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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

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