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研究生: 許凱傑
Kai-Jie Hsu
論文名稱: 砂土層深開挖之有限土體一維簡化分析法之探討
Study of 1D Simplified Analysis Method for Deep Excavation in Sand under Limited Soil Space Conditions
指導教授: 林宏達
Horn-Da Lin
口試委員: 王建智
Chien-Chih Wang
呂芳熾
Fang-Zhi Lu
李安叡
An-Jui Li
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 206
中文關鍵詞: 砂土層深開挖深開挖有限土體一維簡化分析法
外文關鍵詞: Deep Excavation in Sand, Deep Excavation, Limited Soil Space, 1D Simplified Analysis Method
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  • 本研究為探討深開挖之有限土體效應,而有限土體效應將會引致側向土壓力減少及壁體變位變小之現象。業界常使用一維軟體進行開挖分析,而本研究團隊已建立適用於黏土層之一維簡化分析圖表。本研究將以此為基礎,建立一個適用於砂土層開挖之一維簡化分析圖表。
    本研究彙整一系列砂土層開挖之有限土體分析適用範圍:鄰房距牆比L/He≦0.7,鄰房深度比Ha/He≧0.5,鄰房寬度比W/He≧3或是鄰房具備足夠勁度。將以上砂土層開挖之有限土體適用範圍及特性與黏土層結果進行比較。根據有限土體效應引致側向土壓力減少為概念,藉由側向土壓力比(Lateral Pressure Ratio,LPR)及主動土壓力公式,推得折減後之有限土體等值主動土壓力係數K,並建立砂土層一維簡化分析設計圖表(Rd* vs. L/He)及方法。
    最後,採用本研究之砂土層有限土體一維簡化分析法,對高雄O7車站之有限土體假設案例進行分析,並探討此一維簡化分析方法之可行性。


    This study aims to investigate the finite soil effects in deep excavations, where these cause reduction in lateral earth pressure and wall deformation. The industry commonly employs one-dimensional software for excavation analysis. In this research, the team has already developed a one-dimensional simplified analysis chart applicable to clay. Base on this, the study will establish a one-dimensional simplified analysis chart suitable for deep excavations in sand.
    This study compiles a series of finite soil analyses applicable to deep excavations in sand. The applicable ranges for these analyses are as follows: the closer the L/He≦0.7,the deeper the Ha/He≧0.5,the wider the W/He≧3 or as long as the overall stiffness is sufficient. The results and characteristics of the finite soil analyses for sand are compared with clay. According to the concept of reduced lateral earth pressure due to finite soil effects, the lateral pressure ratio(LPR) and the active earth pressure formula are applied to calculate the reduced equivalent active earth pressure coefficient(K). Based on this, a one-dimensional simplified analysis chart (Rd* vs. L/He) and method are established for sand.
    Finally, this study will apply the one-dimensional simplified analysis method for finite soil effects in sand to analysis a hypothetical case of the Kaohsiung O7 Station. The goal is to explore the feasibility of this method.

    論文摘要 目錄 表目錄 圖目錄 第一章 前言 1.1 研究背景與目的 1.2 研究內容與架構 第二章 文獻回顧 2.1 深開挖工程特性 2.1.1 開挖引致擋土牆變形行為 2.1.2 開挖引致地表沉陷特性 2.2 有限土體對深開挖之影響 2.2.1 有限土體影響因子 2.2.2 砂土層開挖之有限土體對壁體變位影響及適用範圍 2.2.3 有限土體影響深度 2.3 有限土體引致之側向土壓力評估 2.3.1 傳統有限土體側向土壓力計算法 2.3.2 有限土體極限平衡法 2.3.3 有限土體數值分析法 第三章 砂土層開挖之有限土體二維分析探討 3.1 砂土層開挖案例簡介及二維數值分析 3.1.1 二維分析軟體PLAXIS 2D介紹 3.1.2 高雄捷運O7車站案例概況 3.1.3 PLAXIS 2D自由場參數率定 3.1.4 自由場二維數值分析結果 3.2 砂土層開挖二維有限土體效應探討 3.2.1 二維有限土體假設案例分析 3.2.2 砂土層開挖二維有限土體效應探討 3.2.3 砂土層開挖二維有限土體適用範圍探討 3.2.4 砂土與黏土層開挖二維有限土體效應比較 3.2.5 二維有限土體之側向土壓力探討 第四章 砂土層開挖之有限土體一維分析探討 4.1 高雄O7車站一維數值分析 4.1.1 TORSA3軟體介紹及分析模式 4.1.2 主動及被動土壓力計算 4.1.3 TORSA3自由場數值參數 4.1.4 TORSA3自由場一維分析結果 4.2 以側向土壓力比推求有限土體之等值參數 4.2.1 有限土體一維分析參數選擇 4.2.2 有限土體一維分析結果 第五章 砂土層開挖之有限土體一維簡化分析法之研擬及驗證 5.1 假設案例數值模型建立 5.1.1 假設案例設計概念及介紹 5.1.2 PLAXIS 2D數值分析參數及模型 5.1.3 TORSA3數值分析參數及模型 5.2 自由場分析結果比較 5.2.1 壁體變位 5.2.2 側向土壓力、彎矩及剪力 5.3 PLAXIS 2D之有限土體分析結果與探討 5.3.1 假設案例之有限土體場壁體變位 5.3.2 假設案例之有限土體場側向土壓力 5.4 有限土體一維簡化分析法 5.4.1 有限土體一維簡化分析法之折減係數Rd* 5.4.2 現有一維簡化分析法 5.4.3 本研究研擬之一維簡化分析法 5.5 一維簡化分析法之應用及結果探討 5.5.1 高雄O7車站有限土體假設案例分析步驟 5.5.2 高雄O7車站有限土體假設案例應用結果 第六章 結論與建議 6.1 結論 6.2 建議 參考文獻

