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研究生:洪文彬
研究生(外文):Wen-Pin Hung
論文名稱:地工砂袋於軟弱黏土之承載力研究
論文名稱(外文):The Study on Bearing Capacity of Sand Bags on Soft Clay
指導教授:沈茂松沈茂松引用關係
指導教授(外文):Mau-Song Sheen
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:140
中文關鍵詞:地工砂袋承載力壓密沉陷摩擦係數
外文關鍵詞:sand bagsbearing capacityconsolidation settlementfriction coefficient
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摘要
地工砂袋之現地承載力試驗中,由二次加壓後,加載至沉陷量穩定狀態下,不再沉陷時,帆布袋之承載力為 ,總沉陷量為 ,飼料袋之承載力為 ,總沉陷量為 。顯示出帆布袋具有較大之承載力,推論此為帆布袋材質較為密實,而飼料袋因纖維編織較為疏鬆,在飽和之軟弱黏土中受力下有許多泥水滲入,袋內之砂與軟弱黏土混合,粒間互制力降低,受力後孔隙水壓增加,有效應力減小,造成飼料袋承載力較小,沉陷量較大之原因。
另地工砂袋不加飽和黏土與填充飽和黏土之現地直剪試驗結果可看出,在兩砂袋界面有填充飽和軟弱黏土下,其砂袋界面摩擦力變大,此結果可推論砂袋於軟弱黏土槽中,由於黏土填充空隙,隨著時間增長,發揮其黏著力,因而抵抗側向位移,達到圍束效果,增加砂袋之承載力。本研究並推導出砂袋極限承載力理論配合砂袋摩擦係數試驗與抗張強度試驗結果,可預估砂袋於受到外載重時,袋內之砂擠壓,造成砂袋破裂之極限承載力。
關鍵詞:地工砂袋,承載力,壓密沉陷,摩擦係數
ABSTRACT
In the experiment on the bearing capacity of sand bags, the researcher detected that the bearing capacity of canvas bags was about , and the total settlement was 5.9cm in a stable condition after the secondary pressure. However, the bearing capacity of feed bags was about , and the total settlement was 6.6cm. It proved that the canvas bags had a larger bearing capacity, because of its density. Contrarily, when mud permeated into the loose fibers of the feed bags on soft clay and mixed with sand, the inter-granular force was reduced, due to the increased pressure in holes, and the effective stress lowered; as a result, the smaller the bearing capacity of the feed bags, the larger the settlement.

Furthermore, the conclusion of the field direct shear test revealed that the friction caused on the interface of the sand bags was larger after adding the saturated soft clay. The result was that the adhesion force was increased with the time in clay, and therefore the lateral displacement occurred. The confine effect enlarged the bearing capacity of the sand bags. The study aims to understand the maximum bearing capacity of sand bags by conducting testing of friction coefficient and tensile strength. The aim is to estimate the maximum bearing capacity of sand bags when facing the adscititious load and sand compressed in bags.

Keywords: sand bags, bearing capacity, consolidation settlement, friction coefficient
中文摘要 --------------------------------------------------------------------------- i
英文摘要 --------------------------------------------------------------------------- ii
致謝 --------------------------------------------------------------------------- iii
目錄 --------------------------------------------------------------------------- iv
表目錄 --------------------------------------------------------------------------- vi
圖目錄 --------------------------------------------------------------------------- viii
照片目錄 --------------------------------------------------------------------------- x
符號說明 --------------------------------------------------------------------------- xii
第一章 緒論--------------------------------------------------------------------- 1
1.1 前言--------------------------------------------------------------------- 1
1.2 研究目的--------------------------------------------------------------- 1
1.3 研究方法--------------------------------------------------------------- 2
第二章 文獻回顧--------------------------------------------------------------- 3
2.1 加勁土壤相關文獻回顧--------------------------------------------- 3
2.1.1 地工加勁材料的沿用歷史------------------------------------------ 3
2.1.2 加勁土壤之原理------------------------------------------------------ 3
2.1.3 地工加勁材料之機制------------------------------------------------ 4
2.1.4 地工加勁材料之設置------------------------------------------------ 5
2.1.5 地工加勁材料之種類、成分----------------------------------------- 6
2.1.5.1 地工加勁材料之種類及成分--------------------------------------- 6
2.1.6 地工加勁材料之功能與機制--------------------------------------- 8
2.1.6.1 加勁功能之機制------------------------------------------------------ 8
2.1.6.2 隔離、過濾、排水功能之機制--------------------------------------- 9
2.1.7 加勁基礎分析--------------------------------------------------------- 9
2.2 淺基礎承載力之相關文獻回顧------------------------------------ 10
2.2.1 淺基礎土壤承載之破壞模式--------------------------------------- 11
2.2.2 淺基礎之土壤承載力理論------------------------------------------ 11
2.3 撓性皮帶摩擦原理--------------------------------------------------- 23
第三章 地工砂袋之應力分析------------------------------------------------ 25
3.1 撓性帶之摩擦原理--------------------------------------------------- 25
3.2 地工砂袋受力行為應力分析--------------------------------------- 27
3.3 地工砂袋現場施工行為探討--------------------------------------- 29
第四章 模型試驗與討論------------------------------------------------------ 31
4.1 試驗儀器及設備------------------------------------------------------ 31
4.1.1 地工砂袋抗張強度試驗--------------------------------------------- 32
4.1.2 十字片剪試驗--------------------------------------------------------- 32
4.1.3 黏土含水量攪拌試驗------------------------------------------------ 32
4.1.4 現地平板載重試驗--------------------------------------------------- 32
4.1.5 現地直剪試驗--------------------------------------------------------- 33
4.2 試驗材料--------------------------------------------------------------- 33
4.2.1 試驗材料-黏土-------------------------------------------------------- 33
4.2.2 試驗材料-砂土-------------------------------------------------------- 33
4.3 模型試驗步驟與方法------------------------------------------------ 34
4.3.1 鋼筋混凝土試驗槽製作--------------------------------------------- 34
4.3.2 土壤基本物性試驗--------------------------------------------------- 34
4.3.3 地工砂袋之抗張強度試驗------------------------------------------ 34
4.3.4 黏土含水量攪拌試驗------------------------------------------------ 35
4.3.5 十字片剪試驗--------------------------------------------------------- 36
4.3.6 地工砂袋承載力試驗------------------------------------------------ 37
4.3.7 地工砂袋現地直剪試驗--------------------------------------------- 39
4.4 試驗結果分析與討論------------------------------------------------ 40
4.4.1 地工砂袋之抗張強度試驗------------------------------------------ 40
4.4.2 地工砂袋之承載力試驗--------------------------------------------- 40
4.4.3 地工砂袋現地直剪試驗--------------------------------------------- 42
4.4.4 地工砂袋摩擦係數試驗--------------------------------------------- 43
4.5 地工砂袋極限承載力試驗---------------------------------------- 44
第五章 結論與建議------------------------------------------------------------ 46
5.1 結論--------------------------------------------------------------------- 46
5.1.1 土壤及地工砂袋材料特性------------------------------------------ 46
5.1.2 地工砂袋之承載力行為--------------------------------------------- 46
5.2 建議--------------------------------------------------------------------- 48
參考文獻 --------------------------------------------------------------------------- 49
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