臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
不排水剪力強度Su為黏土層中進行工程穩定分析最重要的強度參數，依據前人研究結果，顯示不排水剪力強度Su隨試驗種類有很大的差異，但選用何種才較接近現場工程的情況，目前尚無較具體的結論。為研究台北盆地黏性土壤不排水剪力強度特性，本研究收集台北盆地黏性土壤不同Su試驗資料，包含常用之室內及現地試驗，依台北盆地工程地質分區，以統計方法分析台北盆地各地質分區黏性土壤不排水剪力強度特性，分別統計得各地質分區不同Su試驗與地表高程之關係式，而依此統計關係式，建立不同試驗間之相關性。
為研究求得代表現地Su值之方法，本研究收集台北盆地內工程災變案例，利用路堤填築破壞與深開挖隆起破壞案例資料，反算台北粉土現地平均不排水剪力強度Su(in-situ)，並與室內Su(UC)試驗值比較，得出以無圍壓縮試驗強度估計現地不排水剪力強度之經驗關係。另外，亦收集樁載重試驗案例，推算達極限狀態之樁周單位摩擦應力，據以建立樁側單位摩擦應力與Su(UC)之比值關係α（即黏著係數，adhesion factor）隨Su值之變化關係。上述研究成果可供爾後於台北盆地進行黏土工程穩定分析選用不排水剪力強度之參考。

Abstract
The undrained shear strength Su is the most important strength parameter in stability analysis of soft clay engineering. It was found that Su of different tests have great differences in accordance with previous research. At present, there are no definite conclusions about which type of undrained shear strength tests matches the in-situ condition best. In order to go deep into the Su characteristics of clayey soils in Taipei basin, this study collect Su data of different types of in-situ and laboratory test and compile their Su characteristics statistics based on the engineering geological zoning of Taipei basin. The relations of Su and elevation of different zones are established. The correlations of Su of different test types are also deduced.
For sake of obtaining the most representative in-situ Su , failure cases of embankment and deep excavation are amassed to back calculate the average in-situ undrained shear strength Su(in-situ) of clayey soils in Taipei basin. After that, empirical relation of Su(in-situ) and Su(UC) from unconfined compression test is established. Furthermore, cases of pile load tests are also collected to deduce the ultimate unit friction along pile shaft. Variation of adhesion factor α ( defined as ultimate unit friction divided by Su(UC) ) with Su(UC) is derived. The results of this study can provide a useful guide to selection of undrained shear strength for stability analysis in soft clay engineering.

目 錄
內 容 說 明 頁次
中文摘要………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ
目錄……………………………………………………………………………Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………………Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒 論..................................................2
1-1 研究動機與目的.............................................2
1-2 研究方法...................................................3
1-3論文內容....................................................4
第二章 文獻回顧................................................5
2-1飽和黏性土壤的剪力強度......................................5
2-2影響飽和黏性土壤剪力強度之因素..............................7
2-3黏性土壤之不排水剪力強度....................................9
2-4影響黏性土壤不排水剪力強度之因素...........................10
2-5量測Su之方法...............................................11
2-5-1現地試驗.................................................13
