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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 林銘郎 | zh_TW |
dc.contributor.advisor | Ming-Lang Lin | en |
dc.contributor.author | 劉育良 | zh_TW |
dc.contributor.author | Yu-Liang Liu | en |
dc.date.accessioned | 2023-08-08T16:06:35Z | - |
dc.date.available | 2023-11-09 | - |
dc.date.copyright | 2023-08-08 | - |
dc.date.issued | 2023 | - |
dc.date.submitted | 2023-07-13 | - |
dc.identifier.citation | 吳亮均(2017)。正斷層錯動引致上覆土層變形及其對橋梁上部結構型式及樁基礎互制之研究,國立臺灣大學土木工程學研究所,碩士論文。
李健宏(2019)。跨活動斷層橋梁基礎互制行為研究,國立臺灣大學土木工程學研究所,博士論文。 李健宏、詹佩臻、吳亮均、林銘郎(2018)。跨斷層國道三號田寮3號橋與中寮隧道北口段變形機制。中國土木水利工程學刊,第三十卷,17-28。https://doi.org/10.6652/JoCICHE.201803_30(1).0002 林啓文、劉彥求、周稟珊、林燕慧(2021)。臺灣活動斷層調查的近期發展。經濟部中央地質調查所彙刊,第三十四號.第1-40 頁。 柳鈞元、劉育良、林承翰、謝沛宸、林銘郎、詹佩臻(2023)。從關山-池上地震地表破裂跡回饋評估東里地區跨活動斷層橋梁結構物之容許位移性能。地工技術,第176期,第53-63頁。 呂斌豪、林舜元、周行健、陳仲俊(2023)。臺鐵樂樂溪橋及新秀姑巒溪橋之震損調查與復舊工程。地工技術,第176期,第89-98。 柳鈞元.(2019)。斜移斷層錯動引致上覆土層同震變形行為及對淺基礎結構物之影響,國立臺灣大學土木工程學研究所,碩士論文。 常田賢一(2004)。土木構造物における地震断層の工学的 対応に関する考察。土木学会論文集,第752號, 第63-77頁。 常田賢一、片岡正次郎(2012)。活断層とどう向き合うの か。理工図書,東京,191頁。 富國技術工程(2017)。高鐵里程 TK331+400~800地質調查工作顧問服務期末報告書。報告編號:C1-14-013,未出版。 彭昱熙(2022)。斜移斷層錯動引致上覆土層內結構物變形之研究,國立臺灣大學土木工程學研究所,碩士論文。 楊甯凱、黃尹男、劉勛仁、趙書賢(2021)。考慮近斷層脈衝影響之隔震設計-以臺北盆地為例。結構工程,中華民國結構工程學會,第三十六卷,第一期,第 39-62 頁,臺北市。 楊恆偉(2022)。台灣西部特殊環境因素對鐵道大地工程服務性的影響與新技術發展與應用。地工技術,40年紀念專刊。 詹佩臻(2017)。斜移斷層引致上覆土層變形行為之研究,國立臺灣大學土木工程學研究所,博士論文。 趙家賢(2019)。以2015至2018年大地測量資料分析車瓜林斷層地表變形及橫跨斷層之高架橋結構位移,成功大學測量及空間資訊研究所,碩士論文。 劉光晏、曾子俊、楊卓諺、江奇融、鍾立來、張國鎮(2016)。橋梁功能性支承系統之位移解析與振動台實驗研究。中國土木水利工程學刊,28卷,1期。 劉育良、林承翰、林銘郎、楊恆偉(2023)。利用砂箱試驗初探斜移斷層潛移錯動高架橋群樁基礎之性能評估。中華民國地球物理學會與中華民國地質學會 112 年年會暨學術研討會,桃園市龍潭區渴望會館。 謝沛宸、詹佩臻、鍾春富、朱聖心、李健宏、柳鈞元、林承翰、洪千惠、方儒雅、彭昱熙、劉育良、林銘郎(2022)。工程設施如何面對與因應調適近斷層錯動-過去、現況、未來。地工技術,第172期。 鍾春富(2007)。逆斷層錯動引致上覆土層變形行為及對結構物影響之研究,臺灣 大學土木工程學研究所,博士論文。 蘇進國、林宏軒、宋裕祺、洪曉慧、趙國宏、鄧文廣、陳松堂、楊秉順(2020)。跨越池上斷層之玉里大橋長期潛動分析研究。中國土木水利工程學刊,第三十二卷,101–115。https://doi.org/10.6652/JoCICHE.202003_32(1).0009 Agalianos, A., de Coquereaumont, O. D. C., & Anastasopoulos, I.(2019). Rigid slab foundation subjected to strike–slip faulting: mechanisms and insights. Géotechnique,0(0), 1-2. Agisoft PhotoScan Professional (Version 1.2.5) (Software).(2016). Retrieved from http://www.agisoft.com/downloads/installer/ Bray, J. D., Seed, R. B., Cluff, L. S., & Seed, H. B.(1994). Earthquake fault rupture propagation through soil. Journal of Geotechnical Engineering, 120(3), 543-561 Chang, Y. Y., Lee, C. J., Huang, W. C., Huang, W. J., Lin, M. L., Hung, W. Y., & Lin, Y. H.(2013). Use of centrifuge experiments and discrete element analysis to model the reverse fault slip. International Journal of Civil Engineering, 11(2), 79-89. Chang, Y. Y., Lee, C. J., Huang, W. C., Hung, W. Y., Huang, W. J., Lin, H. M. L., & Chen, Y. H.(2015). Evolution of the surface deformation profile and subsurface distortion zone during reverse faulting through overburden sand. Engineering geology, 184, 52-70. Donzé, F.