第二章 研究背景
2.2 土壤液化潛能評估
目前工程上最常被用以評估土壤液化潛能之方法為 Seed and Idriss (1971) 所發展的簡易法（Simplified Procedure）。此一方法根據工址之最大 地表加速度來推估土壤所受到之動態剪應力，並利用現地試驗結果來推估 覆土應力之比值稱為反覆應力比（Cyclic Stress Ratio, CSR）。Seed and Idriss (1971) 對 CSR 與地震時所產生之地表最大加速度amax提出以下之關係：
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gd：應力折減係數 z：深度，以公尺計算
簡易法根據現地試驗結果，例如標準貫入試驗 (Standard Penetration Test, SPT) 、 圓 錐 貫 入 試 驗 (Cone Penetration Test, CPT) 、 剪 力 波 速 (Shear-Wave Velocity, Vs) 以及貝克錘貫入試驗 (Becker Penetration Test, BPT)等方法，配合現場土壤液化現象觀察所得之經驗關係來做為液化潛能 評估之基準。其中 SPT 及 CPT 目前已有大量的經驗資料值，所以被廣泛的 運用於土壤液化潛能評估；剪力波速量測具備快速性與方便性，可於短時 間內做大範圍的量測，而且為非破壞性量測，所以也經常被運用在土壤液 化潛能評估。BPT 用於大顆粒土壤 (如卵石層或礫石層) 之液化潛能評估，
為抵銷顆粒尺寸之影響，所提出之大型動態貫入試驗之觀念。以上四種不 同試驗方法之主要優缺點比較如表2.1 所列。
2.2.2 現地取樣與室內試驗評估土壤液化潛能
此法於現地取得非擾動砂土試體然後進行動態三軸試驗，結合現地施 作之 SPT 或 CPT 試驗結果，評估土壤液化潛能。
Ishihara (1985) 於現地實施 CPT 試驗，並取得現地乾淨砂（FC≦10%）
送回實驗室進行重模試體動態三軸試驗。將現地 CPT 試驗所得qc1，結合室 內體動態三軸試驗所得之反覆阻抗比CRR 決定乾淨砂的液化臨界曲線，但 其方法只有乾淨砂，並未包括含細料砂土的臨界曲線，而且CRR 的決定並 不是以非擾動試體的動態三軸試驗，而是使用重模試體進行試驗所得。除 此之外，並無現地是否產生液化現象的觀察紀錄做為相互的比較或對照。
Yoshimi et al. (1994) 曾以現地冰凍法在日本境內 6 處工址成功取得乾
11 的乾淨砂液化臨界曲線相當吻合 Tokimatsu and Yoshimi (1983) 以簡易法所 記錄是否發生液化的許多案例，同時也指出高密度的緊砂，冰凍試體的CRR 值高於薄管試體；反之，低密度的鬆砂，冰凍試體的 CRR 值低於薄管試體。
由於室內試驗情況與現地存有差異，再者現地土層之實際應力狀況十 分複雜，為使室內試驗能模擬現地情況需進行修正，室內動態三軸試驗反 覆阻抗比CRR 之修正方式，依 Pyke et al. (1975) 的研究，認為地震的產生 來自多方向，比實驗室單方向的反覆式單剪試驗（cyclic simple shear tests）
或反覆式動態三軸試驗（cyclic triaxial tests） 較易激發超額孔隙水壓，加
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Castro (1975)、Seed (1979) 等人所分別提出的經驗公式，可估算其反覆阻抗 比修正係數 Cr，其結果如表2.2 所示。本研究採用 Castro (1975)所提出之結
Robertson and Campanella (1985) 依據 Seed et al. (1984) 所得的現地大 量 SPT 試驗值，以土壤顆粒大小D50為基準換算 CPT 之錐尖阻抗值qc，以