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研究生: 葉進賢
Jin-Sian Ye
論文名稱: 均質與非均質土層潛盾隧道開挖沉陷之有限元素分析
指導教授: 張瑞宏
Jui-Hung Chang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 大地應力超載係數潛盾機推進均質土層非均質土層支撐力
外文關鍵詞: overload factor, shield machine advancing, earth stress, homogeneous soil layer, nonhomogeneous soil layer
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  • 本文研究內容主要可分成二大部份,第一部份則是對未考慮襯砌均質土層單隧道進行分析,分別考慮只加位移載重與同時考慮覆土壓、位移載重之下,討論隧道開挖時造成均質土層之相關力學行為。第二部份則是對考慮襯砌非均質土層單隧道進行分析,分別考慮大地應力平衡、加力載重時,對二維及三維問題進行分析,在三維部份則另外模擬潛盾機推進之過程,討論隧道開挖時造成非均質土層之相關力學行為。
    在這二大部份中,皆考慮土壤不排水狀況,使用Mohr-Coulomb準則,對不同案例分別討論地表沉陷槽曲線、覆土壓力、凝聚力、臨界超載係數之影響趨勢,並將結果與離心機模型進行比較驗證。


    The objective of this study can be divided into two main parts . In the first part, we do not consider lining of the homogeneous soil layer tunnel. The tunnel is excavated under the action of earth stress. In the second part, we consider lining of the nonhomogeneous soil layer tunnel. Two-dimentional and three-dimensional problems are considered under the action of earth stress and force load. In the three-dimensional part, we simulate the shield machine advancing, and the resulting mechanical behavior of the nonhomogeneous soil layer is discussed while the tunnel is excavated.
    In these two parts, Mohr-Coulomb plasticity criterion is used for modeling the undrained behavior of soil. We discuss the behavior in different cases, including the earth''s surface trough, earth stress, cohesiveness , critical overload factor. The numerical results were compared with the results from centrifuge model tests.

    目 錄 中文摘要 I 英文摘要 II 目 錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號說明 X 第一章 緒 論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究方法 3 1.4 論文內容 4 第二章 文獻回顧 5 2.1現場量測與經驗法 5 2.2 物理模型試驗 7 2.3數值分析法 9 第三章 分析方法與模型模擬 14 3.1 有限元素法 14 3.2 MSC/Patran之簡介 15 3.3 ABAQUS/CAE之簡介 16 3.4單隧道之模型模擬 17 3.4.1單隧道模型試驗 17 3.4.2 單隧道模型之數值模擬 18 3.4.3單隧道模型邊界條件及大地應力之模擬 19 3.4.4單隧道模型載重施加方式 20 3.5 超載係數(Overload factor) 22 第四章 模擬結果與討論 42 4.1 數值分析驗證 42 4.2 模擬結果與討論 42 第一部份 43 A.地表沉陷分佈型態 43 B.塑性區之分佈範圍 44 第二部份 45 (一) 二維非均質多層單隧道. 45 A.地表沉陷分佈型態 45 B.初步驗証三維分析 45 (二) 三維非均質土層單隧道之潛盾機推進模擬. 46 A.地表沉陷分佈型態 46 B.側向變形分佈型態 47 C.與貫通三維非均質作比較 48 第五章 結論與建議 66 5.1結論 66 5.2 建議 68 第六章 附錄 70 6.1使用ABAQUS軟體時所遇到之問題 70 6.2 模擬潛盾機進進之數值分析方法 71 6.2.1模擬步驟詳細說明 71 6.2.2 ABAQUS軟體輸入說明 73 參考文獻 78

