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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 土木工程學系
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor王泰典(Tai-Tien Wang)
dc.contributor.authorYi-Chen Lien
dc.contributor.author李奕辰zh_TW
dc.date.accessioned2021-05-20T00:51:08Z-
dc.date.available2023-08-11
dc.date.available2021-05-20T00:51:08Z-
dc.date.copyright2020-08-21
dc.date.issued2019
dc.date.submitted2020-08-12
dc.identifier.citation1. Wang, T. T., Jaw, J. J., Chang, Y. H., Jeng, F. S. (2009), “Application and validation of profile-image method for measuring deformation of tunnel wall,” Tunnelling and Underground Space Technology, 24, 136-147.
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16. 王泰典(2010),隧道長期穩定影響因素之研究,行政院國家科學委員會補助專題研究計畫,NSC-97-2221-E-027-078-MY2,台北。
17. 王泰典(2013),隧道襯砌異狀肇因診斷與安全評估技術之研究,行政院國家科學委員會補助專題研究計畫,NSC-99-2628-E027-006、NSC-100-2628-E027-003、NSC-101-2628-E027-002,台北。
18. 王泰典(2016),岩石隧道全生命週期場址特性與參數評估研究,行政院國家科學委員會補助專題研究計畫,NSC-102-2221-E027-071-MY3,台北。
19. 王泰典、張清秀、王文禮、黃燦輝(1997),營運中隧道長期穩定性影響因素之初步研究,第七屆大地工程學術研討會論文集,金山,1311-1318。
20. 王泰典、黃燦輝、鄭富書、薛文城、傅子仁(2007),台灣隧道襯砌異狀類別之探討,隧道建設,27(增刊),87-92。
21. 王泰典、邱雅筑、鄭富書、黃燦輝(2008),隧道結構安全管理新潮流與襯砌非破壞性檢測新技術,地工技術,117,17-28。
22. 王泰典、林信宏、李佳翰、鄭富書(2010),營運中隧道襯砌裂縫影像判釋暨特徵化與數字化技術,隧道建設,30(增刊),100-108。
23. 王泰典、劉曉樺、邱文峰、陳俊樺、周永川、何泰源、黃燦輝(2014),鐵路隧道結構長期穩定影響因素探討暨與維護管理準則與解說研訂考慮,隧道建設,34(增刊),63-70。
24. 王泰典、邱雅筑、李佳翰、陳正勳、黃燦輝(2015),從我國岩石隧道檢修經驗探討營運期間結構行為演化及維護管理,土木水利雜誌,42(1),14-25。
25. 李佳翰、王泰典、秦德(2008),鐵路隧道結構安全檢測之探討,2008 岩盤工程研討會論文集,台北,579-588。
26. 李佳翰(2013),山岳隧道襯砌異狀肇因診斷技術研究,臺北科技大學工程科技研究所博士論文。
27. 林信宏(2010),隧道襯砌影像判釋與異狀特徵化技術暨安檢資料庫之開發,臺北科技大學資源工程研究所碩士學位論文。
28. 邱雅筑(2007),隧道剖面量測技術及相應應力增量回溯分析,臺灣大學土木工程學研究所碩士學位論文。
29. 邱雅筑(2014),營運中隧道變位模態解析與高精度監測技術之研究,臺灣大學土木工程學研究所博士學位論文。
30. 邱雅筑、陳正勳、王泰典、鄭富書、黃燦輝(2012),襯砌剖面變形特徵曲線與微變監測技術應用於營運中隧道荷載變化之評估,中國土木水利工程學刊,24(2),101~109。
31. 曹峻瑋(2006),三維雷射掃瞄技術於隧道工程之應用,臺灣大學土木工程學研究所碩士學位論文。
32. 黃士庭(2016),營運中岩石隧道三維變位與襯砌裂縫型態之數值探討,臺灣大學土木工程學研究所碩士學位論文。
33. 黃燦輝(2013),營運中隧道變形機制與穩定分析模式之研究,營運中隧道變形機制與穩定分析模式之研究,行政院國家科學委員會補助專題研究計畫,NSC-99-2221-E-002-146-MY3,台北。
34. 黃燦輝、鄭富書(1997),老舊交通隧道之安全檢測,維修與補強技術研訂(I),交通部,台北。
35. 黃燦輝、鄭富書(1998),老舊交通隧道安全檢測,維修與補強技術研訂(Ⅱ),交通部,台北。
36. 黃燦輝、林銘郎、王泰典(2008),隧道非破壞性檢測技術之開發總結報告書,交通部鐵路改建工程局東部工程處委託研究計畫報告,宜蘭。
37. 黃燦輝、鄭富書、王泰典、李維峰(2009),隧道補強技術與材料之開發,交通部鐵路改建工程局東部工程處委託研究計畫報告,宜蘭。
38. 江明軒,FLAC耦合PFC2D應用於雙楔刀貫切破壞之初探,碩士論文,國立台北科技大學土木與防災研究所,台北,2008。
39. Cai, M., Kaiser, P. K., Morioka, H., Minami, M., Maejima, T., Tasaka, Y. and Kurose, H., ”FLAC/PFC coupled numerical simulation of AE in large-scale underground excavations,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., vol. 44, pp. 550-564, 2007.
