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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 張國鎮(Kuo-Chun Chang) | |
dc.contributor.author | Zheng-Hong Chen | en |
dc.contributor.author | 陳正鴻 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-15T12:48:59Z | - |
dc.date.available | 2019-08-02 | |
dc.date.copyright | 2016-08-02 | |
dc.date.issued | 2016 | |
dc.date.submitted | 2016-07-21 | |
dc.identifier.citation | [1] Seed HB, Idriss IM. Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Response Analysis. Report No. EERC 75-29, Earthquake Engineering Research Center, Uni-versity of California, Berkeley, California 1970.
[2] Luna, R. and H. Jadi, 'Determination of Dynamic Soil Properties Using Geophysi-cal Methods,' Proceedings of the First International Conference on the Application of Geophysical and NDT Methodologies to Transportation Facilities and Infra-structure, St. Louis, MO, pp. 1-3, 2000. [3] Jason T. DeJong, “Site Characterization – Guidelines for Estimating Vs Based on In-Situ Tests, Stage 1 – Interim Report”, University of California, Davis, 2007. [4] 邱煌傑,「花蓮大比例尺模型地震試驗之地盤振動反應分析」,台灣大學土木工程學研究所碩士論文,民國85年。 [5] 翁作新、陳家漢、彭立先、李偉誠「大型振動台剪力盒土壤液化試驗(II)-大型沙試驗體之準備與振動台初期試驗」國家地震工程研究中心研究報告(報告編號:NCREE-03-042),民國92年12月。 [6] 王金山,「共振柱試驗之土壤動力性質」,中央大學土木工程學系研究所碩士論文,民國93年1月。 [7] 蔡益超、張荻葳、黃震興、周功台、張國鎮、宋裕祺,「公路橋梁耐震設計規範之補充研究」,交通部台灣國道新建工程於發行,民國86年4月。 [8] 賴姿妤,「樁基礎沖刷橋梁模型之振動台試驗研究」,台灣大學土木工程學研究所碩士論文,民國100年6月。 [9] 張國鎮、王修駿、劉光晏、陳家漢,「樁基礎沖刷橋梁模型之振動台試驗研究(II)」,國家地震工程研究中心研究報告(報告編號:NCREE-12-026),民國101年12月。 [10] 周贊翔,「樁基礎沖刷橋梁模型之樁土互制行為研究」,台灣大學土木工程學研究所碩士論文,民國101年6月。 [11] 王修駿,「橋梁受沖刷後之耐震行為研究」,台灣大學土木工程學研究所博士論文,民國103年12月。 [12] 董學宜,「橋梁受沖刷後之耐震行為研究」,台北科技大學土木與防災研究所碩士論文,民國102年2月。 [13] 許丁友,「土木基礎結構損壞偵測技術:含非線性環境影響之考慮」,台灣大學土木工程學研究所博士論文,民國99年12月。 [14] 蔡雨呈,「砂箱實驗模擬基樁裸露動力行為分析與探討」,台北科技大學土木與防災研究所碩士論文,民國100年7月。 | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/50617 | - |
dc.description.abstract | 本研究提出土壤結構互制之簡化分析流程,探討樁基礎橋梁受地震與沖刷之複合式災害作用下之受震反應。土壤結構互制行為係以土壤彈簧模擬,主要特點為採用實測之土壤剪力波速與動態剪力模數來推估線性土壤彈簧之初始值,並假設樁身近域土壤與樁體產生相同剪力變形,根據地震作用下之土層有效剪應變與最大剪力模數之關係對動態剪力模數進行修正,經少量迭代後獲致最終土壤彈簧參數。此外,本研究建議地震時之土壤分層方式,根據地震訊號作用下之剪力盒框架加速度與轉換函數,作為單層土及雙層土模型之依據。基於前述方法,本研究建立等效線性的數值模型來模擬樁土互制之行為,並比較先前之樁基礎沖刷橋梁模型之振動台實驗成果。
針對先前之振動台實驗模型進行系統識別,瞭解實驗模型之相關動力特性,掌握數值模型之精確度。在乾性砂土之實驗中,識別結果顯示橋梁模型隨著裸露深度增加,會延長結構系統週期及降低系統阻尼比;在飽和砂土之實驗中,識別結果顯示實驗模型之結構系統週期與系統阻尼比將比乾性砂土還大,當土壤未發生液化時,飽和砂土較容易受擾動而降低提供之勁度,若當土壤發生液化現象,結構週期將快速延長、系統阻尼比也有大幅提升的趨勢。 數值分析結果顯示,在土壤為乾性砂土之實驗中,無論於全覆土或基樁裸露的條件下,數值模型分析之結構週期均與實驗結果符合,且在各組實驗中,均能有效模擬上部結構之加速度與相對位移歷時反應、樁頂應變歷時反應,以及樁身剖面之最大應變,且雙層土模型之預測結果均較單層土模型更佳準確;在土壤為飽和砂土之實驗中,針對土壤未產生液化之組別,數值模型分析之結構週期均與實驗結果接近,並在El Centro 100gal地震歷時下均能有效模擬上部結構之加速度與相對位移歷時反應、樁頂應變歷時反應,以及樁身剖面之最大應變,同樣雙層土模型之預測結果均較單層土模型更佳準確。最後,根據本研究提出之簡化分析流程,建立等效線性的數值模型確實能夠有效預測沖刷橋梁模型的耐震行為,可解決目前有限元素軟體於分析上遇見的困難。 | zh_TW |
