不同改良範圍及不同改良強度之比較

a.塊狀改良

為了探討開挖區內土堤採不同改良強度對開挖行為之影響，本試 驗以變化改良區域之範圍及改良區強度s_u值分別進行表 3-1 中的 Case1～Case10 模型試驗，其試驗結果整理如表 4-5 所示。表中顯示 當土堤無改良時之平均壁後變位量為 2.60cm。圖 4-19 與照片 4-1 為 土堤無改良時之整體位移向量圖及照片。

當改良範圍為 W/3*H(W=15cm、H=20cm)時，改良區強度s_u值增 至 1.2kPa、2kPa 及 4kPa 時，平均壁後變位量減至 1.70cm、1.41cm、

1.04cm，相對於無改良情況下，改良成效提升至 34.6%、45.8%、

60.0%。圖 4-20～4-22 與照片 4-2～4-4 為改良範圍 W/3*H 時之整體 位移向量圖及照片。(改良成效(%)=(無改良之變形量-改良後之變形量) / 無改良變形量)

當改良範圍為 2W/3*H(W=15cm、H=20cm)時，改良區強度s_u值 增至 1.2kPa、2kPa、4kPa，平均壁後變位量減至 1.53cm、1.15cm、

0.64cm，相對於無改良情況下，改良成效提升至 41.2%、55.8%、

75.4%。圖 4-23～4-25 與照片 4-5～4-7 為改良範圍 2W/3*H 時之整體 位移向量圖及照片。

當改良範圍為 W*H(W=15cm、H=20cm)時，改良區強度s_u值增 至 1.2kPa、2kPa、4kPa，平均壁後變位量減至 0.90cm、0.75cm、0.54cm，

相對於無改良情況下，改良成效提升至 65.4%、71.2%、79.2%。圖

改良強度為 4kPa 時，改良範圍採 2W/3*H，可產生較佳(且經濟)的改 良效果。由上述試驗結果亦可知改良範圍應涵蓋整體滑動範圍且改良 強度需夠高時，才能得到經濟且有效的改良效果。

b.柱狀改良

為了探討開挖區內土堤採不同改良率之柱狀改良對開挖行為之 影響，本試驗以變化改良區範圍及改良率分別分別進行表 3-1 中的 Case11 至 Case16 模型試驗，其試驗結果整理如表 4-6 所示。

當改良範圍為 W/3*H(W=15cm、H=20cm)時，改良率為 20%及 40%時，平均壁後變位量減至 2.08cm 與 1.51cm，相對於無改良情況 下，改良成效提升至 20.2%及 42.1%。圖 4-31、4-32 與照片 4-11、4-12 為改良範圍 W/3*H 時之整體位移向量圖及照片；當改良範圍為 2W/3*H(W=15cm、H=20cm)時，改良率為 20%及 40%時，平均壁後 變位量減至 1.67cm 與 1.31cm，相對於無改良情況下，改良成效提升 至 35.8%及 49.6%。圖 4-33、4-34 與照片 4-13、4-14 為改良範圍 2W/3*H 時之整體位移向量圖及照片；當改良範圍為 W*H(W=15cm、H=20cm) 時，改良率為 20%及 40%時，平均壁後變位量減至 1.56cm 與 1.27cm，

相對於無改良情況下，改良成效提升至 40.0%及 51.2%。圖 4-35、4-36 與照片 4-15、4-16 為改良範圍 W*H 時之整體位移向量圖及照片。

將上述試驗結果繪如圖 4-37 及圖 4-38 所示，由圖中可知，壁後 平均變位量隨著改良率增加及改良範圍加大而減少，整體開挖穩定性 將隨之提昇；且由圖看出，當改良範圍較小時(=W/3*H)，變化改良 區之改良率對其壁後平均變位量(或改良成效)之影響較明顯；當改良 範圍較大時，變化改良區之改良率對其壁後平均變位量(或改良成效) 之影響則較趨於平緩，並且對於改良範圍較大時(=W*H 或 2W/3*H)，

採同一改良率時其改良效果相差不大，可知若改良範圍已涵蓋整體滑 動範圍，擴大改良範圍恐有浪費之疑慮。

c.壁狀改良

為了探討開挖區內土堤採不同改良率之扶壁狀改良對開挖行為 之影響，本試驗以變化改良區範圍及改良率分別分別進行表 3-1 中的 Case17 至 Case22 模型試驗，其試驗結果整理如表 4-7 所示。

當改良範圍為 W/3*H(W=15cm、H=20cm)時，改良率為 20%及 40%時，平均壁後變位量減至 1.91cm 與 1.31cm，相對於無改良情況 下，改良成效提升至 26.5%及 49.5%。圖 4-39、4-40 與照片 4-17、4-18 為改良範圍 W/3*H 時之整體位移向量圖及照片；當改良範圍為 2W/3*H(W=15cm、H=20cm)時，改良率為 20%及 40%時，平均壁後 變位量減至 1.58cm 與 1.16cm，相對於無改良情況下，改良成效提升 至 39.2%及 55.4%。圖 4-41、4-42 與照片 4-19、4-20 為改良範圍 2W/3*H 時之整體位移向量圖及照片；當改良範圍為 W*H(W=15cm、H=20cm) 時，改良率為 20%及 40%時，平均壁後變位量減至 1.12cm 與 0.88cm，

相對於無改良情況下，改良成效提升至 56.9%及 66.1%。圖 4-43、4-44 與照片 4-21、4-22 為改良範圍 W*H 時之整體位移向量圖及照片。

將上述試驗結果繪如圖 4-45 及圖 4-46 所示，由圖中可知，壁後 平均變位量隨著改良率增加及改良範圍加大而減少，整體開挖穩定性 將隨之提昇；且由圖看出，當改良範圍較小時(=W/3*H)，變化改良 區之改良率對其壁後平均變位量(或改良成效)之影響較明顯；當改良 範圍較大時(=2W/3*H～W*H)，變化改良區之改良率對其壁後平均變 位量(或改良成效)之影響則會逐漸趨於平緩，此與柱狀改良時有相同 之趨勢。圖中亦顯示當施作壁狀改良時，改良範圍為 W*H 時，對壁

後平均變位量(或改良成效)之影響明顯優於改良範圍為 2W/3*H 時之 壁狀改良，可知改良範圍(2W/3*H～W*H)雖皆涵蓋整體滑動範圍，

但於壁狀改良範圍較大時(=W*H)，可將壁狀改良體強度作較有效之 發揮，而壁狀改良範圍較小時(=2W/3*H)，改良體之強度發揮空間則 較有限。

比較柱狀改良與壁狀改良對其壁後平均變位量(或改良成效)之 影響，如圖 4-47～4-49 所示，壁狀改良之抑制土壤變位量(或改良成 效)之情形皆較柱狀改良為佳，且此現象在改良範圍越大時(=W*H)越 顯著；當改良範圍為 W/3*H 及 2W/3*H 時，如圖 4-50 及圖 4-51 所示，

壁狀改良效果皆優於柱狀改良(差異約 4%～7%)；而當改良範圍為 W*H 時，由圖 4-52 可知壁狀改良效果明顯優於柱狀改良(差異約 15%

以上)，且其改良成效達 66.1%，其原因可能是本試驗土樣為超軟黏 土，具有高度流動性，且模擬柱狀改良時改良樁體並無互相接觸，故 在模型試驗時超軟黏土可能由柱狀改良體間穿過，造成改良體強度無 法 發 揮 ， 而 壁 狀 改 良 體 由 於 呈 扶 壁 式 排 列 ， 且 改 良 範 圍 又 較 大 (=W*H)，因此強度較得以發揮。