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研究生: 傅靖晏
Jing-Yan Fu
論文名稱: 土壤液化引致關鍵設施沉陷傾斜及地下管線損害之危害度分析-以研究區域為例
Hazard Analysis of Critical Infrastructure Subsidence and Inclination and Damage to Underground Pipelines Caused by Soil Liquefaction- A Case Study
指導教授: 楊亦東
I-Tung Yang
口試委員: 盧之偉
Chih-Wei Lu
周建成
Chien-Cheng Chou
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: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 土壤液化關鍵設施淺基礎沉陷量快評法災損率
外文關鍵詞: Soil liquefaction, Critical Infrastructure, A simplified calculation method for liquefaction-induced settlement of shallow foundation, Repair rate
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臺灣位處環太平洋地震帶上,地震相當頻繁,而地震造成的災害,土壤液化也是其中之一。國內外曾發生過土壤液化引致的災損,所帶來的影響像是建築物沉陷傾斜、道路泥濘造成交通衝擊、維生管線受損衍生二次災害等情形,從過往經歷來看,土壤液化的影響是不容小覷。
研究區域為新北市的市轄區之一,其人口密度排名為臺灣第六高,位處台北盆地中央,因為臺北盆地其特殊之地形與地質條件,具備場址效應發生的要點。據此,本研究根據中央地調所於2021年12月30日公布的土壤液化潛勢圖,針對研究區域顯示為紅色高潛勢區,以範圍內的關鍵設施作為危害度分析對象。
本研究彙整土壤液化國內相關文獻,探討土壤液化對於關鍵設施(建築物、自來水及瓦斯管線)之影響,並以實務案例分析建物及地下管線在不同地震力影響所造成的危害度,其應用淺基礎沉陷量快評法、管線災損率經驗工式,並結合損害度評估表檢視其受損程度,分析結果提供災害防救之實證參考。本研究分析結果,研究區域21處關鍵設施之液化風險程度,有11棟建築物沉陷量大於50公分,其餘10棟建築物沉陷量介於10至50公分;自來水管線損害度為完全破壞之管線,其規格皆屬於小管徑的用戶配水管;瓦斯管線損害度介於少量至中度破壞。


Taiwan is located in the Circum-Pacific seismic belt, and earthquakes are quite frequent. Soil liquefaction is one of the disasters caused by earthquakes. Disasters caused by soil liquefaction have occurred at home and abroad, and the impact is such as building subsidence and tilting, traffic problems caused by muddy roads, secondary disasters caused by damage to lifeline, etc. According to the past experience, the impact of soil liquefaction cannot be ignored.
The case study is one of the municipal districts of New Taipei City, and its population density ranks the sixth highest in Taiwan. It is located in the center of the Taipei Basin. Because of its unique topography and geological conditions, it has the key points for the occurrence of side effects. According to the soil liquefaction potential map released by the Central Geological Survey in 2021, the case study is shown as a red high-potential area, and the critical infrastructures within the scope are the object of hazard analysis.
This study collects relevant domestic data related to the effect of soil liquefaction on critical infrastructures (buildings, water, and gas pipelines) in the case study, and analyzes the damage caused by buildings and underground pipelines under different seismic forces with practical cases. A simplified calculation method for liquefaction-induced settlement of shallow foundation, the pipeline disaster damage degree evaluation table is used to check the repair rate, and the analysis results provide an empirical reference for disaster prevention and rescue. According to the analysis results of this study, the liquefaction risk level of 21 critical infrastructures in the case study, 11 buildings have subsidence of more than 50 cm, and the remaining 10 buildings have subsidence of 10 to 50 cm; the repair rate of water pipelines is completely destroyed pipelines, whose specifications are all small-diameter user water distribution pipes; the repair rate of gas pipelines ranges from small to moderate damage.

