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研究生:李昆燁
研究生(外文):Kuen-Ye Li
論文名稱:路基土壤泡水軟化對瀝青路面車載沉陷之影響
論文名稱(外文):Effect of water soaked base soil on the traffic load induced settlement of AC pavement
指導教授:廖洪鈞廖洪鈞引用關係
指導教授(外文):Hung-Jiun Liao
口試委員:何嘉浚鄭世豪
口試日期:2018-7-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
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:150
中文關鍵詞:透水鋪面路基土壤路基承載能力離散元素
外文關鍵詞:permeable pavementsubgrade soilsoakingdiscrete elements method
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為因應日益嚴重的極端氣候問題,打造海綿城市及建置透水鋪面是國內外一致努力的目標,但因透水鋪面將雨水由路面入滲至透水礫石層中儲存,又其下路基土壤經過夯實,滲透性極低,造成路基土壤長時間泡水而軟化,降低對車行載重之承載力,路面發生龜裂下陷等狀況,經常造成養護單位之困擾。
一般大地工程案例分析常用之有限元素(FEM)分析方法,因受其分析變位時,元素需為連續性變形之限制,難以模擬大變形量的狀況。為因應此問題,本研究改用離散元素法(DEM)和EDEM套裝軟體,利用離散元素法中,顆粒元素分離位移行為的尺度沒有限制之特性,來模擬透水瀝青鋪面,因雨水入滲至路基土壤,造成土壤軟化之狀況。主要探討課題為:在車輛行駛反覆加載下,礫石嵌入軟化之路基土壤後,所造成路面和各路基層的沉陷行為。但由於DEM使用之參數,有別於一般土壤力學適用之參數,因此本研究先對各承載層進行室內試驗,之後再利用EDEM軟體進行參數率定模擬,將DEM參數與土壤力學參數之間,能夠互相連結與驗證。由分析模擬結果可以得知,泡水後之路基土壤,的確會因為車行載重的作用下,造成上方之透水礫石嵌入路基土壤當中,使鋪面發生較大沉陷,且沉陷量幾乎由礫石層及路基土壤層所產生,也發現沉陷量會隨著車載次數的增加,而有逐漸穩定的趨勢。
Permeable pavement is popular for building a sponge city recently. To preserve the infiltrate rainwater, a gravel layer underlying the permeable pavement is often adopted for water storage. However, due to the low permeability of the well compacted subgrade soil, its permeability is very low. So, the water stored in the gravel layer tends not to infiltrate into the subgrade but to soften it instead by soaking. Consequently, it causes extra settlement and surface cracks of AC pavement.
This study aims to use numerical analysis method to simulate the AC pavement settlement behavior. Since most of the numerical analyses carried out for geotechnical purpose are using finite element method (FEM), but FEM cannot simulate the cases which involve excessive deformation. Alternatively, this study uses the discrete element method (DEM) and the software EDEM to simulate the effect of soak-softened subgrade material on the settlement of a permeable pavement. Punching of gravel particles into the underlying softened soil will result in extra settlement on the AC pavement. However, the parameters used in EDEM are different from those commonly used in soil mechanics. They need to be calibrated with EDEM software by performing parameter calibration procedure to best fit the measured behavior of a laboratory soil property test such as CBR test. The EDEM parameters obtain from these calibration tests were used to study the settlements of AC pavement induced by repeated vehicle loads when the subgrade soil is either soaked or not soaked. It has been found that subgrade soil after soaking does cause the gravel particles to punch in the subgrade soil under vehicle load and causes extra settlement on the pavement. Although a large portion of settlement resulted by particles punch-in is not recoverable, the amount of pavement subsidence tends to gradually reduced as the number of vehicle loading increases.
摘要
致謝
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 研究動機與目的
1.3 論文架構
第二章 文獻回顧
2.1 透水鋪面概述
2.1.1 透水鋪面定義
2.1.2 透水鋪面與排水鋪面差異
2.1.3 透水鋪面型式
2.1.4 透水鋪面效益與限制
2.2 路基土壤
2.2.1 柔性鋪面各層概述
2.2.2 路基土壤強度表示方法
2.2.3 各路基土壤強度表示法之替換關係
2.2.4 路基土壤規範要求
2.3 凝聚性土壤特性
2.3.1 凝聚性土壤夯實性質與結構
2.3.2 凝聚性土壤夯實的工程行為
2.3.3 夯實對土壤基質吸力的影響
2.3.4 基質吸力對路基土壤回彈模數的影響
2.3.5 有無浸泡水狀況下之夯實含水量對CBR值的影響
第三章 數值分析軟體介紹
3.1 離散元素法簡介
3.2 EDEM軟體之源由
3.3 EDEM離散元素軟體分析結構框架及操作
3.4 EDEM軟體之碰撞理論模型
第四章 室內試驗方法與結果
4.1 路基土壤層相關室內試驗
4.1.1 標準夯實試驗
4.1.2 加州載重比試驗
4.1.3 鋼珠貫入試驗
4.2 透水礫石底層相關室內試驗
4.2.1 比重試驗
4.3 瀝青混凝土面層相關室內試驗
4.3.1 單軸壓力試驗
第五章 參數標定與模型建置分析
5.1 研究流程
5.2 參數設定
5.2.1 路基土壤層參數標定
5.2.2 透水礫石底層參數標定
5.2.3 瀝青混凝土面層參數標定
5.3 車載計算
5.4 幾何模型之建置
5.5 透水道路計算分析步驟
第六章 數值分析結果與討論
6.1 路基土壤泡水對沉陷之影響
6.2 車行加載循環次數對鋪面沉陷之影響
6.3 各承載層之沉陷量比較
6.4 單輪及雙輪車載對沉陷之影響
第七章 結論與建議
7.1 結論
7.2 建議
參考文獻
[1] Potyondy, D. (2017), Pavement-Design Package for PFC3D, Itasca Consulting Group, Inc.
