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研究生:賴建琮
研究生(外文):Jian-Cong Lai
論文名稱:應用表面波譜法調查地盤灌漿品質範圍及尺寸之研究
論文名稱(外文):Evaluating the Quality and Dimensions of Soil Grouting by the SASW Method
指導教授:蔡佩勳蔡佩勳引用關係
指導教授(外文):Pei-Hsun Tsai
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:表面波譜法地盤灌漿相位角頻散曲線快速傅立葉轉換
外文關鍵詞:FFTDispersion CurvePhase AngleSoil GroutingSASW Method
相關次數:
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本研究將利用表面波譜法(SASW)來調查地盤灌漿時灌漿體的範圍與品質。 本研究以有限差分為基礎之數值分析軟體FLAC3D程式來進行表面波譜法之數值模擬,探討影響參數對頻散曲線之影响,其中包括敲擊延時(1000μs、500μs、300μs)以及灌漿體材料性質(混凝土與攪拌土兩種情形)。由FLAC所得不同點位的速度歷時透過快速傅立葉轉換(FFT)後,得到頻率域訊號,再經過頻譜分析計算其相位角,得到其頻散曲線,由不同間距的頻散曲線集合成複合頻散曲線,再繪製成一“代表性”頻散曲線,以評估灌漿體品質及範圍。本研究也從時頻圖來驗證灌漿體之存在跡象。
由本研究結果顯示灌漿體的長度、寬度與深度可由複合頻散曲線、“代表性”頻散曲線求出,而其品質可由頻散曲線所得之波速來判斷。
This study used numerical method to investigate dimensions and quality of soil grouting body by SASW method. In this study, a numerical analysis software FLAC3D, based on the finite difference method, was used to perform the analysis. The influence parameters on dispersion curve including during of loading, soil grouting body material property(concrete and mixed soil ). The numerical analysis was performed by adding a transient loading in source point and the displacement on various distance from source point was calculated by FLAC. Time domain signal is transformed to the frequency domain signal by FFT. Dispersion curve is obtained from phase angle that is calculated by the frequency spectrum analysis. A compound dispersion curve is obtained from the dispersion curves intervale, and the representative dispersion curve is used to evaluate dimensions and quality of soil grouting body. At the same time, the Gabor spectrogram is drawn to identify the existence of soil grouting body in this study.
From this results show that the length, wide and depth of soil grouting body can be found from the compound dispersion curve and the representative dispersion curve, as well as the quality of grouting is identified by shear wave by the dispersion curves.
目錄
中文摘要...I
ABSTRACT...II
誌 謝...III
目錄...IV
表目錄...VI
圖目錄...VII
符號說明...XII
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...3
1.4研究內容...4
第二章 文獻回顧...7
2.1前言...7
2.2國內外相關研究文獻...7
第三章 數值分析方法...12
3.1 FLAC 程式簡介...12
3.1.1 FLAC 程式概述...12
3.1.2組合律型式 (CONSTITUTIVE MODEL)...12
3.2 FLAC數值分析...13
3.2.1初始應力狀態...13
3.2.2 表面波譜模擬...14
3.3 表面波檢測法...14
3.3.1 穩態表面波法及連續表面波法...16
3.3.2 表面波譜法...17
3.4傅立葉轉換...18
3.4.1離散傅立葉轉換...18
3.4.2快速傅立葉轉換...19
3.4.3短時頻(STFT)分析...19
3.5 頻散曲線之計算...20
3.5.1 頻譜分析...21
3.5.2 相互遮蔽(INTERACTIVE MASKING)...22
3.5.3 建立雷利波頻散曲線與反算土層剪力波速與深度...23
第四章 分析結果與討論...41
4.1前言...41
4.2敲擊延時(1000μs)之分析結果...42
