臺灣博碩士論文加值系統

本文研究目的在透過探討地下延性鑄鐵管線於斷層錯動時的行為，以獲得降低管線損害程度之耐震方案。所選擇研究的對象延性鑄鐵管(DIP)，是國內自來水輸配水管線使用比例較高的，其特色為以接頭接合各段管體，連結成為一長直管線以達到供水之目的。透過有限元素軟體ANSYS進行數值模擬，了解斷層錯動時，埋置地下之管線，特別是接頭的受力與變形的行為。同時比較不同管徑、管段長度的影響。藉此評估管線因斷層錯動而破壞的區域與程度，以爭取災後搶修之時效。進一步研究如何決定管線通過斷層適切的管徑與管長，以降低管線損害程度。
研究結論指出，較大之管徑能承受較大之斷層錯動，選擇較短之管段長度能有效縮小管線破壞的範圍。另外，針對實際工程使用上，將管徑、管長、斷層錯動量與管線破壞範圍四者間之關係簡化為圖表形式，可用於震災現場估計管線破壞範圍，加速搶修與復原工作。也可用於管線佈設時的參考依據。

第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 研究內容與方法 2
1-4 論文架構 3
第二章 相關研究回顧 7
2-1 活動斷層相關研究 7
2-1-1 活動斷層之定義 7
2-1-2 活動斷層之分佈 9
2-1-3 活動斷層之工程評估 9
2-2 管線通過斷層相關研究 10
2-2-1 斷層引致管線破壞之機制 10
2-2-2 管線通過斷層分析模式 11
2-2-2-1　繩纜元素模式 11
2-2-2-2　樑元素模式 12
2-2-2-3　殼元素模式 13
2-2-2-4　接頭管線模式 13
2-2-3 管線通過斷層耐震考量 14
2-3 埋管與土壤互制效應 16
2-3-1 垂直向土壤—管線互制效應 16
2-3-2 軸向土壤—管線互制效應 18

第三章 延性鑄鐵管接頭行為 32
3-1 接頭型式 32
3-1-1 柔性接頭 32
3-1-2 剛性接頭 33
3-1-3 鎖扣型接頭 33
3-2 接頭力學特性 33
3-2-1 軸向受力變形行為 34
3-2-2 撓曲受力變形行為 35
3-2-3 接頭受力變形行為歸納 35
3-3 接頭破壞準則 36
第四章 接頭佈設數值分析 43
4-1 數值分析工具 43
4-2 基本假設 43
4-3 分析模式 44
4-3-1 管體模擬 44
4-3-2 接頭模擬 44
4-3-3 管體—土壤互制效應模擬 45
4-3-4 邊界條件 45
4-4 分析條件 45
4-5 分析步驟 46
4-6 分析結果與討論 46
4-6-1 管線破壞行為討論 46
4-6-2 管線破壞範圍比較 47
第五章 管線通過斷層之佈設規劃 71
5-1 設計規劃流程 71
5-2 計算例 72
5-3 設計規劃考量 73
第六章 結論與建議 76
6-1 結論 76
6-2 建議 77
參考文獻 78

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