海底管線大部分為小結構物，鋪設方式一般來說有置於底床上，利用自然
或人為結構物支撐，或是開鑿管溝，將管線置於其中再加以拋石回填或因
受波浪作用而自然回填等。當管線置於管溝中且尚未回填時，由於其仍裸
露在外並受波浪之作用，此時受到之波力大小及特性有必要進行實驗加以
探討比較作為工程設計上的參考。本文旨在研究柱體在管溝中所受波力之
特性，以實驗探討柱體在波浪作用下之正向力係數、側向力係數與管溝型
式、波浪週期參數間的關係。實驗結果顯示，當管溝深度為二倍管徑及三
倍管徑時，正向力係數及側向力係數皆隨深度增加而減小；深度為四倍管
徑時，正向力係數仍隨深度增加而減小，側向力係數卻有深度增加而值增
大的現象，其值大於同深度時之正向力係數值，且和水平底床時所得之側
向力係數相當。管溝深度為三倍管徑時，側向力平均值向下，有助於固定
柱體於管溝中；深度為四倍管徑時，側向力平均值向上，將危害柱體穩定
性。本文並根據實驗數據迴歸得管溝中正向力係數、側向力係數與週期參
數間之經驗式以做為實際工程設計上之參考。側向力及側向力係數在深度
繼續增加後的變化，則有待進一步的研究探討。由討論波力譜、水位譜與
管溝深度間之關係得：當管溝深度不超過兩倍管徑時，正向力譜仍維持與
水位譜相同的形狀及主頻，深度為三倍管徑及四倍管徑時，正向力譜出現
多峰頻譜形式，在四倍波浪主頻處仍具能量，此種高頻振動對柱體安全性
與壽命的影響，在設計時須特別考慮。在三種深度管溝中之側向力譜和水
平底床時之側向力譜皆為多峰頻譜形式，由兩倍主頻與一倍主頻處之能量
比值可知渦流剝離效應會隨深度增加而減弱。
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