摘要 i ABSTRACT ii 致謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 vii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與背景 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究流程與架構 2 第二章 文獻回顧 4 2.1 天然災害 4 2.1.1 天然災害之定義 4 2.1.2 天然災害之類型 5 2.2 土壤液化機制 5 2.2.1 土壤液化之特性 5 2.2.2 國外土壤液化案例 6 2.2.3 國內土壤液化案例 11 2.3 土壤液化影響 15 2.3.1 關鍵基礎設施 16 2.3.2 建築物 17 2.3.3 地下管線 18 2.3.4 道路 22 2.3.5 人孔 22 2.4 小結 24 第三章 研究方法 25 3.1 研究假設 25 3.2 研究範圍 26 3.2.1 土壤液化潛勢查詢系統 26 3.2.2 既有地質鑽探資料蒐集 27 3.2.3 建築物資料蒐集 29 3.2.4 地下管線資料蒐集 30 3.3 地震力 32 3.4 危害度分析 34 3.4.1 土壤液化潛能評估法 34 3.4.2 淺基礎沉陷量快評法 40 3.4.3 地下管線災損率經驗公式 41 3.5 損害度評估 44 第四章 研究結果與分析 45 4.1 關鍵設施之危害度案例介紹 45 4.1.1 計算建築物沉陷量 45 4.1.2 計算地下管線災損率 47 4.2 關鍵設施之損害度評估 49 4.3 受損建物與管線之復舊 54 4.3.1 受損建物常用之復舊工法 54 4.3.2 受損管線常用之復舊工法 55 4.3.3 緊急復舊系統之概念 56 4.4 土壤液化防治對策 57 4.4.1 灌漿工法之原理與成本估算 57 第五章 結論與建議 58 5.1 結論 58 5.2 建議 59 參考文獻 60 附錄一 關鍵設施鄰近之地下管線圖 64

[1] 921那一夜的震撼教育:地震與地震災害. 2022.05.02取自https://edu.cwb.gov.tw/PopularScience/
[2] 20110311日本宮城外海地震分析評估摘要. 2022.05.02取自https://den.ncdr.nat.gov.tw/
[3] 中央氣象局地震測報中心.2022.04.28取自 https://scweb.cwb.gov.tw/
[4] 日本東北311大地震. 2022.05.02取自https://edu.cwb.gov.tw/PopularScience/
[5] 災害地震. 2022.05.03取自https://scweb.cwb.gov.tw/zh-tw/page/disaster/
[6] 臺灣地質知識服務網. 2022.05.10取自https://twgeoref.moeacgs.gov.tw/
[7] 建築物基礎構造設計規範, 內政部營建署 (2001).
[8] 建築物耐震設計規範及解說, 內政部營建署 (2011).
[9] 深刻な液状化現象 写真特集. (2011). 2022.05.03取自https://www.jiji.com/
[10] 國家關鍵基礎設施安全防護指導綱要, 行政院 (2018).
[11] 三重區地區災害防救計畫. (2019).三重區公所
[12] 管道工程施工安全參考手冊. (2019). 勞動部職業安全衛生署
[13] 災害防救白皮書. (2021). 行政院
[14] Burton, I., Kates, R. W., & F.White, G. (2010). 《環境也是災害:你準備好面對了嗎?》 (黃朝恩等, Trans.). 聯經出版事業股份有限公司: 林載爵.
[15] Cheng, C. T., Tseng, H. T., Chou, C. J., Liu, G. Y., Huang, C. W. (2012). Seismic Assessment of Damages to Water Pipeline Network of Taipei Area and Preparation for Response due to possible M7.1 Earthquake Induced by Sanchiao Fault. 經濟部水利署
[16] Dilley, M., Chen, R. S., Deichmann, U., Lerner-Lam, A. L., Arnold, M., Agwe, J., Yetman, G. (2005). Natural Disaster Hotspots A Global Risk Analysis (Vol. No.5). THE WORLD BANK.
[17] Gehl, P., Desramaut, N., Réveillère, A., Modaressi, H. (2012). 7 Fragility Functions of Gas and Oil Networks.
[18] Hwang, J.-H., Yang, C.-W., Chen, C.-H. (2003). Investigations on Soil Liquefaction During the Chi-Chi Earthquake. Soils and Foundations, 43(6), pp.107-123.
