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研究生:楊舒慈
研究生(外文):Shu-Tzu Yang
論文名稱:利用音波回音法檢測擋土結構物高度之可行性評估
論文名稱(外文):Evaluating the Height of Earth Retaining Structures with Sonic Echo Method
指導教授:賴俊仁賴俊仁引用關係
指導教授(外文):Jiunn-ren Lai
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:音波回音法ANSYS擋土結構物
外文關鍵詞:ANSYSEarth Retaining StructuresSonic Echo method
相關次數:
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摘要
近年來有許多擋土結構物因使用年限或疏於維護及排水不良等問題,導致其功能降低,甚至失效,因而造成重大災害。由於這些擋土結構僅有一表面可接觸,且底版都埋設於地面下,故無法直接進行牆體尺寸之量測,當這些擋土牆出現缺陷時通常都不易被察覺,而使用傳統實驗則耗費時間和金錢。故如何利用非破壞檢測方式及數值模擬來檢測出擋土結構物的狀況與尺寸是非常值得探討和研究。
本研究探討能否將基樁之非破壞檢測的理論及技術應用到擋土結構物之檢測,運用ANSYS LS-DYNA二維平面應變模式與三維實體模式比較擋土結構物各部位尺寸對檢測訊號之影響,以評估利用音波回音法(Sonic Echo method)對於擋土結構物高度之可行性。
由本研究結果得到以下結論:利用ANSYS二維平面應變模式與三維實體模式數值模擬,得知音波回音法之檢測訊號會受到3D效應之影響。當接收器擺設位置離敲擊源愈遠時,可減少表面波的影響。而當擋土牆在埋入土壤中後,會造成檢測訊號的衰減,因而增加訊號判讀的困難度。整體而言,若能選擇適當之敲擊源與擺設接收器,以音波回音法評估擋土結構物之高度,仍具相當之可行性。
ABSTRACT
In recent years, failures of several earth retaining structures caused severe damage in property and loss of life in Taiwan. Therefore, evaluating the safety condition of existing earth retaining structures becomes an important task for the civil engineers. However, many of these retaining structures were built long time ago. The design drawing of these structures can no longer be found. It becomes necessary to access the dimensions of these retaining structures through non-destructive testing (NDT) techniques for their safety evaluation.

The objective of this thesis is to investigate the feasibility of applying the sonic echo (SE) NDT technique for the evaluation of the height of existing earth retaining structures. Numerical modeling was performed to study the 3-dimensional effects on the measured signal using commercially available ANSYS LS-DYNA finite element software. Field tests were also performed on two earth retaining walls to verify the results from numerical modeling.

Results of this study indicate that, in comparison to 1-dimensional structures such as piles, 3-dimensional effects reduce the intensity of signal reflected from the bottom of the structures, thus increase difficulty in determining the arrival time of the reflected wave. However, this difficulty can be overcome by selecting a suitable impact source and arranging the receiver properly. Therefore, it is concluded that the sonic echo method is a very promising technique for the evaluation of the height of existing earth retaining structures.
摘要 I
英文摘要 II
圖目錄 IV
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究方法 2
第二章 文獻回顧與音波回音法之原理介紹 4
2.1文獻回顧 4
2.2非破壞檢測技術之應用 5
2.2.1音波回音法之原理介紹 6
2.2.2 檢測擋土結構物高度時可能產生之問題 7
第三章 研究方法 9
3.1 ANSYS介紹 9
3.1.1 PLANE 162元素 10
3.1.2 SOLID 164元素 11
3.2有限元素數值模擬 12
3.2.1設立模型 12
3.2.2選定分析元素和材料性質 14
3.2.3建立接觸源 16
第四章 牆寬對檢測訊號之影響 18
4.1前言 18
4.2二維平面應變與三維實體模式之結果比較 18
4.3 接收器擺放位置對連續壁檢測訊號之影響 26
4.4 敲擊延時之影響 32
4.5小結 37
第五章 底版與土壤效應對檢測訊號之影響 38
5.1前言 38
5.2懸臂式擋土牆之二維平面應變與三維實體模型結果比較 38
5.3未埋入土壤時擋土牆底版及止滑榫之影響 44
5.4埋入土壤後擋土牆底版及止滑榫之影響 47
5.5土壤參數改變之影響 51
5.6小結 53
第六章 現地檢測實驗 55
6.1實例位址 55
6.2檢測設備 56
6.3檢測結果 59
6.3.1不同質量衝擊槌對訊號檢測之影響 59
6.3.2不同衝擊頭對訊號檢測之影響 62
第七章 結論與建議 64
7.1結論 64
7.2建議 65
參考文獻 67
參考文獻
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2.倪勝火,「基樁之非破壞檢測案例」,地工技術雜誌,第52期,第49-62頁,1995。
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17.ANSYS使用手冊
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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