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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳宏銘
研究生(外文):Hung-Ming Chen
論文名稱:開挖工程對鄰近擋土結構物之穩定性探討
論文名稱(外文):The Stability Study on Adjacent Retaining Structure under Excavation
指導教授:黃添坤黃添坤引用關係
口試委員:陳肇成陳景文
口試日期:2017-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系所
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:水平支撐Plaxis 2D有限元素程式鋼板樁
外文關鍵詞:horizontal supportPlaxis 2D finite element programsteel sheet pile
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臺灣地區地窄人稠,由於都市化快速發展,土地取得日益困難,隨著地下化工程日益普遍,於鄰近既有擋土牆開挖作業過程中,擋土支撐之穩定性以及開挖過程之工程特性,值得進一步加以探究,以提供爾後工程設計應用之參考。
本研究利用Plaxis 2D有限元素程式,針對鄰近擋土牆不同水平距離、不同開挖深度及不同支撐條件下,探討對擋土工程之相關力學行為與工程特性。分析結果顯示:(1).開挖完成面最大隆起量與開挖深度有直接影響,受開挖面與擋土牆距離以及有無水平支撐之影響較小。(2).開挖面與擋土牆距離為1m,開挖深度為3m,未設置水平支撐較設置水平支撐對鋼板樁之水平位移及彎矩有較大之趨勢,尤其以水平位移增幅最大,由3.6mm 增加為 22mm。(3).開挖深度為6m,開挖面距離擋土牆由1m增加為5m時,鋼板樁之最大水平位移折減率約為46%,彎矩折減率約為38%,第二層水平支撐受力折減率約為64%。(4).開挖深度為3m,開挖面距離擋土牆為5m,水平支撐最大軸力由原先施加10T預力於開挖過程其最大值為僅為9.2T,以及開挖深度為6m,開挖面距離擋土牆為5m,第二層水平支撐最大軸力由原先施加30T預力於開挖過程其最大值為僅為19.9T,顯然均有過大施加預力之情節。
There are densely populated and land limited in Taiwan area. The land acquirement is getting more difficult with the rapid development of urbanization. More underground excavation engineering is widely carried out. The stability of retaining structure and the engineering properties of underground excavation adjacent to the retaining walls is worth studying further in order to provide the references of construction and design for relevant engineering agencies.
This study aims at the related mechanical behavior and engineering properties of underground excavation adjacent to the retaining walls with different distance between the retaining wall and excavation, different excavated depth and horizontal support using Plaxis 2D finite element program. From the analyzed results, it indicates that: (1). the maximum heaving quantity of final excavated surface is deeply affected by the excavated depth and irrelevant to the distance between the retaining wall and excavation and with or without horizontal support. (2). under the condition of 1m between the retaining wall and excavation and 3m of excavated depth, the horizontal displacement and moment of steel sheet pile without horizontal support are much greater than those with the installation of horizontal support, especially in the maximum horizontal displacement from 3.6mm increasing to 22mm. (3). under the condition of 3m of excavated depth, the maximum horizontal displacement, moment of steel sheet pile and axial force of the second layer of horizontal support are reduced in the rates of 46%, 38% and 64% respectively when the distance between the retaining wall and excavation is from 1m increasing to 5m. (4). under the condition of 5m between the retaining wall and excavation and 3m of excavated depth, the maximum axial force of horizontal support is only 9.2T compared with the pre-stressed force 10T and the condition of 5m between the retaining wall and excavation and 6m of excavated depth, the maximum axial force of the second layer of horizontal support is only 19.9T compared with the pre-stressed force 30T, those show the action of overstressing the horizontal support.
中文摘要 け
Abstract げ
目次 こ
圖目錄 ざ
表目錄 す
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究方法 2
1.4 研究內容 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 莫爾-庫倫破壞理論 5
2.2 土壤之極限平衡理論 6
2.3 擋土結構 11
2.3.1 擋土壁型式 12
2.3.2 支撐系統 17
2.3.3 擋土結構承受之主要作用力 17
2.3.4 擋土結構變形之主要因素 19
2.4 深開挖工程變形行為 20
2.4.1 深開挖造成變形行為之相關研究 20
2.4.2 影響深開挖變形行為之相關因素 20
2.4.3 深開挖導致地表沈陷之型式 21
第三章 分析研究方法 23
3.1 分析方法 23
3.2 PLAXIS 2D數值分析程式 23
3.2.1 Input(輸入)單元 23
3.2.2 Calculation(計算)單元 25
3.2.3 Output(輸出)單元 25
3.2.4 莫爾庫倫(Mohr-Coulomb)模式 25
3.2.5 莫爾庫倫模式之基本參數 26
第四章 研究範例之模型建立 27
4.1 研究範例說明 27
4.2 開挖程序 28
4.3 研究範例分類 29
4.4 相關材料參數 30
第五章 研究範例分析 34
5.1 前言 34
5.2 PLAXIS 2D分析步驟 34
5.3 研究範例分析結果 36
5.3.1 研究範例1 36
5.3.2 研究範例2 43
5.3.3 研究範例3 49
5.3.4 研究範例4 56
5.3.5 研究範例5 62
5.3.6 研究範例6 69
5.4 研究範例分析結果總結 76
第六章 結論與建議 78
6.1 結論 78
6.2 建議 79
參考文獻 80
1.內政部建築研究所(2001),"建築物基礎構造設計規範"。
2.段筱玫(2005),"軟弱粘土深開挖沈陷影響範圍之研究",國立臺灣科技大學碩士論文。
3.胡紹敏(1992),"深開挖鄰產保護設計與施工(二):鄰產保護方法、設計與施工",地工技術雜誌第40期。
4.陳煌銘(1987),"深開挖引致地盤移動",地工技術雜誌第20期。
5.廖瑞堂(1996),"逆打深開挖之行為研究",國立臺灣工業技術學院營建工程技術研究所博士論文。
6.賴明輝(2005),"明挖覆蓋深開挖引致之軟弱地盤及鄰房反應之現地監測研究",國立臺灣科技大學碩士論文。
7.歐章煜、謝百鉤(2000),"深開挖引致地表沈陷之預測",深開挖工程設計與施工實務,科技圖書公司。
8.Hsieh, P. G. and Ou, C. Y.(1998) , "Shape of Ground Surface Settlement Profiles Caused by Excavation", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 35, No. 6, pp. 1004-1017.
9.Jaky, J. (1944), "The Coefficient of Earth Pressure at Rest", Journal for the Society of Hungarian Architects and Engineers, October, pp. 355-358.
10.Mana, A. I. and Clough, G. W. (1981),"Prediction of Movements for Braced Cut in Clay", Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol. 107, No. 6, pp. 759-777.
11.Ou, C. Y., Hsieh, P. G. and Chiou, D. C. (1993),"Characteristics of Ground Surface Settlement during Excavation", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 30, No.6, pp. 758-767..

12.PLAXIS bv, (2010), PLAXIS 2D Reference Manual, P. O. Box 572, 2600

An Delft, Netherlands.
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