[19] K, N. S. (2019). Manhole - Puurpose, Types, and Construction. Retrieved May 11, 2022, from https://theconstructor.org/practical-guide/
[20] Kajihara, K., Okuda, H., Kiyota, T., Konagai, K. (2020). Mapping of liquefaction risk on road network based on relationship between liquefaction potential and liquefaction-induced road subsidence. Soils and Foundations, 60(5), pp.1202-1214.
[21] Lu, C. W. (2017). A simplified Calculation Method for Liquefaction-Induced Settlement of Shallow Foundation. Earthquake Engineering.
[22] Luff, M. (2011). Quake damage to River Road. Retrieved May 03, 2022, from https://www.flickr.com/photos/martinluff/5530594681/
[23] Luff, M. (2011). Sink holes and liquefaction on roads - North New Brighton centre in Christchurch. Retrieved May 11, 2022, from https://www.flickr.com/photos/martinluff/5470164110/
[24] Luff, M. (2011). TJs Kazbah North New Brighton, Christchurch following Feb quake. Retrieved May 5, 2022, from https://www.flickr.com/photos/martinluff/5470224358/
[25] Nigorikawa, N., Asaka, Y. (2015). Leveling of long-term settlement of Holocene clay ground induced by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquake. Soils and Foundations, 55(5), pp.1318-1325.
[26] Reporter, T. (2011). Effects of soil liquefaction in Urayasu following Great East Japan Earthquake. Retrieved May 4, 2022, from https://www.tokyoreporter.com/photography/
[27] Shen, M., Qiushi Chen, M. A., Zhang, J., C. Hsein Juang, F. A. (2018). Case Histories of Liquefaction-Induced Building Damage-Focusing on the 22 February 2011 Christchurch Earthquake. IFCEE.
[28] Tobita, T., Iai, S., Kang, G. C., Konishi, Y. (2009). Observed danage of wastewater piplines and estimated manhole uplifts during the 2004 Niigataken Chuetsu, Japan, earthquake.
[29] Yasuda, S., Harada, K., Ishikawa, K., Kanemaru, Y. (2012). Characteristics of liquefaction in Tokyo Bay area by the 2011 Great East Japan Earthquake. ScienceDirect.
[30] 于立平. (2016). 沉陷的復興.2022.05.06取自https://e-info.org.tw/node/115045
[31] 吳敬平. (2017). 土壤液化風險評估於台灣土地開發利用之研究. (碩士論文), 國立臺灣海洋大學, 河海工程系
[32] 李心平. (2016). 0206美濃地震災害概況.
[33] 李德河, 吳建宏, 蔡百祥, 林宏明, 清野純史. (2016). 美濃地震台南震害區之大地環境特性. 地工技術, No.148.  
[34] 林秀梅. (2001). 國民中學防震教育課程概念分析. (碩士論文), 國立臺灣大學, 地理環境資源學系
[35] 林美玲等. (1999). 九二一集集大地震全面勘災報告-大地工程震災調查. 國家地震工程研究中心
[36] 柯金源. (1999). 1999.10台中港區大地震後土壤液化區(1). 2022.05.02取自https://www.flickr.com/photos/kechinyuan/
[37] 倪勝火, & 賴宏源. (2000). 九二一集集大地震後續短期研究-921地震引致中部縣市土壤液化地區之調查. 國家地震工程研究中心
[38] 張志新等. (2020). 2019天然災害紀實.
[39] 梁勝雄, 朱傚祖,李建成. (2011) 紐西蘭基督城地震之地質探究. 地質, No.30(1), 第8至第13頁.
[40] 陳明州, 時佳麟, 許敏能, 黃欽稜, 張正忠, 呂紹禎,宋奕穎. (2018). 自來水配水管材選用策略之研究-以北水處供水管網為例.中華民國自來水協會管理研究委員會
[41] 陳彥婷. (2021). 機率式土壤液化危害度評估之應用-以高雄市三民區等十一處行政區為例. (碩士論文), 國立中興大學, 土木工程系
[42] 陳銘鴻. (2002). 土壤液化成因、災害與復健. 國家地震工程研究中心
[43] 彭振聲, 曾俊傑, 蕭秋安, 廖繼仁,趙慶宇. (2018). HBF、NJRA、SEED、T&Y等四種土壤液化分析方法應用於臺北市之比較及探討. 土木水利, No.45(4).
