臺灣博碩士論文加值系統

本論文對國家運動訓練中心-「宿舍、器材及監控中心新建工程」開挖作業進行現地觀測，此基地面積約 5203.8 平方公尺，長約 117.6m、寬約44.25m，於現地所觀測到的最大側向位移量為 1.237cm。其後再以實際觀測數據配合使用平面應變彈塑性平衡理論程式 TORSA 及二維有限元素法程式 PLAXIS 來進行輔助分析，並比較其結果以探討數值模擬與實際觀測之差異。TORSA為Taiwan Originated Retaining Structure Analysis的簡稱，為國內工程界專家所共同研究發展的深開挖工程擋土結構分析程式，本研究使用 TORSA 2.0版數值模擬所得之最大側向位移量為1.170cm。PLAXIS 程式則為荷蘭 PLAXIS B.V.公司的產品，因荷蘭公共工程及水利管理部之需求，而研發出之二維有限元素分析程式，本研究使用 PLAXIS 8.5 版數值模擬所得之最大側向位移量為 2.242cm。兩種數值模擬結果與實際觀測數值差距皆不到 1cm，可得知經由選擇合理的土壤模型及材料相關性質，搭配上正確的邊界條件、施工步驟以及初始條件等，使用有限元素程式來預測基礎開挖擋土結構，可清楚得知其相關之受力、變形，預先得知施工階段可能遇到的狀況，瞭解各項影響因素對於開挖工程所產生的位移量之間的關係。

The study investigates the field measurements of the Academic Building Project in the campus of Kaohsiung during excavation period. The ground subsidence measurement and inclinometer data are then used to compare simultaneously with the predicted results from the 1-D TORSA computer program and the 2-D PLAXIS computer program. The TORSA finite element computer program was developed in 1983 by some Taiwan professionate engineers. The program can be used to simulate the bending moment, shear force and deformation of the earth retaining structure during excavation stage. The numerical simulation result for the maximum deformation of the wall is about 14.13mm. The PLAXIS finite element computer program is a product from the PLAXIS BV Company. The development of PLAXIS can be traced back to 1987 , which developed by Technical University of Delft could be used to solve the demand of the Dutch Ministry of Public Works and Water Management. This study uses the PLAXIS 8.5 version for numerical simulation and obtains the predicted maximum deformation of 28.76mm. The predicted results from both computer programs are slightly different with the monitored values obtained directly from the field measurement. The differences are less than 1cm and the results are quite similar. Thus, it is concluded that finite element program can supply the prediction of the excavation response of earth retaining structures in this case under the conditions of reasonable soil model and material properties, proper construction steps, and appropriate boundary and initial conditions. In addition, this study also investigates the factors affecting the field response of the excavation in order to understand the physical and engineering application for the parameters each other.

第壹章、 緒論 .. .................................................................................................1
一、 前言.....................................................................................................1
二、研究動機與目的 .................................................................................1
三、研究方法與流程 .................................................................................1
四、論文架構 .............................................................................................2
第貳章、 文獻回顧 ...........................................................................................4
一、 擋土措施及支撐工法 ..........................................................................4
(一) 明挖工法 ........................................................................................5
(二) 擋土柱工法 ....................................................................................5
(三) 主樁橫板條 ....................................................................................5
(四) 鋼版樁工法.....................................................................................6
(五) 預壘排樁工法 ................................................................................6
(六) 連續壁工法.....................................................................................7
二、 開挖分析探討 ......................................................................................7
三、 開挖工程之影響因素 ..........................................................................8
四、 國內常用之分析方法 ......................................................................... 8
(一) 假設支點法 .................................................................................... 8
(二) 彈性法 .............................................................................................9
(三) 彈塑性法 .......................................................................................10
(四) 有限元素法 ...................................................................................11
第參章、 國家運動訓練中心-宿舍、器材及監控中心新建工程................18
一、 前言 ...................................................................................................18
二、 計畫區概述 .......................................................................................18
三、 安全監測系統 ...................................................................................19
(一) 傾度管《S》監測方法與步驟.....................................................19
(二) 鋼筋應力計《D》監測方法與步驟............................................20
(三) 水位觀測井《W》監測方法與步驟...........................................21
(四) 沉陷觀測釘《T》監測方法與步驟.............................................22
(五) 支撐應變計《E》監測方法與步驟.............................................23
(六) 中間柱觀測標尺《L》監測方法與步驟 ....................................24
(七) 傾斜盤《H》監測方法與步驟 ....................................................24
(八) 研判與分析 ..................................................................................25
四、 施工流程 ...........................................................................................25
(一) 開挖..............................................................................................25
(二) 預壘樁施工 .................................................................................26
(三) 水平支撐 .....................................................................................26
(四) 地下水位 ......................................................................................26
五、監測數據 ..........................................................................................26
(一) 地下水位觀測 ..............................................................................26
(二) 支撐應變觀測 ..............................................................................26
(三) 沉陷觀測 ......................................................................................27
(四) 傾斜儀觀測 ..................................................................................28
六、 小結....................................................................................................29
第肆章、 TORSA 程式模擬分析....................................................................66
一、 TORSA 程式介紹 ............................................................................66
(一) TORSA 系統需求.........................................................................67
(二) TORSA 程式分析原理及方法.................................................... 67
二、 TORSA基本操作............. ..................................................................79
(一)資料輸入與圖形輸出視窗 ...........................................................79
三、TORSA程序組成及指令說明................................................82
(一) 檔名說明 .....................................................................................82
(二) 輸入格式 .....................................................................................83
四、宿舍器材及監控中心新建工程TORSA參數輸入說明..............87
(一) 基本狀態資料..............................................................................87
(二) 施工狀態資料..............................................................................89
五、 TORSA案例模擬分析結果 ............................................................93
第伍章、 PLAXIS 有限元素數值模擬分析...................................................97
一、 PLAXIS 程式簡介..............................................................................97
(一)程序組成及指令說明....................................................................98
(二) PLAXIS 運算模式 .......................................................................99
(三) PLAXIS 土壤模式........................................................................99
二、PLAXIS 模擬流程說明......................................................................100
三、有限元素模擬介紹 ...........................................................................102
四、 PLAXIS 案例模擬分析結果............................................................103
五、 小結................................................................................................... 103
第陸章、 結論與建議 ....................................................................................113
一、結論....................................................................................................113
二、建議....................................................................................................114
附件一

[1] 王正源建築師事務所，（2015），“國家運動訓練中心宿舍、器材及監控中心新建工程建築設計圖說”。
[2] 大鼎地質技術工程有限公司，（2015），“國家運動訓練中心宿舍、器材及監控中心新建工程工程地質鑽探工程成果報告書”。
[3] 王程廣，（2007），“加勁淺基礎承載力之初步研究”，碩士論文， 國立宜蘭大學土木工程學系研究所。
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