This research studied variation of earth pressure and dynamic stress path in compacted sand. Based on the experiment results, the following conclusions were drawn.
1. For a loose backfill, the horizontal earth pressure in the soil mass was in good agreement with Jaky’s solutions. The vertical earth pressure in soil was near to the equation v =z.
2. After compaction, the lateral stress measured near the top was almost identical to the passive earth pressure estimated with Rankine theory. The effect of vibratory compaction on the vertical pressure was insignificant.
3. After compaction, the thickness of the compaction-influenced zone rose with the elevation of the compaction surface. Below the compaction-influenced zone, the horizontal stresses converged to the earth pressure at-rest based on Jaky’s equation.
4. As the area of the compaction approached the soil pressure transducer (SPT) in x-direction (perpendicular to the wall face), the dynamic stress path became more obvious when the compactor moved to the lane near the wall.
5. As the area of compaction passed the SPT in y-direction (parallel to the wall surface), the maximum dynamic stress path was obvious when the compactor was right in front of the SPT.
6. For a SPT at a lower elevation, when the area of compaction rose with the elevation of the lift surface, the compaction-induced stress path became less significant.
7. The dynamic stress path of a soil element under vibratory compaction had the shape of a comet. The shape size of the dynamic stress paths obtained at five different lifts was quite similar. The stress paths were bounded by the at-rest Ko-line and passive Kp-line.
8. The measured dynamic stress path was quite different from the stress path proposed by Broms (1971). The stress path reported by Broms was induced by a static heavy compactor. The vibratory compactor used in this study vibrated and generated cycle force in three direction: Fx, Fy, and Fz. This was probably the main reason why the dynamic stress path due to vibratory compaction was so different from Broms’
finding.
7. RERERENCES
1. Borowicka, H., Influence of Rigidity of a Circular Foundation Slab on the Distribution of Pressures over the Contact Surface, Proc. 1st
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可供推廣之研發成果資料表
□ 可申請專利 □ 可技術移轉
日期：100 年 8 月 1 日國科會補助計畫
計畫名稱：震動夯實造成之土壤應力及密度變化(III) 計畫主持人：方永壽 教授
計畫編號：NSC 99-2221-E-009-105- 學門領域：土木水利工程
技術/創作名稱 震動夯實造成之土壤應力及密度變化 發明人/創作人 方永壽 教授
技術說明
中文: 本報告以實驗方法探討振動夯實造成之土壓力及其應力路徑 的變化。本研究以氣乾之渥太華砂為回填土，分五層填土並且分層
夯實。夯實土層為每層0.3 m，總高度為 1.5 m。回填土初始相對密
度為34.2 %，夯實後的相對密度為 73.8 %。為了在實驗室模擬雙向
平面應變的情況，本研究採用塑膠膜潤滑層來降低砂土和填砂槽側 牆間的摩擦力。本研究進行一系列實驗，探討振動夯實對砂土所產 生的影響。這些影響包括夯實過程造成之土壤應力變化及其動態應
力路徑。根據實驗結果，本研究獲得以下幾項結論。(1) 於疏鬆砂土，
土體內的垂直土壓力和水平土壓力可分別以
v 和 Jaky 公式來 z
進行合理的估算。(2) 隨著夯實機逐漸接近土壓力計，測得之應力變 化越來越明顯；在靠近擋土牆處夯實時，牆面土壓力計的應力變化 是最大的。 隨著覆土深度逐漸升高，深層土壓力計測得夯實造成之 應力變化相當不顯著。 (3) 比較各組之應力路徑發現，夯實造成應 力路徑的大小相似，應力路徑軌跡如同彗星狀。動態應力路徑都介 於K0線及Kp線之間。(4) 相較於 Broms 在 1971 提出之加載-解載應力路徑，本實驗量測出的應力路徑軌跡與 Broms 的應力路徑軌跡有
很大的差異。Broms 所提出的應力路徑是在土體上方加載一個靜態 且不會振動的壓路機，而本實驗是放置一個重量較輕且具振動力的 夯實機。造成差異之原因，可能是因為夯實機不只有垂直方向的施 力，且造成平行牆面的水平力、及與牆表面垂直的水平力，這三個 方向的動態作用力造成彗星形狀的應力軌跡。
英文：This report presents experimental data on the variation of earth pressure and dynamic stress path against a non-yielding retaining wall due to vibratory compaction. The instrumented non-yielding wall facility at National Chiao Tung University was used to investigate the effects of vibratory compaction on the change of dynamic stress in the soil mass.
