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作者 標題 Re: [問卦] 土壤液化之父是誰的八卦?
時間 Tue Feb 16 12:31:13 2016
本魯是地質系和土木系畢業 美國大地工程師
以下介紹土壤液化
土壤液化原理:
地底下土壤所承受的壓力 並不是單純由土壤承擔而是一部分由水壓來承擔
也就是土壤總應力=孔隙水壓力+有效應力
其中孔隙水壓力跟地下水位成正比
有效應力則是土壤本身所需要承受的壓力
當總壓力不變的情況下 如果孔隙水壓力"突然增加"則會由土壤有效應力降均:
土壤總應力=孔隙水壓力↑+有效應力↓
這個過程如果發生在極短時間內(數分鐘內)
則土壤的有效應力無法反應過來而喪失承載力和剪力
無法承載地表上方建築物或是結構物而造成電視上看到的災害
誘發原因:
上述提到要讓孔隙水壓力"短時間內增加"的方式可以分為三項
符合以下符合條件就可能造成土壤液化
1. 飽和的土壤
也就是地下水位以下的土壤
2. 會引發液化的土壤材質
如果土壤受到擾動時會收縮(contractive soil 則會把孔隙中的水擠出去
那麼就會造成孔隙水壓突然增加
這些土壤包括砂(sand) 粉(silt) 還有低塑性的泥(low plastic clay)
所以不只有砂質土才會液化!!
當然不只土壤的種類 還包含其他參數例如相對密度 過去載重史 區域地震史等等
3. 外在擾動
只要是快速變動地下水位面的方式都可能誘發液化
除了大家熟悉的地震之外
還有規律的震動(例如打樁) 或是水面快速的變動(例如洩洪 沿海漲退潮)
都可以誘發土壤液化
而現在主要討論是地震造成的土壤液化
工程評估方式:
液化的原理在1918年就由Hazen根據加州Calaveras水壩的破壞提出的
然而在1964年日本新潟地震和美國阿拉斯加地震所造成的破壞才受到工程師的注意
大地地震工程之父Harry B. Seed在1979年對於地震土壤液化量化分析才有了初步概念的
建立
建立
土壤液化安全係數=CSR / CRR
安全係數>1就是安全 <1就是會液化
CSR=cyclic stress ratio 土壤受到地震時剪力和有效應力的比值
主要由PGA (Peak Ground Acceleration)和地震規模(Mw)決定
CRR=cyclic resistance ratio 土壤對抗地震剪力強度和有效應力的比值
可以由現地試驗 室內實驗決定
後續學者根據世界各地的大地震(也包括集集地震)收集資料來校正CRR的計算方式
其中現地試驗評估是最簡易也最普遍的評估方式
包括利用標準貫入試驗(SPT-N)和圓錐貫入試驗(CPT)或剪力波速(shear wave velocity)
也由於是經驗收集的方式而非解析解 因此有各種版本和更新
也由於是經驗收集的方式而非解析解 因此有各種版本和更新
業界常採用的文獻有:
L. Youd et al 2001
R. Seed (就是前文提到H. B. Seed兒子) et al 2003
Iddriss & Boulanger 2008
通常是利用現地試驗資料(鑽井)先做評估哪些地層的液化安全係數<1
來判斷現地液化潛能 再來評估地上建築物或結構物要怎麼設計
最近政府要公布的土壤液化潛勢圖 那只是非常初步的評估
根據地質圖劃定的第四季沉積物和砂質土壤和地下水位做初步估計
而上述工程評估方式則是較為精確的手段得到的評估
能夠判定一棟建築物下方的土壤是否能在設計地震規模之下發生液化
也未必能夠反映一些非砂質但具有液化潛能的土質(粉質和低塑性黏土)
事實上921出現的很多液化案例都被寫進教科書或手冊內了
規範上
美國ASCE 7-10 (建築用的規範)規定要對地表下50英呎(15m)的土壤作液化分析
AASHTO 2014以後的版本 (公路用規範) 則要求要分析地表下75英呎 (25m)
土壤力學是1925年問世的學科
然而土壤液化災害在1964年阿拉斯加地震後才開始受到重視
1980年末期才開始有量化分析程序
最新廣泛被業界接受的分析手冊2008年才出現
以土木界來講是非常年輕的學科
所以就算不論台灣營建體制的瑕疵
在三十年前的建築物在設計階段也時沒有考慮到的
--
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※ 文章代碼(AID): #1MmgOJoJ (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1455597075.A.C93.html