2-5-2室內試驗.................................................15
2-6台北盆地地層概況...........................................19
2-7台北盆地黏性土壤基本物理性質...............................22
2-8台北盆地黏性土壤不排水剪力強度Su之回顧.....................23
2-8-1SHANSEP觀念與相關研......................................24
2-8-2探討真實應力狀態之相關研究...............................31
2-8-3Af值之相關研究...........................................41
2-8-4剪力摩擦角φ值之相關研究.................................44
2-8-5現地試驗求取Su之相關研究.................................47
2-8-6其他室內試驗Su資料研究...................................51
2-9量測Su不同試驗之相關性.....................................54
2-10前人研究之分析與檢討......................................60
第三章Su統計資料分析..........................................62
3-1統計目的與方法.............................................62
3-2統計資料來源...............................................64
3-3台北盆地黏性土壤之區域分布特性.............................66
3-4台北盆地黏性土壤基本物理性質統計分析.......................69
3-5台北盆地黏性土壤工程性質統計分析...........................76
3-6 Su值之區域性差異..........................................88
3-6-1淺層土壤Su值之比較.......................................88
3-6-2深層土壤.................................................89
3-6-3不同地質分區有效剪力摩擦角φ''之比較......................89
3-6-4不同地質分區不排水剪力強度比值Su/σ´vo之比較......... ...90
3-7不同剪力強度試驗關係比較...................................93
3-7-1台北盆地黏性土壤不同Su試驗關係比較統計方法...............95
3-7-2單一場址不同剪力強度試驗關係比較.........................96
3-7-3單一工程地質分區不同剪力強度試驗關係比較.................98
3-7-4不同場址相同剪力強度試驗關係比較........................100
3-7-5 Su值與SPT-N值之關係....................................103
3-7-6 Su值與CPT-qc值之關係...................................104
3-8破壞案例分析整理..........................................106
3-8-1路堤填築或填土引致破壞案例分析..........................106
3-8-2深開挖隆起破壞案例分析..................................109
3-8-3基樁載重試驗案例分析....................................110
3-8-4案例反算Su與統計資料之比較.............................112
第四章室內試驗與相關資料整理.................................116
4-1室內不排水剪力強度試驗計畫................................116
4-2試驗儀器..................................................117
4-3試驗方法..................................................117
4-4試驗資料整理..............................................118
4-5試驗資料與統計資料比對....................................122
4-6室內試驗不同試驗之相關性比較..............................122
4-7驗證成果與結論............................................123
第五章結論與建議.............................................125

參考文獻
1.李咸亨，「台北市區工程地質分區」，地工技術雜誌，第54期，第25- 34頁（1996）。
2.吳偉特，「台北盆地土壤之工程特性」，中國土木水利工程學
刊，第五卷，第四期，第53-64頁（1979）。
3.林軒、黃文俊，「大台北都會區黏性土層不排水剪力強度之探討」，
地工技術雜誌，第22期，75-79頁（1988）。
4.胡逸舟、秦中天、劉泉枝，「台北盆地大地工程相關特性之探討」，
地工技術雜誌，第54期，第5-14頁（1996）。
5.胡邵敏、施紹琪，「北市中正區松山層地層剖析」，地工技術雜誌，
第54期，第35-44頁（1996）。
6.秦中天、鄭在仁、劉泉枝，「台北沉泥之不排水剪力強度與過壓密比
之關係」，中國土木水利工程學刊，第一卷，第三期，第245-250頁
（1989）。
7.秦中天、劉泉枝，「台北粉質黏土體積變化與不排水行為」，中國土
木水利工程學刊，第九卷，第四期，第665-678頁（1997）。