-V., Klinger, Y., Bonilla-Sierra, V., Duriez, J., Jiao, L., & Scholtès, L. (2021). Assessing the brittle crust thickness from strike-slip fault segments on Earth, Mars and Icy moons. Tectonophysics, 805. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.228779 Garcia, F. E., & Bray, J. D. (2018). Distinct element simulations of earthquake fault rupture through materials of varying density. Soils and Foundations, 58(4), 986-1000. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2018.05.009 Huang, Y. N., Whittaker, A. S., & Hamburger R. O. (2017). A simplified analysis procedure for performance-based earthquake engineering of buildings. Engineering Structures, 150, 719-735. Itasca Consulting Group, Inc. (2017) PFC — Particle Flow Code, Ver. 6.0. Minneapolis: Itasca. Jia, M., Yang, Y., Liu, B., & Wu,S. (2018) . PFC/FLAC coupled simulation of dynamic compaction in granular soils. Granular Matter, 20 (4) , 1-15. Lin, M. L., Chung, C. F., & Jeng, F. S.(2006). Deformation of overburden soil induced by thrust fault slip. Engineering Geology, 88(1-2), 70-89 Li, C.-H., Lin, M.-L., & Huang, W.-C. (2019). Interaction between pile groups and thrust faults in a physical sandbox and numerical analysis. Engineering Geology, 252, 65-77. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2019.02.023 Lefevre, M., Souloumiac, P., Cubas, N., & Klinger, Y. (2020). Experimental evidence for crustal control over seismic fault segmentation. Geology, 48(8), 844-848. https://doi.org/10.1130/g47115.1 Naylor, M. A., Mandl, G., & Sijpesteijn, C. H. K. (1986). Fault geometries in basement-inducedwrenchfaulting under different initial stress states. Journal of Structural Geology, 8, 737-752. Pamuk, A., Kalkan, E., & Ling, H. I. (2005). Structural and geotechnical impacts of surface rupture on highway structures during recent earthquakes in Turkey. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 25(7-10), 581-589. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2004.11.011 Rasouli, H., & Fatahi, B. (2021). Effect of Strike-Slip Fault Rupture on Piled Raft Foundation. In Challenges and Innovations in Geomechanics (pp. 653-660). https://doi.org/10.1007/978-3-030-64518-2_77 Ren, J., Zhang, Z., Gai, H., & Kang, W. (2021). Typical Riedel shear structures of the coseismic surface rupture zone produced by the 2021 Mw 7.3 Maduo earthquake, Qinghai, China, and the implications for seismic hazards in the block interior. Natural Hazards Research, 1(4), 145-152. https://doi.org/10.1016/j.nhres.2021.10.001 Ueta, K., Tani, K., & Kato, T.(2000). Computerized X-ray tomography analysis of three dimensional fault geometries in basement-induced wrench faulting. Engineering Geology, 56(1-2), 197-210. | - |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/88059 | - |