dc.description.abstract | The simplified analysis process of soil structure interaction is proposed in this re-search, which studies on the response of the bridge with scoured piled foundation under earthquakes. The simplified analysis applies soil springs to simulate soil structure interac-tion behavior. The real measurement of soil shear wave and dynamic shear modulus used to estimate initial value of linear soil spring is the special point in this research. The study supposes the soil in the near field effected zone and the pile occur the same shear de-formation and modify the shear modulus of soil according to the relationship between effective shear strain and maximum shear modulus under earthquakes, then obtain the final soil spring parameters after few amount of iterations. Furthermore, this research suggests simplifing soil according to significant frequency of transfer function between layers under seismic signal. Base on the method mentioned ahead, the study establishes equivalent linear numerical model to simulate behavior of soil-pile interaction, and com-pares to the previous results of shaking table tests of bridge model with scoured piled foundation.
Conducting dynamic system identification to the previous shaking table model to realize dynamic characteristics and verifies the numerical model. In the dry soil, the ex-perimental identification results show that the period of the structure increase and the damping ratio of system decrease as exposure length of foundation increase. In the saturated soil, the experimental identification results show that the period and damping ratio of system will be larger than the results of the dry soil experiments. Before soil liquefaction occurs, the saturated soil will reduce the stiffness more easily due to the disturbances. When soil liquefaction phenomenon takes place, the damping ratio and the period of system will increase dramatically. The numerical analysis results show that whether in full cover or explosion of pile foundation in the dry soil experiment, the structure period of numerical mode will con-sistent with experiment result. It could simulate the responses of the acceleration and the relative displacement in the superstructure, and the strain responses of top pile and the maximum strain of pile effectively. In the prediction results, double layers model is more accurate than single layer model under several earthquake experiments. In saturated soil experiment under scoured piled foundation, the structure period of numerical model ap-proximate to the experiment result, and also can simulate the acceleration and relative displacement responses of superstructure, the strain response of top pile and the maxi-mum strain of pile under El Centro 100gal, and prediction results of double layers model is more exact than single one. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T12:48:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-105-R02521261-1.pdf: 10443108 bytes, checksum: e8fef47021a759252dad0dd014068269 (MD5) Previous issue date: 2016 | en |
