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研究生:蕭丞傑
研究生(外文):Cheng-Chieh Hsiao
論文名稱:場鑄樁嵌入岩層段之樁身摩擦力評估
論文名稱(外文):Evaluation of Side Resistance for Drilled shafts socketed into rock
指導教授:陳逸駿陳逸駿引用關係
指導教授(外文):Yit-Jin Chen
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
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:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:231
中文關鍵詞:岩盤岩心單壓強度樁身摩擦力RQD樁載重試驗詮釋法
外文關鍵詞:rockuniaxial compressive strengthside resistanceRQDpile load testinterpretation criteria
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目前,對於嵌入岩層段之樁身摩擦力(fs)之評估是以一經驗係數(alpha)與岩心單壓強度(qu)建立關係式,而不同學者間之建議關係式具有直接與單壓強度(qu)或其根號(qu^0.5)之差異。根據現今之研究,值之範圍較大,難以取得一精準值用於設計參考,因此本研究嘗試改良現階段評估基礎入岩段之樁身表面單位摩擦力之分析模式,以提供更加精確之值作為設計參考。
本研究為有效改良評估基礎入岩段之樁身表面單位摩擦力之分析模式,將藉由大量入岩基礎之實際樁載重試驗資料,並且使用原始鑽探報告提供或者運用合理之方式推估而得之岩盤地工參數以及納入岩體弱面因素(RQD)進行迴歸及統計分析,並藉由統計結果提供較完整之分析模式。
為使本研究能包含各個不同載重階段,本研究之詮釋法使用L1-L2 法以及Davisson法配合t-z曲線以及載重位移曲線配合沿樁身應力分布曲線兩種方式取得樁身表面單位面積摩擦力,若原始曲線發展不足導致無法詮釋時,則使用Hyperbolic延伸法進行延伸。L1法為服務極限狀態(Serviceability limit state, SLS),可做為底限值參考,而L2法以及Davisson法則為極限狀態(Ultimate limit state, ULS),此詮釋結果則為極限破壞值。
藉由分析統計結果可得知,分析基礎入岩段之單位摩擦力時,使用alpha與qu^0.5之關係較合適。而詮釋法方面,L1法之位移量與土壤中之基樁相同,皆發生在較小位移量,對於L2法之詮釋結果,由於詮釋結果多位於延伸段,因此造成高估現象,而Davisson法之詮釋結果則最接近目前國際間之研究範圍,因此可知Davisson法較適合用於詮釋入岩條件之基礎。而將RQD值納入分析後發現,alpha - qu^0.5之關係於各RQD分類區間有一定之趨勢存在,且相關統計資料具有一定之可靠度,因此可知將RQD納入分析,可提供更加精確之alpha值,供設計分析使用。
Currently, in regard to evaluating the side resistance for drilled shafts socketed into rock, it is based on the relationship between an empirical coefficient (alpha) and uniaxial compressive strength (qu). However, different scholars suggest the relationship is different between the root of the uniaxial compressive strength or without the root.

According to the present research, due to the range of  value is larger, it is difficult to obtain a precise value for the purpose of design reference. Therefore, this study attempts to improve the current analytical model in order to provide a more accurate alpha value to for design reference.

In interpretation criteria, this research uses L1-L2 method and Davisson method coordinating with t – z curve and load – displacement curve to get the side resistance for drilled shafts socketed into rock. Since the original development of curve was not enough, this research used Hyperbolic method to extend curve. L1 method’s value is serviceability limit state (SLS), this value is the low bound. L2 and Davisson method’s value is Ultimate limit state (ULS), this value is the limit value.

From the analysis and statistical results, using  - √(q_u ) relationship will be more appropriate in terms of analyzing drilled shafts socketed into rock. In interpretation’s results, L1 method’s results occur in the smaller displacement, L2 method’s results are always overvalued, and Davisson method’s results are the closest international research range. Therefore, we can see Davisson method is more suitable for interpretation of drilled shafts socketed into rock.

