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研究生:游文輝
研究生(外文):Yu-Wen Hui
論文名稱:砂土層中井樁承受反覆水平荷重之初步研究
論文名稱(外文):Investigatio of behavior of caisson-type pile foundation subjected cyclic lateral load in sand.
指導教授:陳慧慈陳慧慈引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程研究所
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:151
中文關鍵詞:井樁樁身彎矩土壤反力。
外文關鍵詞:caisson-type pile foundationbending momentsoil reaction.
相關次數:
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當高速公路穿過山區時,有些橋樑的基礎將會無可避免地興建在坡地上,其中井樁是較常用的基礎。一般而言,除了承載橋樑結構之垂直荷重外,井樁也會因為風力及地震力而受到側向水平力的作用,因此有必要就井樁承受水平側向荷重的行為進行探討。
本研究乃在運用大地工程離心機進行實驗,以探討在砂土層中井樁在承受反覆側向載重後,對樁身彎矩及樁頭變位的影響,並藉著與單一方向施加水平載重的行為比較,探討在反覆載重與單向載重作用下,井樁行為的差異。實驗結束後,將於樁身各測點所量得的彎矩,利用改良式多項式法求得表示彎矩分布的數學式,然後再將此數學式分別微分兩次和積分兩次以求得剪力、土壤反力和樁身的側向變位。
由研究結果可看出,本實驗具有可重複性,而隨著反覆水平荷重作用次數的增加,樁體的彎矩增量會逐漸下降,且水平荷重的大小會漸漸趨一定值,至於樁頭變位則會隨次數的增加而變大。在相對密度較低的地盤中,於卸載階段,樁體彎矩值衰減的較慢,且殘留彎矩值較相對密度大的地盤來的高。
When free way is constructed in the mountain area, the foundation of bridge will be inevitably erected in the slope and one of most frequently used foundation is the caisson-type pile foundation. In addition to supporting the gravity load transmitted from the bridge structure, the caisson-type pile foundation will be subjected to lateral load induced by wind, earthquake and so on. Therefore, it is important that the behavior of caisson-type foundation under the action of lateral load be investigated.
In this study, the behavior of caisson-type pile foundation subjected cyclic lateral load is investigated using the geotechnical centrifuge. The distribution of bending moment along the shaft of caisson-type pile is obtain by using the modified polynomial approach and the measured values, which can then be used to find the soil reaction by differentiating twice and the deflection by integrating twice.
The results show that the purposed test procedure has a very good repeatability. As the number of cycles increases, the increment of bending moment decreases and the lateral load will approach a constant value, while the pile-head displacement increases. For caisson-type pile embedded in a low-density sandy soil stratum, the decrease in moment will be smaller and the residual moment will be larger, as compared with that embedded in high-density sandy soil stratum.
中英文摘要 ..……………………………Ⅰ
目 錄 ..……………………………Ⅱ
表目錄 ..……………………………Ⅳ
圖目錄 ……………………………..Ⅴ

第一章 緒論 ………………………………1
1-1 研究動機 ………………………………1
1-2 研究目的與方法 ………………………………3
1-3 論文內容 ………………………………4
第二章 文獻回顧 ……………………………...7
2-1 前言 ………………………………7
2-2 樁基礎承受側向荷重之相關研究 ………………………………7
2-2-1 側向荷重基樁之分析方法 ….………………………….8
2-2-2 p-y曲線之經驗公式 ……………………………17
2-2-3 有效長度之定義及側向影響範圍…………………………..20
2-2-4 井樁側向載重實驗之相關研究 .………………………… 21
2-3 基樁承受反覆側向水平載重的影響 ……………………….….22
2-4 樁徑之影響 .……………………….....25
第三章 試驗土樣、儀器設備及試驗方法 …………………………...46
3-1 前言 …………………………...46
3-2 離心模擬原理 …………………………...46
3-2-1 離心模型之基本相似律 …….……………………...46
3-2-2 離心模型試驗之尺度效應 …………………….……...49
3-2-3 離心試驗模型模擬之觀念 ………………….………...50
3-2-4 離心模型試驗之應力誤差 ……………………….…...51
3-3 試驗土樣 …………………………...54
3-4 最大及最小乾密度試驗 …………………………...54
3-5 直接剪力試驗 …………………………...55
3-5-1 儀器設備 …………………………... 55
3-5-2 試驗方法及步驟 …………………………... 56
3-6 離心機模型試驗之相關設備 …………………………...59
3-6-1 地工離心機 …………………………... 59
3-6-2 模型試驗箱 …………………………... 60
3-6-3 其他量測工具 …………………………... 60
3-7 試體準備方法與模型樁製作 …………………………...61
3-7-1 試體準備 …………………………... 61
3-7-2 模型樁之製作與埋設 …………………………....63
