离心模型桩动态试验 - 国家地震工程研究中心.pdf

國家地震工程研究中心 簡 訊 2015.3 第九十三期 發行人：張國鎮 專題報導 《大地基礎工程試驗研究之一》 本期主編：許尚逸、柯永彥 發行所：財團法人國家實驗研究院 離心模型樁動態試驗 國家地震工程研究中心 地址：台北市辛亥路三段 200 號 一、前言 電話：(02) 6630-0888 傳真：(02) 6630-0858 為擴大國內地工試驗之研發能量、強化大地地震工程之研究水準，近年來財團 網址：.tw 法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心與國立中央大學土木工程學系共同對地 104 年 3 月出版 工離心模型實驗技術及研發進行跨單位合作。本次試驗針對樁基礎之受震反應與耐 81 年 3 月創刊‧季刊 震容量等研究主題進行離心模型樁振動台試驗與單樁側推試驗。本文主要介紹近期 剛完成之離心模型樁動態試驗與初步試驗結果。 二、離心模型試驗與中央大學地工離心機簡介 離心模型試驗是以人造離心力來模擬重力場，可將地工構造模型的自重與受力 情況提升至與原型（prototype ）相同的狀態。在Ng 離心加速度下，原型長度較離心 模型增加 N 倍，在材料密度相同的條件下，原型質量為離心模型的 N3 倍，原型受力 則為離心模型的 N2 倍。若在離心試驗中考量地震引致之慣性力動態作用，將原型的 振動加速度振幅提高 N 倍，並把振動頻率增加 N 倍（即振動歷時為原型之 1/N 倍） 目 錄 作為離心模型試驗時的輸入波，則可得到與原型相同的動態受力行為。 ․專題報導：大地基礎工程試驗與研究 中央大學地工離心機之旋轉半徑為 3 公尺並掛載了單向度液壓控制振動台，此 時荷載容量為 32 g-ton 。在離心加速度80g 時，振動台最大出力為 53.4 kN 且最大衝 離心模型樁動態試驗 1 程位移可達±6.4 mm ；為了避免土體產生扭轉與側壁邊界效應，中央大學地工離心機 近景影像測量於地工構造災後勘查之應用 3 採用積層式剪力試驗箱（laminar box ）來模擬水平地盤受震行為。積層式剪力試驗箱 淺基礎結構模型反覆側推試驗 4 內部尺寸為 71 cm （L ）×35.5 cm （W ）×35.5 cm （H ），由38 片（每片高度皆為 0.89 橋梁含功能性支承與直接基礎之振動台 實驗研究 5 cm ）具潤滑軸承的鋁合金製框架所堆疊組成，軸承間的最大容許相對變位為 0.25 ․特別報導 cm 。 第二實驗設施規劃概要 6 三、離心模型樁動態試驗 ․中心活動 國研院國震中心第二實驗設施興建工程 本研究為了比較在相同土層條件下、不同樁頭荷載條件之影響，設計長短兩根 開工動土典禮紀要 7 模型樁進行試驗。長樁（L pile ）長度40.5 cm 並於樁頂部設置一個重量為 0.23 kg 的 ․實驗動態 質量塊，短樁（S pile ）長