    1. 內政部營建署,「建築物基礎構造設計規範」。
    2. 吳孟蓉(2020)「以實際開挖案例進行有限土體深開挖一維簡化分析法之研究」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    3. 吳智偉(2017)「鄰近建物深開挖有限土體效應之案例探討及應用」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    4. 林宏達,陳建勝,林永光,呂芳熾,黃一昌,林建宏(2012),「沉積土層深開挖有限土體引致之土壓力分析與案例探討」,地工技術,第133期,第65-76頁。
    5. 姚仁川(2005),「高雄地區深開挖工程行為研究-以高雄捷運O6、O7、O8車站為例」,碩士論文,國立高雄應用科技大學土木工程與防災科技研究所。
    6. 張智淵(2021),「以三維分析結果精進有限土體深開挖一維簡化分析法之研究」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    7. 郭家豪(2018),「深開挖有限土體影響因子分析及應用」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    8. 郭峻諺(2019),「以二維方法建立有限土體深開挖之一維簡化分析法」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    9. 陳建勝(2010),「深開挖有限土體引致之土壓力分析與應用」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    10. 黃世倫(2014),「台北捷運深開挖案例之有限土體效應探討與分析」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    11. 黃宗豪(2012),「砂質土壤性質對深開挖行為影響之研究」,碩士論文,國立高雄應用科技大學土木工程與防災科技研究所。
    12. 詹絢存(2012),「以數值方法分析深開挖有限土體對土壓力之影響」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    13. 廖元敬(2011),「深開挖有限土體分析模式評估與應用」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    14. 廖昱傑(2022),「以數值分析方法探討砂土及黏土層開挖之有限土體效應並精進一維簡化分析法」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    15. 劉日晏(2013),「以數值方法探討有限土體對深開挖之影響」,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程系研究所。
    16. 歐章煜(2017),「深開挖工程分析設計理論與實務」,科技圖書出版。
    17. 冀樹勇、王建智、陳錦清(1999),「RIDO程式之最佳化土壤參數之探討」,地工技術雜誌,第75期,pp.61-76。
    18. 王建智、黃正忻、詹勳山(2001),「高雄地區深開挖土層參數之最佳化分析」,技術學刊,第十六卷,第4期,pp.641-649。
    19. Clough, G. W. and O’Rourke, T. D.. “Construction induced movements of in situ walls”, Specialty conference on design and performance of earth retaining structure 1990, pp 439-470(1990).
    20. Duncan, J.M. and Chang, C. Y..“Nonlinear analysis of stress and strain in soils”, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 96, No.5, pp.637-659(1970).
    21. Hsieh,P.G., and Ou,C.Y., “Shape of Ground Surface Setlement Profiles Caused by Excavation“, Canadian Geotechnical Journal, Vol.35, No.6, pp.1004-1017(1998).
    22. Iwasa, Aoki and Kono,. “Study lateral pressure on earth retaining wall based on measured lateral displacement near the adjacent structure”, 地盤工學研究發表會,日本,第41回,p1643-1644(2006).
    23. Janbu, J. (1963)“Soil Compressibility as Determined by Oedometer and TriaxialTests” Proc. ECSMFE Wiesbaden, Vol. 1, pp.19-25.
    24. Kono, Takao and Aoki., “Measurement result of lateral displacement and pressure of earth retaining wall near the adjacent structure,”Architectural institute of Japan, pp631-632(2005).
    25. Lim Aswin, Ou C.Y. and Hsieh,P.G. (2010).“Evaluation of Clay Constitutive Models For Analysis of Deep Excavation Under Undrained Conditions”, Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 5, No. 1, pp.9-20.
    26. Masuda,T., Einstein,H.H. and Mitachi,T., “Prediction of Lateral Deflection of Diaphragm Wall in Deep Excavation“, Journal of Geotechnical Engineering, Proceedings of Japan Society of Civil Engineering, ASCE, No.505, III-29, pp.19-29(1994).
    27. Mohamad Khoiri., Ou C.Y.(2013) “Evaluation of deformation parameter for deep excavation in sand through case histories”, Computers and Geotechnics 47,pp57-67.
    28. Ou C.Y., Chiou, D.C., and Wu, T.S.(2016). “Three-dimensional finite element analysis of deep excavations “, J.Geotech. Engrg, 122(5):pp337-345.
    29. Ou C.Y., Hsieh P.G, “A simplifield method for predicting ground settlement profiles induced by excavation in soft clay”, Computer and Geotechnics 38, pp987-997(2011).
    30. Ou, C. Y., Hsieh, P. G. and Chiou, D. C..“Characteristics of Ground Surface Settlement During Excavation,” Canadian Geotechnical Journal, Vol.30, pp.758-767(1993) .
    31. Ou, C.Y., Liao, J.T., and Lin, H.D.. “Performance of diaphragm wall constructed using top-down method.” Journalof Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE , Vol.124, No.9, pp 987–808(1998).
    32. Ou,C.Y., Chiou,D.C., and Wu,T.S., “Three-dimensional finite element analysis of deep excavations“, ASCE, Vol122, No.5, pp.337-345(1996).
    33. PLAXIS2D, (2017).“2017-Material Models Manual”.
    34. Schanz,T., Vermeer,P.A..“Special issue on Pre-failure deformation behavior of geomaterials”, Geotechnique 48, pp.383-387(1998).

    無法下載圖示 全文公開日期 2025/08/07 (校內網路)
    全文公開日期 2025/08/07 (校外網路)
    全文公開日期 2025/08/07 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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