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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐瑞旻
研究生(外文):Jui-Min Hsu
論文名稱:共振柱試驗程式視窗化之研究
指導教授:倪勝火倪勝火引用關係
指導教授(外文):Sheng-Huoo Ni
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:161
中文關鍵詞:共振柱試驗土壤動態性質視窗化程式
外文關鍵詞:Resonant Column TestVisual ProgramingSoil Dynamic Properties
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共振柱試驗已是研究土壤動態性質的重要工具之一,而其試驗自動化程式最早在1984年由德州大學土木系所發展。但隨著電腦科技的進步,傳統的DOS作業系統已經被淘汰,目前的作業系統已經全面視窗化了。為了能讓本試驗系統能夠相容於目前的視窗作業系統,視窗化改版是勢在必行的工作。
本研究的主要目的就是利用物件導向語言Visual Basic,將IBM PC-AT或其相容之個人電腦上執行的共振柱試驗自動控制程式RCTEST,完成整個自動控制程式的視窗化,使這套程式能夠相容於目前的視窗作業系統,透過視窗化介面直覺與親和的操作特性,讓使用者能夠輕鬆的完成整個試驗。此外,使用新的資料擷取卡(NI-PCI6034E)及GPIB卡來取代舊有的介面卡,讓資料擷取與儀器間溝通方面更精確更有效率。
文中敘述整個程式的架構及自動量測原理,並且詳述了程式的運作方式及內部的檔案格式。此外於附錄A中更詳細介紹本程式的視窗化操作介面,讓使用者能夠快速的了解整個試驗系統。
摘要 I
誌謝 II
目錄 III
表目錄 VIII
圖目錄 IX
符號說明 XIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究方法 2
1.4 論文架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 前言 4
2.2 土壤動態性質的量測方法 4
2.2.1 現場試驗求取動態性質的方法 4
2.2.2 實驗室試驗求取動態性質的方法 6
2.3 共振柱儀型式 8
2.4 共振柱試驗之沿革 9
2.5 共振柱試驗自動化之發展 9
第三章 共振柱試驗之理論與分析方法 16
3.1 前言 16
3.2 共振柱的波傳方程式 16
3.2.1 共振柱波傳理論的基本假設 16
3.2.2 共振柱之水平扭轉振動波傳理論之推導 17
3.2.3 共振柱之垂直縱向振動波傳理論之推導 23
3.3 計算阻尼比 27
3.3.1 自由振動衰減曲線法 27
3.3.2 半功率頻寬法 31
3.4 計算剪應變 31
3.4.1 共振柱試驗之形狀函數 32
3.4.2 剪應變之量測 33
3.5 高振幅之迴歸曲線 35
3.5.1 Ramberg-Osgood之應力應變曲線方程式 36
3.5.2 Ramberg-Osgood之阻尼應變曲線方程式 37
3.5.3 Ramberg-Osgood之無因次參數C, R決定方法 38
第四章 共振柱試驗之硬體設備與量測系統 50
4.1 前言 50
4.2 試驗之硬體設備 50
4.2.1 Stokoe水平扭轉共振柱儀 50
4.2.2 微電腦及其周邊設備 51
4.2.3 量測電子儀器 52
4.2.4 監測器 52
4.2.5 電腦溝通介面 53
4.2.6 資料擷取卡 56
4.3 量測原理 57
4.3.1 變位計的量測原理 57
4.4 試驗計讀系統 58
4.4.1 圍壓控制系統 59
4.4.2 驅動控制系統 59
4.4.3 試體高度變化量測系統 60
4.4.4 振動監測系統 60
第五章 視窗化共振柱試驗程式 70
5.1 前言 70
5.2開發平台介紹 70
5.2.1 物件導向與Visual Basic 70
5.2.2 Visual Basic的程式架構 71
5.2.3 Visual Basic的程式開發概念 73
5.3 視窗化共振柱試驗程式架構與特性 74
5.3.1 RCT程式的架構 74
5.3.2 依時性與依序性的試驗運作概念 75
5.3.3 RCT程式的整體運作概念 76
5.3.4 結果整理與格式化的報告 78
5.3.5 視窗化RCT程式的操作特性 79
5.4 儀器介面控制原理 80
5.4.1 GPIB訊號與接線 80
5.4.2 GPIB上儀器的角色定義 81
5.4.3 共振柱自動化系統上儀器所辦演的角色 82
5.4.4 GPIB的定址協定 83
5.5 開關切換控制器的原理 86
5.6 讀計資料的原理 87
5.6.1 量測高度變化的原理 87
5.6.2 搜尋共振頻率的原理 90
5.6.3 計算材料阻尼的方法 92
5.7 資料檔案的組成 94
5.7.1 讀計時間資料檔TMSCHEn 95
5.7.2 土樣資料檔SLDATAn 96
5.7.3 試驗結果資料檔RSTmni 99
5.7.4 整合結果資料檔 100
5.7.5 量測儀器校正因子資料檔CALIDATA 102
5.7.6 量測儀器位址之料檔SWDATA 102
第六章 結論與建議 118
6.1 結論 118
6.2 建議 119
參考文獻 121
附錄A RCT程式操作介面介紹 124
A.1 RCT程式操作主畫面 125
A.1.1 功能表 126
A.1.2 功能鍵 126
A.2 File 126
A.3 Edit 129
A.4 Run Test 133
A.4.1 Manual Test 133
A.4.2 Auto Test 144
A.5 View 144
A.6 Report 147
A.7 Help 152
附錄B RCT程式試驗流程圖 154
B.1 RCT試驗流程圖 155
B.2 手動執行試驗流程圖 156
B.3 自動執行試驗流程圖 157
附錄C 半功率頻寬法之推導 158
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2. 倪勝火,「乾砂之電腦輔助共振 / 扭轉剪力試驗之研究」,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,台南(1989)。
3. 李位育,「電腦輔助共振 / 扭轉剪力試驗之研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南(1989)。
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