Air-dry Ottawa sand was plated in five lifts and the height of backfill was 1.5 m. The initial relative density of the backfill was 34.2 %, and the compacted relative density of the backfill was 73.8 %. To simulate a plane strain condition in the laboratory, the friction between the soil and sidewalls of the soil bin was reduced with a lubrication layer. The variation of dynamic stresses was measured during compaction with a vibratory compactor. Based on the test results, the following conclusions were drawn. (1) For a loose backfill, the horizontal earth pressure in the soil mass was in good agreement with Jaky’s solutions. The vertical earth pressure in soil was near to the equation
v z
. (2) As the compactor approached the soil pressure transducer in x-direction (perpendicular to the wall face), the dynamic stress became more obvious when the compactor moved to the lane near the wall. For a transducer at a lower elevation, when the area of compaction rose with the elevation of the lift surface, the compaction-induced stress path became less significant. (3) The dynamic stress path of a soil element under vibratory compaction had the shape of a comet. The shape and size of the dynamic stress paths obtained at five different lifts was quite similar. The stress paths were bounded by the at-rest K0-line and passive Kp-line. (4) The measured dynamic stress path was quite different from the stress path proposed by Broms in 1971. The stress path reported by Broms was induced by a static heavy compactor. The vibratory compactor used in this study vibrated and generated cyclic forces in three directions. This was probably the main reason why the dynamic stress path due to vibratory compaction was different from Broms’finding.
推廣及運用的價值 本研究屬於基礎學術性研究，一年計劃完成，所獲研究成果將有助 於國內外基礎工程設計規劃之參考。
※ 1.每項研發成果請填寫一式二份，一份隨成果報告送繳本會，一份送
貴單位研發成果推廣單位（如技術移轉中心）。
※ 2.本項研發成果若尚未申請專利，請勿揭露可申請專利之主要內容。
※
3.本表若不敷使用，請自行影印使用。行政院國家科學委員會補助參與國際學術會議報告
專題研究計畫補助編號：NSC 99-2221-E-009-105- 報告人: 方永壽教授
服務機構: 國立交通大學土木工程系所 職稱: 教授
會議名稱: 2011 海峽兩岸岩土工程/地工技術交流研討會 舉辦地點: 廣州、中國、廣州東方賓館
舉辦時間: 2011 年 5 月 12 日~ 14 日
