臺灣博碩士論文加值系統

全球天然資源因過度的使用而日益缺乏，而台灣近年來許多大型公共工程也再陸續施工，各種營建材料方面之資源需求量甚大，因此對國內之生態環境造成了相當程度的衝擊。有鑑於此因此需對有限的資源做更為有效的利用，而推廣與發展資源回收再利用之施工材料與施工技術，是為維護生態環境所不可或缺的一個重要因素。而控制性低強度材料（CLSM）目前被廣泛運用於管線回填工程上，並且由於其對材料並沒有特殊要求和限制，舉凡營建廢棄土、焚化廠底碴等材料都可以作為其材料，故可以達到資源回收再利用與環保的功能。本文研究探討控制性低強度材料之力學行為，主要是以黏性土壤添加不同比例之河砂，製作不同水灰比、水固比之試體進行單軸抗壓試驗，同時配合數位訊號測微器擷取試體變形量，由試驗結果探討控制性低強度材料之力學行為。試驗結果顯示水固比、水灰比與含砂量比例將影響控制性低強度材料之抗壓強度，而修正之Popovics模式與正規化之模擬式都均可充份模擬其力學行為。

The global natural resources become scanty of the overuse, however, the large-scale public constructions in Taiwan are under construction continually in the recent years. All types of the construction material have a huge demand of the sources. Henceforward, it causes a quite impact on the domestic ecological environment. In consideration of this issue, the efficiency use of these limited sources will become more important. Hence, the promotion and development of the recycle use of construction material sources and the construction technique for maintaining the ecological environment will become one of the important factors. Controlled low strength materials (CLSM) has been used rapidly, especially the pipeline backfill constructions. For this materials have no special request and restriction, most of the construction such as waste land, incinerator fragment and etc use these materials often to meet the purpose of the sources recycle use and environmental protection. This research studied the mechanics behavior of the CLSM by adding different percentage of the river gravel sand into the viscosity soil to product different cement mortar ratio and then we proceed the experiment of resist compression to the test object by using the W/S single axle. At the meantime, this experiment will operate with the digital signal micrometer to collect the deformed quantity of the test object. Consequently, the result presents the cement mortar ratio and the gravel sand content will affect the resist compression intensity of the CLSM. However the revise of Popovics model and after standardization, it could simulate the mechanics behavior adequately.

目錄
摘 要 I
Abstract II
誌謝 IV
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 X
第1章　緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機及目的 1
