波浪引致砂質海床中孔隙水壓變化

摘要

由於動態海洋環境施加於海床及構造物之反覆作用力會造成海床之孔隙水壓增加，孔隙水壓之增加會造成有效應力降低，進而降低海床土壤剪力強度，導致基礎承載力下降，甚至造成海床液化。為避免剪力強度不足之狀況發生，評估孔隙水壓之累積量有其必要性。 孔隙水壓依其激發行為分作振盪孔隙水壓與殘留孔隙水壓，本研究針對殘留孔隙水壓，以數學模式描述透水海床土壤；考量土壤受反覆作用力下之永久塑性變形行為，引入土壤體應變模型至控制方程式中，再以符合現地狀況之邊界條件與初始條件進行求解後，求得波浪引致海床孔隙水壓隨時間之累積量。 本研究開發之孔隙水壓計算模式需要七個參數以進行計算，分別為滲透係數、孔隙率、流體單位重、流體壓縮性、第一次體應變、體應變冪常數及作用週期。其中第一次體應變及體應變冪常數需進行排水條件下之動態三軸試驗以求得，其餘五個參數則以土壤力學之基本物性試驗求得。本研究亦對模式中使用之七個參數進行模式參數敏感度分析，釐清本模式所使用之各參數變化對於孔隙水壓之影響。 本研究經由不排水反覆動態三軸試驗結果進行模式之驗證，驗證結果相當良好。本研究同時模擬室內造波渠道試驗，模擬結果亦相當符合，顯示出本模式於實際波浪環境下之適用性。利用本研究開發之模式可進行暴風條件下之海床累積孔隙水壓估算，進而評估海床之穩定性，以供海工結構物之設計參考。

獎項日期	2014 8月 9
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Yu-Shu Kuo (Supervisor)