主辦單位：中國建築業協會深基礎施工分會(大陸) 財團法人地工技術研究發展基金會(台灣) 承辦單位: 廣州市地下鐵道總公司
協辦單位: 廣州地鐵設計研究院有限公司 廣東省基礎工程有限公司 廣東省水電集團有限公司 廣州市盾建地下工程有限公司
廣東省土木建築學會地下工程/地基基礎專業委員會
國科會專題研究計畫補助編號：NSC 99-2221-E-009-105-
攜回資料: 研討會論文集 2 冊、 「地鐵盾構施工風險源及典型事故之研究」
1 冊、及「富水砂卵石地層盾構施工技術」1 冊
一、參加會議經過
近30年來，隨著經濟的持續發展，海峽兩岸的城市與鐵路建設突飛猛 進，成就可喜。尤其是北京、上海、廣州及台北等大城市的城市軌道交通 線，及海峽兩岸的高鐵建設，使的眾多的大型鐵路、公路隧道與橋樑、包 括大面積地下空間的大型綜合樞紐等相繼竣工並投入營運，在地下工程領 域取得了十分豐富的經驗與成就。於此同時，伴隨著地下工程大型化的趨 勢，地質災害的防治與控制成為業界關注的焦點。
1.1 研討會緣起
海峽兩岸岩土工程/地工技術交流研討會始自 1992 年北京，已歷台北 (1993)、西安(1994)、上海(2002)、台北(2004)、天津(2007)及台中(2009) 七次。交流成果豐碩，深獲各界一致好評。
為增進海峽兩岸地下工程學術界與工程界的交流，中國建築業協會深 基礎施工分會（大陸）及財團法人地工技術研究發展基金會（臺灣）共同 主辦，廣州市地下鐵道總公司承辦，地點在廣州，總主題為 「地下工程 災害事故的防控與處理」 。邀請海峽兩岸同行、專家學者共聚ㄧ堂，交流 研討，促進海峽兩岸地工技術/岩土工程的發展。
1.2 研討會主題
本次研討會總主題為 「地下工程災害事故的防控與處理」 。研討共分 為下列 6 個討論議題，發表經審查、具重要性的論文，以促進海峽兩岸地 工技術/岩土工程學術界與工業界的跨領域交流，6 個討論議題分述如下:
◆ 地震、冰凍、颱風、洪水對基礎工程的破壞及應對
◆ 開挖、隧道坍塌事故的防控與處理
◆ 地下工程風險管理與災害防控基礎理論
◆ 河海隧道（含沉埋管）與深開挖建造技術
◆ 特殊地層、岩溶地層潛盾設計施工技術
◆ 區域岩土工程案例分析
1.3 與會者及議程:
此次海峽兩岸研討會共有 48 位台灣代表及 113 位大陸代表參加，台 灣卷論文集收集論文 36 篇，其中 4 篇為主題論文。雙方與會代表姓名及 研討會議程，詳見本報告之附件。下圖為謝旭昇博士及馮愛軍女士主持研 討會開幕典禮的盛況。
1.4 知名學者專題報告
主辦單位邀請海峽兩岸 10 位知名的大地工程學者發表專題演講，
2011 年 5 月 12 日(星期四)的大會主題報告如下:
10:00-12:05 『大會主題報告』 （每位25分鐘）主持人：王新杰、林宏達 報告一： 【張在明院士紀念講座】
～北京市勘察設計研究院有限公司沈小克 報告二： 【陳斗生博士纪念講座】
～台灣大地重要斷裂带的演化與災難性岩土災害
～台灣大學土木系洪如江
報告三：從實務的角度談城市軌道交通工程建設安全風險管理
～北京城建設計研究總院有限責任公司楊秀仁 報告四：地下工程與風險管理
～亞新工程顧問公司黄南輝
報告五：沉管隧道的發展和關鍵技術综述
2011 年 5 月 13 日(星期五)的大會主題報告如下:
09:00~11:05『大會主題報告』 （每位25分鐘）主持人：鍾顯奇、鍾毓東 報告一：盾構施工的風險防控技術～廣州地鐵總公司竺维彬
報告二：潛隧道施工遭遇卵礫石地盤案例研究～交通大學土木工程系方永 壽
報告三：上海世博500 kV地下變電站超深圓形基坑逆作法設計、分析與實 踐～華東建築設計研究院王衛東
報告四：捷運開挖工區封底灌漿成效檢測方法研討～三力技術工程顧問公 司胡邵敏
報告五：膠州灣隧道過斷層破碎帶注漿施工風險分析與處理理措施～中鐵 隧道勘測設計院有限公司越晉友
二、與會心得 2.1 主持會議
除了上述 10 場主題報告外，大會分 3 個分會場，總共安排 50 場口頭 專題報告。計畫主持人方永壽教授很榮幸的被大會指定為 2011 年 5 月 12 日(星期四)下午 16:20 ~ 18:20 第一分會場研討的主持人，共同主持人為廣 州地鐵總公司竺維彬總工程，8 篇論文發表及主持工作進行的非常順利。
2.2 方永壽大會主題報告
方永壽受邀於 2011 年 5 月 13 日上午 09:25 進行大會主題報告，報告 題目為「潛隧道施工遭遇卵礫石地盤案例研究」 ，本論文探討以潛盾機於 桃園卵礫石地層開挖捷運隧道所遭遇的困難與解決方案。本報告封面頁之 圖片，為主題報告人方永壽與兩位主持人鍾毓東、及鍾顯奇之合影。
為了解桃園地區卵礫石之最大粒徑與粒徑分布，施工單位開挖大口徑 鑽孔取樣並進行現地大尺寸篩分析試驗。潛盾機停機時間較長時，必須持 續實施一天一次以上之切刃轉盤轉動，以避免卵礫石膠結於切刃轉盤及土 艙內。
本研究所蒐集的 17 個國內外案例監測資料顯示，潛盾隧道施工遭遇
卵礫石地盤造成之最大地表沉陷量僅 11~28 mm，明顯小於 Fujita 提出潛