推 : 我也這麼認為1F 02/16 12:32
推 : 我也是這樣想的 恩恩2F 02/16 12:32
推 : 真的地質系3F 02/16 12:32
推 : 快同意4F 02/16 12:32
推 : 嗯嗯，我也這麼覺得5F 02/16 12:32
推 : 土木系真的啥都能做6F 02/16 12:32
推 : 論文7F 02/16 12:33
推 : 100分8F 02/16 12:33
推 : 推9F 02/16 12:34
推 : 洩洪也會土壤液化?op(づ′・ω・）づ10F 02/16 12:36
符合液化的條件
推 : 教授好11F 02/16 12:39
推 : 樓下不懂裝懂12F 02/16 12:39
推 : 跟我想得差不多13F 02/16 12:39
推 : 這樣我沒辦法叫國民黨負責很不方便14F 02/16 12:41
推 : 您地質系？還真的地質系！15F 02/16 12:42
噓 : 刁民:都是政府和建商錯啦 當初不會蓋防核防隕石等級喔16F 02/16 12:43
噓 : 閱17F 02/16 12:43
推 : 超越亞倫的人出現了....18F 02/16 12:44
推 : 快推19F 02/16 12:45
推 : 打樁會造成土壤液化,真糟糕,30CM的我天天都造成大家困擾20F 02/16 12:45
推 : 是這樣沒錯21F 02/16 12:45
推 : 您地質系22F 02/16 12:45
推 : 跟我想的一模一樣23F 02/16 12:47
推 : 我1983年就已經提出該理論24F 02/16 12:47
推 : 我也土木人 你這篇完全正確 但應該很多人看不懂拔25F 02/16 12:47
推 : 可惜還是輸炎亞綸一點26F 02/16 12:47
推 : 那用手指的呢？27F 02/16 12:48
→ : 看不懂28F 02/16 12:50
推 : 推29F 02/16 12:50
噓 : 朝聖30F 02/16 12:51
推 : 跟我想的一樣31F 02/16 12:53
→ : 你有租牌給別人嗎？32F 02/16 12:53
噓 : 肥波出來面對33F 02/16 12:53
推 : 大地歸土木系管喔34F 02/16 12:54
推 : 推35F 02/16 12:58
→ : 激發超額孔隙水壓 要怎麼解釋?36F 02/16 12:59
推 : 學長好！37F 02/16 13:00
推 : 專業推38F 02/16 13:02
推 : 推 傳遞知識39F 02/16 13:02
推 : 推推 這篇很棒 學到新知識了40F 02/16 13:05
推 : 推41F 02/16 13:06
※ 編輯: bizarre173 (69.249.109.108), 02/16/2016 13:11:25推 :42F 02/16 13:10
推 : 嗯嗯跟我想說的差不多，可惜被你先講了43F 02/16 13:10
推 :44F 02/16 13:11
推 : 原來是CRR 我差點看成ㄈㄈ尺45F 02/16 13:12
推 : 推46F 02/16 13:13
推 : 推47F 02/16 13:16
→ : 這樣還魯 那我大概都是肉臊了48F 02/16 13:20
推 : 嗯嗯 跟我想的一樣49F 02/16 13:24
推 : 專業推50F 02/16 13:28
推 : 你炎亞綸？51F 02/16 13:31
推 : 您地質系?52F 02/16 13:32
推 : 上面一堆不懂裝懂以為我看不出來嗎53F 02/16 13:34
推 : 亞綸：您地質系？54F 02/16 13:35
噓 : 我一根手指就知道有沒有液化55F 02/16 13:36
推 : 推56F 02/16 13:38
推 : 土木所其中一組為大地組！57F 02/16 13:39
推 : 剛正想po的說58F 02/16 13:46
推 : 換句話說只有SPT-N值越大，才會越安全，接近岩盤的承載力59F 02/16 13:47
→ : 。不知道原PO是否有研究國外或國內使用CCP或CCSP這種地盤
→ : 改良工法?之前接觸過ABS膠結材的廠商，每個都神秘的跟什
