臺灣博碩士論文加值系統

本研究案例「安坑一號道路第二期工程之隧道段」為探討多孔近接隧道加上中央雙導坑之特殊工法。其中因可用地狹小，使得多孔隧道之間岩柱寬度被迫縮小，故須使用難度較高的開挖方式去克服此問題。本案例以有限元素法PLAXIS 3D 2018軟體，模擬中央雙導坑與中間牆之圍岩變位分析，探討施作中間牆與未施作相較之下，所帶來的成果與效益，將分析結果與現場監測變位做為比對。另外，也針對未施作中間牆所需岩柱寬度之探討，目的為找出不會使隧道產生互制影響之岩柱寬度，故採用W/B = 0.5 ~ 4 作為分析比較。最後針對岩體的性質在Hoek-Brown模式時，進行GSI、mi、D之影響比較分析。
結果顯示，在施作中間牆後，隧道各點位與中間牆總變位量與未施作相比，可減少40%以上，以中間牆之施作效益最為明顯。在岩柱寬度探討的部分，當W/B = 3.5時，變位減少比(Displacement Reduction Ratio，DRR)可達37.79%，後面更大W/B都趨於收斂。另外對於GSI、mi、D之比較分析，對於較低之GSI，D或mi所造成影響都較顯著。

This case study of “tunnel of Ankeng No. 1 Road construction, second phase of the project” is aimed to investigate the special construction method of multiple adjacent tunnels and central twin pilot tunnels. The limitation of available land forces the rock pillar width to become smaller between the multiple tunnels, which has to be overcome with for more difficult way of excavation. The finite element method program, PLAXIS 3D 2018, is introduced to this study for the analysis on the surrounding rock displacement between the double central twin pilot Tunnels and middle wall. The outcome and benefits are investigated between the presence and absence of middle wall and the analysis result is compared with in-situ monitoring records. In addition, the required rock pillar width with the absence of middle wall is studied to determine the rock pillar width that does not trigger the interactive influence between tunnels. For this, W/B = 0.5 ~ 4 is selected for comparison. Finally, rock mass properties in the Hoek-Brown are investigated for the analysis on the influence of GSI,miand D.
As suggested in the result, the displacement at multiple points along the tunnel and on the middle wall, if installed, is 40% less than that without the middle wall, and the benefits with the middle wall is clearly significant. For the investigation of rock pillar width, when W/B = 3.5, the displacement reduction ratio (DRR) can be as high as 37.79%. Subsequent larger W/Bs tend to converge toward the end. Also, for the analysis on GSI,miand D, the influence on smaller GSI,miand D or is obvious.

摘　要…. i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章　緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究方法與流程 2
1.4論文架構 4
第二章　文獻回顧 5
2.1岩石材料性質 5
2.1.1 Hoek-Brown岩體參數 5
2.1.2 GSI對岩體相關性的影響 13
2.2 隧道變形行為影響 18
2.2.1 隧道開挖之變形 18
2.2.2 隧道塑性區影響 21
2.3近接隧道互制行為 22
2.3.1 岩柱寬度之影響 22
2.3.2 中間牆特徵分析 28
第三章　工程概況簡介 33
3.1安坑一號道路第二期工程之隧道段 33
3.2 地質概述 34
3.2.1 鑽探分析 36
3.2.2 岩石類別分佈 38
3.3 隧道施工情況 41
3.3.1 三孔隧道開挖工法 45
3.4 監測方法 47
3.4.1 監測儀器 47
3.4.2 隧道掃瞄作業與點雲處理 48
3.4.3 圍岩變位分析 51
第四章　數值分析方法與模式介紹 53
4.1 PLAXIS 3D程式簡介 53
4.2 PLAXIS之大地工程應用 54
4.3土壤模式之應用 55
4.3.1 LINEAR-ELASTIC應力-應變關係 55
4.3.2 MOHR-COULOMB模式 56
4.3.3 HOEK-BROWN模式 59
4.3.4 MOHR-COULOMB與HOEK-BROWN之參數轉換 63
4.4 三孔隧道與中間牆分析流程概述 65
第五章　三孔近接隧道開挖分析及探討 75
5.1 材料參數選用 75
5.1.1 MOHR-COULOMB模式材料參數 75
5.1.2 HOEK-BROWN模式材料參數 77
5.1.3 隧道襯砌、導坑、中間牆參數 78
5.2 Mohr-Coulomb與Hoek-Brown分析比較 79
5.3 施作中間牆之效益分析 82
5.4 開挖階段對於中間牆之影響 90
5.5 岩柱寬度之影響分析 98
5.6 Hoek-Brown材料參數設定影響分析 103
5.6.1 GSI與D之影響 103
5.6.2 GSI與mi之影響 105
5.6.3 mi與D之影響 107
第六章　結論與建議 110
6.1 結論 110
6.2 建議 111
參考文獻 112

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