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研究生: 陳凱隆
Chen,Kea - long
論文名稱: 潛盾環片之結構分析與探討
Structural Analysis of Tunnel Ring
指導教授: 潘誠平
Chan-Ping Pan
口試委員: 郭瑞芳
none
蔡幸致
none
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 105
中文關鍵詞: 隧道環片鋼筋混凝土結構分析莫耳庫倫(Mohr-Coulomb)模式有限元素法
外文關鍵詞: ring of tunnel, concrete, structural analysis, Mohr-Coulomb model, finite element analysis
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  • 潛盾工法在許多大都市皆被廣泛採用,配合開挖完成後的隧道斷面經常以預鑄之鋼筋混凝土環片作為永久性之結構體。因此環片在各種環境下之力學行為是一個眾所關切的問題,本文以傳統力學分析、有限元素法分析、及試驗結果相互比對希望能更加了解其各種力學行為。這篇文章探討的問題,為環片在試驗室中的支承與受力分析,分析之結果可藉由試驗數據加以比對。
    傳統之分析方法採用桿件模型,並以極座標作為描述工具,搭配線彈性之假設進行分析。因簡化假設之故,傳統分析方法僅適用於試驗載重之初期階段。有限元素法分析利用套裝軟體FLAC 3D進行,並以莫耳庫倫(Mohr-Coulomb)非線性材料模型考慮,希望藉由材料非線性分析不僅模擬材料行為,更可對應開裂造成的軟化與後續的破壞加以模擬。


    The tunnel rings were used widely in the city area.They are used as the permanent structure after the drilling procedure. Thestructural behavior is concerned by engineers. The study of this paper is devoted to the structural analysis of tunnel ring. Thearrangement of a laboratory test is analyzed. The analysis includes the traditional method and the finite element method. The purpose of this study tries to get the analysis data which can be used as the comparisons of test results.
    The traditional analysis uses the frame element. The polar coordinate system was used in the analysis.The linear elastic assumption is adopted in this analysis.The nonlinear material model is assumed in the finite elementanalysis.The Mohr-Coulomb model is adopted for the concrete. The nonlinear geometry behavior can be simulated approximately in the analysis.

    論文摘要I ABSTRACTII 誌 謝III 目 錄IV 圖目錄VII 表目錄X 符號說明XI 第一章 緒論1 1.1 前言1 1.2 研究動機2 1.3 研究內容2 第二章 文獻回顧4 2.1 鋼筋材料特性4 2.2 混凝土材料特性5 2.2.1 混凝土單軸壓力特性5 2.2.2 混凝土雙軸特性6 2.2.3 混凝土三軸特性7 2.2.4 混凝土彈性模數10 2.2.5 混凝土柏松比11 2.3 混凝土的破壞準則莫爾庫倫莫耳庫倫11 第三章 環片試驗與理論推導13 3.1 環片試體尺寸、材料13 3.1.1 環片尺寸及材料13 3.2 試驗方法15 3.3 環片理論解18 3.3.1 傳統力學分析18 3.3.2 斷面性質23 3.3.3 斷面應力24 3.3.4 環片中間撓度26 第四章 數值分析模式與結果38 4.1 三維數值分析網格建立39 4.2 數值分析的條件參數43 4.3 三維數值分析結果44 4.3.1各階段循環加載應力σx45 4.3.2 右側b-b斷面σx48 4.3.3中間點m-m斷面 53 4.3.4左側e-e斷面 58 4.3.5右側b-b斷面軸向應力Nx63 4.3.6 中間m-m斷面軸向應力Nx67 4.3.7 左側e-e斷面軸向應力Nx71 4.3.8 中間m-m斷面撓度75 第五章 數值分析與討論76 5.1 鋼筋應力計76 5.1.1 右側b-b斷面鋼筋計76 5.1.2左側e-e斷面鋼筋計80 5.2 中間點m-m斷面撓度84 5.3 數值分析討論86 第六章 結論及建議87 6.1 結論88 6.2 建議89 參考文獻91

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