This study included RQD values in the analysis, the results show that alpha - qu^0.5 relationship in every RQD classification range has trend certainly and has reliable statistical results (r2).
中文摘要
ABSTRACT
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 前言
1-1 場鑄樁基礎
1-2 研究動機與目的
1-3 研究方法
1-4 研究內容
第二章 文獻回顧
2-1 樁載重試驗資料
2-2 軸向壓載詮釋法
2-3 入岩段樁身單位面積摩擦力分析模式
2-4 岩石之地工參數
第三章 入岩段之樁身摩擦力分析與整理
3-1 讀取入岩段之樁身摩擦力方式
3-1-1 t-z curve上讀取樁身單位面積摩擦力
3-1-2 載重-位移曲線上讀取樁身摩擦力
3-2 樁載重試驗資料整合
第四章 入岩段樁身摩擦力分析模式
4-1 樁載重試驗資料
4-2 入岩段之樁身摩擦力分析模式
4-2-1 alpha - qu之關係
4-2-2 alpha - qu^0.5之關係
第五章 alpha - qu^0.5 - RQD之關係
第六章 結論與設計建議
參考文獻
附錄
表2.1 各學者提出之評估建議式 15
表2.2 ISRM之岩石分類方式 (ISRM, 1981) 18
表2.3 岩心試驗資料表 (美聯開發) 18
表2.4 台灣地區沉積岩單壓強度初步研究 (施國欽、李彪,1994) 21
表2.5 RQD之岩石分類 (Peck et al. 1974) 23
表3.1 樁基礎入岩段之基本資料與詮釋樁身單位面積摩擦力 29
表3.2 以單樁為單位之資料整合 (L1法) 34
表3.3 以單樁為單位之資料整合 (L2法) 36
表3.4 以單樁為單位之資料整合 (Davisson法) 38
表3.5 以儀器數為單位之資料分佈範圍 40
表3.6 以單樁為單位之資料分佈範圍 40
表3.7 由t-z曲線取得摩擦力之位移 41
表3.8由載重-位移曲線取得摩擦力之位移 43
表3.9由t-z曲線取得摩擦力之位移量分佈範圍 44
表3.10由載重-位移曲線取得摩擦力之位移量分佈範圍 44
表3.11 各學者之L1 – L2法之位移量比較 46
表4.1 嵌入之岩層種類及數量 47
表4.2 入岩基樁之現地資料 (以單樁為單位) 49
表4.3 入岩基樁之現地資料 (以儀器數為單位) 51
表4.4 入岩基樁試樁資料來源 54
表4.5 入岩基礎以單樁為單位且單壓強度無根號之回饋分析結果 60
表4.6 入岩基礎以儀器數為單位且單壓強度無根號之回饋分析結果 62
表4.7 α - q_u之分析結果統計 (以單樁為單位) 68
表4.8 α - q_u之分析結果統計 (以儀器數為單位) 68
表4.9 入岩基礎以單樁為單位且單壓強度有根號之回饋分析結果 69
表4.10 入岩基礎以儀器數為單位且單壓強度有根號之回饋分析結果 71
表4.11 α - √(q_u )之分析結果統計 (以單樁為單位) 77
表4.12 α - √(q_u )之分析結果統計 (以儀器數為單位) 77
表4.13 剔除泥岩資料後α - √(q_u )之分析結果統計 (以單樁為單位) 82
表4.14 剔除泥岩資料後α - √(q_u )之分析結果統計 (以儀器數為單位) 82
表5.1 試樁報告各深度RQD資料 83
表5.2 各大類之資料筆數 86
表5.3 各分類區間之統計結果(L1法) 96
表5.4 各分類區間之統計結果(L2法) 96
表5.5 各分類區間之統計結果(Davisson法) 97
表5.6 RQD = 75%~100%之統計結果 102
表5.7 全RQD資料各分類區間之統計結果(L1法) 112
表5.8 全RQD資料各分類區間之統計結果(L2法) 112
表5.9 全RQD資料各分類區間之統計結果(Davisson法) 113
圖2.1 樁載重試驗之基本分析資料 6
圖2.2 Kulhawy and Hirany法示意圖 8
圖2.3 Davisson法示意圖 9
圖2.4 修改Davisson法用法示意圖 9
圖2.5 Hyperbolic 詮釋法於轉換載重位移曲線之示意圖 10
圖2.6 Hyperbolic實際推估後半段示意圖 11
圖2.7 早期α – su關係式 (Kulhawy and Stas 1984) 11
圖2.8 α – su關係式 (Chen and Kulhawy 1994, 2003) 12
