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實驗結果與討論

在文檔中 中 華 大 學 (頁 49-84)

在本研究中各測線由透地雷達依序至A1~A6、B1~B6 施測後,如圖 5-1,所 得透地雷達電磁波訊號經訊號處理及計算後,各測線經過位置其厚度都可穫得,因 此本研究將每段測線加以分析計算,配合設計資料及現場鑽心成果作為本研究厚度 實驗結果。

A6

A5

A4

A1 A3

A2 施

測 方 向

施測方向

+150 +120 +90 +60 +30 +0

+30 +150 +120

+60 +90

+0

B5 B4 B3 B2

B6 B1

圖5-1 測線位置圖

圖5-2~5-7 係測線 A1~A6 以透地雷達依序由檢測區右方往左方掃瞄後產生之雷 達剖面圖及波譜圖,而圖 5-8~5-13 係測線 B1~B6 以透地雷達依序由檢測區下方往 上方掃瞄後產生之雷達剖面圖及波譜圖。

圖5-2 A1 測線雷達剖面圖及反射圖

圖5-3 A2 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土底面

混凝土表面 混凝土底面

混凝土表面 混凝土表面 混凝土底面

圖5-4 A3 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土底面

混凝土表面

圖5-5 A4 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土底面

混凝土表面

圖5-6 A5 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土底面

混凝土表面

圖5-7 A6 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土表面 混凝土底面

圖5-8 B1 測線雷達剖面圖及反射圖

圖5-9 B2 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土底面

混凝土表面

混凝土表面 混凝土底面

圖5-10 B3 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土表面 混凝土底面

圖5-11 B4 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土表面 混凝土底面

圖5-12 B5 測線雷達剖面圖及反射圖

混凝土表面

混凝土底面

圖5-13 B6 測線雷達剖面圖及反射圖

將測線A1~A6 及測線 B1~B6 所得透地雷達剖面圖轉換為數位編碼矩陣圖,再 將其之資料透過訊號分析(波譜分析)轉換為訊號反射係數圖。

本研究將以A1~A6 及 B1~B6 各測線中截取乙處繪製其訊號反射係數圖,其反 射波表面位置及岩盤位置反射訊號大小,分析如下表示:

圖5-14 為測線 A1 截取由右至左 130 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表 面位置振幅為48,混凝土底部振幅為 151,其厚度為 27.9 公分;圖 5-15 為測線 A2 截取由右至左 85 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為 48,混凝 土底部振幅為152,其厚度為 26.0 公分;圖 5-16 為測線 A3 截取由右至左 100 公分 處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為49,混凝土底部振幅為 152,其 厚度為25.9 公分;圖 5-17 為測線 A4 截取由右至左 70 公分處所之訊號反射係數圖,

其混凝土表面位置振幅為49,混凝土底部振幅為 152,其厚度為 27.4 公分;圖 5-18 為測線A5 截取由右至左 50 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為 51,混凝土底部振幅為 154,其厚度為 26.1 公分;圖 5-19 為測線 A6 截取由右至左 23 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為 46,混凝土底部振幅為 150,其厚度為 27.1 公分;圖 5-20 為測線 B1 截取由下往上 70 公分處所之訊號反射 係數圖,其混凝土表面位置振幅為49,混凝土底部振幅為 155,其厚度為 30.1 公分;

圖5-21 為測線 B2 截取由下往上 158 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位 置振幅為49,混凝土底部振幅為 155,其厚度為 29.4 公分;圖 5-22 為測線 B3 截取 由下往上100 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為 50,混凝土底 部振幅為150,其厚度為 29.0 公分;圖 5-23 為測線 B4 截取由下往上 60 公分處所之 訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為50,混凝土底部振幅為 151,其厚度為 30.1 公分;圖 5-24 為測線 B5 截取由下往上 55 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝 土表面位置振幅為50,混凝土底部振幅為 154,其厚度為 29.5 公分;圖 5-25 為測 線B6 截取由下往上 40 公分處所之訊號反射係數圖,其混凝土表面位置振幅為 48,

