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研究生:簡志凱
研究生(外文):Chih-Kai Chien
論文名稱:卵礫石層中垂直承拉式地錨施工方式與拉拔試驗研究
論文名稱(外文):Studies on Construction and Pullout Tests of Vertical Anchors in Gravel Formation
指導教授:徐松圻徐松圻引用關係
指導教授(外文):Sung-Chi Hsu
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:2004
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:220
中文關鍵詞:垂直承拉式地錨灌漿壓力施工方式
外文關鍵詞:vertical anchorspressure groutingconstructing
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本研究於卵礫石層中進行了26支垂直承拉式地錨,並進行現地拉拔試驗,而本試驗地錨中,有10支地錨產生問題,透過本論文所建立之篩選機制,將問題地錨篩選出並探討其造成地錨不良之原因,其原因可能有現地土層已遭受擾動、因為施工不良所導致及總長度太短(>2.0 m),由於受環境所限制,使本試驗地錨共有3種不同施工方式,結果發現濕式拔套管施工較易使地錨產生錨碇力不足。
本試驗地錨於卵礫石層中深、淺層地錨之臨界覆土深度約在1.5~2.0 m。與前人研究結果分析發現,整體錨碇力以吳俊茂[26]有較高之趨勢,若不考慮土層條件之影響,造成吳俊茂[26]有較高之錨碇力之原因可能為灌漿壓力,所以卵礫石層中使用低壓灌漿能提供較好之錨碇力。卵礫石之整體錨碇力約可達到單位長度錨碇力Lub=0 m承拉式地錨每單位長度錨碇力約為28.4 ton(280 kN);Lub=1.0 m承拉式地錨每單位長度錨碇力約為45.8 ton(450 kN);Lub=2.0 m承拉式地錨每單位長度錨碇力約為55 ton(550 kN)。
不同土層中之地錨所得到之荷重-塑性位移之關係也不相同,其中於台北沉泥質砂土中地錨必須產生較大之位移量,才可發揮較高摩擦力;反之,於卵礫石層中之地錨,則只需要產生少位移量,即可發揮至極限摩擦力。透過現地地錨試驗,更進一步了解卵礫石層中地錨錨碇行為,可提供未來工程上實際參考與運用。
The research is proceeding vertical anchors with 26 anchors in the Gravel Formation and processing the putout test experiment. During the experiment, there are 10 anchors have the prombles, through the percolating system of this essay, it percolates the problem anchors and than discuss the reason. The probable reasons can be the site was disturbed, or it was caused by the bad construction, or the total length was too short (>2.0m). According to the limitation of environment, the anchors of the experiment has three different kind of ways to construct, we found out that the wet drill and putout tube grouting will easily make the anchor has the situation of load not enough.
The depth of the shallow anchor and deep anchor is about 1.5~2.0m. Combining with expert’s analytic result, we found out the research from data [26] that have higher ultimate load, if not consider the formation, the possible reason should be the pressure grouting. So, using pressure grouting with anchor in gravel formation could be better load. Tension anchor of unbounded length=0m the ultimate load about 28.4 ton/m (287 kN/m), tension anchor of unbounded length=1.0m the ultimate load about 45.8 ton/m (450 kN/m), tension anchor of unbounded length=2.0m the ultimate load about 55 ton/m (540 kN/m) in gravel formation.
The anchor in different kind of formation, the load-residual displacements will be different. Such as the anchor in the Taipei silty sand must produce more displacements, than it will produce more ultimate friction resistance. On the contrary, the anchors in the Taichung gravels formation just need a little displacement; it will produce highest ultimate friction resistance. From the pullout test, we found out that the anchorage behavior of anchor in gravel formation can provide practical reference and application on engineering in the future.
摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
表 目 錄 VII
圖 目 錄 VIII
照 片 目 錄 XII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 3
1.3研究流程 4
第二章 文獻回顧 5
2.1回顧地錨發展歷史 5
2.2地錨構造與型式 6
2.2.1地錨構造 6
2.2.2地錨形式 7
2.3地錨行為模式 12
2.3.1垂直地錨臨界覆土深度(深、淺層地錨之分界) 12
2.3.2面承力之破壞模式 14
2.3.3摩擦力之破壞模式 15
2.3.4地錨受力破壞過程 16
2.4承拉式地錨荷重的傳遞和摩擦應力在錨碇段的分布 18
2.5研究地錨錨碇行為方式與方法 21
2.5.1極限分析理論 21
2.5.2數值分析 21
2.5.3模型試驗 22
2.5.4現場試驗 22
2.6地錨錨碇力預估方法 24
2.7相關現地地錨試驗 30
2.7.1台北沉泥質土層(1) 30
2.7.2台北沉泥質土層(2) 32
2.7.3風化複合土層 35
2.7.4砂土質礫石與礫石性砂土 37
2.7.5台中卵礫石層 40
2.8卵礫石層相關文獻 48
2.8.1台灣卵礫石層分布與地質概況 48
2.8.2台灣中部卵礫石之材料特性及力學性質 49
2.8.3卵礫石層現地試驗結果 50
2.8.4細粒料含量對卵礫石層抗剪強度之影響 53
第三章 研究方法 54
3.1試驗規劃 54
3.2試驗場地基本概況 56
3.2.1基地位置 56
3.2.2基地地層分佈概況 57
3.2.3基地地下水位分佈概況 61
3.2.4基地之簡化土層及建議參數[33] 61
3.2.5現地篩分析與土壤試驗結果 62
3.3試驗地錨設計 67
3.4試驗地錨之配置 69
3.4.1群錨效應影響 70
第四章 試驗地錨施工與拉拔試驗 71
4.1試驗地錨施工介紹 71
4.1.1現地放樣與地錨打設機具 72
4.1.2試驗地錨材料 73
4.1.3試驗地錨施工流程 74
4.1.4各試驗地錨實際施工情況 83
4.2拉拔試驗 93
4.2.1水泥漿試體抗壓試驗 93
4.2.2記讀系統 95
4.2.3拉拔設備裝設與施拉方式 101
第五章 試驗結果數據整理 117
5.1地錨荷重-位移數據呈現 117
5.2問題地錨之探討 123
5.2.1判斷灌漿量與極限荷重是否異常 123
5.2.2問題地錨失敗原因之探討 126
5.2.3討論施工方式對於問題地錨之影響 133
5.3建立地錨篩選機制 134
5.3.1地錨評估步驟 135
第六章 試驗數據分析與討論 137
6.1卵礫石土層 137
6.1.1卵礫石層深、淺層承拉式地錨覆土深度 137
6.1.2不同施工方式對於錨碇力之影響 138
6.1.3覆土深度對於垂直地錨之影響 138
6.1.4錨碇段長度對地錨極限荷重之影響 140
6.1.5相同總長度下變化錨碇長度對極限荷重影響 141
6.1.6地錨摩擦阻抗力 144
6.1.7地錨與拉力樁摩擦阻抗力比較 148
6.1.8卵礫石層中影響地錨錨碇力之因素 149
6.1.9卵礫石層整體錨碇力 152
6.1.10淺層地錨地表隆起範圍與預估錐形破壞面角度之探討 156
6.1.11預估極限荷重與實際荷重之比較 159
6.2與不同土層研究結果之比較 161
6.2.1台北沉泥質砂土層 161
6.2.2韓國風化性土層 164
6.2.3討論地錨於不同土層中錨碇力之差異 167
6.2.4礫石砂土與砂質礫石土層 169
6.3分析垂直地錨荷重-塑性位移之行為 173
6.3.1卵礫石土層地錨塑性位移與荷重之關係 173
6.3.2不同土層地錨塑性位移與荷重之關係 175
第七章 結論與建議 176
7.1結論 176
7.2建議 178
參考文獻 179
附錄一 記讀程式 182
附錄二 試驗地錨完整荷重-位移關係圖 186
附錄三 試驗地錨簡化之荷重-位移關係圖 199
附錄四 試驗地錨荷重-彈性、塑性及總位移關係圖 208
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