圖2.9 α – USR – σ_vm關係 (Goh, et al 2005) 13
圖2.10 α – USR – σ_vm關係 (張馨文,2007) 13
圖2.11 台灣場鑄樁基礎之α - √(q_u )之關係圖 (楊長義等人,2010) 15
圖2.12 岩石單軸抗壓試驗示意圖 17
圖2.13 中央地質調查所之鑽探點位分布 (中央地調所網站) 19
圖2.14 中央地質調查所之鑽探資訊 (中央地調所網站) 20
圖3.1 Kulhawy and Hirany法詮釋t-z曲線範例 25
圖3.2 Davisson法詮釋t-z曲線範例 26
圖4.1 兩種取得樁身單位面積摩擦力方法之比較(L1法) 57
圖4.2 兩種取得樁身單位面積摩擦力方法之比較(L2法) 58
圖4.3 兩種取得樁身單位面積摩擦力方法之比較(Davisson法) 59
圖4.4 α - q_u之關係(L1法) 65
圖4.5 α - q_u之關係(L2法) 66
圖4.6 α - q_u之關係(Davisson法) 67
圖4.7 α - √(q_u )之關係(L1法) 74
圖4.8 α - √(q_u )之關係(L2法) 75
圖4.9 α - √(q_u )之關係(Davisson法) 76
圖4.10 剔除泥岩後之α - √(q_u )之關係(L1法) 79
圖4.11 剔除泥岩後之α - √(q_u )之關係(L2法) 80
圖4.12 剔除泥岩後之α - √qu之關係(Davisson法) 81
圖5.1 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於一般座標軸之關係(L1法) 87
圖5.2 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於半對數座標軸之關係(L1法) 88
圖5.3 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於全對數座標軸之關係(L1法) 89
圖5.4 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於一般座標軸之關係(L2法) 90
圖5.5 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於半對數座標軸之關係(L2法) 91
圖5.6 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於全對數座標軸之關係(L2法) 92
圖5.7 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於一般座標軸之關係(Davisson法) 93
圖5.8 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於半對數座標軸之關係(Davisson法) 94
圖5.9 原報告已附之RQD值與α - √(q_u )於全對數座標軸之關係(Davisson法) 95
圖5.10 RQD = 75% ~ 100%之α - √(q_u )關係(L1法) 99
圖5.11 RQD = 75% ~ 100%之α - √(q_u )關係(L2法) 100
圖5.12 RQD = 75% ~ 100%之α - √(q_u )關係(Davisson法) 101
圖5.13 全資料之α - √(q_u ) – RQD於一般座標軸之關係(L1法) 103
圖5.14 全資料之α - √(q_u ) – RQD於半對數座標軸之關係(L1法) 104
圖5.15 全資料之α - √(q_u ) – RQD於全對數座標軸之關係(L1法) 105
圖5.16 全資料之α - √(q_u ) – RQD於一般座標軸之關係(L2法) 106
圖5.17 全資料之α - √(q_u ) – RQD於半對數座標軸之關係(L2法) 107
圖5.18 全資料之α - √(q_u ) – RQD於全對數座標軸之關係(L2法) 108
圖5.19 全資料之α - √(q_u ) – RQD於一般座標軸之關係(Davisson法) 109
圖5.20 全資料之α - √(q_u ) – RQD於半對數座標軸之關係(Davisson法) 110
圖5.21 全資料之α - √(q_u ) – RQD於全對數座標軸之關係(Davisson法) 111
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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