4.3敲擊延時(500μs)之分析結果...45
4.4敲擊延時(300μs)之分析結果...46
4.5 時頻圖分析...47
第五章 結論與建議...85
5.1結論...85
5.2建議...86
參考文獻...87
表目錄
表3.1 敲擊延時1000μs之時間對應力量表...25
表3.2 敲擊延時500μs之時間對應力量表...26
表3.3 敲擊延時300μs之時間對應力量表...27
表4.1土壤材料性質...49
圖目錄
圖1.1 研究流程圖...6
圖3.1 FLAC程式運算之步驟...28
圖3.2網格示意圖...28
圖3.3 無埋設物敲擊後示意圖...29
圖3.4 有埋設物敲擊後示意圖...29
圖3.5 第一收波器之時間-速度歷時曲線圖...30
圖3.6第二收波器之時間-速度歷時曲線圖...30
圖3.7第三收波器之時間-速度歷時曲線圖...31
圖3.8第四收波器之時間-速度歷時曲線圖...31
圖3.9第五收波器之時間-速度歷時曲線圖...32
圖3.10第六收波器之時間-速度歷時曲線圖...32
圖3.11 模擬衝擊作用力所使用之半正弦平方函數荷重示意圖...33
圖3.12 彈性體之波傳行為 (Bolt,1978)...34
圖3.13 柏松比與各種彈性波速間之關係 (Richart,1970)...35
圖3.14 圓形振動基腳於半無限域產生之波形位移分布圖...35
圖3.15 半無限空間表面波之頻散現象...36
圖3.16 層狀土層中表面波之頻散現象...36
圖3.17 雷利波的波傳其質點之移動型態...37
圖3.18 穩態連續表面波頻譜法簡諧位移示意圖...37
圖3.19 STFT,或稱加窗傅立葉轉換,或Gabor轉換...38
圖3.20 比較摺合與未摺合相位譜...39
圖3.21 相角遮蔽示意圖...40
圖4.1 測線分佈示意圖...49
圖4.2 1000μs均一土層之複合頻散曲線圖...50
圖4.3 1000μs均一土層“代表性”頻散曲線圖...50
圖4.4 第一側線之複合頻散曲線圖...51
圖4.5 第一側線之“代表性”頻散曲線圖...51
圖4.6第二測線之複合頻散曲線圖...52
圖4.7 第二測線之“代表性”頻散曲線圖...52
圖4.8第三測線之複合頻散曲線圖...53
圖4.9第三測線之“代表性”頻散曲線圖...53
圖4.10 第四測線之複合頻散曲線圖...54
圖4.11 第四測線之“代表性”頻散曲線圖...54
圖4.12 第五測線之複合頻散曲線圖...55
圖4.13 第五測線之“代表性”頻散曲線圖...55
圖4.14 第一測線之複合頻散曲線圖...56
圖4.15 第一測線之“代表性”頻散曲線圖...56
圖4.16 第二測線之複合頻散曲線圖...57
圖4.17 第二測線之“代表性”頻散曲線圖...57
圖4.18 第三測線之複合頻散曲線圖...58
圖4.19 第三測線之“代表性”頻散曲線圖...58
圖4.20 第四測線之複合頻散曲線圖...59
圖4.21 第四測線之“代表性”頻散曲線圖...59
圖4.22 第五測線之複合頻散曲線圖...60
圖4.23 第五測線之“代表性”頻散曲線圖...60
圖4.24 500μs均一土層之複合頻散曲線圖...61
圖4.25 500μs均一土層“代表性”頻散曲線圖...61
圖4.26第一測線之複合頻散曲線圖...62
圖4.27第一測線之“代表性”頻散曲線圖...62
圖4.28第二測線之複合頻散曲線圖...63
圖4.29第二測線之“代表性”頻散曲線圖...63
圖4.30第三測線之複合頻散曲線圖...64
圖4.31第三測線之“代表性”頻散曲線圖...64
圖4.32第四測線之複合頻散曲線圖...65
圖4.33第四測線之“代表性”頻散曲線圖...65
圖4.34第五測線之複合頻散曲線圖...66
圖4.35第五測線之“代表性”頻散曲線圖...66
圖4.36第一測線之複合頻散曲線圖...67
圖4.37第一測線之“代表性”頻散曲線圖...67
圖4.38 第二測線之複合頻散曲線圖...68
圖4.39 第二測線之“代表性”頻散曲線圖...68
圖4.40第三測線之複合頻散曲線圖...69
圖4.41第三測線之“代表性”頻散曲線圖...69
圖4.42 第四測線之複合頻散曲線圖...70
圖4.43 第四測線之“代表性”頻散曲線圖...70
圖4.44 第五測線之複合頻散曲線圖...71
圖4.45 第五測線之“代表性”頻散曲線圖...71
圖4.46 300μs均一土層之複合頻散曲線圖...72
圖4.47 500μs均一土層“代表性”頻散曲線圖...72
圖4.48 第一測線之複合頻散曲線圖...73
圖4.49 第一測線之“代表性”頻散曲線圖...73
圖4.50 第二測線之複合頻散曲線圖...74
圖4.51 第二測線之“代表性”頻散曲線圖...74
圖4.52 第三測線之複合頻散曲線圖...75
圖4.53 第三測線之“代表性”頻散曲線圖...75
圖4.54第四測線之複合頻散曲線圖...76
圖4.55第四測線之“代表性”頻散曲線圖...76
圖4.56第五測線之複合頻散曲線圖...77
圖4.57第五測線之“代表性”頻散曲線圖...77
圖4.58 第一測線之複合頻散曲線圖...78
圖4.59第一測線之“代表性”頻散曲線圖...78
圖4.60 第二測線之複合頻散曲線圖...79
圖4.61第二測線之“代表性”頻散曲線圖...79
圖4.62 第三測線之複合頻散曲線圖...80
圖4.63第三測線之“代表性”頻散曲線圖...80
圖4.64 第四測線之複合頻散曲線圖...81
圖4.65 第四測線之“代表性”頻散曲線圖...81
圖4.66 第五測線之複合頻散曲線圖...82
圖4.67 第五測線之“代表性”頻散曲線圖...82
圖4.68 1000μs敲擊延時均一土層之時頻圖...83
圖4.69 第一測線第一收波器之時頻圖...83
圖4.70 第三側線第一收波器之時頻圖...84
圖4.71 第五測線第一收波器之時頻圖...84
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