dc.description.tableofcontents | 誌謝 iii
摘要 v ABSTRACT vii 目錄 ix 表目錄 xiii 圖目錄 xvii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與研究目的 1 1.3 研究內容 2 第二章 文獻回顧 4 2.1 土壤受震反應研究 4 2.1.1 單向波傳理論及SHAKE91應用 4 2.1.2 土壤剪力波速相關研究 4 2.1.3 砂土振動台實驗 6 2.1.4 以共振柱試驗探討土壤動力性質 8 2.1.5 樁土互制之模擬 8 2.2 土壤結構互制反應實驗研究 9 2.2.1 單樁基礎含上部結構於乾性砂土之土壤結構互制實驗研究 9 2.2.2 單樁基礎含上部結構於飽和砂土之土壤結構互制實驗研究 11 2.2.3 單樁基礎含上部結構於乾性砂土之土壤結構互制分析研究 11 2.2.4 單樁含上部結構於乾性砂土之土壤結構互制有限元素分析 12 2.2.5 單樁含上部結構於飽和砂土之土壤結構互制有限元素分析 13 2.3 系統識別模型 13 2.3.1 隨機子空間識別法SSI 13 2.3.2 Combined Deterministic - Stochastic Subspace Identification 15 2.4 小結 16 第三章 樁土互制分析方法 34 3.1 前言 34 3.2 土壤分層之簡化 34 3.2.1 單層土層 35 3.2.2 雙層土層 35 3.3 受震地盤之反應 35 3.3.1 最大剪力模數 35 3.3.2 有效剪力波速與動態剪力模數 37 3.4 土壤結構互制之行為 38 3.4.1 土壤結構互制之效應 38 3.4.2 等值土壤彈簧之建立 38 3.4.3 建立分析流程 38 3.5 等效線性數值模型之建立 39 3.5.1 橋梁模型建立 39 3.5.2 土壤試體之性質 39 3.5.3 簡化土壤分層及頻率 40 3.5.4 土壤之最大剪力模數 40 3.5.5 地盤之有效剪力波速 41 3.5.6 初始等值土壤彈簧建立 41 3.5.7 修正之等值土壤彈簧 42 3.5.8 修正之分析結果 43 3.6 樁土互制分析方法之比較 43 3.6.1 以有限元素法分析之結果 43 第四章 樁基礎沖刷橋梁模型於乾性砂土之實驗與數值分析 65 4.1 前言 65 4.2 系統識別 65 4.2.1 實驗組別 65 4.2.2 結構系統之週期 65 4.2.3 系統之阻尼比 66 4.2.4 土壤之頻率與剪力波速 67 4.3 等效線性數值模型 67 4.3.1 簡化土層之最大剪力模數 67 4.3.2 等值土壤彈簧建立與修正 67 4.3.3 數值模型之結構週期 68 4.4 結構反應歷時比較 69 4.4.1 質量塊加速度及位移反應 69 4.4.2 基礎板加速度及橋柱中點相對位移反應 70 4.4.3 樁基礎頂部應變反應 70 4.5 結構反應極值綜合比較 71 4.5.1 質量塊加速度與位移極值反應 71 4.5.2 樁基礎最大應變剖面反應 72 4.6 阻尼比之敏感度 72 4.6.1 修正分析之阻尼比 72 4.6.2 阻尼比與等值土壤彈簧之關係 73 4.6.3 SBF-S6D改善數值分析之結果 73 4.7 小結 74 第五章 樁基礎沖刷橋梁模型於飽和砂土之實驗與數值分析 178 5.1 前言 178 5.2 系統識別 178 5.2.1 實驗組別 178 5.2.2 結構系統之週期 178 5.2.3 系統之阻尼比 179 5.2.4 土壤之頻率與剪力波速 180 5.3 等效線性數值模型 180 5.3.1 簡化土層之最大剪力模數 180 5.3.2 等值土壤彈簧建立與折減 180 5.3.3 數值模型之結構週期 181 5.4 結構反應歷時比較 181 5.4.1 質量塊加速度及位移反應 182 5.4.2 基礎板加速度及橋柱中點相對位移反應 182 5.4.3 樁基礎頂部應變反應 182 5.5 結構反應極值綜合比較 183 5.5.1 質量塊加速度與位移極值反應 183 5.5.2 樁基礎最大應變剖面反應 183 5.6 飽和砂土與乾性砂土之樁土互制行為探討 184 5.6.1 結構系統週期與阻尼比 184 5.6.2 質量塊之極值反應 184 5.6.3 土壤頻率與剪力波速 184 5.6.4 土壤剪力模數與土壤彈簧 184 5.7 小結 185 第六章 結論與建議 206 6.1 結論 206 6.2 建議 207 參考文獻 209 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 樁基礎沖刷橋梁模型之振動台實驗分析研究 | zh_TW |
dc.title | Numerical simulation of shaking table tests on dynamic response of a bridge model with scoured piled foundation | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 104-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 宋裕祺(Yu-Chi Sung),宋欣泰(Shin-Tai Song),劉光晏(Kuang-Yen Liu) | |
dc.subject.keyword | 振動台實驗,樁基礎,土壤彈簧,沖刷效應,土壤結構互制, | zh_TW |
dc.subject.keyword | Shaking table test,Pile foundation,Soil springs,Scouring effect,Soil-structure interaction, | en |
dc.relation.page | 210 | |
dc.identifier.doi | 10.6342/NTU201601178 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2016-07-22 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 土木工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 土木工程學系 |
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