8.黃鎮臺，「臺北市地層大地工程性質分區研究」，地工技術雜誌，第
20期，第71-77頁（1987）。
9.陳逸駿、李淳昌，「黏土不排水剪力強度之探討及設計建議」，中興
工程，第44期，第41-52頁（1994）。
10.黃立煌、張政展、林照順，「台北盆地松山層黏性土側壓計試驗」，
地工技術雜誌，第54期，第45-54頁（1996）。
11.陳厚銘、謝百鍾，「以現地試驗調查基隆河新生地黏土之工程性
質」，地工技術雜誌，第54期，第55-66頁（1996）。
12.楊麗文、陳敏雄、張瑞佳、謝百鍾，「以現地試驗調查中和地區粘土
之工程性質」，地工技術雜誌，第36期，第20-32頁（1991）。
13.廖洪鈞、蘇世豐，「國內慣用之開挖底部隆起分析法的土壤強度異向
性考慮」，地工技術雜誌，第76期，第63-74頁（1999）。
14.廖洪鈞、蘇世豐，「飽和粘土在均向壓密和Ko壓密下之不排水剪力強
度關係」，中國土木水利工程學刊，第六卷，第四期，第487-492頁
（1994）。
15.劉泉枝、秦中天、謝旭昇，「非均向壓密及主應力軸轉變對松山層土
壤剪力強度之影響」，中國土木水利工程學刊，第三卷，第一期，第
83-88頁（1991）。
16.劉泉枝，「台北盆地凝聚性土壤之不排水剪力強度與孔隙壓力參
數」，中國土木水利工程學刊，第三卷，第三期，第267-270頁
（1991）。
17.歐章煜、蕭文達，「臺北粉質黏土之壓密及強度特性」，中國土木水
利工程學刊，第五卷，第四期，第337-346頁（1993）。
18.歐章煜、蕭文達，「台北粉質黏土之不排水勁度特性」，中國土木水
利工程學刊，第六卷，第二期，第233-237頁（1994）。
19.歐章煜、蕭文達，「Ｋo壓密及平面應變下台北粉質黏土之不排水剪力
強度」，中國土木水利工程學刊，第六卷，第四期，第383-388頁
（1994）。
20.蔡錦松，「軟弱地盤深開挖工程之案例檢討-台北基河路經驗」，地工
技術雜誌，第45期，第5-12頁（1994）。
21.蔡錦松，「軟弱地盤深開挖之穩定性分析-台北基河路案例」，地工技
術雜誌，第45期，第13-22頁（1994）。
22.Atkinson, A. W. and P. L. Bransby, “The Mechanics of
Soils,” McGraw-Hill Book co. (1978).
23.Chen, Y. J. and F. H. Kulhawy, “Undrained Strength
Interrelationships among CIUC, UU, and UC tests,” Journal
of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 119, No. 11, pp.
1732-1750 (1993).
24.Ladd, C. C. and R. Foott, “New Design Procedure for
Stability of Soft Clays,” Journal of the Geotechnical
Engineering Division, ASCE, Vol. 100, No. GT7, pp. 763-786
(1974).
25.Ladd, C. C., “Stability Evaluation during Staged
Construction,“ Journal of Geotechnical Engineering, ASCE,
Vol. 117, No. 4, pp. 540-615 (1991).
26.Mayne, P. W., “Cam-Clay Prediction of Undrained Strength,”
Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol.
106, No. GT11, pp. 1219-1242 (1980).
27.Mayne, P. W., and F. H. Kulhawy, “Ko-OCR Relationships in
Soil,” Journal of the Geotechnical Engineering Division,
ASCE, Vol. 108, No. GT6, pp. 851-872 (1982).
28.Mayne, P. W., “Stress Anisotropy Effects on Clay
Strength,” Journal of Geotechnical Engineering,” ASCE,
Vol. 111, No. 3, pp. 356-366 (1985).
29.Mayne, P. W., “Determining OCR in Clays from Laboratory
Strength,” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol.
114, No. 1, pp. 76-92 (1988).
30.Mayne, P. W., and H. E. Stewart, “Pore Pressure Behavior of
K0-Consolidated Clays,” Journal of Geotechnical
Engineering, ASCE, Vol. 114, No. 11, pp. 1340-1346 (1988).
31.Moh, Z. C., Chung-Tien Chin, Chuang-Jy Liu, and Siu-Mun
Woo, “Engineering Correlations for Soil Deposit in Taipei,
“ Journal of the Chinese Institute of Engineers , Vol.12,
No.3, pp. 273-283 (1989).
32.Skempton, A. W., “The Pore-Pressure Coefficients A and B,”
Geotechnique, Vol. 4, No. 4, pp. 143-147(1954).
33.Tomlinson, M. J., “Pile Design and Construction Practice,”
Rainbow-Bridge Book Co., Ltd.
34.Wroth, C. P., “Interpretation of In-situ Soil Tests,”
Geotechnique, Vol. 34, No. 4, pp. 449-489 (1984).