第四章 試驗結果與分析
4.3 時域反射儀檢測值於不同試驗條件下之差異性分析
4.3.3 不同模具之試驗結果比較
本節針對四種不同比較精度之試驗方式，分別為
1. 針對金屬模具之單一迴歸趨勢探討:固定土樣、夯實方式(微量夯實/25 下 3 層)與 試模具皆為金屬材質；
2. 針對金屬模具之單一迴歸趨勢探討:香山砂土、夯實方式(微量夯實/25 下 3 層)與 試驗模具皆為金屬材質；
3. 針對金屬模具之個別迴歸趨勢探討:標準砂、夯實方式(微量夯實/25 下 3 層) 與試 驗模具皆為金屬材質；
4. 針對與金屬模具與非金屬模具之個別迴歸趨勢探討:香山砂土、夯實方式(微量夯 實/25 下 3 層)與四種不同之試驗模具
(1) 香山砂土與標準砂比對金屬模具之試驗關係
標準砂為均質之土樣，可排除因存有黏土含量進而間接影響θvm之正確性，再者 為標準砂其吸水性較差，使得電磁波反射訊號經水與金屬模具之反射，無法正確推估 重量含水量實際值。故上述之論點可由圖 4.40 與圖 4.41 得到驗證。
88 0
2 4 6 8 10
0 2 4 6 8 10 12 14
θvm(%)
w (%)
Lss / SP
Ls / SPy = 0.6633x - 1.7277 R² = 0.8787
圖 4.40 Lss / SP, Ls / SP 迴歸θvm與w之單一關係
0 2 4 6 8 10 12
0 5 10 15 20 25
θvm(%)
w(%)
Lss / SP-SC
Ls / SP-SCy = 0.5054x - 1.1254 R² = 0.9051
圖 4.41 Lss / SP-SC, Ls / SP-SC 迴歸θvm與w之單一關係
雖無法透過圖 4.40 與圖 4.41 獲得體積含水量量測值與重量含水量實際值二者較 佳之相關性，但未受不同試驗模具影響θvc與θvm之正確性(圖 4.42~圖 4.43)。
89 0
5 10 15 20 25
0 2 4 6 8 10
θvc(%)
θvm (%)
Lss / SP
Ls / SPy = 1.923x + 3.8611 R² = 0.9036
圖 4.42 Lss / SP, Ls / SP 迴歸θvc與θvm之單一關係
0 2 4 6 8 10 12
0 5 10 15 20 25
θvm(%)
θvc (%)
Lss / SP-SC
Ls / SP-SCy = 0.4575x- 0.9316 R² = 0.9194
圖 4.43 Lss / SP-SC, Ls / SP-SC 迴歸θvc與θvm之單一關係
針對ρdm與ρdc而言，雖使用不同金屬材質之試驗模具，但由圖 4.44 與圖 4.45 之 數值結果顯示，香山砂土於此試驗條件中清楚表明若使用金屬不同材質之模具，亦間 接影響推估土壤乾密度校正值之正確性。
90 1.25
1.3 1.35 1.4 1.45
1.25 1.3 1.35 1.4 1.45
ρdm(g/cm3 )
ρdc(g/cm3)
Lss / SP
Ls / SPy = 0.9931x + 0.0079 R² = 0.9952
圖 4.44 Lss / SP, Ls / SP 迴歸ρdm與ρdc之單一關係
0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4
0.8 1 1.2 1.4
ρdm(g/cm3 )
ρdc(g/cm3)
Lss / SP-SC
Ls / SP-SCy = 0.9774x + 0.0337 R² = 0.9301
圖 4.45 Lss / SP-SC, Ls / SP-SC 迴歸ρdm與ρdc之單一關係 (2) 香山砂土與微量夯實比對木模與塑膠模具之試驗關係
圖 4.46 顯示體積含水量量測值與重量含水量實際值之二者相關性為 0.9438，將 其與圖 4.40~圖 4.41 比較，可觀察若皆使用非金屬材質之模具，針對θvm-w及θvc-θvm
與並無顯著之影響。
91 0
4 8 12 16
0 5 10 15 20 25
θvm(%)
w (%)
Lt / SP-SC
Lp / SP-SCy = 0.5817x - 0.2183 R² = 0.9438
圖 4.46 Lt / SP-SC, Lp / SP-SC 迴歸θvm與w之單一關係
0 5 10 15 20 25
0 2 4 6 8 10 12 14
θvc(%)
θvm (%)
Lt / SP-SC
Lp / SP-SCy = 1.8392x + 0.6106 R² = 0.9591
圖 4.47 Lt / SP-SC, Lp / SP-SC 迴歸θvc與θvm之單一關係
圖 4.48 中ρdm與ρdc二者之相關性數值為 0.9909，其亦逼近於 1。由前述比較而 知香山砂土雖夾雜少量之黏土含量，檢測時若選用非金屬材質之模具，的確可提高時 域反射儀之量測精確度。
92 1
1.05 1.1 1.15 1.2 1.25
1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25
ρdm(g/cm3 )
ρdc(g/cm3)
Lt / SP-SC
Lp / SP-SCy = 0.9942x + 0.0074 R² = 0.9909
圖 4.48 Lt / SP-SC, Lp / SP-SC 迴歸ρdm與ρdc之單一關係 (3) 標準砂與微量夯實比對金屬模具之差異性