混凝土底部振幅為153,其厚度為 31.0 公分。

圖5-14 A1 測線 130 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

圖5-15 A2 測線 85 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

圖5-16 A3 測線 100 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

-20000 -10000 0 10000 20000

0 50 100 150 200 250 300

49

152

-10000 0 10000 20000

0 50 100 150 200 250 300

-15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000

0 50 100 150 200 250 300

151 48

48

152

-10000 0 10000 20000

0 50 100 150 200 250 300

49

152

圖5-17 A4 測線 70 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

圖5-18 A5 測線 50 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

-20000 -10000 0 10000 20000

0 50 100 150 200 250 300

51

154 50

-10000 -5000 0 5000 10000 15000

0 50 100 150 200 250 300

46

150

圖5-19 A6 測線 23 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

-20000 -10000 0 10000 20000

0 50 100 150 200 250 300

49

155

圖5-20 B1 測線 70 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

-10000 -5000 0 5000 10000

0 50 100 150 200 250 300

49

155

圖5-21 B2 測線 158 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

-10000 -5000 0 5000 10000 15000

0 50 100 150 200 250 300

150 50

圖5-22 B3 測線 100 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

圖5-23 B4 測線 60 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

圖5-24 B5 測線 55 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

圖5-25 B6 測線 40 公分處混凝土表面及底部位置訊號反射係數圖

-15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000

0 50 100 150 200 250 300

-20000 -10000 0 10000 20000

0 50 100 150 200 250 300

50

151

50

154

-10000 -5000 0 5000 10000 15000

0 50 100 150 200 250 300

153 48

將A1~A6 所有表面位置及岩盤位置訊號經過計算分析後,由圖 5-26 中可知 A1 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在27cm~34cm 間,A1 測線之平均厚 度為29.2 公分,由圖 5-27 中可知 A2 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約 在27cm~31cm 間,A2 測線之平均厚度為 28.8 公分,由圖 5-28 中可知 A3 測線中,

經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在27cm~34cm 間,A3 測線之平均厚度為 28.6 公分,由圖 5-29 中可知 A4 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在 28cm~31cm 間,A4 測線之平均厚度為 28.8 公分,由圖 5-30 中可知 A5 測線中,經 評估結果可知,其襯砌厚度分布約在27cm~32cm 間,A5 測線之平均厚度為 28.9 公 分,由圖5-31 中可知 A6 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在 27cm~31cm 間,A6 測線之平均厚度為 28.4 公分。

A1測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35

0 50 100 150 200

距離(cm)

深度(cm)

圖5-26 A1 測線襯砌深度

A2測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35

0 50 100 150 200

距離(cm)

深度(cm)

圖5-27 A2 測線襯砌深度

A3測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35

0 50 100 150 200

距離(cm)

深度(cm)

圖5-28 A3 測線襯砌深度

A4測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 50 100 150 200

距離(cm)

深度(cm)

圖5-29 A4 測線襯砌深度

A5測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 50 100 150 200

距離(cm)

深度(cm)

圖5-30 A5 測線襯砌深度

圖5-31 A6 測線襯砌深度

由圖5-26~5-31 中可知 A1~A6 測線其檢測混凝土襯砌平均深度範圍在 28.4~

29.2 公分之間,如表 5-1。本研究檢測隧道之設計襯砌混凝土厚度為 25 公分,檢測 結果其水平方向襯砌厚度均超過設計襯砌厚度。另圖 5-26~5-31 中部份產生跳動現 象,係透地雷達現場施測時震動或混凝土襯砌內含金屬物件所造成之訊號反射,故 於本研究中不與考慮其反射結果。

表5-1 水平測線(A1~A6)襯砌混凝土平均深度表

將B1~B6 所有表面位置及岩盤位置訊號經過計算分析後,由圖 5-32 中可知 B1 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在27cm~32cm 間,B1 測線之平均厚 度為29.2 公分,由圖 5-33 中可知 B2 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約 在27cm~31cm 間,B2 測線之平均厚度為 28.8 公分,由圖 5-34 中可知 B3 測線中,

經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在26cm~31cm 間,B3 測線之平均厚度為 28.7 公分,由圖 5-35 中可知 B4 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在 27cm~31cm 間,B4 測線之平均厚度為 29.2 公分,由圖 5-36 中可知 B5 測線中,經 評估結果可知,其襯砌厚度分布約在27cm~31cm 間,B5 測線之平均厚度為 29.1 公

