標準貫入試驗定義簡單明瞭,但在實際操作,往往為求迅速便利,操作及 器械上不免與原始定義所期望者,有所出入,使得不同情況下操作所得打 擊數( N值)之標準程度受到質疑.因此,本文主要目的在於深入瞭解貫入 試驗所採用之落錘落下過程中影響打擊能量傳遞之重要因素。同時為了達 到觀察落錘行為之期望,提出一種新的量測方法 -「光學影像法」,將落 錘撞擊鉆板前的應力路徑呈現出來。藉以探討能量損失機制;並配合雷達 法及荷重計量測法,輔以應力波動學解釋撞擊後的力學行為。研究結果顯 示光學影像法能夠準確的紀錄錘落下行為,且打擊能量比可由光學影像記 錄之錘落下高度即可計算,而不必確切地量測撞擊瞬間速度。在能量傳遞 上,自由式落錘在撞擊鉆板前的速度能量比為 95%,而撞擊後的鑽桿能量 比則降為 70%。一般常用兩圈半繫索式標準貫入試驗,打擊鉆板前之速度 能量比為 71 %, 而撞擊後之鑽桿能量比則降為 56 %。且繫索式落錘的 能量比會隨圈數的增加,而呈約6%線性的衰減;另繫索式落錘中的韻律式 操作方法比持放式的能量比高8%。縱然造成傳入鑽桿能量損失原因甚多, 但最主要在於錘與鉆板接觸那一瞬間的撞擊行為,所以若能測得撞擊瞬間 之衝量,那就可知撞擊時能量損失的機制。本文建議不僅要知道傳入鑽桿 或劈管取樣器能量的多寡,而要更進一步地探討到底有多少的能量傳入土 中。
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