臺灣博碩士論文加值系統

臺灣西部之台地與山麓丘陵地多為卵礫土石所構成，然而有關卵礫石層之工程特性，並不若土壤與岩石般已有相當之研究成果可供參考。目前國家推動多項交通建設當中，部份工程需於卵礫石層中施工；因此卵礫石層之工程特性將是未來亟待研究之課題。
本研究之目的在應用三維地下水數值模式於八卦山隧道附近地下水流況之模擬。在數值模式之建立與求解方面，本研究利用美國楊百翰大學與美國陸軍水道工程試驗站所共同合作發展的GMS介面中之FEMWATER模組為主體，並將現場蒐集所得之相關水文地質參數一一輸入介面中，利用介面之圖形輸出功能建立一個符合現地自然狀態之概念與數值模式。數值模式建立完成後，需先求出最佳的地質及水文參數，使其儘可能接近模擬區域的真實狀態；待最佳參數選定後，再利用此三維數值模式進行隧道開挖情況之模擬。
本研究之數值模擬主要在針對隧道上方豎井開挖時其所需進行之地下水位降低措施，以及隧道開挖時的滲流量推估，模擬所得之結果可供施工之參考。

The tablelands and hills in the west of Taiwan are mostly composed of the gravel formation. In quantity, however, the research on constructional property of gravel is much less than it of rock and soil. Nowadays, most of government-driven communication engineering are built through the gravel formation. The engineering characteristics and mechanical behavior of the gravel formation consequently are a challenge to be dealt with.
The destination of this study is to apply 3D numerical model to groundwater simulations near Pakuashan tunnel. This study makes use of Groundwater Modeling System (GMS), co-developed by US Army Engineer Waterways Experiment Station (USGS) and Brigham Young University, to analyze groundwater problems. According to the geological drill data and the hydrological information around the simulation site, the model is made up of the graphic display options of GMS. After construction of meshes, in order to make the model more similar to the actual situations of simulation site, it’s necessary to find the most appropriate material parameters out. Only when they are decided, the 3D model could be used to carry the numerical simulations out precisely.
There are altogether two simulations in this study. One is the seepage phenomenon of excavations around the tunnel and the other is the deep well drainage system around the shaft. The results of this study might be an evaluating standard for the gravel tunnel excavations.

目 錄
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 研究目的與動機.......................1
1-2 文獻回顧.............................3
1-3 研究方法與內容.......................5
1-4 論文內容.............................6
第二章 八卦山卵礫石層隧道概述
2-1 八卦山隧道概述.......................7
2-2 八卦山卵礫石層隧道沿線大地工程特性...8
2-3 台灣隧道常見湧水災害問題.............9
2-4 隧道湧水處理方式—排水工法..........11
2-5 隧道湧水處理方式—止水工法..........12
2-6 八卦山隧道開挖方式簡介..............13
第三章 有限元素法之理論及數值模式之建立
3-1 地下水水流模式......................17
3-2 FEMWATER模式架構簡介................20
3-3 控制方程式..........................21
3-3-1 隧道之地下水水流控制方程式.......21
3-3-2 隧道滲流之起始條件與邊界條件.....26
3-4 數值模式之建立......................28
3-4-1 地下水流場之離散.................29
3-4-2 時間域的離散.....................33
3-4-3 邊界條件之處理...................35
3-4-4 聯立方程式之求解.................40
第四章 模式之應用—以八卦山隧道為例
4-1 袪水工法規劃........................43
4-2 水文地質資料分析....................45
4-3 八卦山隧道概念模式之建立............46
4-3-1 水文地質單位條件.................46
4-3-2 八卦山隧道地下水邊界條件.........48
4-4 網格之建立..........................48
4-5 水文地質參數........................51
4-6 模型之模擬與檢定....................55
4-7 八卦山隧道數值模擬分析..............60
4-7-1 模擬問題之討論...................60
4-7-2 豎井開挖工程之數值模擬...........60
4-7-3 模擬結果與分析...................65
4-7-4 隧道內之滲水模擬與分析...........68
第五章 結論與建議
5-1 結論................................70
5-2 建議................................71
參考文獻................................73
附錄一 FEMWATER模組之應用...............77
附錄二 八卦山隧道地質圖與岩心柱狀圖.....84
附錄三 克力金插值法簡介.................89
附錄四 現場抽水試驗紀錄表...............94
作者簡歷

1.江盛匡，「決定集水廊道最佳大小及位置優選模式之建立與應用」，國立臺灣大學土木工程學研究所碩士論文，2001。
2.林炳森，「卵礫石層隧道開挖之怯水工法與地盤改良工法之研究」，財團法人中華顧問工程司期末報告，2000。
3.徐年盛、張德鑫、郭哲昆，「集水廊道對濁水溪沖積扇地下水影響之研究」，農業工程研討會論文集，1998。
4.財團法人中華顧問工程司，「公路局東西向快速公路漢寶草屯線E407標細部設計報告」，臺灣省交通處公路局委託，1993。
5.財團法人中華顧問工程司，「公路局東西向快速公路漢寶草屯線E407標地質鑽探及試驗結果報告書I∼III冊」，臺灣省交通處公路局委託，1993。
6.財團法人中華顧問工程司，「公路局東西向快速公路漢寶草屯線E407標地質環境評估報告書」，臺灣省交通處公路局委託，1993。
7.陳福勝、何泰源、周允文、周永川，「卵礫石層隧道之開挖穩定與地下水問題探討」，財團法人中華顧問工程司大地工程部，1999。
8.陳永傑，「卵礫石層隧道開挖程序與最適支撐型態之研究」，國立中興大學土木工程學研究所碩士論文，2000。
9.陳福勝、王文通、周允文、何泰源、侯嘉松，「NATM應用於卵礫石層隧道設計與施工之探討」，國際卵礫石層地下工程研討會，台北，pp.2-97∼2-110，1995。
10.陳浚騰，「卵礫石隧道湧水之開挖案例探討」，國立中興大學土木工程學研究所碩士論文，2002。
11.張發魁，「卵礫石層隧道灌漿止水與怯水工法之初步研究」，國立中興大學土木工程學研究所碩士論文，2000。
12.黃正吉，「卵礫石土在軸向壓縮及軸向伸張路徑下之抗剪強度特性」，國立中興大學土木工程學研究所碩士論文，1999。
13.黃任賢，「壩體滲漏數值模擬及工程改善之效益評估」，私立中原大學土木工程學研究所碩士論文，2000。
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