檢測不同金屬材質而言，分裂式鐵模對 TDR 之影響性低於標準夯實模，同時亦 顯示不同材質之金屬模具其間接影響量測之精確度。針對檢測標準砂於分裂式鐵模 中，θvm與w二者仍具不錯之相關性。
0 2 4 6 8 10
0 2 4 6 8 10 12 14
θvm(%)
w (%)
Lss / SP
Ls / SPy = 0.4696x - 0.836 R² = 0.9135
y = 0.7212x - 2.0586R² = 0.8936
圖 4.49 Lss / SP, Ls / SP 迴歸θvm與w之差異性
圖 4.50 中表明，不論何種材質之金屬模具對於θvc與θvm之二者差異性甚小，且兩 者皆高於 0.9，未來可提供於施工現地檢測之可行性應用。這亦證實土樣若為均質之
93
標準砂時，應用時域反射儀檢測於金屬模具中誤差值影響性不大。
0 5 10 15 20
0 2 4 6 8 10
θvc(%)
θvm (%)
Lss / SP
Ls / SPy = 2.5508x + 2.7802 R² = 0.9135
y = 1.8234x + 4.2638 R² = 0.9119
圖 4.50 Lss / SP, Ls / SP 迴歸θvc與θvm之差異性
針對時域反射儀檢測標準砂於金屬材質之模具中，ρdm與ρdc二者判定係數之數 值逼近於 1，表示二者皆具有極佳之相關性，未來應用於現地推估ρdc極具高可信度。
1.25 1.3 1.35 1.4 1.45
1.25 1.3 1.35 1.4 1.45
ρdm(g/cm3 )
ρdc(g/cm3)
Lss / SP
Ls / SPy = 1.0938x - 0.1259 R² = 0.9809
y = 0.9953x + 0.0038 R² = 0.9979
圖 4.51 Lss / SP, Ls / SP 迴歸ρdm與ρdc之差異性
(4) 香山砂土與微量夯實比對木模、分裂式鐵模、塑膠模具及標準夯實模之差異性 針對香山砂土使用四種不同材質之試驗模具進行比較，其目的為經由體積含水 量、重量含水量及土壤乾密度三者之關係找出應用於檢測時，應慎重選擇何種材質之
94
試驗模具以減少誤差性。
圖 4.52 中，數值表現之相關性依序排列為塑膠模具高於木模高於分裂式鐵模，
尤以分裂式鐵模與標準夯實模表現結果與圖 4.49 相反之，此亦說明若試驗土樣若夾 雜具黏性之土壤時，須慎選試驗模具之材質。
0 4 8 12 16
0 5 10 15 20 25
θvm(%)
w (%)
Lt / SP-SC Lss / SP-SC
Lp / SP-SC Ls / SP-SC
y = 0.7589x - 2.33 R² = 0.9741
y = 0.4868x - 0.996 R² = 0.9196
y = 0.5097x + 0.4855 R² = 0.987 y = 0.5648x - 1.7711
R² = 0.7945
圖 4.52 Lt / SP-SC, Lp / SP-SC, Lss / SP-SC, Ls / SP-SC 迴歸θvm與w之差異性 針對檢測精確度而言，試驗模具之表現由佳至劣排列順序為標準夯實模、木模、
塑膠模具及分裂式鐵模，依據排列順序之表現明顯指出非金屬材質之模具影響 TDR 之檢測精確度較低於金屬材質之模具。
95
0 5 10 15 20 25
0 2 4 6 8 10 12 14
θvc(%)
θvm (%)
Lt / SP-SC Lss / SP-SC Lp / SP-SC Ls / SP-SC
y = 1.5555x + 2.9572 R² = 0.978 y = 1.8287x + 4.1894
R² = 0.8149
y = 2.075x - 0.881 R² = 0.986
y = 2.0756x - 0.8812 R² = 0.9863
圖 4.53 Lt / SP-SC, Lp / SP-SC, Lss / SP-SC, Ls / SP-SC 迴歸θvc與θvm之差異性 針對土壤乾密度校正值-土壤乾密度推估值而言，分裂式鐵模、木模及標準夯實 模皆具有正確性極高之ρdc。唯獨塑膠模具於此有著極大偏差，經過各項比較試驗探 討，推論因香山砂土其含砂量高，其使水分往底模方向之流動，增加電磁波訊號之反 射誤差值。
0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4
0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4
ρdm(g/cm3)
ρdc(g/cm3)
Lt / SP-SC Lss / SP-SC
Lp / SP-SC Ls / SP-SC
y = 1x + 0.0003 R² = 0.9998
y = 0.9838x + 0.0172 R² = 0.999
y = 0.962x + 0.042 R² = 0.9139 y = 1.1022x - 0.1595
R² = 0.9157
圖 4.54 Lt / SP-SC, Lp / SP-SC, Lss / SP-SC, Ls / SP-SC 迴歸ρdm與ρdc之差異性
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