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研究生： 康立楷
Li-ka Kang
論文名稱： 降水引致單樁基礎行為之有限元素分析
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： 88
語文別： 中文
論文頁數： 80
中文關鍵詞： 軸對稱 、單樁基礎 、有限元素方法 、樁基礎
外文關鍵詞： axisymmetry, single pile foundation, finite element, skin friction
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    • 本研究使用有限元素方法，進行單樁基礎因降低地下水所引致的行為研究與分析。在軸對稱的假設下，並採用Mohr-Coulomb準則，對於單樁基礎因水壓的變化所產生的土壤沈陷與樁身表面之摩擦力進行相關的研究。研究內容主要包括地表沈陷、樁身摩擦力與樁之軸向力等研究。數值分析的結果將與單樁離心模型之試驗結果進行比較與驗證。由於試驗一般不容易對單一變數的影響效應進行觀測，因此藉由數值分析的變數控制可以補足試驗結果的不足，兩者分析結果的比較應能進一步作為將來工程運用與設計之參考。

    In this thesis, elastoplastic finite element method is applied to analyze the behavior caused by single pile foundation in soft clay. Axisymmetric eight node rectangular elements are adopted and the Mohr-Coulomb criterion is used for simulating the elastoplastic stress-strain behavior. The lowering of the groundwater induces the settlement of the soil. This research focuses on the settlement of the ground and the skin friction of soil around pile. The numerical results are expressed in terms of schematic figures. The results are compared with those from centrifuge model test.

    中 文 摘 要………………………………………………………………I 英 文 摘 要……………………………………………………………...II 目 錄……………………………………………………………………III 圖 目 錄…………………………………………………………………VI 表 目 錄………………………………………………………………….X 第一章 緒 論 1.1 前言……………………………………………………...1 — 1 1.2 研究目的………………………………………………...1 — 2 1.3 研究方法…………………………………………………1 — 2 1.4 論文內容…………………………………………………1 — 3 第二章 文獻回顧 2.1 離心模型試驗……………………………………………2 — 1 2.2 經驗法則…………………………………………………2 — 2 2.3 數值分析法………………………………………………2 — 5 第三章 理論分析與數值模擬方式 3.1 前言……………………………………………………3 — 1 3.2 孔隙水壓理論推導……………………………………3 — 2 3.3 程式操作………………………………………………3 — 3 3.4 C - Shell 說明…………………………………………3 — 4 3.5 程式驗證………………………………………………3 — 5 3.6 介面元素（ Interface Element）說明………………..3 — 6 第四章 單樁行為之數值分析與討論 4.1 前 言…………………………………………………4 - 1 4.2 網格、材料參數之探討……………………………..4 — 1 4.3 介面元素厚度之討論………………………………..4 — 4 4.4 樁土之位移分析……………………………………..4 — 10 4.4.1固定樁系統之位移分析……………………..4 — 12 4.4.2 變動樁系統之位移分析…………………….4 — 14 4.5 樁土介面之應力分析………………………………..4 — 16 4.5.1 固定樁系統之應力分析…………………….4 — 17 4.5.2 變動樁系統之應力分析……………………4 — 18 4.6 其他討論…………..………………………………..4 — 21 第五章 結論與建議 5.1 結論………………………………………………………5 — 1 5.2 建議………………………………………………………5 — 3 參考文獻………………………………………………………………6 — 1 附錄 A ………………………………………………………………..A — 1 圖目錄 圖3 — 1………………………………………………………………3 — 12 圖3 — 2………………………………………………………………3 — 13 圖3 — 3………………………………………………………………3 — 14 圖3 — 4( Sliding Interface Element in the Local Coordinate System.).3 — 15 圖3 — 5 ( Sliding Interface Element in the Global Coordinate ystem.).3 — 16 圖 4 — 1 …………………………………………………………..