    【1】Adachi,T.,Kimura,M.and Osada,H.,”Interaction Between
    Multi-Tunnels Under Construction”, Eleventh Southest
    Asian Geotechnical Conference,Singapore,pp.51~60(1993).
    【2】Atkinson,J.H. and Potts,D.M.,”Subsidence Above Shallow
    Tunnels in Soft Ground”,ASCE,Journal of Geotechnical
    Engineering,Vol.103.No.GT4,pp.307~325 (1977) .
    【3】Nomoto,T., Mito,K.,Imamura,S., Ueno,K. and Kusakabe
    ,O., ” A Miniature Shield Tunneling Machine for a
    Centrifuge”Centrifuge 94,pp.699~704 (1994) .
    【4】Yoshimura,H.,Miyabe,K. and Tohda,J.,”Response of a
    Tunnel Lining due to an Adjacent Twin Shield
    Tunneling”,Centrifuge 94,pp.693~698 (1994) .
    【5】李崇正,「軟地通隧引致之地盤沈陷受鄰近建物基礎影響研究-第四年」,國科會中央大學土木系,國科會專題研究報告,中壢 (1996) 。
    【6】李崇正「黏土層中併行潛盾隧道之互制現象研究(1)」,國科會專題研究報告,中壢 (1998) 。
    【7】林智文,「潛盾隧道開挖面穩定分析」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(2000)。
    【8】吳建儒,「潛盾隧道開挖面穩定與周圍土壓力之離心模擬」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(2001)。
    【9】Peck,R.B,“Deep Excavation and Tunneling in Soft
    Ground”,State of Art,Proc.7th Int.Conf.on Soil
    Mech.Found.Eng.,State of Art volume,pp.255~290(1969).
    【10】Cording,E.J. and Hansmire,W.H., “Displacement Around
    Soft Ground Tunnels”,Proc.6th Panamerican Conf. on Soil Mech. And Found.Eng.,Buenon Aires,pp.571~633(1975) .
    【11】Clough,G.W. and Schmidt,B.,“Design and Performance
    of Excavations and Tunnels in Soft Clay”,in Soft Clay Engineering, edited by Brand,E.W. and Brenner,R.P.,pp. 600~634(1981) .
    【12】Fang,Y.S.,Pan,M.D. and Lin,G.J.,”Time and Settlement in EPB Shield Tunneling”,Tunnels and Tunneling,pp.27~28(1993) .
    【13】Butler,R.A and Hampton,D.,”Subsidence over Soft Ground Tunnel”, ASCE,J. Geotechnical Engineering Division,Vol.101,No.GT1,pp.35~49(1975) .
    【14】Hansmire,W.H. and Cording,E.J. ,discussion of
    “Subsidence over Soft Ground Tunnel,by Roger A.Butler and Delon Hampton, ASCE, J.Geotechnical Engineering Division,Vol.102,No.GT3,pp.259~261 (1976) .
    【15】Hansmire,W.H. and Cording,E.J.,”Soil Tunnel Test Section Case History Summary”, ASCE ,J.Geotechnical Engineering,Vol.111,No.11,pp.1301~1320 (1985) .
    【16】Perez,S.A.,”Experience gained through tunnel instrumentation” ,Proc.10th Int.Conf. on Soil Mech. And Found. Eng.,pp.345~352 (1981) .
    【17】Aoki,T., and Jang,H.K.,”Determination of Plastic Regions Around Underground Openings by a Coupled Boundary Element-Characteristic Method”,International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol.16,pp.701~716 (1992) .
    【18】E.Detournay and C.Fairhurst, ”Two – dimensional Elastoplastic Analysis of a Long,Cylindrical Cavity Under Non-Hydrostatic Loading”,Int.J.Rock Mech.Min. Sci.and Geomech.Abstr.,Vol.24,No.4,pp.197~211,(1978).
    【19】Finno,R.J. and Clough,G.W.,”Evaluation of Soil Response to EPB Shield Tunneling”,ASCE,J.Geotechnical Engineering,Vol.111,No.2,pp.155~173 (1985) .
    【20】Hisatake,T. and Ito,T.,”Estimation method of ground
    surface subsidence due to parallel shields tunneling and its application to practical problems”, ( In Jap anese). Proceeding of the Japanese Society of Civil E ngineers,No.332,pp.75~83 (1983) .
    【21】Ou,C.Y.and Cherng,J.c.,“Effect of tail void clousure on Ground Movement During Shield Tunneling in Sandy Soil”, Journal ofAsian Geotechnical Society ,Geotechical Engineering, Vol.26,No.1,pp.17~32 (1995) .
    【22】Sloan,S.W. and Assadi,A., ”Undrained stability of a plane strain heading “Can.Geotech.J., Vol.31,pp.443~450 (1994) .
    【23】方永壽 ,「台北市潛盾機隧道施工對地盤沈陷之影響」,國立
    交通大學土木系,國科會專題研究報告,新竹 (1990)。
    【24】鄭建志,「軟地通隧引致地盤沈陷之有限元素分析」,碩士論文,
    國立中央大學土木工程研究所,中壢 (1999)。
    【25】林建良,「潛盾隧道周圍土壓力之分布」,碩士論文,國立中央
    大學土木工程研究所,中壢 (1999)。
    【26】吳淑媛,「軟土隧道襯砌應力與地盤變位之數值分析」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢 (2001)。
    【27】彭德俊,「黏土層中併行潛盾隧道互制現象之有限元素分析」,
    碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢 (2000)。
    【28】陳翰平,「潛盾隧道開挖沈陷之有限元素分析」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢 (2001)。
    【29】李金芳,「黏土層中潛盾隧道開挖沈陷之有限元素分析」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢 (2002)。
    【30】張軒誌,「潛盾隧道開挖沉陷與襯砌行為之有限元素分析」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(2003)
    【31】D.G. Lin1 , C.T. Tseng2,N.Phienwej3 and S.Suwansawat4,”3-D DEFORMATION ANALYSIS OF EARTH PRESSURE BALANCE
    SHIELD TUNNELLING IN BANGKOK SUBSOIL”,JOURNAL OF THE SOUTHEAST ASIAN GEOTECHNICAL SOCIETY /APRIL 2002/13-27.

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