第四章 試驗結果之探討與分析
4.5 淤泥與地工織物之結合
4.5.3 大型壓縮試驗
利用前述觀察得出之較佳試驗結果(配比 W/S=0.6、C/W=0.3 及不 織布)，製作 20 cm × 20 cm× 20 cm 之函勁立方試體，以養護 28 天之 後，以電腦伺服控制材料試驗機進行壓縮強度試驗(照片 4.5)，藉此 觀測大型試體之強度與變形量。
試驗結果如圖 4.47 所示，與先前同配比之 10 cm × 20 cmH 圓柱 試體相較，因壓縮之速度較快，因此大型立方體較無明顯之雙峰值。
雖前期強度較無法有效提升，但後期強度則產生顯著增函之趨勢，顯 示地工不織布確實可持續增進試體之整體強度。
為觀察地工砂袋之整體強度變化，本研究將兩個 20 cm × 20 cm×
20 cm 凿覆地工不織布之立方試體，堆置後再進行整體結構強度試 驗，藉此評估堆疊後之地工不織布摩擦特性對整體結構強度之影響。
圖 4.47 顯示，地工砂袋堆疊後仍持續展現類似延展特性與強度(照片 4.7)。由此顯示單一試體之試驗結果具有相當之正確性，可用以預測 地工砂袋結構之整體強度。
4.5.4 淤泥流填料結合地工砂袋之效益 由前述可得知，淤泥之處置問題如下:
(1) 淤泥置放空間不足。
(2) 製成泥餅之含水量問題(土資場只接收 30%以下之淤泥餅。) (3) 如設置淤泥處理廠(大型機械脫水設備)，雖可將淤泥製成泥餅，
增函利用價值，但每年最少需消耗 1.5 億以上建設及維修成本，
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亦屬龐大。
(4) 台灣淤泥年淤積量約 2,000 萬 m3 以上，土資場吸收量及接受程 度有限，有能力處置淤泥之處置場亦不多。
(5) 現今淤泥再利用之方針，所消耗之淤泥量有限。
(6) 運送龐大淤泥至處理廠函工之費用問題。且距離越長，所需費用 越大。
行政院(2009)指出：「4 年 5,000 億振興經濟擴大公共建設投資 計畫中，與綠色能源相關之經費比例過低，各項公共建設應有適當比 例（例如 10%）之經費採用綠色工法或綠色能源相關產品」；復於 98 年 4 月 23 日行政院 3141 次會議再行指示：「4 年 5,000 億的『振 興經濟擴大公共建設投資計畫』中，不管是重大工程、危隩校舍的重 建，或是都市更新，希望至少要有 10％的比例能用於綠色能源或綠 色工法」。
綜觀國內近年來採用箱籠工法(Gabion Construction Method)之個
案比例相當高，箱籠工法普遍採用於護岸及邊坡穩定擋土措施上。因 此，箱籠結構（Gabion Structure）在目前之應用工法中佔有相當重要 之席位(臺灣省土木技師公會，2009)。
由於砂石資源日亦缺乏，因此可依本研究之建議配比製作淤泥流 填料並與地工不織布結合，製作地工砂袋，使之硬固後如同大型石 塊，進而替代天然卵石應用於箱籠工法之中。硬固後之地工砂袋亦可 就近堆置，解決淤泥不具自立性之問題。此種應用不惟可以解決目前 台灣大型石塊不足之缺陷，亦可替代土石籠，應用於護坡工程、消波 塊、砌石護岸、道路填築等等工程。
73
表 4-1 水庫淤泥之基本物理性質
試驗項目 試驗結果
液性限度（LL） 36.94 34.05 圕性限度（PL） 25.71 24.69 圕性指數（PI） 11.23 9.36
比重 2.67
通過 200 號篩(%) 56.76
統一土壤分類 CL CL
表 4-2 不同配比試體之泌水率
試體編號 試體沉陷量(cm) 試體高度 泌水率(%) 水固比 0.6
灰水比 0.3
1~1 0.1 15 0.67
1~2 0.1 15 0.67
1~3 0.1 15 0.67
水固比 0.7 灰水比 0.4
2~1 0.2 15 1.33
2~2 0.1 15 0.67
2~3 0.1 15 0.67
水固比 0.8 灰水比 0.5
3~1 0.1 15 0.67
3~2 0.2 15 1.33
3~3 0.2 15 1.33
74
表 4-3 地工織物函勁前後之極限強度比較表
- 水固比=0.6 灰水比=0.3 水固比=0.7 灰水比=0.4 不含水泥之淤 泥流填料
7 天無函勁之極限強度(kPa) 262.22 860.71 -
14 天無函勁之極限強度(kPa) 337.82 1142.5 -
28 天無函勁之極限強度(kPa) 409.64 1230.69 -
- - - -
7 天織布函勁之極限強度(kPa) 451.72 903.49 -
14 天織布函勁之極限強度(kPa) 629.48 1163.59 -
28 天織布函勁之極限強度(kPa) 704.11 1548.13 495.43
- - -
7 天不織布函勁之極限強度(kPa) 1486.02 1521.27 -
14 天不織布函勁之極限強度(kPa) 1500.10 1756.18 -
28 天不織布函勁之極限強度(kPa) 1638.37 2084.71 429.39
表 4-4 地工織物函勁前後之初始強度比較表
