臺灣博碩士論文加值系統

本研究利用表面波譜法(SASW)對地盤灌漿時灌漿體上覆土層之材料性質與土層厚度之探討。在本研究中將以有限差分數值分析軟體FLAC3D來模擬表面波譜法，探討不同參數對表面波譜法頻散曲線之影響，影響參數包括了敲擊延時(10ms、6ms)、土層厚度(2m、3m、4m)以及土壤波傳速度。
利用數值分析軟體FLAC3D以模擬表面波譜法之進行，建立不同收波器間距之頻散曲線所集合成的複合頻散曲線，並由複合頻散曲線中繪製一條代表性的頻散曲線。由單一土層之頻散曲線與含灌漿體的頻散曲線之比較，來評估上覆土層之厚度。在本研究中也利用複迴歸分析將代表性頻散曲線之斜率迴歸成估算土層與灌漿體波傳速度之公式，最後配合現地案例以說明本研究評估灌漿體上覆土層厚度與波速估算的方法。
從本研究的結果顯示，敲擊延時對頻散曲線之影響不大，另外頻散曲線的相速度會隨土層的剪力波速增加而增加。混凝土灌漿體之上覆土層厚度可由代表性頻散曲線圖推估出來，而土層與灌漿體之剪力波速則可藉由迴歸公式求出。

This study used SASW method to evaluate the thickness and material properties of upper-layer soil in soil grouting. In this study, a finite difference numerical analysis software FLAC3D will be used to simulate the SASW method. In the parametric study of dispersive curve, the delay of loading, upper-layer soil thickness and shear wave velocity were varied.
The representing dispersion curve was evaluated from some composite dispersion curves in various distance of receivers by using numerical analysis software FLAC3D. By comparing the representing dispersion curve of a single soil with that of a stratum with grouting body, thickness of upper layer soil can be found. The regression formulas will be developed from the slopes of the representing dispersion curve to calculate the shear wave velocity of soil and grouting body. Finally, a practical case study was performed in order to illustrate the proposed procedures for evaluation of the thickness of upper layer soil and shear wave velocity by SASW method.
From the results of this study, the delay of loading is insignificant influence factor on dispersion curve. The phase velocity increases with increasing shear wave velocity of upper layer soil.

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……………………………………………………………1
1.3 研究方法……………………………………………………………2
1.4 研究內容……………………………………………………………3
第二章 文獻回顧………………………………………………………………6
第三章 數值分析方法………………………………………………………9
3.1 表面波檢測法………………………………………………………9
3.1.1 穩態表面波法及連續表面波法……………………………11
3.1.2 表面波譜法…………………………………………………12
3.2 傅立葉轉換…………………………………………………………13
3.2.1 離散傅立葉轉換……………………………………………13
3.2.2 快速傅立葉轉換……………………………………………14
3.3 頻散曲線之計算……………………………………………………14
3.3.1 頻譜分析……………………………………………………14
3.3.2 建立雷利波頻散曲線與反算土層剪力波速與深度………16
3.4 複迴歸分析…………………………………………………………17
3.5 FLAC程式簡介……………………………………………………19
3.5.1 FLAC程式概述……………………………………………19
3.5.2 組合律型式 (Constitutive Model) …………………………19
3.6 FLAC數值分析……………………………………………………20
3.6.1 初始應力狀態………………………………………………20
3.6.2 表面波譜模擬………………………………………………20
第四章 分析結果與討論……………………………………………………29
4.1 上覆土層厚度之分析………………………………………………30
4.1.1 敲擊延時(10ms)之分析結果………………………………30
4.1.2 敲擊延時(6ms)之分析結果………………………………33
4.2 上覆土層與灌漿體波傳速度之複迴歸分析………………………34
4.3 案例分析……………………………………………………………36
4.4敲擊延時與土層剪力波速對頻散曲線之影響……………………37
4.4.1 敲擊延時對頻散曲線之影響………………………………37
4.4.2土層剪力波速對頻散曲線之影響……………………………38
第五章 結論與建議…………………………………………………………73
5.1 結論…………………………………………………………………73
5.2 建議…………………………………………………………………74
參考文獻………………………………………………………………………75