→ : 麼一樣
→ : 。不知道原PO是否有研究國外或國內使用CCP或CCSP這種地盤
→ : 改良工法?之前接觸過ABS膠結材的廠商，每個都神秘的跟什
→ : 麼一樣
推 : 土木科有學過土壤力學的都知道吧…除非太混63F 02/16 13:49
推 : 你地質系？ （咦…64F 02/16 13:51
推 : 快招喚地球超人65F 02/16 13:58
推 : 專業 所以我們有辦法查詢/檢測自宅的安全係數嗎66F 02/16 13:59
推 : 太多，麻煩縮到一張PowerPoint講完67F 02/16 14:00
推 : 前面看得懂 後面就...68F 02/16 14:08
推 : 專業推69F 02/16 14:10
推 : 這沒什麼，跟我十年前研究的一樣70F 02/16 14:11
推 :71F 02/16 14:13
→ : 我學的土壤力學對地震講的好少喔 慘...72F 02/16 14:24
推 : 專業推73F 02/16 14:28
推 : 你亞綸系？74F 02/16 14:31
推 :75F 02/16 14:34
推 : 你地質系？ 欸還真的是76F 02/16 14:49
推 : 給36樓，激發超額孔隙水壓，在po文中第2點的條件下，孔77F 02/16 15:18
→ : 隙水壓上升指的就是激發超額孔隙水壓
→ : 隙水壓上升指的就是激發超額孔隙水壓
推 : 略懂79F 02/16 15:26
→ : 給66樓，一般要先透過地質調查，了解土壤種類及土壤相80F 02/16 15:31
→ : 關物理與力學性質。針對房屋，地質調查位置在房屋範圍
→ : 向外延伸一距離所圍之區塊。但是房屋範圍已經蓋了房子
→ : ，相關地質調查機具，人員無法進入。因此可調閱當初房
→ : 屋建造前，該基地之地質調查結果。但可能年代久遠甚至
→ : 造假，因此重新調查最好，但調查範圍被房屋佔據，人員
→ : 機具無法進入，此時或許可在房屋周邊調查，利用地層剖
→ : 面，推估房屋範圍內之地層狀況。但都比不上地質調查範
→ : 圍就在房屋正下方。
推 : 地質調查完成後，再進行土壤液化計算。以上方法，較能
→ : 準確估計土壤是否回液化
→ : 關物理與力學性質。針對房屋，地質調查位置在房屋範圍
→ : 向外延伸一距離所圍之區塊。但是房屋範圍已經蓋了房子
→ : ，相關地質調查機具，人員無法進入。因此可調閱當初房
→ : 屋建造前，該基地之地質調查結果。但可能年代久遠甚至
→ : 造假，因此重新調查最好，但調查範圍被房屋佔據，人員
→ : 機具無法進入，此時或許可在房屋周邊調查，利用地層剖
→ : 面，推估房屋範圍內之地層狀況。但都比不上地質調查範
→ : 圍就在房屋正下方。
推 : 地質調查完成後，再進行土壤液化計算。以上方法，較能
→ : 準確估計土壤是否回液化
推 : 您地質系？ 咦 真的是91F 02/16 15:45
噓 : 你魯屁啊QAQ92F 02/16 15:49
推 : ………………93F 02/16 15:57
推 : 推94F 02/16 16:03
推 : 說的還滿不錯的95F 02/16 16:30
推 : 專業推96F 02/16 16:53
推 : 溫拿還裝魯 這叫廣大真魯宅們該如何是好97F 02/16 16:55
推 : 快推 以免被發現看不懂98F 02/16 16:58
推 : 真· 地質系99F 02/16 17:27
推 : 那政府評估方式維和 怎不用你說的那個方式改35M更穩100F 02/16 17:32
推 : 真的地質系101F 02/16 18:01
推 : 長知識了102F 02/16 18:32
推 : 則維大大!!!!103F 02/16 19:12
推 : 給100樓，深度夠深，一般液化也不太有影響。國內液化分104F 02/16 19:24
→ : 析常取30m
→ : 析常取30m
推 :106F 02/16 19:54
推 : 推107F 02/16 20:02
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(￣︶￣)ｂ Leon, gcfans, rickey1270, win2000ps2, refa5489 說讚！
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