3-8 試驗方法與步驟 …………………………...64
第四章 試驗結果分析與討論 …………………………...90
4-1 前言 …………………………...90
4-2 樁身彎矩分布曲線回歸方法之選擇 …………………………...91
4-2-1三次多項式函數法 …………………………...91
4-2-2 改良式多項式法 …………………………... 95
4-3 載重形式對樁受力行為的影響 …………………………...99
4-4 相對密度對樁體受側向載重的影響 ………………………….106
第五章 結論與建議 ………………………… 145
5-1 結論 ………………………….145
5-2 建議 ………………………….146
參考文獻……………………………………………………………………148        
作者簡介………………………………………………………………………151
[1].Acutronic, Civil Engineering Centrifuge Model 665-1 Installation Manual 5941E, France (1992).[2].Acutronic, Geotechnical Centrifuge Model 665-1 Product Description 5933H, France (1993).[3].Acutronic, Geotechnical Centrifuge Model 665-1 Technical Proposal 6022, France (1993).[4].Long, J. H., and Vanneste, G., “Effects cyclic lateral loads on piles in sand,” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 120,No. 1,pp. 225-244 (1994)。[5].Poulos, H. G., “Single pile response to cyclic lateral load ,” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 108,No. 3,pp. 355-375(1982)。[6]. Lin, S. S., and Liao, J. C., “Permanent strains of piles in sand due to cyclic lateral loads,” Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 125,No. 9,pp. 798-802(1999)。 [7].日本建築省土木研究所構造橋樑部基礎研究室,“傾斜地盤上の杭基礎に関する研究”, 第1949號資料,(1983)。 [8].盧亮洲,「深礎樁側向土壤反力之離心機試驗研究」,碩士論文,國立中央大學研究所,中壢(1998)。[9].陳泓文,「大口徑井樁側向土壤反力之離心機試驗研究」,博士論文,國立中央大學研究所,中壢(1999)。[10]. Broms, B., “Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils,” Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, pp.123~149(1964).[11] King, G. J. W., “The Interpretation of Data from Tests on Loaded Piles,” Centrifuge 94, pp. 515~520 (1994)。[12]. Moss, R. E. S., Caliendo, J. A., and Anderson, L. R., “Investigation of a cyclic laterally loaded model pile group,”Soil Dynamic and Earthquake Engineering, Vol. 17,No. 7,pp519-524(1998)。[13]. Reese, L.C., Cox, W.R., and Koop, F.D. ”Analysis of Laterally Loaded Piles in Sand,” Proceedings, 6th Offshore Technology Conference , Houston, Tex., paper OTC 2080, pp. 473~483(1974).[14]. 王訓濤,周南山,「承受側向力之基樁與土壤之互制作用」,地工技術,第24期,第39~48頁,(1978)。[15]. 廖慶隆,「電子量測系統之基本特性及在土木工程上之應用」,土木水利,第十二卷,第三期,第85~100頁,(1985)。[16]. 翁作新,「量測儀器之基本原理介紹」,地工技術雜誌,第十期,第5~10頁,(1985)。[17]. 陳正興、黃俊鴻及邱俊翔,「預鑄混凝土樁側向載重試驗與分析」,中國土木水利工程學刊,第十一卷,第二期,第231~241頁,(1999)。[18]. Terashi, M., Kitazume, M., Maruyama, A. and Yamamoto , Y., “Lateral Resistance of A Long Pile in or Near The Slope,” Centrifuge 91, pp. 245~252(1991).[19]. Curtis, F. G., and Patrick, O. W.,”Applications of Cubic Spline Functions,” Applied Numerical Analysis, pp 265~267(1986).[20].Georgiadis, M., Anagnostopoulos, C., and Saflekou, S.,”Centrifugal testing of laterally loaded pileed in sand ,“ Canadian Geotechnical Journal, Vol. 29,pp208-216(1992)。
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1. 吳志光,<論公民投票訴訟之基本問題>,憲政時代,第二十六卷第一期,2000年7月。
2. 吳志光,<論公民投票訴訟之基本問題>,憲政時代,第二十六卷第一期,2000年7月。
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8. 吳玉山,<制度、結構、與政治穩定>,政治學報,第三十二期,2001年。段宜康,<談地方自治法制化之地方立法權--「臺北市公民投票辦法草案」之提出>,律師通訊,第一百八十九期,1995年6月。唐玉禮,<「公民投票」的理論與實際--以我國核四論戰為例>,中山人文社會科學期刊,第四卷第三期,1996年6月。
9. 李明峻,<國際法與公民投票問題>,新世紀智庫論壇,第二期,1998年5月。
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12. 吳志光,<公民投票與司法審查>,憲政時代,第二十七卷第二期,2001年12月。
13. 李明峻,<國際法與公民投票問題>,新世紀智庫論壇,第二期,1998年5月。
14. 李俊增,<論公民投票之類型及對代議民主政體之影響>,憲政時代,第二十二卷第四期,1997年4月。
15. 吳志光,<論公民投票訴訟之基本問題>,憲政時代,第二十六卷第一期,2000年7月。