1.3 研究方法 2
第2章　文獻回顧 3
2.1 CLSM之定義 3
2.2 CLSM之性質特性 4
2.3 CLSM之力學行為 6
2.4 CLSM配比設計規範 10
2.5 CLSM與傳統回填工法之分析比較 11
2.6 CLSM與一般混凝土之分析比較 12
2.7 CLSM之研究 13
2.7.1 CLSM國外之研究 13
2.7.2 CLSM國內之研究 14
2.8 CLSM工程上之應用 17
2.8.1 CLSM於國外應用之實例 17
2.8.2 CLSM於國內應用之實例 17
第3章 試驗材料、設備與方法 28
3.1 試驗材料與設備 28
3.2 試驗方法 29
第4章 試驗結果與討論 41
4.1 不同配合比例試驗結果與討論 41
4.1.1 黏性土壤添加河砂之抗壓強度試驗結果 41
4.1.2 水固比、管流度與抗壓強度之關係 41
4.1.3 水灰比與抗壓強度之關係 42
4.2 抗壓試驗結果與力學行為模式 42
4.2.1 添加河砂比例與抗壓強度之關係 42
4.2.2 抗壓試驗結果之力學行為模式 43
第5章 結論與建議 68
5.1 結論 68
5.2 建議 69
參考文獻 70
作者簡介 74
表目錄
表2-1 美國各州對CLSM配比之建議 19
表2-2 美國各預拌混凝土協會之CLSM配比表 20
表2-3 美國各州所公佈對於CLSM相關使用規範名稱及章節 21
表2-4 ASTM對於CLSM材料規範之條文及試驗目的 22
表2-5 台北市政府養工處對CLSM材料工程性質之規定 23
表2-6 南區水資源局對CLSM材料工程性質之規定 23
表2-7 CLSM與傳統碎石級配回填工法之比較 24
表2-8 CLSM與傳統碎石級配回填工法施工單價之比較 24
表2-9 一般型CLSM單價分析表 25
表2-10 早強型CLSM單價分析表 25
表2-11 CLSM與傳統混凝土之差異 26
表3-1 土壤基本物理性質試驗 31
表3-2 南區水資源局CLSM材料配比建議 31
表3-3 黏性土壤90%、河砂10%之配比 32
表3-4 黏性土壤80%、河砂20%之配比表 32
表3-5 坍度值與管流度 33
表4-1 水灰比3.5，河砂比例10%之抗壓強度 46
表4-2 水灰比3.75，河砂比例10%之抗壓強度 47
表4-3 水灰比3.5，河砂比例20%之抗壓強度 48
表4-4 水灰比3.75，河砂比例20%之抗壓強度 49
圖目錄
圖2-1 混凝土的非線性應變行為 27
圖2-2 混凝土應力-應變曲線圖 27
圖3-1 工學院大樓新建工程中廢棄之剩餘土 34
圖3-2 數位訊號側微器（LVDT） 34
圖3-3 CONTROLS 公司之70-T 0108/E 50KN 全自動壓縮試驗機 35
圖3-4 通過＃4號篩之土壤 35
圖3-5 土壤粒徑分佈曲線 36
圖3-6 河砂粒徑分佈曲線 36
圖3-7 黏性土壤未添加河砂前之管流度試驗 37
圖3-8 黏性土壤未添加河砂前之管流度試驗 37
圖3-9 黏性土壤未添加河砂前之坍度試驗 38
圖3-10 黏性土壤未添加河砂前之坍度試驗 38
圖3-11 黏性土壤添加河砂後之管流度試驗 39
圖3-12 CLSM抗壓試體蓋平 39
圖3-13 配合數位訊號測微器（LVDT）進行單軸抗壓強度試驗 40
圖3-14 配合數位訊號測微器（LVDT）進行單軸抗壓強度試驗 40
圖4-1 水灰比3.5，河砂比例10%，7天應力-應變曲線圖 50
圖4-2 水灰比3.5，河砂比例10%，14天應力-應變曲線圖 50
圖4-3 水灰比3.5，河砂比例10%，28天應力-應變曲線圖 51
圖4-4 7、14、28天應力-應變曲線圖 51
圖4-5 水灰比3.5，河砂比例20%，7天應力-應變曲線圖 52
圖4-6 水灰比3.5，河砂比例20%，14天應力-應變曲線圖 52
圖4-7 水灰比3.5，河砂比例20%，28天應力-應變曲線圖 53
圖4-8 7、14、28天應力-應變曲線圖 53
圖4-9 水灰比3.75，河砂比例10%，7天應力-應變曲線圖 54
圖4-10 水灰比3.75，河砂比例10%，14天應力-應變曲線圖 54
圖4-11 水灰比3.75，河砂比例10%，28天應力-應變曲線圖 55
圖4-12 7、14、28天應力-應變曲線圖 55
圖4-13 水灰比3.75，河砂比例20%，7天應力-應變曲線圖 56
圖4-14 水灰比3.75，河砂比例10%，14天應力-應變曲線圖 56
圖4-15 水灰比3.75，河砂比例10%，28天應力-應變曲線圖 57
圖4-16 7、14、28天應力-應變曲線圖 57
圖4-17 水固比、管流度與抗壓強度之關係圖 58
圖4-18 水固比、管流度與抗壓強度之關係圖 58
圖4-19 水灰比與抗壓強度之關係圖 59
圖4-20 水灰比與抗壓強度之關係圖 59
圖4-21 河砂添加比例與抗壓強度關係圖 60
圖4-22 河砂添加比例與抗壓強度關係圖 60
圖4-23 河砂添加比例與抗壓強度關係圖 61
圖4-24 理論數據與實驗結果比較圖 62
圖4-25 理論數據與實驗結果比較圖 62
圖4-26 理論數據與實驗結果比較圖 63
圖4-27 理論數據與實驗結果比較圖 63