…4 — 25 圖 4 — 2………………………………………………………………4 — 26 圖 4 — 3………………………………………………………………4 — 27 圖 4 — 4………………………………………………………………4 — 28 圖 4 — 5………………………………………………………………4 — 29 圖 4 —6……………………………………………………………….4 — 30 圖4 — 7 a 不同降水程度之任意深度剪應力強度（2＊2高斯積分點）………4 — 31 圖4 — 7 b 不同降水程度之任意深度剪應力強度（2＊2高斯積分點）………4 — 32 圖 4 — 8 a 不同降水程度之土壤任意深度剪應力強度（2＊2高斯積分點）…4 — 33 圖 4 — 8 b 不同降水程度之土壤任意深度剪應力強度（3＊3高斯積分點）…4 — 34 圖 4 — 9 不同之G值之最大剪應力對介面厚度之圖形………………………4 — 35 圖 4 — 10 a 不同降水程度下地表沈陷量（固定樁、樁土介面為完全連續）…4 — 36 圖 4 — 10 b 不同降水程度下地表沈陷量（固定樁、樁土介面為部分滑動）…4 — 37 圖 4 — 11 a 不同降水程度下不同深度之土壤沈陷量 （固定樁、樁土介面為完全連續）……………………………………4 — 38 圖 4 — 11 b 不同降水程度下不同深度之土壤沈陷量 （固定樁、樁土介面為部分滑動）……………………………………4 — 39 圖 4 — 12 a 不同降水程度下地表沈陷量（變動樁、樁土介面為完全連續）……4 — 40 圖 4 — 12 b 不同降水程度下地表沈陷量（變動樁、樁土介面為部分滑動）……4 — 41 圖 4 — 13 a 不同降水程度下不同深度之土壤沈陷量 （變動樁、樁土介面為完全連續）…………………………………4 — 42 圖 4 — 13 b 不同降水程度下不同深度之土壤沈陷量 （變動樁、樁土介面為部分滑動）…………………………………4 — 43 圖 4 — 14 a 不同降水程度下不同深度之剪應力值 （固定樁、樁土介面為完全連續）……………………………………4 — 44 圖 4 — 14 b 不同降水程度下不同深度之剪應力值 （固定樁、樁土介面為部分滑動）……………………………………4 — 45 圖 4 — 15 a 不同降水程度下不同深度之樁軸向力 （固定樁、樁土介面為完全連續）……………………………………4 — 46 圖 4 — 15 b 不同降水程度下不同深度之樁軸向力 （固定樁、樁土介面為部分滑動）……………………………………4 — 47 圖 4 — 16 a 不同降水程度下不同深度之剪應力值 （變動定樁、樁土介面為為全連續）…………………………………4 — 48 圖 4 — 16 b 不同降水程度下不同深度之剪應力值 （變動定樁、樁土介面為部分滑動）…………………………………4 — 49 圖 4 — 17 a 不同降水程度下不同深度之樁軸向力 （變動樁、樁土介面為完全連續）…………………………………4 — 50 圖 4 — 17 b 不同降水程度下不同深度之樁軸向力 （變動樁、樁土介面為部分滑動）……………………………………4 — 51 圖 4 — 18 ……………………………………………………………...4 — 52 圖 4 — 19 a 不同降水程度下地表沈陷量（固定樁、樁土介面為完全連續）…4 — 53 圖 4 — 19 b 不同降水程度下地表沈陷量（固定樁、樁土介面為完全連續）…4 — 54 圖 4 — 20 a 不同降水程度下不同深度之剪應力值 （固定樁、樁土介面為完全連續）…………………………………4 — 55 圖 4 — 20 b 不同降水程度下不同深度之剪應力值 （固定樁、樁土介面為完全連續）…………………………………4 — 56 表目錄 表 4 — 1 不同樁土介面元素厚度在不同剪力模數時 當降水至6m之最大剪應力強度（MPa）…………………………4 — 23 表 4 — 2 不同樁土介面元素厚度在不同剪力模數時………………..……...4 — 24

    1. 王維漢，「單樁負摩擦力之行為研究」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，中壢，（1997）。
    2. M. F. Randolph and C. P. Wroth ,“Analysis of deformation of vertically load piles”,J. Geotech. Eng. Div. ASCE ,104,1465-1488(1978).
    3. Poulos , H. G. and Davis, E. H. , “The settlement behaviour of single , axially loaded ,incompressible piles and piers ” , Geotechnique,London,England,Vol. 18, pp.351-371(1968).
    4. Poulos , H. G. ,“Analysis of the settlement of pile groups”, Geotechnique,London,England, Vol. 18,pp. 449-471(1968).
    5. Butterfield, R., and Banerjee , P. K. ,“The elastic analysis of compressible piles ad pile groups”, Geotechnique , London, England , Vol. 21,pp. 43-60(1971).