[44] 費立沅, 紀宗吉, 蘇品如, 吳文隆, 謝文誠, 許智翔,楊智堯. (2014). 臺北盆地三維防災地質資料庫建置. 中華技術, No.101.
[45] 馮重偉. (2002). 維生線地震危害度分析整合型研究-子計畫:維生管線緊急修復管理系統之建置.行政院國家科學委員會
[46] 黃俊能. (2018). 從美國國土安全策略與相關法案探討國家關鍵基礎設施防護. 2022.05.09取自https://demo.prolong.com.tw/cip/
[47] 黃俊鴻, 陳正興, 蔡祁欽, 王國隆, 許尚逸, 楊炫智,陳家漢. (2016). 美濃地震台南地區土壤液化與地工災害之踏勘調查. 國家地震工程研究中心
[48] 黃富國, 高哲豪, 王淑娟, 紀宗吉, 邱禎龍, 蘇泰維,王聖宗. (2020). 臺北盆地土壤液化潛能分析-考慮近地表非液化土層厚度.第18屆大地工程學術研究討論會, 台灣屏東.  
[49] 黃富國, 楊月娥. (2004). 土壤液化引致維生管線損害之風險分析研究(II). 行政院國家科學會專題研究計畫成果報告
[50] 黃富國, 王淑娟. (2018). 0206美濃地震土壤液化震害探討. 技師報. 第1006期, 台灣省土木技師公會發行
[51] 楊炫智, 盧志杰, 許尚逸, 張為光, 黃俊鴻, 陳正興. (2017). 美濃地震台南地區土壤液化災害之復舊工法調查.國家地震工程研究中心
[52] 葉芳耀, 吳俊霖, 陳昱志. (2016). 0206高雄美濃地震事件勘災紀要. 國家地震工程研究中心簡訊, No.97, 第1至第21頁.
[53] 劉季宇, 蔡錦勳. (2020). 地下維生管線的維護管理. 科學發展, No.571.
[54] 蔡錦松, 許富順, 劉衍志, 周立德. (2002). 自來水主要管線材料之耐震特性與改善探討. 自來水會刊, No.21(2002).
[55] 鄭明淵, 周瑞生, 楊亦東, 蔡明修, 蔡幸致, 吳育偉,司徒穎霜. (2010). 極端氣候下都市複合性災害潛勢評估與防災資訊之研究-以臺北市為例.臺北市災害防救深耕計畫.
[56] 盧詩丁, 陳柏村, 林燕慧. 0311日本地震-震出臺灣新思維. 地質新聞.
[57] 蕭代基, 陳淑惠, 丘昌泰, 林舒予, 李欣輯, 郭彥廉, 廖楷民. (2008). 天然災害社會經濟影響與減災行為模式調查. 國家災害防救中心
[58] 蘇昭郎, 李中生, 鄧敏政, 吳啟瑞, 吳佳容, 李洋寧, 簡賢文. (2013). 關鍵基礎設施災害脆弱度評估與風險管理:災害衝擊評估方法 II. 國家災害防救科技中心技術報告(NCDR 100-T33)
[59] 臺北市建築物工程施工損害鄰房鑑定單價分析報告書. (2015). 臺北市政府都發局
[60] 蕭江碧, 廖洪鈞, 林英堂, 陳逸駿, 何泰源, 余明山, 曹源暉, 陳之穎. (2004). 建築物基礎構造設計規範修訂之研究-地層改良. 內政部建築研究所
[61] 地籍圖資網路便民服務系統. 內政部地政司. 2022.07.2取自https://easymap.land.moi.gov.tw/
[62] 工程地質探勘資料庫. 經濟部地質調查所. 2022.07.24取自https://geotech.moeacgs.gov.tw/
[63] iROAD智慧道路管理中心. 新北市工務局.2022.07.24取自https://roadmt.maintenance.ntpc.gov.tw/  

無法下載圖示 全文公開日期 2024/07/29 (校內網路)
全文公開日期 2024/07/29 (校外網路)
全文公開日期 2024/07/29 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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