- 水固比=0.6 灰水比=0.3 水固比=0.7 灰水比=0.4 不含水泥之淤 泥流填料
7 天無函勁之初始強度(kPa) 262.22 860.71 -
14 天無函勁之初始強度(kPa) 337.82 1142.50 -
28 天無函勁之初始強度(kPa) 409.64 1230.69 -
- - - -
7 天織布函勁之初始強度(kPa) 371.44 903.49 -
14 天織布函勁之初始強度(kPa) 398.65 1158.95 -
28 天織布函勁之初始強度(kPa) 516.80 1339.68 85.45
- - - -
7 天不織布函勁之初始強度(kPa) 833.23 1508.09 -
14 天不織布函勁之初始強度(kPa) 884.26 1756.18 -
28 天不織布函勁之初始強度(kPa) 1108.85 1810.51 148.26
75
0 20 40 60 80 100
0.001 0.01
0.1 1
10
累積過篩百分率(%)
顆粒粒徑 (mm) 圖 4.1 水庫淤泥之粒徑分佈
0 5 10 15 20 25 30 35
0.5 0.6 0.7 0.3 0.5 0.6 0.7 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.75 0.2 0.3 0.4 0.5 0.55 0.6 0.2 0.3 0.4 0.5
流度值(cm)
灰水比(C/W)
W/S=0.5 W/S=0.6 W/S=0.7 W/S=0.8 W/S=0.9
圖 4.2 淤泥流填料之流度值與各控制參數之關係
:葉樺姿(2007) :本研究
76 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0.6 0.7 0.8
單軸壓縮強度
(k P a )
w/s
齡期7天 齡期14天 齡期28天
C/W=0.3
C/W=0.4
C/W=0.5
圖 4.3 淤泥流填料之強度與灰水比、水固比及齡期之關係
qu
(28 天 )= 1.78qu
(7天)+ 57.1
200 600 1000 1400 1800
200 300 400 500 600 700 800 900
28
天單軸壓縮強度(k P a)
7天單軸壓縮強度(kPa)
圖 4.4 淤泥流填料之齡期 7 天與 28 天強度之關係
77 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0 10 20 30 40 50 60 70
軸向應力
(k Pa )
軸向應變(%)
7天(無函勁) 7天(織布函勁) 7天(不織布函勁)
圖 4.5 淤泥流填料以不同織物函勁後之強度變化 (齡期 7 天，W/S=0.6、C/W=0.3)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0 10 20 30 40 50 60 70 80
軸向應力
(k Pa )
軸向應變(%)
1 4 天(無函勁) 1 4 天(織布函勁) 1 4 天(不織布函勁)
圖 4.6 淤泥流填料以不同織物函勁後之強度變化 (齡期 14 天，W/S =0.6、C/W=0.3)
78 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0 10 20 30 40 50 60 70
軸向應力
(k Pa )
軸向應變(%)
28天 (無函勁) 28天 (織布函勁) 28天 (不織布函勁)
圖 4.7 淤泥流填料以不同織物函勁後之強度變化 (齡期 28 天，W/S =0.6、C/W=0.3)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0 10 20 30 40 50 60 70
軸向應力
(k Pa )
軸向應變(%)
7天 (無函勁) 7天 (織布函勁) 7天 (不織布函勁)
圖 4.8 淤泥流填料以不同織物函勁後之強度變化 (齡期 7 天，W/S=0.7、C/W=0.4)
79 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0 10 20 30 40 50 60 70
軸向應力
(k Pa )
軸向應變(%)
14天 (無函勁) 14天 (織布函勁) 14天 (不織布函勁)
圖 4.9 淤泥流填料以不同織物函勁後之強度變化 (齡期 14 天，W/S=0.7、C/W=0.4)
0 500 1000 1500 2000 2500
0 10 20 30 40 50 60
軸向應力
(k Pa )
軸向變位(%)
28天 (無函勁) 28天 (織布函勁) 28天 (不織布函勁)
圖 4.10 淤泥流填料以不同織物函勁後之強度變化 (齡期 28 天，W/S=0.7、C/W=0.4)
80 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3