圖4-28 式(4-5)、式(4-6)、式(4-7)與實驗結果比較圖 64
圖4-29 式(4-5)、式(4-6)、式(4-7)與實驗結果比較圖 64
圖4-30 式(4-5)、式(4-6)、式(4-7)與實驗結果比較圖 65
圖4-31 式(4-5)、式(4-6)、式(4-7)與實驗結果比較圖 65
圖4-32 式(4-1)、式(4-7)與實驗結果比較圖 66
圖4-33 式(4-1)、式(4-7)與實驗結果比較圖 66
圖4-34 式(4-1)、式(4-7)與實驗結果比較圖 67
圖4-35 式(4-1)、式(4-7)與實驗結果比較圖 67

1.台北市政府養護工程處(2001)高性能低強度材料(CLSM)材料規範，台北市政府養工處。
2.邱啟東(2001)營建污泥拌製控制性低強度材料可行性之研究國立臺灣科技大學碩士論文。
3.白智榮(2002)營建剩餘土石方拌製控制性低強度材料應用於道路管溝回填與傳統回填工法比較之研究，國立中興大學土木系，碩士論文。
4.沈永年、陳仙州、王聰田(2001)低強度高流動性混凝土於管道回填工程之運用，第十一屆鋪面工程學術研討會論文集，義守大學，高雄，665-672。
5.李維峰，鄭瑞濱(2002)控制性低強度材料(CLSM)產製及應用手冊，台灣營建研究院叢書。
6.李明輝(2003)CLSM之抗壓強度預測模式及有限元素分析，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
7.江奇成、黃兆龍、吳文龍(2004)混合廢鑄件砂料應用於CLSM之研究，中國土木水利工程學刊，Vol. 16, No.3, pp. 533-542。
8.周進煌(2002)營建廢棄物再利用於工程填方施工規範研擬之研究，國立中興大學碩士論文。
9.呂重誼(2004)低強度回填材料於管道工程成本之多元線性迴歸分析，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
10.柴希文，謝佩昌(2001)CLSM材料簡介，台灣營建研究院叢書。
11.胡志誠(2002)焚化廠底灰應用於工程回填材料之環境安全性研究，國立台灣科技大學土木系，碩士論文。
12.張家瑋(2003)高性能低強度混凝土材料力學行為研究，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
13.陳慧琳(2004)應用細粒土壤於CLSM回填材料之力學行為研究，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
14.陳世杰(2005)高雄垃圾焚化廠底碴應用於CLSM之力學行為研究，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
15.陳仙洲、劉英偉(2006)低強度回填材料規範於工程實務之可行性探討，第七屆鋪面材料再生學術研討會，建國科技大學，彰化，pp. 1-8。
16.許金麟(2002)新拌CLSM性質，台灣營建研究院叢書-高性能回填材料產製，pp1-11。
17.黃兆龍(2002)混凝土性質與行為，詹氏書局。
18.經濟部水利處南區水資源局(2002)高流動性低強度混凝土規範，經濟部水利處南區水資源局。
19.詹孟晃(2003)高性能低強度材料CLSM力學行為模式之探討，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
20.潘昌林(2001)CLSM規範及回填施工技術，台灣營建研究院叢書。
21.劉文凱(2005)以坎頂垃圾焚化廠底碴作為CLSM骨料之力學行為模式探討，國立屏東科技大學土木系，碩士論文。
22.簡青松、徐登文(2006)添加爐石及礫石對控制性低強度材料坍流度及強度影響的研究工程，第七屆鋪面材料再生學術研討會，建國科技大學，彰化，pp. 123-135。
23.ACI committee Controlled Low Strength Materials (CLSM), ACI 229R-94, pp.229R-1-229R-13.
24.Adska, W. S. and Detroit, M. (1994) Controlled Low Strength Materials, ACI 229R-94, pp. 229R-1-229, R13.
25.ASTM Standards, (2002) ed., American Society for Testing and Materials.
26.Amnon Katz and Konstantin Kovler (2003) Utilization of Industrial By-Products for the Production of Controlled Low Strength Materials (CLSM), Department of Civil Engineering, National Building Research Institure, Technion-Israel Institute of Technology, Haifa 32000, Israel Accepted.
