臺灣博碩士論文加值系統

台灣的房屋隨著時間的經過，老舊結構物越來越多，至今全台灣超過三百多萬老舊房屋，加上於菲律賓海板塊與歐亞海板塊的交界處，地震相當頻繁，結構物難免有滲漏問題，經數據統計管線破裂原因最高為荷重震動，其次原因為管線老化腐蝕，其中破裂的管線最多為PVC管為九成。本研究以非破壞性檢測透地雷達儀器檢測建築結構內滲漏狀態，具有準確性高及便利性等優點，能夠在開挖範圍最小的情況下做管線維修或更換的動作。研究使用透地雷達1GHz之探頭，檢測於標準砂內埋入不同材質之管線滲漏試驗、雙排鋼筋混凝土內含PVC管滲漏試驗，並將相同方法應用於建築結構物內實際滲漏案例探討，將透地雷達電磁波基本理論及數位化訊號擷取分析，觀察在乾濕界面的等效介電常數之變化程度，判斷滲範圍及滲漏來源，並且繪製成2D、3D圖像呈現，探討於不同的現場條件情況下顯測出滲漏狀態之可行性研究。

As time passes, an increasing number of buildings in Taiwan are characterized by old structures. In fact, there are more than three million old buildings in Taiwan. In addition, the country suffers from frequent earthquakes as it is situated at the boundary between the Philippine Sea Plate and Eurasian Sea Plate. Therefore, leakage is an inevitable problem in building structures. According to statistics, the majority reason for pipeline ruptures is loaded vibration, followed by corrosion of aging pipelines. Ninety percent of ruptured pipelines are PVC pipes. Using non-invasive ground-penetrating radars, this study detected internal leakage inside building structures. These radars excel in precision and convenience, and allow pipeline maintenance or replacement to be carried out with minimal excavation. This study employed the ground-penetrating radar’s 1 GHz probe to detect test leakages in pipes made of different materials buried in standard sand and PVC pipes in doubly reinforced concrete. The algorithm was applied to investigate real-life cases of leakages inside building structures. By using the basic theory of electromagnetic waves of ground-penetrating radars and by extracting and analyzing their digitized signals, observed variations in equivalent permittivity at the dry-wet interface were used to determine the area and source of leakage. These were rendered in 2D and 3D images to investigate the feasibility of such a method to detect leakages under different site conditions.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2研究動機與目的 1
1-3研究流程 2
第二章 文獻回顧 4
2-1前言 4
2-2透地雷達文獻回顧 4
2-3滲漏文獻回顧 7
2-4管線非破壞檢測相關 10
第三章 基本理論 15
3-1透地雷達檢測之原理 15
3-2電磁波基本原理 15
3-2-1 馬克斯威爾（Maxwell）方程式 16
3-3電磁波電性參數 17
3-3-1 衰減常數 17
3-3-2 導電率 18
3-3-3 相對介電常數 19
3-3-4 反射係數及折射係數 21
3-3-5 功率反射係數 22
3-3-6 電磁波於多層介質層中之相對介電常數 23
3-3-7 電磁波波傳反射能量範圍 23
3-3-8 電磁波解析能力與穿透力 24
3-3-9 頻率、週期、波長和波速之間的關係 25
3-3-10 含水之介面分析 26
3-3-11 電磁波於不同介面的反射現象 29
3-4 透地雷達訊號分析原理 30
3-4-1 透地雷達剖面圖象產生方式 30
第四章 實驗分析與結果 36
4-1前言 36
4-2實驗儀器介紹 36
4-3試驗試體及模具 38
4-4實驗規劃與設計 39
4-5透地雷達儀器參數設定 44
4-6 訊號擷取與分析方法 45
4-7 分析過程與結果 45
4-7-1 透地雷達剖面圖及波譜圖 45
4-7-2 滲漏範圍與水源之介電常數特徵 54
4-7-3 雙排鋼筋混凝土內含PVC管滲漏之透地雷達實驗結果 59
4-7-4標準砂內含PVC管滲漏之透地雷達實驗結果 61
4-7-5 標準砂內含不鏽鋼管滲漏之透地雷達實驗結果 63
4-7-6標準砂內含鍍鋅銅管滲漏之透地雷達實驗結果 65
4-7-7 介電常數比較分佈 67
第五章 實際滲漏案例檢測與結果 68
5-1前言 68
5-2實際案例 68
案例1：某台北社區大樓民宅地板滲漏檢測 68
案例2：社區大樓地下室牆、版滲漏案例 74
案例3：社區大樓地下室擋土牆、短梁及樓版滲漏案例 79
案例4：民宅樓版及牆面滲漏案例 87
案例5：社區大樓樓版滲漏案例 92
案例6：民宅汙水管滲漏檢測 101
第六章 結論與建議 108
6-1結論 108
6-2建議 109
參考文獻 110

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