 
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/8275-
dc.description.abstract台灣的大多數隧道都是採用新奧工法建造,澆置混凝土作為二次襯砌,僅有美觀、整齊的功能,理論上建成後本身不會受力,但於隧道維護管理作業中常發現各類襯砌異狀,而襯砌異狀的出現說明隧道建成後仍然持續受到外力作用並導致隧道健全度受到影響,故判釋襯砌異狀可能的肇因,並釐清相關影響因素,是隧道維護管理作業中不可或缺的一環。
本研究研發診斷平台之目的在於整合同期不同襯砌異狀資料可以展示當時的隧道襯砌異狀、比較不同期資料間差異可有效地判釋裂縫變化,甚至預測未來襯砌持續變位引致裂縫可能生衍情況,並透過襯砌表面影像、裂縫描繪影像與數值隧道模型於三維空間內比對,對於隧道襯砌異狀的視覺化呈現有極大幫助。
本研究建立隧道襯砌變位與裂縫生衍模式,並採用連體與非連體耦合作為解析技術,裂縫的出現是指混凝土襯砌當前所承受應力超越其強度,採用非連體的優勢在於模擬裂縫發生、混凝土襯砌的峰後力學行為更準確,採用數值單壓試驗、多點抗彎試驗求其單壓強度、抗彎強度,並模擬於隧道中可能出現之受拉與受壓特性,透過實驗設計法進行混凝土材料之微觀參數率定,取得代表混凝土材料特性之微觀參數,隧道圍岩視為均質材料將採用連體分析。並以圓形隧道作為基本變位的驗證; 馬蹄形不含仰拱隧道則考慮不同期之微變位監測結果以進行案例模擬,藉此作為異狀肇因之診斷辦法。
襯砌結構異狀診斷平台結合三維數值隧道模型、襯砌異狀展開圖、數值模擬結果等,將有效地視覺化呈現襯砌裂縫分布與發展趨勢,並讓使用者對於三維空間中的襯砌異狀掌握度更高,對於分析混凝土襯砌受力狀態與裂縫發展有極大幫助,因應老舊隧道的安全補強措施,可視化的襯砌異狀結構診斷平台將有助於評估隧道的健全度。
zh_TW
dc.description.abstractMost of tunnels in Taiwan were built by the new Austrian tunnel method. The concrete is served as secondary lining. It has only beautiful and neat functions. In theory, it won’t be stressed after construction. However, various lining anomalies are often found in the past experience. The occurrence of the lining anomalies indicates that the tunnel would still be affected by external forces after the completion of the tunnel, which will affect the integrity of the tunnel. Thus, identifying the possible causes of linings anomalies and clarifying the relevant influencing factors are important to tunnel maintenance.
The diagnosis platform integrates the data acquiring from the same period to display the tunnel lining anomaly. And comparing the differences between data in different periods can effectively discriminate crack generation. It even predicts the possible propagation of cracks in the future. The comparison of the lining surface image, crack description image and 3D tunnel model are very helpful for the visualization of the tunnel lining anomalies.
