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研究生:林珈禾
研究生(外文):CHIA-HO LIN
論文名稱:動力三軸自動化程式研究
論文名稱(外文):The Study of Automated Cyclic Triaxial Test
指導教授:倪勝火倪勝火引用關係
指導教授(外文):Sheng-huoo Ni
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
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:193
中文關鍵詞:電腦輔助試驗土壤試驗視窗化程式動力三軸試驗
外文關鍵詞:cyclic triaxial testsoilcyclic strengthcomputer-aided test
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動力三軸試驗主要用來評估土壤動態性質與動態強度,發展至今已成為目前大地工程動態試驗中應用最為廣泛的試驗之一,以往的動力三軸試驗為非自動化試驗,試驗較為冗長且複雜,且人為因素為主要誤差來源,故電腦輔助自動化試驗之研究是勢在必行的。
近幾十年,電腦科技呈跳躍式的進步與廣泛的發展,使得以往所完成的電腦輔助試驗程式在沒有更新之下,已無法相容於目前的作業系統。
本研究採取了新一代的程式語言Visual Basic 2005進行動力三軸試驗程式視窗化(CTTP)之研究,利用圖形使用者介面(GUI)與物件導向(OOP)等方式來建構本程式,使動力三軸試驗程式不僅相容於目前一般的作業系統,更因為視窗化介面的使操作更為人性化。整體設計中亦加入資料擷取卡,使量測精準度提升至98%以上。程式的流程參照ASTM D 3999 - 91(2003)與D 5311 - 92(2004)所建議之動力三軸最新規範,使試驗結果更具代表性。本文亦對動力三軸基礎理論、試驗儀器、試驗流程、結果分析以及動力三軸試驗程式各主要表單之設計原理進行介紹,方便使用者更熟悉動力三軸自動化試驗程式之設計。
The purpose of cyclic triaxial test is used to evaluate the cyclic properties and strength of soils. The cyclic triaxial test has become one of the most useful geotechnical tests since it was developed in 1960s. In the beginning, the cyclic triaxial test is a manually test, and the test time consuming and complicated. The errors are mainly caused by tester. Therefore, developing the automated cyclic triaxial test is necessary.
It is because of the computer technology blooming for the last several decades that the past version of automated cyclic triaxial test is not compatible with the new operating system.
In this study, the programming language of Visual Basic 2005 is used to develop the new cyclic triaxial test program system. Based on the graphical user interface (GUI) and object-oriented programming (OOP) techniques, the developed program is compatible with the new operating system and friendly with user. There are discussed in this study. In addition, the theory and test procedure of the cyclic triaxial test programming (CTTP), and the algorithms of the CTTP program are presented in this thesis.
The new data acquisition instrument is used to enhance the accuracy in the test process up to 98%. The procedure of automated program is referred to ASTM D 3999 - 91 (2003) and D 5311 - 92 (2004). This thesis contains the fundamental theory of cyclic triaxial test, equipment, test procedure, result analysis, and the algorithms of the design of program.
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究方法 2
1.4 論文內容 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 前言 4
2.2 土壤動態性質 4
2.3 土壤動態性質的量測方法 6
2.3.1 現地低應變試驗 7
2.3.2 現地高應變試驗 10
2.3.3 實驗室試驗求取動態性質的方法 10
2.4 土壤性質對於動態參數的影響 13
第三章 動力三軸試驗之基礎理論與分析方法 21
3.1 前言 21
3.2 動力三軸試驗的基本理論 21
3.3 計算土壤的動態性質 23
3.3.1高振幅剪應力與剪應變回歸曲線 23
3.3.2 材料阻尼理論 24
3.4 梅新假設與非線性模型 27
3.5 利用試驗結果計算土壤動態性質 28
第四章 動力三軸試驗之試驗設備和試驗步驟 35
4.1 前言 35
4.2 ASTM建議動力三軸試驗之儀器與設備 37
4.3 本研究所使用之儀器 42
4.3.1 雙向氣壓正弦式系統 42
4.3.2 量測系統 43
4.3.3 訊號調整系統 45
4.3.4 荷重架 46
4.3.5 後處理系統 47
4.3.6 資料擷取卡 47
4.3.7 接線方式、訊號來源類型與接地迴路現象 50
4.3.7.1 接線方式 50
4.3.7.2 訊號來源類型 51
4.3.7.3接地迴路(Ground loops)現象 52
4.3.7.4 資料擷取與接線方式小結 52
4.4 傳感器方法 53
4.4.1傳感器特性術語 54
4.4.2 ASTM要求動力三軸試驗的傳感器規範 57
4.4.3 LVDT量測原理 58
4.5 訊號取樣的基礎理論與後續濾波 59
4.5.1 濾波器的基本方法 60
4.5.2 本研究之預設使用濾波器 61
4.6 ASTM建議動力三軸之試驗程序 63
4.6.1試體準備 63
4.6.2 架設試體 65
4.6.3 試體飽和階段 67
4.6.4 試體壓密階段 70
4.6.5 反覆載重階段 71
4.6.6試體移除 73
4.7後續計算 73
4.8 報告形式 77
第五章 動力三軸視窗化程式 105
5.1 前言 105
5.2 程式開發平台 105
5.2.1 物件導向的程式設計的特點 108
5.2.2 視窗化程式的設計原理 110
5.3 動力三軸試驗程式簡介 111
5.4 動力三軸試驗程式介面說明 114
5.4.1 主表單區 114
5.4.2 設定 116
5.4.3 試驗選單 121
5.4.3.1 飽和試驗 121
5.4.3.2 壓密試驗 122
5.4.3.3 反覆載重試驗 123
5.4.3.4 後續計算 123
5.4.4 說明 124
5.5主表單之設計原理 124
5.6 設定表單之設計原理 131
5.7 飽和試驗之設計原理 133
5.8 壓密試驗設計原理 139
5.9 反覆載重試驗設計原理 146
5.10 後續計算原理 155
第六章 結論與建議 185
6.1 結論 185
6.2 建議 187
參考文獻 188
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2. ASTM Standard D 5311 - 92: Test Method for Load Controlled Cyclic Triaxial Strength of Soil, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004.
3. ASTM Standard D 4767 - 04: Standard Test Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004.
4. ASTM Standard D 653 - 07d: Standard Terminology Relating to Soil, Rock, and Contained Fluids, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2007.
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23. 董大偉,許雅婷,「Visual Basic 2005 程式設計與案例剖析」,旗標出版股份有限公司,第9-1 至9-11 頁,2006。
24. 柯溫釗,「Visual Basic 2005 Express 學習經典」,博碩文化股份有限公司,第1-1 至1-9 頁,第9-1 至9-21 頁,2006。
25. 胡百敬,羅慧真,「精通Visual Basic.NET程式設計」,學員行銷股份有限公司,第1-1 至1-5 頁,第5-1 至5-8 頁,2001。
26. 羅慧真,「Visual Basic 2005完全探索」,學貫出版股份有限公司,2006。
27. 許清榮,買大誠,「Visual Basic 2005 進銷存系統開發實務設計」,博碩出版股份有限公司,2007。
28. 陳惟彬,「Visual Basic 2005 資料庫程式設計暨進銷存會計系統實作」,文魁資訊股份有限公司,2006。
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