效率的作用。
Date of Award2016 Sep 2
Original languageChinese
SupervisorWei-Cheng Lo (Supervisor)

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