This study establishes the tunnel lining displacement and crack generation analysis by adopting the FLAC PFC coupled method. The appearance of cracks means that the current stress on concrete lining exceeds its allowable strength. And through the experimental design method to calibrate the representative microparameters of concrete materials. In tunnel model, FLAC is used for the surrounding rock mass and PFC is used for concrete lining. The in-situ case simulation is based on the results of micro-displacement monitoring in different periods. FLAC PFC coupled method will be used as a diagnostic method for the causes of lining anomalies.
The lining structure abnormality diagnosis platform will effectively visualize the distribution and development trend of lining cracks. And let users have a better feeling of the lining anomalies in three-dimensional space. It is very helpful for analyzing the stress state of concrete lining and the crack propagation, and evaluating the integrity of tunnels.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-05-20T00:51:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2019
en
dc.description.tableofcontents目錄
誌謝 2
中文摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程 3
1.4 論文架構與主要內容 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 岩石隧道全生命週期的維護管理 5
2.2 營運中隧道襯砌異狀與影響因素 6
2.2.1 營運中隧道常見異狀 6
2.2.2隧道襯砌異狀影響因素 8
2.3 營運中隧道異狀肇因與探討 11
2.3.1 特徵案例彙整 11
2.3.2 模型試驗與數值模擬 15
2.4 營運中隧道檢監測技術 20
2.5連體與非連體耦合應用案例 24
第三章 研究方法 27
3.1 襯砌異狀診斷平台 27
3.1.1 診斷平台之功能 28
3.1.2 C#程式語言與Visual Studio開發環境 30
3.1.3 數值隧道模型 33
3.2襯砌變位與裂縫生衍分析模式 34
3.2.1 襯砌微變位資料處理 35
3.2.2 連體與非連體耦合分析模型 41
第四章 數值模擬結果與討論 44
4.1 耦合數值模型之設置 44
4.2耦合數值模型驗證 48
4.2.1混凝土單軸抗壓試驗 48
4.2.2混凝土三分點載重抗彎試驗 54
4.3參數分析 59
4.3.1隧道圍岩參數 59
4.3.2混凝土襯砌微觀參數率定 59
4.3基本變位與裂縫形態 73
4.3.1綜合討論 87
第五章 隧道案例模擬與分析 88
5.1 隧道背景 88
5.1.1案例隧道背景 88
5.1.2 潛移邊坡之描述 89
5.2案例隧道之描述 94
5.2.1隧道變位監測 94
5.2.2隧道內異狀紀錄 100
5.3案例隧道之三維裂縫呈現 105
5.3.1影像貼附三維空間 106
5.3.2 三維數值隧道模型 114
5.4案例隧道裂縫模擬 115
5.4.1 模型尺寸與參數設置 117
5.4.2裂縫型態模擬結果之探討 118
第六章 結論與建議 124
6.1結論 124
6.2建議 125
參考文獻 126
問題與回覆 129
dc.language.isozh-TW
dc.title隧道襯砌變位與裂縫生衍分析模式暨結構異狀診斷平台開發zh_TW
dc.titleAnalyzing Method for Lining Displacement and Associated Crack Growth and Diagnosis Platform for Tunnel Structural Anomalies
en
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear108-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee黃燦輝(Tsan-Hwei Huang),潘以文(Yii-Wen Pan),邱雅筑(Ya-Chu Chiu),李佳翰(Chia-Han Lee)
dc.subject.keyword結構異狀診斷平台,三維視覺化,連體非連體耦合,襯砌變位,裂縫生衍,zh_TW
dc.subject.keyworddiagnosis platform of lining anomaly,FLAC PFC coupled method,3D visualization,lining displacement,crack propagation,en
dc.relation.page134
dc.identifier.doi10.6342/NTU202002796
dc.rights.note同意授權(全球公開)
dc.date.accepted2020-08-12
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept土木工程學研究所zh_TW
dc.date.embargo-lift2023-08-11-
顯示於系所單位:土木工程學系

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