表目錄
表4.1 上覆土層材料性質……………………………………………………39


















圖目錄
圖1.1 研究流程圖……………………………………………………………5
圖3.1 彈性體之波傳行為 (Bolt，1978)……………………………………22
圖3.2 柏松比與各種彈性波速間之關係 (Richart，1970)…………………23
圖3.3 圓形震動基腳於半無限域產生之波形位移分布圖…………………23
圖3.4 半無限空間表面波之頻散現象………………………………………24
圖3.5 層狀土層中表面波之頻散現象………………………………………24
圖3.6 雷利波的波傳其質點之移動型態……………………………………25
圖3.7 穩態連續表面波頻譜法簡諧位移示意圖……………………………25
圖3.8 比較摺合與未摺合相位譜……………………………………………26
圖3.9 第一收波器之時間-速度歷時曲線圖………………………………27
圖3.10第二收波器之時間-速度歷時曲線圖………………………………27
圖3.11第三收波器之時間-速度歷時曲線圖………………………………28
圖3.12第四收波器之時間-速度歷時曲線圖………………………………28
圖4.1 測線示意圖……………………………………………………………40
圖 4.2 10ms-波速162m/sec的速度-頻率曲線圖……………………………40
圖 4.3 10ms-波速162m/sec均一土層之複合頻散曲線……………………41
圖 4.4 10ms-波速162m/sec均一土層代表性頻散曲線圖…………………41
圖 4.5 10ms-波速183m/sec的速度-頻率曲線圖……………………………42
圖 4.6 10ms-波速183m/sec均一土層之複合頻散曲線圖…………………42
圖 4.7 10ms-波速183m/sec均一土層之複合頻散曲線圖…………………43
圖 4.8 10ms-波速202m/sec的速度-頻率曲線圖……………………………43
圖 4.9 10ms-波速202m/sec均一土層之複合頻散曲線圖…………………44
圖 4.10 10ms-波速202m/sec均一土層之複合頻散曲線圖…………………44
圖 4.11 10ms-波速162-2m的複合頻散曲線圖………………………………45
圖4.12 10ms-波速162-2m 與均一土層之代表性頻散曲線對照圖………45
圖 4.13 10ms-波速162-3m的複合頻散曲線圖………………………………46
圖 4.14 10ms-波速162-3m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………46
圖 4.15 10ms-波速162-4m的複合頻散曲線圖………………………………47
圖 4.16 10ms-波速162-4m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………47
圖 4.17 10ms-波速183-2m的複合頻散曲線圖………………………………48
圖 4.18 10ms-波速183-2m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………48
圖 4.19 10ms-波速183-3m的複合頻散曲線圖………………………………49
圖 4.20 10ms-波速183-3m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………49
圖 4.21 10ms-波速183-4m的複合頻散曲線圖………………………………50
圖 4.22 10ms-波速183-4m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………50
圖 4.23 10ms-波速202-2m的複合頻散曲線圖………………………………51
圖 4.24 10ms-波速202-2m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………51
圖 4.25 10ms-波速202-3m的複合頻散曲線圖………………………………52
圖 4.26 10ms-波速202-3m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………52
圖 4.27 10ms-波速202-4m的複合頻散曲線圖………………………………53
圖 4.28 10ms-波速202-4m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………53
圖 4.29 6ms-波速162均一土層之複合頻散曲線圖…………………………54
圖 4.30 6ms-波速162均一土層之複合頻散曲線圖…………………………54
圖 4.31 6ms-波速183均一土層之複合頻散曲線圖…………………………55
圖 4.32 6ms-波速183均一土層之複合頻散曲線圖…………………………55
圖 4.33 6ms-波速202均一土層之複合頻散曲線圖…………………………56
圖 4.34 6ms-波速202均一土層之複合頻散曲線圖…………………………56
圖 4.35 6ms-波速162-2m的複合頻散曲線圖………………………………57
圖 4.36 6ms-波速162-2m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………57
圖 4.37 6ms-波速162-3m的複合頻散曲線圖………………………………58
圖 4.38 6ms-波速162-3m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………58
圖 4.39 6ms-波速162-4m的複合頻散曲線圖………………………………59
圖 4.40 6ms-波速162-4m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………59
圖 4.41 6ms-波速183-2m的複合頻散曲線圖………………………………60
圖 4.42 6ms-波速183-2m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………60
圖 4.43 6ms-波速183-3m的複合頻散曲線圖………………………………61
圖 4.44 6ms-波速183-3m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………61
圖 4.45 6ms-波速183-4m的複合頻散曲線圖………………………………62
圖 4.46 6ms-波速183-4m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………62
圖 4.47 6ms-波速202-2m的複合頻散曲線圖………………………………63
圖 4.48 6ms-波速202-2m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………63
圖 4.49 6ms-波速202-3m的複合頻散曲線圖………………………………64
圖 4.50 6ms-波速202-3m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………64
圖 4.51 6ms-波速202-4m的複合頻散曲線圖………………………………65
圖 4.52 6ms-波速202-4m與均一土層之代表性頻散曲線對照圖…………65
圖 4.53 波長正規化的頻散曲線圖(H=2m,T=10ms,Vs=162m/sec)…………66
圖 4.54波長正規化取對數的頻散曲線圖(H=2m,T=10ms,Vs=162m/sec)…66
圖4.55 震波震測擷取系統…………………………………………………67
圖4.56 震測數據擷取卡……………………………………………………67
圖4.57 電磁式速度計………………………………………………………68
圖4.58 多頻道震測電纜……………………………………………………68
圖4.59 大型鐵錘……………………………………………………………69
圖4.60 螢幕與鍵盤滑鼠組…………………………………………………69
圖 4.61 現地試驗測線示意圖………………………………………………70
圖4.62 現地試驗複合頻散曲線圖…………………………………………70
圖4.63 現地試驗之代表性頻散曲線圖……………………………………71
圖 4.64 土層厚度3m剪力波速183m/sec不同敲擊延時比較圖……………71
圖 4.65 土層厚度3m、敲擊延時6ms、不同土層剪力波速比較圖…………72

參考文獻
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