臺灣博碩士論文加值系統

利用非破壞檢測技術來評估新建單樁之完整性以及營造品質已是被許多國家採用的成熟技術。然而，欲將此類技術應用於現有橋樑基礎下之基樁則乃困難重重。主要原因在於檢測的複雜度因各種不同的結構元件的參與而大幅提高，例如重要的影響因素包含樁帽、群樁效應與礅柱等上部結構效應等。而基樁非破壞檢測方法中之「音波回音法」、「脈衝反應法」、「超震測法」與「平行震測法」在現地檢測上，具便利、經濟且又快速等優點，因此有待所有研究成果成熟後，此方法將可做第一線之非破壞檢測法。

本論文之目的在探討目前常用之應力波非破壞檢測（Nondestructive test NDT）技術對不同缺陷之檢測能力，利用已埋入土中之自行灌鑄之模型基樁，在其內部預先佈置大小、形狀不同之缺陷，並使用大小不同之敲擊鎚，及改變鎚頭之材質，比較音波回音法（Sonic Echo, SE）、脈衝反應法（Impulse Response , IR）、超震測法（Ultra Seismic , US）及平行震測法（Parallel Seismic , PS）等各種檢測技術對這些預設缺陷之檢測能力，期能找出最佳之基樁缺陷非破壞檢測方法。

Using non-destructive testing （NDT） methods to evaluate the integrity and quality of newly-built piles is a mature technique and is adopted as a standard procedure by many countries. However, many difficulties have been encountered in applying these kind of techniques into evaluating the integrity of existing piles. The dominant factors include the effects of pile caps, pile group and superstructures. However, the NDT techniques such as the Sonic Echo, Impulse Response, Ultra Seismic and the Parallel Seismic methods have the advantages of being convenient, economical, and efficient. They can be used as the front line testing means once the related researches are matured.

The main objective of this research is to investigate the feasibility of applying non-destructive testing techniques in evaluating the integrity of piles. Model piles with artificial detects were constructed and tested with impact hammer of various sizes and different tip materials. The ability of NDT technigues such as Sonic Echo, Impulse Response, Ultra Seismic, and Parallel Seismic methods in detecting these defects were compared in this thesis.

總 目 錄
中文摘要…………………………………………………………………I
英文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ
目錄 ……………………………………………………………………Ⅲ
表目錄…………………………………………………………………Ⅶ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅷ

目 錄
第一章 緒論
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究背景 2
第二章 理論背景
2.1 基樁完整性之NDT方法綜合介紹 5
2.2 音波回音法之原理介紹 8
2.3 脈波反應法之原理介紹 10
2.4 超震測法之原理介紹 11
2.5 平行震測法之原理介紹 13
第三章 實驗儀器及方法
3.1 模型基樁檢測之儀器設備 15
3.1.1 應力波訊號擷取系統 15
3.1.2 接收器 17
3.1.3 應力波源產生器 19
3.2 實驗之模型基樁介紹 20
3.3 實驗步驟 25
第四章 音波回音法試驗結果與討論
4.1 前言 26
4.2 完整基樁P1檢測結果 26
4.3 缺陷基樁P2檢測結果 27
4.4 缺陷基樁P3檢測結果 28
4.5 缺陷基樁P4檢測結果 28
4.6 缺陷基樁P5檢測結果 29
4.7 缺陷基樁P6檢測結果 30
4.8 小結 31
第五章 脈波反應法試驗結果與討論
5.1 前言 39
5.2 完整基樁P1檢測結果 39
5.3 缺陷基樁P2檢測結果 40
5.4 缺陷基樁P3檢測結果 41
5.5 缺陷基樁P4檢測結果 41
5.6 缺陷基樁P5檢測結果 42
5.7 缺陷基樁P6檢測結果 43
5.8 小結 44
第六章 超震波法試驗結果與討論
6.1 前言 52
6.2 完整基樁P1檢測結果 52
6.3 缺陷基樁P2檢測結果 53
6.4 缺陷基樁P3檢測結果 53
6.5 缺陷基樁P4檢測結果 54
6.6 缺陷基樁P5檢測結果 54
6.7 缺陷基樁P6檢測結果 55
6.8 小結 55
第七章 平行震測法試驗結果與討論
7.1 前言 67
7.2 完整基樁P1檢測結果 67
7.3 缺陷基樁P2檢測結果 67
7.4 缺陷基樁P3檢測結果 68
7.5 缺陷基樁P4檢測結果 68
7.6 缺陷基樁P5檢測結果 69
7.7 缺陷基樁P6檢測結果 69
7.8 小結 69
第八章 各種檢測技術之比較
8.1 前言 74
8.2 檢測方法能力探討 74
8.3 衝擊鎚檢測能力探討 75
8.4 小結 75

第九章 結論與建議
9.1 結論 78
9.2 建議事項 79
參考文獻 80

表 目 錄
表2-1 表面反射法之施力機制與訊號處理 …………………………………7
表3-1 試驗用衝擊鎚特性……………………………………………………20
表4-1 檢測結果………………………………………………………………38
表5-1 檢測結果………………………………………………………………51
表6-1模型基樁S1超震法速度歷時資………………………………………64表6-2模型基樁S3超震法速度歷時資………………………………………65
表6-3 超震法檢測模型基樁試驗結果………………………………………66
表8-1 檢測方法及衝擊鎚之檢測能力表……………………………………77