dc.description.abstract | 臺灣地震工程領域在集集地震之後致力於探討斷層尖端的強地動力對於上部結構與基礎設計的影響(Huang et al., 2017),然而,極少數將地震引致地表破裂以及斷層潛移錯動納入考量;諸多文章討論地震產生之動態效應對結構互制行為的影響,斷層長期潛移錯動對結構的影響評估在文獻中仍然相對少見。臺灣中央地質調查所於2021年公告36處活動斷層,其中有8條為斜移斷層。南北狹長的自然地質條件,使得線型結構物,如:高速公路、鐵路與高速鐵路等,難以避免地跨越既存的活動斷層影響範圍。在這些線型高架橋樑結構中,樁基礎為最主要的結構形式。
本研究著重於探討群樁結構受斷層潛移之互制行為,研究區域位於高雄燕巢區,臺灣高鐵於此跨越車瓜林斷層。根據GPS測量報告顯示(趙家賢,2019),位於斷層影響範圍內之橋面板自完工以來 ,上下盤已有可觀測之相對偏移量,顯示車瓜林斷層具有潛移特性。綜合現地調查與監測資料,我們確定車瓜林斷層西南段在燕巢區域為斜移斷層,同時兼具右移與逆衝分量,橫移抬升比估計為7:1。 研究採用縮小尺度(1:100)的物理砂箱試驗,以石英砂作為上覆土層之材料,並放入2×2群樁基礎。在給予不同斜向滑移之邊界條件下,利用數值分析方法校核砂箱成果,討論分析關鍵因素,包括雷氏剪切角度、斷層擴展距離、三角剪切帶範圍以及樁帽三方向之位移旋轉等變化。結果顯示,樁帽水平向之位移與樁帽偏擺旋轉量(Yaw)與斜移斷層帶在砂箱中的不對稱分布有相關性,當斷層帶偏向下盤側明顯,樁帽水平向之位移量漸增而樁帽偏擺旋轉量(Yaw)則漸減。樁帽翻滾旋轉量(Roll)則在群樁基礎同時受抬升與水平錯動時,有較明顯之趨勢。根據模擬結果,群樁基礎三維位移、旋轉與其受潛移錯動之斷層型態有關,本研究基於砂箱試驗成果,校核數值模擬的材料參數、模型邊界等條件,進一步進行全尺度多跨高架橋群樁基礎之變形行為性能評估。 利用現場橋樑結構監測數據,校核全尺寸離散元素法之模型並用於初步變形性能評估。比較數值模擬量值與現場橋墩水準點位監測值,顯示約有80%的擬合度。本研究發現樁帽的最大剛體旋轉發生在斷層尖端投影位置附近,上部結構變位趨勢對應於不同的樁組旋轉和位移,這些成果對後續安全補強及加強監測的對策方案,提供了參考比對的依據。 | zh_TW |
dc.description.abstract | Earthquake engineering has devoted much effort to considering seismic ground motion in the design of infrastructures, but rarely brings the effect of earthquake fault ruptures into the analysis. Although more studies have focused on the topic of fault-soil-structure interaction due to sudden fault offset in recent years, the assessment of structural performance under long-term fault creeping is still rare in literature. In Taiwan, the Central Geology Survey has announced 36 active faults so far. Due to geological settings and natural terrain conditions, linear structures such as Highways and High-Speed Rail are difficult to avoid crossing the fault zone. Of these infrastructures, pile groups are often used as the foundation to support the superstructure. This study aims to evaluate the performance of the pile group foundation subjected to fault creeping. We focus on the area where the High-Speed Rail of Taiwan crosses an active fault Chegualin Fault. Reports indicate that the ridge deck has been offset by observable value due to faulting since the construction was completed. Based on field investigations and monitoring data, we confirmed that the Chegualin Fault in its west-southern segment is an oblique fault, which has a ratio between right-lateral and uplifts up to 7:1. The study used lab-scale sandbox experiment with a 2×2 pile foundation. Under different oblique-slip ratios, key factors were compared, including fault propagation, triangular shear zone, and 3D deformation of the pile cap. The results showed a correlation between the horizontal displacement of the pile cap and the yaw rotation of the pile cap with respect to the oblique-slip fault. According to the simulation results, the three-dimensional deformation of the group pile foundation and fault patterns are related to its susceptibility to lateral movement. Based on the findings of the sandbox experiments, this study will further conduct a performance assessment of full-scale elevated bridge group pile foundations. The fault location