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研究生: 張智淵
ZH-YUAN ZHANG
論文名稱: 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
Study of 1D Simplified Analysis Method for Deep Excavation under Limited Soil Space Conditions by Three-Dimensional Numerical Analysis Results
指導教授: 林宏達
Horn-Da Lin
口試委員: 林永光
Yong-Kuang Lin
呂芳熾
Fang-Chih Lyu
鄧福宸
Fu-Chen Deng
林宏達
Horn-Da Lin
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: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 165
中文關鍵詞: 數值分析三維分析一維分析有限土體深開挖
外文關鍵詞: Numerical Analysis, Three-Dimensional Numerical Analysis, One-Dimensional Numerical Analysis, Limited Soil Space, Deep Excavation
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  • 本研究以實際開挖案例為依據,應用PLAXIS 3D程式探討開挖引致之三維有限土體效應。分析結果顯示開挖時鄰房側確實會呈現有限土體效應,此結果與二維分析結果及監測值都相同。接著,本研究以此驗證後之實際案例之三維模型和參數為基礎,進行一系列假設案例數值分析。假設案例之三維分析結果得知,隨著鄰房長度的增加有限土體效應則愈來愈顯著,當鄰房長度增加至0.9倍開挖寬度時,有限土體效應則接近於完全發揮。
    本研究為探討三維有限土體效應之影響範圍,以雙曲線模式回歸假設案例分析結果,並藉由Tangent Intersection 方法量化三維有限土體效應之影響範圍。研究結果顯示:(1) 鄰房長度比(L_b\L_e)<0.1,可視為自由場,無需考慮有限土體效應分析。(2) 0.1≤(L_b\L_e)<0.9,需考慮三維有限土體效應。 (3) (L_b\L_e)≥0.9,有限土體效應可充分發揮。本研究建立了一個新參數∝及簡易公式來量化三維有限土體效應。最後,根據本研究訂定之三維效應影響範圍及量化公式建立二種方法精進有限土體一維簡化分析法,提供使用者在使用一維簡化分析法也能考量三維有限土體效應。


    Based on an actual excavation case, the PLAXIS 3D program is used to study the three-dimensional finite soil effects caused by the excavation. The analysis results show that the adjacent building side will indeed exhibit the finite soil effects during the excavation. Both the two-dimensional analysis and the field monitoring results show the same trends. Then, based on this verified 3D model and parameters of the actual case, a series of hypothetical cases are developed and analyzed. Analytical results show that the finite soil effects become more and more significant as the length of the adjacent building increases. When the length of the adjacent building increases to about 0.9 times as the excavation width, the finite soil effect is almost fully mobilized.
    In order to evaluate the influence area of the three-dimensional finite soil effect, this study uses the hyperbolic model to regress the analysis results of the hypothetical case study and quantifies the influence area by the method of Tangent Intersection. The studying results indicates: (1) Ratio of the adjacent building length (L_b\L_e) <0.1, behave as the free field and no need to consider the finite soil effect. (2) 0.1≤ (L_b\L_e) <0.9, need to consider the three-dimensional finite soil effects. (3) (L_b\L_e) ≥0.9, fully mobilize the finite soil effect. This research defined a new parameter ∝ and derived a simple formula to quantify the three-dimensional limited soil effects. Lastly, this research proposed two methods to improve the one-dimensional simplified analysis method, the users are now able to consider the three-dimensional limited soil effects while doing the one-dimensional simplified analysis.

    論 文 摘 要 I 目錄 VII 表目錄 XI 圖目錄 XIII 符號說明 XXI 第一章 前言 1 1.1研究背景與目的 1 1.2研究內容及架構 2 第二章 文獻回顧 5 2.1深開挖工程特性 5 2.1.1開挖引致擋土壁變形行為 5 2.1.3開挖引致地表沉陷 7 2.2平面應變分析與三向度分析 9 2.3有限土體對深開挖之影響 13 2.3.1有限土體影響因子 13 2.3.2有限土體對深開挖壁體變位之影響 17 2.3.3有限土體一維簡化分析法範圍 21 2.4有限土體土壓力折減法 33 2.4.1非凝聚性土壤土壓力折減法 33 2.4.2凝聚性土壤土壓力折減法 34 第三章 有限土體三維數值分析模型及案例分析 37 3.1三維數值分析軟體PLAXIS 3D 37 3.1.1 PLAXIS 3D簡介 37 3.1.2 土壤模式 38 3.2僑日興案例簡介及三維自由場數值參數 41 3.2.1 工程案例概況 41 3.2.2 PLAXIS 3D 參數律定 45 3.2.3三維自由場開挖模擬分析 52 3.3三維有限土體開挖之鄰房模擬 58 3.3.1三維開挖分析鄰房模型及假設 59 3.3.2三維有限土體開挖分析結果 68 第四章 有限土體三維效應探討 73 4.1三維有限土體假設案例 73 4.1.1假設案例模型建立 73 4.1.2三維與二維有限土體效應之比較 77 4.2鄰房長度引致之三維有限土體效應 79 4.2.1鄰房長度與有限土體效應之關係趨勢圖 79 4.2.2鄰房長度對有限土體效應的影響探討 94 第五章 有限土體一維簡化分析法之修正與精進 99 5.1一維分析軟體TORSA3.0簡介 99 5.1.1 TORSA 3.0簡介 99 5.1.2土壤分析模式 100 5.2 一維簡化分析法之三維有限土體效應量化探討 101 5.2.1三維有限土體效應之範圍界定 101 5.2.2三維有限土體效應量化公式 101 5.3有限土體一維簡化分析法 101 5.3.1現有一維簡化分析法 111 5.3.2本研究精進後之一維簡化分析法 113 第六章 結論與建議 129 6.1結論 129 6.2建議 131 參考文獻 131

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    無法下載圖示 全文公開日期 2024/08/10 (校內網路)
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