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台灣中西部平原之砂土層在集集地震期間發生廣泛的液化,地震後 對於此一區域土壤液化潛能之評估曾進行許多相關的研究。中西部平原 地區多為沖積砂土層,對於此一地區進行土壤液化潛能評估時,常以現 地試驗的結果根據簡易法 (Simplified Method) 程序做評估,而簡易法是 以乾淨砂做為評估基準,然後依照細粒料(通過 200 號篩之材料)含量 做修正。所以細料含量 (Fines Content, FC =細粒料重量佔砂土總重量之 百分比值) 的多寡對砂土抗液化強度的評估便顯得非常重要。

簡易法土壤液化潛能評估程序以及細料含量修正的方法主要是根據 現地試驗結果與估算地震事件在觀測地點所產生最大地表加速度與土壤 是否有液化現象之觀察而決定,而少有其他直接試驗證據或理論根據來 佐證。

關於砂土所含細料如何影響土層的現地試驗結果,如標準貫入試驗 (Standard Penetration Test, SPT)、圓錐貫入試驗 (Cone Penteration Test, CPT) 以及剪力波速 (Shear Wave Velocity, Vs) 量測,目前相關之研究仍 非常有限。由於含細料砂土試體取得困難,傳統砂土非擾動取樣的方法 既耗時又昂貴,一般實驗室仍都以重模試體進行單元試體試驗 (element

細料含量的影響。當砂土試體中含有細料時,會牽涉顆粒分離的問題而 更加複雜,所以不同重模方法所製作的試體在相同的條件下進行試驗,

仍會造成不同的試驗結果。因此,細料含量對砂土不排水剪力強度以及 抗液化強度的影響至今尚未有明確的定論。

國立交通大學 (NCTU) 研究團隊在過去十數年間曾針對台灣中西部 地區土壤,從取樣技術、現場試驗、室內試驗與現地試驗標定,乃至於 分析方法進行一系列之研究,其主要目的是希望能夠增進對此一區域粉 土質砂土工程特性之了解,同時能夠針對這些特性提出適用於此砂土之 試驗/分析的方法,並建立一完整之粉土細砂土壤行為資料庫。

基於 NCTU 研究團隊過去十幾年的研究基礎與成果,作者研發實用 型粉土細砂非擾動取樣與室內試驗之技術、進行一系列之現地試驗,然 後整合先前所累積及新增加之試驗結果,針對此區域粉土質砂土液化潛 能分析方法做評估。論文組成共分為六章。第一章「背景」,主要說明 本研究的源起並闡述與粉土質砂土液化行為相關的研究結果,包括麥寮 砂之室內試驗研究以及介紹粉土質砂土的 CPT 室內標定試驗,在本章的 最後部分介紹全篇論文的組織架構;第二章「研究目的與方法」,說明 本研究之目的與所使用之試驗方法;第三章「員林試驗站之現地試驗與 取樣」,主要描述現地試驗的規劃與取樣配置以及現地試驗的研究項目,

文中對於 Laval sampler 非擾動試體取樣有詳細的介紹與說明,並且將現

地試驗的結果與分析做一充分的闡述;第四章「員林砂之室內試驗」,

本章首先說明員林砂的試體準備,這部分包括冰凍 Laval 試體、未冰凍 Laval 試體與各種不同製作方式的重模試體準備,其次介紹試驗所需的相 關試驗設備,主要硬體包括動/靜態三軸試驗儀器、剪力波速量測設備以 及資料擷取所需的各項設備,接著說明各種不同試體的試驗方法及程 序;第五章「結果分析與討論」,內容包括麥寮砂室內試驗所得參數 CRR-qc-Vs間的相互關係,以及員林砂室內試驗與現地試驗的研究結果,

並說明各項試驗成果所表達的意涵以及闡述員林砂 CRR-qc-Vs間的相互 影響關係,最後對員林試驗站進行液化潛能分析並對分析成果加以討 論;第六章「結論與建議」,綜整全篇論文並列舉簡明扼要之結論,說 明細料含量對台灣中西部粉土質砂土的影響並且提出粉土質砂土液化行 為的重要研究成果與所蘊含的工程意義,最後對未來研究方向與應用方 式提出具體的建議。

論文中有關麥寮砂與員林砂之 X 光繞射試驗結果收錄於附錄 A;員 林砂室內動態三軸試驗與剪力波速量測結果及圖形彙整於附錄 B。為精 簡論文篇幅,上述附錄之檔案均以光碟儲存方式併同論文保存。