and the deformation zone were also identified at the site scale. With the aid of in-situ structural monitoring data, full-scale discrete element modeling can be calibrated and used for preliminary safety evaluation. The comparison between simulation and in-situ bridge pier displacement shows approximately 80% agreement. We found that the superstructure distress is corresponding to differential pile group rotations and displacements. The maximum rigid-body rotation of the pile cap occurs close to the projected fault tip. | en |
dc.description.provenance | Submitted by admin ntu (admin@lib.ntu.edu.tw) on 2023-08-08T16:06:35Z No. of bitstreams: 0 | en |
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dc.description.tableofcontents | 致謝 i
摘要 ii ABSTRACT iii 目錄 iv 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 3 1.3 研究架構 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 斷層作用引致上覆土層變形 5 2.1.1 現地調查 5 2.1.2 砂箱試驗 8 2.1.3 數值分析 12 2.2 上覆土層變形對群樁基礎結構物之影響 15 2.2.1 現地調查 15 2.2.2 砂箱試驗 18 2.2.3 數值分析 21 2.3 橋梁結構遇斷層之調適對策 23 2.4 綜合討論 25 第三章 研究方法 27 3.1 砂箱試驗 27 3.1.1 斜移砂箱設備 27 3.1.2 砂箱試驗材料性質 28 3.1.3 砂箱試驗方法及過程 31 3.2 數值分析 37 3.2.1 數值分析方法簡介 37 3.2.2 Particle Flow Code (PFC 6.0) 37 3.2.3 Fast Lagrangian Analysis of Continua(FLAC3D 6.0) 41 3.2.4 PFC / FLAC耦合 42 3.2.5 數值分析模型與參數 43 3.3 研究規劃 46 3.4 研究相關名詞定義 48 第四章 斜移斷層作用引致上覆土層變形行為 51 4.1 斜移斷層砂箱試驗 51 4.1.1 不同橫移抬升比對地表地形地貌的影響 51 4.1.2 地表破裂跡線形 56 4.1.3 地表影響範圍 59 4.2 物理試驗與數值分析比較 62 第五章 上覆土層變形對群樁基礎結構物之影響 63 5.1 群樁基礎周圍地表特徵 63 5.1.1 樁土互制行為造成的地表地貌差異 63 5.1.2 影響範圍的比較 67 5.2 群樁基礎三維變位與旋轉 68 5.2.1 不同橫移抬升比對群樁基礎之影響 71 5.3 群樁基礎數值試驗結果 76 5.3.1 砂箱試驗與數值分析比對 76 5.3.2 距離斷層帶遠近之互制行為比較 85 5.3.3 群樁應力應變分析 88 5.4 小尺度試驗小結 98 第六章 現地案例全尺度數值模擬 99 6.1 車瓜林斷層潛移錯動引致高鐵橋墩變位 99 6.2 案例工址特性調查 101 6.3 數值分析模型與參數 104 6.4 全尺度模型驗證 108 6.5 斜移斷層作用與群樁基礎結構物互制行為 111 6.5.1 下部結構性能(樁帽旋轉、基樁變位) 111 6.5.2 上部結構性能(箱梁位移計CG) 115 6.6 現地案例小結 119 第七章 結論與建議 120 7.1 結論 120 7.2 建議 123 參考文獻 124 附錄A碩士學位考試口試委員提問及回覆表 128 附錄B砂箱試驗點雲報告 130 | - |
dc.language.iso | zh_TW | - |
dc.title | 斜移斷層潛移錯動對高架橋樁基礎性能之影響評估 | zh_TW |
dc.title | Assessment of the pile foundation of viaduct performance induced by oblique-slip fault creeping | en |
dc.type | Thesis | - |
dc.date.schoolyear | 111-2 | - |
dc.description.degree | 碩士 | - |
dc.contributor.oralexamcommittee | 胡植慶;黃文昭;翁孟嘉 | zh_TW |
dc.contributor.oralexamcommittee | Jyr-Ching HU;Wen-Chao Huang;Meng-Chia Weng | en |
dc.subject.keyword | 斜移斷層,離散元素法耦合有現元素法,群樁-斷層互制行為,車瓜林斷層, | zh_TW |
dc.subject.keyword | Oblique-slip fault,Coupled finite element-discrete element method (FEM/DEM),Pile group-faulting interaction,Chegualin Fault, | en |
dc.relation.page | 137 | - |
dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202301406 | - |
dc.rights.note | 同意授權(全球公開) | - |
dc.date.accepted | 2023-07-13 | - |
dc.contributor.author-college | 工學院 | - |
dc.contributor.author-dept | 土木工程學系 | - |
顯示於系所單位: | 土木工程學系 |
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