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室內模型槽校正結果

第四章 動力貫入室內試驗槽校正實驗

4.2 室內模型槽校正結果

透過兩種不同的貫入方式,於試驗槽中取相鄰近位置分別進行貫入試驗蒐集資 料,總共調配4 組的試驗槽進行實驗,每組試驗槽進行 1 次的簡易貫入試驗,而為 了增加校正的可信度,於鄰近位置重複進行 1 至 3 次的動力貫入試驗,總共獲得 10 筆不同的阻抗校正資料。圖 4.3 為 4 組試驗槽中所得阻抗以及硬度的分佈圖,

各組試驗槽的深度並不完全一致,原因在於每次堆疊的混凝土層厚度不同,而根據 𝑁及𝑁𝑝𝑑的阻抗分佈對應可知,兩試驗法所得的趨勢變化近似,能夠反應材料的硬 度變化,不過這當中還是存在有些許的差異,尤其是在末端的趨勢變化,可能原因 在於人工堆疊土層時,底層有一些石塊做為基底,導致堆疊混凝土底層時會產生較 不均值的現象,抑或是最底部的部分容易受到貫入而龜裂,不過除此之外,大部分 深度的阻抗分佈有良好的對應。

圖 4.3 試驗槽校正實驗阻抗、硬度分佈圖。

兩試驗法所得𝑁、𝑁𝑝𝑑值對應性良好,但無法證明是否能描述土層的阻抗程度,

所以利用硬度計來記錄各層表面的硬度,以跟阻抗值進行比較,結果如圖 4.3,四 組試驗僅呈現一筆資料作為代表。部分試驗缺乏較深的硬度資料,是由於堆疊土層 時,下方有利用其它結構材料加固,所以無法取得該深度的硬度值,而利用現有的 硬度變化與各阻抗值比較,大致上阻抗變化隨硬度提高而上升,不過還是有些許資 料不符,有差異的部分可能原因在量測土層硬度時,僅在邊界的表面進行,而兩貫 入位置離表面大約有 20 cm 的距離,也可能在堆疊人工土層過程中有調配不均的 問題,造成表面與貫入位置的硬度不一,令硬度與阻抗的關係較差。不過總體來說,

阻抗值與硬度的變化有相同趨勢,兩試驗法皆可以良好描述土層的硬度結構變化。

此次試驗槽試驗,𝑁 與𝑁𝑝𝑑、硬度三者,雖然含有些許差異,但在阻抗變化的 趨勢上是接近的,所探測出的阻抗變化能夠反映出不同深度的材料組成,整體的對 應性佳。

依據試驗槽的阻抗值分佈可知,兩試驗法能夠良好描述土壤阻抗程度的高低,代 表動力貫入利用時間概念來取代打擊次數的想法是可行的,𝑁與𝑁𝑝𝑑間存在良好的 對應關係,故可以利用兩阻抗值進行校正分析來建立𝑁與𝑁𝑝𝑑值間的關係式,校正 的方式同樣採取每深度10 cm 的阻抗值進行線性迴歸,結果如圖 4.4。校正結果以 線性關係顯示,為圖中的黑色線條,𝑁與𝑁𝑝𝑑間存在正相關,𝑁𝑝𝑑隨著𝑁的上升而 增加,兩者的關係式為𝑁𝑝𝑑=0.0197𝑁,決定係數為0.84,𝑁的涵蓋範圍在10-352,

利用此校正式換算的結果,𝑁=100 所對應的𝑁𝑝𝑑值為1.97。

圖 4.4 試驗槽總體貫入阻抗對應關係圖。

圖 4.4 中,紅色線條為信心水準 95%的預測區間,表示動力貫入所得的阻抗值 精準度,且隨著𝑁增加,其精度範圍也會提升,𝑁=100 時的𝑁𝑝𝑑值精準度大約在

±1.2,即𝑁𝑝𝑑=0.0197𝑁 ±1.2。而在𝑁=61 以下所對應的𝑁𝑝𝑑值在預測區間內存在 負值,貫入試驗並不會有負值存在,明顯不符實情,顯示動力貫入可能較不適合在 阻抗程度較低的土層進行判釋。

而根據統計結果,95%的阻抗對應資料落在預測區間內,以區間範圍來做評估應 為較合適的方法,雖然變動區間會隨著𝑁而變化,但貫入的主要目標主要在於土 壤岩層交界面的位置,且本研究認為秒數的細微變化並不太過於影響判釋結果,所 以捨棄小數點第二位的數值變化,以1.2 作為我們評估精準度已經足夠。故本研究 正式採取校正關係式𝑁𝑝𝑑=0.0197𝑁,精準度為±1.2。𝑁=100 所對應的𝑁𝑝𝑑值應為 1.97±1.2,故若要以動力貫入評估土壤岩層交界面位置,其𝑁𝑝𝑑應落於0.8-3.2 之間。

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