臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要針對臺灣中部地區兩種不同塑性指數之紅土，以標準Proctor夯實能量及最佳含水量之條件下製備試體，再利用自行研發成功，可進行不同應力路徑之改良式三軸試驗儀器，在未飽和條件下，進行一系列三軸CD軸向壓縮/軸向伸張試驗，以探討紅土在不同應力路徑下之力學行為，並比較其差異性。經由試驗結果與分析資料顯示：

(1)在飽和三軸CD試驗方面，不論何種應力路徑之試驗，塑性指數愈高之紅土，其有效抗剪強度參數值c''也愈大，而隨著PI值之增加，有效內摩擦角φ''則會變小。(2)在未飽和三軸CD試驗方面，不論何種應力路徑和塑性程度大小，彈性模數Et與凝聚力截距C皆隨著吸力之增加而增加，摩擦角φb則會隨著吸力之增加而減少。(3)在相同吸力條件下，不論塑性程度大小，軸向壓縮試驗之尖峰強度及破壞應變皆遠大於軸向伸張試驗者。(4)在相同吸力條件下，吸力較低或試體處於飽和時，軸向伸張試驗之彈性模數Et小於軸向壓縮試驗者。但隨著吸力的增加，軸向伸張試驗之彈性模數增加的趨勢會大於軸向壓縮試驗，當吸力為50kPa時，軸向伸張試驗之Et已大於軸向壓縮試驗。(5) 軸向壓縮與軸向伸張的試體隨吸力之增加，試體之破壞應變與延展性則會減少。此外，在吸力相同之狀態下，軸向壓縮與軸向伸張試體破壞應變與延展性皆會隨塑性指數之增加而增加。(6)在相同之塑性程度下，不同應力路徑所得之穩定狀態線並不相同，且伸張試驗所得之穩定狀態線均位於壓縮試驗之左下側，此情形表示在相同孔隙比下，伸張試驗所得之穩定狀態線強度較壓縮試驗穩定狀態強度小。

摘要 i
目錄 ii
表目錄 v
圖目錄 vi
照片目錄 ix

第一章 緒 論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究範圍 3

第二章 文 獻 回 顧 5
2.1 紅土的形成 5
2.1.1 紅土的生成環境 5
2.1.2 紅土形成之過程 7
2.1.3 影響紅土顏色之因素 7
2.2 紅土之基本性質 8
2.2.1 紅土之物理性質 8
2.2.2 紅土之化學性質 8
2.3 游離氧化鐵 9
2.4 紅土之工程特性 10
2.5 台灣紅土之組成礦物 13
2.6土壤水分特性 13
2.7 應力路徑之相關研究 17
2.7.1 應力路徑理論 17
2.7.2三軸伸張試驗之相關研究 18
2.7.3 應力路徑之影響研究 21
2.8 未飽和土壤之抗剪強度 23
2.8.1 廣義Mohr-Coulomb破壞準則之線性分析 23
2.8.2 廣義Mohr-Coulomb破壞準則之非線性分析 24
2.9未飽和試驗之加壓速率 27

第三章 研究方法及實驗步驟 28
3.1 研究方法 28
3.2 試驗步驟 30
3.2.1 現場取樣 30
3.2.2 工地密度試驗 31
3.2.3 一般物理性質試驗 32
3.2.4 阿太堡限度試驗 34
3.2.5 紅土之室內夯實試驗 35
3.2.6 土壤水份特性試驗 37
3.2.7 飽和土壤三軸CD(軸向壓縮/軸向伸張)試驗 39
3.2.8 未飽和土壤三軸CD(軸向壓縮/軸向伸張)試驗 41

第四章 試驗儀器與設備 44
4.1 多孔陶瓷板（Ceramic disc）與壓力鍋（Pressure extractor） 44
4.2 水份特性試驗之加壓系統 44
4.3 夯錘及試體模 45
4.4 三軸室與高透氣盤之配置 46
4.4.1 三軸室 46
4.4.2 多孔陶板之配置(Ceramic disc) 47
4.4.3 改良式三軸室 49
4.5 三軸試驗之控制面板與加壓系統 52
4.6 壓力機 53
4.6.1 壓力機 53
4.6.2 改良式壓力機 54
4.7 壓力量測環(Load Measuring Ring) 55
4.8 電子式孔隙水壓計 56
4.9 孔隙水壓指示器 56
4.10 電子式測微錶（Dial Gauge） 57
4.11 水體積變化量測儀 57

第五章 試驗結果之分析與討論 59
5.1 一般物理性質試驗 59
5.2 土壤水份特性試驗 59
5.3 飽和紅土之三軸CD軸向壓縮/軸向伸張試驗 60
5.3.1 飽和紅土之三軸CD軸向壓縮試驗 60
5.3.2 飽和紅土之三軸CD軸向伸張試驗 62
5.3.3 飽和紅土三軸CD試驗之彈性模數分析 67
5.4 未飽和紅土之三軸CD軸向壓縮/軸向伸張試驗 68
5.4.1 吸力平衡 68
5.4.2 未飽和紅土之三軸CD軸向壓縮試驗 69
5.4.3 未飽和紅土之三軸CD軸向伸張試驗 72
5.4.4 未飽和紅土三軸CD試驗之彈性模數分析 80
5.5 穩定狀態線之分析 83

第六章 結論與建議 87
6.1結論 87
6.2建議 88

參考文獻 90

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