以實驗方法探討非飽和含細粒料砂土之液化行為研究

Abstract

土壤液化行為研究主要建立在飽和且土壤為砂土的條件下，然而，非飽和土壤亦具有土壤液化潛能，如果滿足適當的條件可能會觸發非飽和土壤的液化，根據以往的研究指出飽和度較低的土壤具有較高的抗液化能力，並在實際液化發生後的土壤中發現含有細粒料，其細粒料會影響土壤之液化行為，因此細粒料含量與飽和度對於砂土的液化阻抗影響需要進一步的了解。本研究發展了以GDS開發的動力三軸試驗儀進行非飽和含細粒料砂土試驗的實驗流程，改良了傳統底座並鑲嵌高進氣陶板以利進行軸平移技術，採用濕夯法重模方式控制不同細粒料含量砂土試體的孔隙比，相對於常見的基質吸力控制方式使土壤達到非飽和狀態，本研究使用定流量汞以飽和度控制方式來降地土壤飽和度，並加入了純砂試體當作對照組探討含細粒料砂土在不同飽和度狀態下其循環載重過程中與液化行為的差異。 根據實驗結果可以發現初始液化後的行為在純砂與含細粒料砂土具有不同的特性，純砂試體在初始液化前無明顯勁度變化的趨勢且在液化發生後的應變變化行為呈現對稱之關係，然而在含細粒料砂土在加載階段開始時即不斷往以微小的增量在壓縮應變側增加，液化發生後的應變變化行為呈非對稱之關係，然而不同飽和度對於同一土壤組成而言無明顯之液化後行為差異。降低飽和度提升土壤試體抗液化潛能的程度在含細粒料砂土中的效果比純砂土更佳，發現基質吸力隨加載循環次數增加而遞減至零時即發生大應變的趨勢，透過一系列試驗結果的觀察討論本研究的實驗流程與改良設備以供後人進行非飽和土壤試驗做為參考。