27.Brewer and Associates (1991) Load Transfer Comparisons Between Conventionally Backfilled Roadway Trenches and Those Backfilled With Controlled Low Strength Material Controlled Density Fill, report prepared for the Cincinnati Gas and Electric Company, Cincinnati, Ohio.
28.Desayi, P and Lee Krishnan, S. (1964) Equation for the Stress-curve of Concrete. ACI Journal, 61, pp. 345-350.
29.Gilkey, H.J and Murphy, G. (1938) Stress- Strain Characteristics of Mortrs and Concretes, Proceedings. ASTM, 38, Part I, pp. 318-326.
30.Gaber, M. A and John, J. B.,Controlled Low-Strength Material Using Fly Ash and AMD Sludge, Journal of Hazardous Materials, Vol. 76. pp. 251-263.
31.Hognestad, E. (1955) Hanson, N. W. and Mchenry, D., Concrete Stress Distribution in Ultimate Design. ACI Journal, 52, pp. 455-479.
32.James R. Hegarty and Steven J. Eaton.., (1998) Flowable Fill Promotes Trench Safety and Support Drainage Pipe Buried 60 ft (18.3) Under New Runway, The Design and Application of Controlled Low Strength Materials(Flowable Fill). ASTM SEP 1331, AK. Howard and J. L. Hitch, Eds., American Society for Testing and Materials.
33.Kriz, L. B., and Lee, S. L., (1960) Ultimate Strength of Over-Renforced Beams. Journal of Engineering Mechanices Dicision, ASCE, 86, NO. Em3, pp. 95-105.
34.Naik, T. R. and Ramme, B. W. (1995) Low-Strength Concrete and controlled Low-Strength materials (CLSM) Produced With Class F Fly Ash .Fuel and Energy September.
35.N,ai, C. K. McNeal, F and Martin, D., (1997) New Foaming Agent for CLSM Applications, Concrete International, pp. 44-47.
36.Naik, T. R. and Singh, S.S., (1997) Flowable Slurry Containing Foundry Sands, Journal of Materials in Civil Engineering, pp. 93-102.
37.Naik, T. R. and Singh, S.S., (1997) Permeability of Flowable Slurry Materials Containing Foundary Sand Fly Ash, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, pp. 446-452.
38.Naik, T. R. and Singh, S.S. and Ramme, (2001) B. W., “Performance and Leaching Assessment of Floeable Slurry,” Journal of Environmental Engineering, pp. 359-368.
39.Popovics, S., (1973) A Numerical Approach to the Complete Stress-Strain Curve of Concrete. Cement and Concrete Research, 3, No. 5, pp. 583-599.
40.Peindl, R. D., Janardhanam, R. and Burns, F., (1997) Evaluation of Flowable Fly Ash Backfill I:Static Loading”,Journal of Geotectonic Engineering, Vol.33,pp.93-102.
41.Paul Tikalsky and Mike Gaffney and Ray Regan (2000) Properties of Controlled Low-Strength Material Containing Foundry Sand, ACI Material Journal.
42.Rusch, H., (1960) Research Toward a General Flexural Theory for Structual Concrete. ACI Journal, 57, pp. 1-28.
43.Riggs, E.H. and Keck, R.H.., (1998) Specifications and Use of Controlled Low Strength Materials by State Transportation Agencies ,The Design and Application of Controlled Low Strength Materials (Flowable Fill), A .K. Howard and J. L. Hitch, Eds., American Society for Testing and Materials.
44.Smith, G. M., and Young, L. E., (1956) Ultimate Flexural Analysis Based on Stress-Strain Curves of Cylinder. ACI Journal, 53, pp. 597-609.
45.Salmon,Charles G. and wang, C. K., (1998) Reinforced Concrete Design. John Wiley and Sons, Inc.
46.Thomoson, S. and Kjartanson, B.H., (1985) A Study of Delayed Failure in a Cut Slope in Stiff Clay, Journal of Canada Geotectonic,Vol.22,pp.286-297.
47.Zhan, C. and Rajani, B., (1997) Load Transfer Analysis of Buried Pipe in Different Backfills , Journal of Transporation Engineering, Vol. 123, No.6, pp. 447-453.