[2] Ma, T., Zhang, D., Zhang, Y.,Wang, S. and Huang, X. (2016), “Simulation of wheel tracking test for asphalt mixture using discrete element modelling”, Road Materials and Pavement Design, Vol. 19, No. 2, 367-384.
[3] Peng, B. (2014), Discrete Element Method (DEM) Contact Models Applied to Pavement Simulation, PhD Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University.
[4] Ghosh, R. (2013), “Effect of soil moisture in the analysis of undrained shear strength of compacted clayey soil”, Journal of Civil Engineering and Construction Technology Vol. 4. No. 1,23-31.
[5] American Society for Testing and Materials (2012), Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort, D698-91.
[6] Chen, J. (2011), Discrete Element Method (DEM) Analyses for Hot-Mix Asphalt (HMA) Mixture Compaction, PhD Thesis, University of Tennessee.
[7] Kayadelen, C., Tekinsoy, M.A. and Taskiran, T. (2007), “Influence of matric suction on shear strength behavior of a residual clayey soil”, Environmental Geology, Vol. 53, No. 4, 891-901.
[8] Lee, Y.W. (2006), Discrete Element Modelling of Idealised Asphalt Mixture, PhD Thesis, University of Nottingham.
[9] Cokca, E., Erol, O. and Armangil, F., (2004), “Effects of compaction moisture content on the shear strength of an unsaturated clay”, Geotechnical and Geological Engineering Vol. 22, 285–297.
[10] American Society for Testing and Materials (2003), Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils, D1883-99.
[11] American Society for Testing and Materials (1993), Standard Method of Test for Specific Gravity and Water Absorption of Coarse Aggregate, C127.
[12] Uzan, J. (1985), Characterization of Granular Material, Transportation Research Board, Transportation Research Record No. 1022.
[13] Bishop, A.W. and Hight, D.W. (1977), “The value of Poisson’s ratio in saturated soils and rocks stressed under undrained conditions”. Geotechnique, Vol. 27, Issue 3, 369-384.
[14] Lambe , T.W. (1958), “The Structure of Compacted Clay”, Journal of the Soil Mechanical and Foundation Division ASCE, Vol. 84, 1-35.
[15] 郭韋吟(2017),「保水側溝之入滲水對路基土壤承受車輛載重行為之影響」,國立台灣科技大學碩士論文。
[16] 周子健(2017),「以離散元素法及田口直交表分析預切溝槽誘發水下淤泥連續坍滑之成效」,國立台灣科技大學碩士論文。
[17] 黃彥澤(2016),「車行透水道路下之保水路基構造研究」,國立台灣科技大學碩士論文。
[18] 尤曉暐(2016),「現代道路路基路面工程」,北京交通大學出版社。
[19] 內政部營建署(2015),「市區道路及附屬工程設計規範」。
[20] 崔步安等人(2015),「瀝青混和料壓縮破壞實驗與離散元素仿真分析」,東南大學學報。
[21] 黃聖棋(2014),「地工織物加勁土壤之承載力影響因子探討 -以中大紅土為例」,國立中央大學碩士論文。
[22] 魏嘉慧(2013),「市區道路透水鋪面設計方法評估」,國立中央大學碩士論文。
[23] 李忠文(2013),「以有限元素法評估硬式透水舖面(JW工法)之結構承載力」,國立交通大學碩士論文。
[24] 新北市政府水利局(2012),「透水保水設施規劃參考手冊」。
[25] 內政部營建署(2012),「市區道路透水性道路鋪面使用手冊」。
[26] 吳學禮(2011),「臺灣地區柔性鋪面厚度設計方法之沿革及分析」,中華道路。
[27] 營建署(2009),「透水性鋪面養護工法參考手冊」。
[28] 王正君(2008),「乾、濕化路徑與夯實狀態對土壤基質吸力之影響」,國立台灣科技大學碩士論文。
[29] 林志棟(2005),「透水鋪面技術規範與法制化之研擬」,內政部建築研究所。
[30] 獨立行政法人土木研究所(2005),「道路路面雨水處理手冊草案」,山海堂株式會社。
[31] 廖南華(2003),「土壤經驗參數於數值分析之應用」,國立成功大學碩士論文。
[32] 林志憲(2003),「應用解析方法評估瀝青混凝土之力學機制」,國立成功大學博士論文。
[33] 顧曉魯等人(2003),「地基與基礎」,中國建築工業出版社。
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