    5. Butterfield, R., and Banerjee , P. K. ,“The elastic analysis of compressible piles ad pile groups”, Geotechnique , London, England , Vol. 21,pp. 43-60(1971).
    7. Wei Dong Guo and Mark F. Randolph,“Vertically load pile in non-homogeneous media”,International Journal For Numerical and Analytical Methods In Geomechanics,Vol. 21 ,507-532 (1997).
    8. Itasca,“Flac-users manual”,Itasca Consulting Group, Minneapolis(1992).
    8. Itasca,“Flac-users manual”,Itasca Consulting Group, Minneapolis(1992).
    10. H. G. Poulos ,“Pile behaviour-theory and application ”, Rankine , Lecture , Geotechnique,39(3),365-415(1989).
    11. Poorooshasb,H.B.,M. Alamgir and N.Miura ,“Negative Skin Friction On Rigid And Deformable Pile”,Computers and Geotechnics,Vol.18,No.2,pp.109~126.
    12. Poulos,H.G. and E.H.Davies,“Prediction of Downdrag Force in End-Bearing Piles”,J.Geotech. Div , ASCE, Vol.101, No.2, pp. 189~204(1975) .
    13. Poulos,H.G.,“ Pile Behaviour-Theory and Application ”, Geotechnical, Vol.39, No.3, pp. 365~415(1989) .
    13. Poulos,H.G.,“ Pile Behaviour-Theory and Application ”, Geotechnical, Vol.39, No.3, pp. 365~415(1989) .
    15. Alonso, E. E. , A. Josa and A. Ledesma, “Negative Skin Friction on Piles A Simplified Analysis and Prediction Procedure ”,Geotechnique 34 ,No.3 ,pp.341~357(1984).
    16. Matyas , E. L. and J. C. Santamarina, “Negative Skin Friction and the Netural Plane ”, Canadian Geotechnical Vol. 31 , No. 4, pp.591~597(1994).
    17. Wong, K. S. and C. I. The ,“Negative Skin Friction on Pile in Layered Soil Deposits”,Journal of Geotechnic Eng., Vol.121, no.6, pp.457~465(1995).
    18. Biot M. A. “General theoy of three-dimensional consolidation. ” J. Appl. Phys. 12,155-164(1941).
    19. Biot M. A. “theoy of elasiticity and consolidation for a porous anisotropic solid.” J. Appl. Phys. 26(2),182-185(1955).
    20. Biot M. A. “General solutions of the equations of elasticity and consolidation for a porous material.” J. Appl. Mech. Trains. Am. Soc. Mech. Engrs78,91-96(1956).
    21. Verruijt A.“ Elastic storage of aquifers.In Flow Through Porous Media(Edited by R. J. M. Deweist).”Academic Press,New York(1969).
    21. Verruijt A.“ Elastic storage of aquifers.In Flow Through Porous Media(Edited by R. J. M. Deweist).”Academic Press,New York(1969).
    23. Crochet M. J. and naghdi P. M.“ On constitutive equations for flow of fluid through an elastic solid.” Int. J. Engng Sci.4,383-401(1966).
    24. Morland L. W. “A simple constitutive theory for a fluid-saturated porous solid.” J. Geophys.Res. 77,890-900(1971).
    25. Atkin R. J. and Craine R. E. “Continuum theories of mixtures baasic theory and historical developments.”Q.Jl Mech. Appl. Math.29,209-244(1976).
    26. Bowen R. “Theory of mixtures.In Continuum Physics(Edited by A. C. Eringen)”,Vol3,pp.1-127.Academic Press,New York (1976).
    27. Carroll M. and Katsube N.“ The role of Terzaghi effective stress in linearly deformation.”J. Eng. Res. Techn. 105,509-511(1983).
    28. Katsube N.and Carroll M. “The modified mixture theory for fluid-filled porous materials: theory.J.” Appl. Mech.54,35-40(1987).
    29. Skempton A“.The pore pressure coefficients A and B.”Geotecnique 4,143-147(1954) .
    30. K. G. Sharma and C. S. Desai ,Fellow,“Analysis And Implementation of Thin Layer element for Interface And Joints” ,ASCE.

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