圖 目 錄
圖2-1決定基樁完整性之應力非破壞檢測 …………………………5
圖2-2表面反射法示意圖………………………………………………6
圖2-3 音波回音法示意圖………………………………………………8
圖2-4 應力在不同狀況下之反射圖 …………………………………9
圖2-5 脈波反應法示意圖 ……………………………………………10
圖2-6超震波法示意圖 ………………………………………………12
圖2-7 超震波法深度與波底時間關係圖 ……………………………12
圖2-8 平行震測法示意圖 ……………………………………………14圖2-9 Δt示意圖 ……………………………………………………14
圖3-1 Olson-Freedom NDT PC 設備設置示意圖……………………15
圖3-2 Olson NDT 電腦（Olson-Freedom NDT PC）…………………16
圖3-3 Olson 應力波訊號擷取系統配件 ……………………………16
圖3-4 接收器（加速度規）……………………………………………17
圖3-5 接收器（三軸向加速度規）……………………………………18
圖3-6 接收器（三軸向速度規）………………………………………18
圖3-7 應力波源產生器（衝擊鎚）……………………………………19
圖3-8 敲擊源材質 ……………………………………………………19
圖3-9 模型基樁圖 ……………………………………………………21
圖3-10 試驗用基樁鋼製模版（上視圖）……………………………21
圖3-11 試驗用基樁鋼製模版組裝完成圖（立面圖）…………………22
圖3-12 微小缺陷基樁P2缺陷近照 …………………………………22
圖3-13 頸縮缺陷基樁P3缺陷近照 …………………………………23
圖3-14 嚴重斷樁缺陷基樁P4缺陷近照 ……………………………23
圖3-15 微小缺陷基樁P5缺陷近照 …………………………………24
圖3-16 微小缺陷基樁P6缺陷近照 …………………………………24圖3-17實驗用模型基樁實地照片……………………………………25
圖4-1 P1完整樁之速度歷時曲線圖…………………………………32
圖4-2 微小缺陷P2樁之速度歷時曲線圖……………………………33
圖4-3 頸縮缺陷P3樁之速度歷時曲線圖……………………………34
圖4-4 明顯缺陷P4樁之速度歷時曲線圖……………………………35
圖4-5 微小缺陷P5樁之速度歷時曲線圖……………………………36
圖4-6 弱層缺陷P6樁之速度歷時曲線圖……………………………37
圖5-1 P1完整樁之力學導納曲線圖.…………………………………45
圖5-2 微小缺陷P2樁之力學導納曲線圖……………………………46
圖5-3 頸縮缺陷P3樁之力學導納曲線圖……………………………47
圖5-4 明顯缺陷P4樁之力學導納曲線圖……………………………48
圖5-5 微小缺陷P5樁之力學導納曲線圖……………………………49
圖5-6 弱層缺陷P6樁之力學導納曲線圖……………………………50
圖6-1 P1S1之速度歷時曲線圖 ………………………………………56圖6-2 P1S3之速度歷時曲線圖 ………………………………………56
圖6-3 P2S1之速度歷時曲線圖 ………………………………………57圖6-4 P2S3之速度歷時曲線圖 ………………………………………57
圖6-5 P3S1之速度歷時曲線圖 ………………………………………58圖6-6 P3S3之速度歷時曲線圖 ………………………………………58
圖6-7 P4S1之速度歷時曲線圖 ………………………………………59圖6-8 P4S3之速度歷時曲線圖 ………………………………………59
圖6-9 P5S1之速度歷時曲線圖 ………………………………………60圖6-10 P5S3之速度歷時曲線圖………………………………………60
圖6-11 P6S1之速度歷時曲線圖………………………………………61圖6-12 P6S3之速度歷時曲線圖………………………………………61
圖6-13 P1S1深度與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-14 P2S1缺陷與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-15 P3S1深度與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-16 P3S1缺陷與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-17 P4S1缺陷與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-18 P5S1深度與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-19 P5S1缺陷與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-20 P6S1深度與波抵時間關係圖…………………………………62圖6-21 P6S1缺陷與波抵時間關係圖…………………………………63圖6-22 P1S3深度與波抵時間關係圖…………………………………63圖6-23 P2S3深度與波抵時間關係圖…………………………………63圖6-24 P3S3深度與波抵時間關係圖…………………………………63圖6-25 P4S3缺陷與波抵時間關係圖…………………………………63圖6-26 P5S3深度與波抵時間關係圖…………………………………63圖6-27 P6S3深度與波抵時間關係圖…………………………………63
圖7-1 衝擊鎚敲擊訊號圖 ……………………………………………70圖7-2 接收器接收訊號圖 ……………………………………………71
圖7-3 △t示意圖 ……………………………………………………71
圖7-4 P1完整樁△t與基樁深度關係圖 ……………………………72
圖7-5 P2微小缺陷樁△t與基樁深度關係圖 ………………………72
圖7-6 P3頸縮樁△t與基樁深度關係圖 ……………………………72
圖7-7 P4斷樁△t與基樁深度關係圖 ………………………………73
圖7-8 P5微小缺陷樁△t與基樁深度關係圖 ………………………73
圖7-7 P6弱層基樁△t與基樁深度關係圖 …………………………73

參考文獻
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