測線編號 A1 A2 A3 A4 A5 A6

平均深度(cm) 29.2 28.8 28.6 28.8 28.9 28.4 A6測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 50 100 150 200

距離(cm)

深度(cm)

分,由圖5-37 中可知 B6 測線中,經評估結果可知,其襯砌厚度分布約在 26cm~31cm 間,B6 測線之平均厚度為 29.1 公分。

B1測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

距離(cm)

深度(cm)

圖5-32 B1 測線襯砌深度

B2測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 距離(cm)

深度(cm)

圖5-33 B2 測線襯砌深度

B3測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

距離(cm)

深度(cm)

圖5-34 B3 測線襯砌深度

B4測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

距離(cm)

深度(cm)

圖5-35 B4 測線襯砌深度

B5測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

距離(cm)

深度(cm)

圖5-36 B5 測線襯砌深度

B6測線混凝土襯砌深度位置

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

距離(cm)

深度(cm)

圖5-37 B6 測線襯砌深度

由圖5-32~5-37 中可知 B1~B6 測線其檢測襯砌平均深度範圍在 28.7~29.2 公 分之間,表5-2。檢測結果其垂直方向襯砌厚度均超過設計襯砌厚度。

表5-2 水平測線(B1~B6)襯砌混凝土平均深度表

測線編號 B1 B2 B3 B4 B5 B6

平均深度(cm) 29.2 28.8 28.7 29.2 29.0 29.1 由表5-1 及表 5-2 可知道,本檢測區 A 測線及 B 測線襯砌混凝土平均深度在 28.4 公分~29.2 公分,而隧道設計襯砌混凝土厚度為 25 公分,檢測成果值均高於 25 公 分。

單以隧道工程而言,混凝土襯砌厚度受限於外在影響非常大,施工期間為避免 隧道淨空不足造成二次施工開挖,往往擴大施工淨空,因此一般襯砌厚度均會發生 超襯現象,所以本研究所得襯砌厚度大於設計厚度與現實狀況相符。

另圖 5-26~5-37 中部份線型產生跳動現象,係透地雷達現場施測時天線移動時 發生震動或混凝土襯砌內含金屬物件所造成之訊號反射,故於本研究中不考慮其反 射結果。

另為確認實際襯砌混凝土厚度,本實驗亦於現地進行鑽心取樣作業,如圖5-38,

施作期間鑽心機取樣深度超過25 公分,但是回收試體時發生斷樁,僅取出 23.0 公 分試體,如圖5-39、5-40,研判該處襯砌混凝土厚度應在 25 公分以上,亦與本研究

以透地雷達所得成果一致。

圖5-38 鑽心位置圖

圖5-39 鑽心試體斷樁處

圖5-40 鑽心深度

圖5-41 鑽心試體長度

鑽心深度約31公分

斷樁長度約6公分 取樣長度約23公分

0公分 10公分 30公分 20公分

圖5-41 鑽心試體長度

5-2 裂縫深度判斷

本研究透地雷達待測區襯砌表面之裂縫處,如圖 5-1,可直接判斷表面裂縫位 置,因此本研究依現場實際位置先繪製裂縫位置平面圖(單位公分),如圖 5-42。

但因為檢測裂縫方向由右上向左下延伸,且裂縫方向與B 測線(由下往上)約為 60°

~80°相交,為避免誤判,本研究裂縫深度將以 A 測線資料作為判斷依據。

圖5-43~圖 5-48 係本研究為探討襯砌混凝土,以透地雷達延測線 A1~A6 分別測 得之雷達剖面圖,圖5-43 係 A1 測線雷達剖面圖,自起點 110 公分處量得表面裂縫 位置,圖5-44 係 A2 測線雷達剖面圖,自起點 102 公分處量得表面裂縫位置,圖 5-45 係A3 測線雷達剖面圖,自起點 86 公分處量得表面裂縫位置,圖 5-46 係 A4 測線雷 達剖面圖,自起點67 公分處量得表面裂縫位置,圖 5-47 係 A5 測線雷達剖面圖,

自起點46 公分處量得表面裂縫位置,圖 5-48 係 A6 測線雷達剖面圖,自起點 34 公 分處量得表面裂縫位置。

在文檔中 中 華 大 學 (頁 49-84)

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