盾機在砂土層與黏土層開挖造成之最大地表沉陷範圍。當卵礫石含量愈
高，其尖峰摩擦角及剪力強度增加，隧道上方地層之拱效應更強烈，因此
減小潛盾隧道開挖造成之地表沉陷量。下圖為方永壽進行主題演講之狀
況。
上圖中聽眾大多凝神聆聽，講到有趣之處，聽眾如預期發出笑聲，方 永壽的主題演講可見頗為成功。
演講後廣州地鐵總公司竺維彬總經理表示與台方有興趣進一步交 流，並贈書「地鐵盾構施工風險源及典型事故之研究」。廣州地鐵設計公 司的黃威然總工程師熱心展示在瀋陽、成都、北京及廣州地鐵潛盾隧道施 工，潛盾機遭遇卵礫石地層的問題，並贈書「富水砂卵石地層盾構施工技 術」。報告人永壽表示，回到台灣後，將回贈「捷運大地工程困難案例」
一書給兩位，與大陸捷運工程專家交流及分享寶貴的地下工程經驗。
三、考察參觀活動
主辦單位安排與會者工程參觀，參觀主題為「地下深開挖廣州地鐵花
園廣場站」 ，及「無人駕駛的 APM 捷運系統」。下圖為報告人方永壽試乘
廣州 APM 地鐵之相片，捷運車輛因為採用膠輪系統所以車廂內比較安
靜，可惜只有短短的兩節車廂，大眾運輸功能受限。
四、惜別晚宴
主辦單位安排全體台灣及大陸與會者，於 2011 年 5 月 13 日晚間
18:00，於會場廣州東方賓館 1 樓會展 A 廳舉行惜別晚會，主辦單位晚宴
招待，餐會中並有各主辦單位及協辦單位提供的各式音樂及歌舞餘興節目
表演(如下圖所示)。最後台灣代表全體一同上台，合唱一首地工之歌「甜
蜜蜜」 ，為研討會畫下完美的句點，兩岸交流研討會順利成功閉幕。
2011 年海峡两岸岩土工程/地工技术交流研讨会议程
2011 年海峡两岸岩土工程/地工技术交流研讨会议程
2011 年海峡两岸岩土工程/地工技术交流研讨会议程
2011 年海峡两岸岩土工程/地工技术交流研讨会议程
2011 海峽兩岸地工技術/岩土工程交流研討會 台灣與會人員名單
5.10 製表
NO 名 稱 姓 名 服務單位 職 稱
1. 組織委員會 主任 李建中 台灣世曦工程顧問(股)公司 董事長
2. 組織委員會 主任 陳正興 台灣大學土木系 教 授
3. 組織委員會 副主任 鍾毓東 地工技術研究發展基金會 董 事
4. 組織委員會 副主任 周功台 台灣世曦工程顧問(股)公司 協 理
5. 組織委員會 秘書長 謝旭昇 三力技術工程顧問(股)公司 董事長
6. 組織委員會 副秘書長 蘇鼎鈞 亞新工程顧問(股)公司 經 理
7. 組織委員會 副秘書長 李碧霞 地工技術研究發展基金會 秘 書
8. 組織委員會 廖美嬌 地工技術研究發展基金會 秘 書
9. 組織委員會 委員 林廷芳 三聯科技(股)公司 總經理
10. 組織委員會 委員 俞清瀚 富國技術工程(股)公司 董事長
11. 學術委員會 主任 林宏達 台灣科技大學營建系 教 授
12. 學術委員會 副主任 胡邵敏 三力技術工程顧問(股)公司 首席資深顧問
13. 學術委員會 委員 方永壽 交通大學土木系 教 授
14. 學術委員會 委員 歐章煜 台灣科技大學工學院 院 長
15. 學術委員會 委員 何樹根 富國技術工程(股)公司 總 工
16. 學術委員會 委員 洪如江 台灣大學土木系 教 授
17. 與會人員 黃南輝 亞新工程顧問(股)公司 顧 問
18. 盧怡志 三力技術工程顧問(股)公司 經 理
19. 林婷媚 三力技術工程顧問(股)公司 工程師
20. 林正陽 三聯科技(股)公司 協 理
21. 唐震宇 三聯科技(股)公司 經 理
22. 張博翔 中興工程顧問股份有限公司 工程師
23. 賴建名 中興工程顧問股份有限公司 工程師
24. 鄭斯元 台灣大學土木工程學系 研究生
25. 周坤賢 台灣世曦工程顧問(股)公司 正工程師
26. 邱志榮 台灣世曦工程顧問(股)公司 正工程師
27. 蔡同宏 台灣世曦工程顧問(股)公司 副 理
28. 楊恆偉 台灣高鐵(股)公司 主任工程師
29. 林益正 台灣探勘工程(股)公司 總經理
30. 鍾仁金 台灣電力(股)公司 副處長
31. 蔡錦松 成功大學土木系 教 授
32. 胡文豐 宏義工程股份有限公司 公安顧問
33. 簡紹琦 真理大學觀光數位知識學系 副教授
34. 翁孟嘉 高雄大學土木與環境工程學系 副教授
35. 黃 治 前國工局—(退休) -
36. 邱俊翔 國家地震工程研究中心 副研究員
NO 名 稱 姓 名 服務單位 職 稱
39. 與會人員 高秋振 富國技術工程(股)公司 經 理
40. 周家瓊 富國技術工程(股)公司 經 理
41. 謝百鈎 華夏技術學院資產及物業管理系 教 授
42. 鄭清江 華梵大學環境與防災設計學系 教 授
43. 黃任中 雲林科技大學營建工程系 教 授
44. 孫漢豪 萬鼎工程服務股份有限公司 組 長
45. 陳建勝 儀大工程(股)公司 總經理
46. 呂芳熾 磐碩工程(股)公司 副總經理
47. 郭晉榮 磐碩工程(股)公司 副總經理
48. 王承德 聯合大學土木與防災工程學系 教 授
49. 眷屬 林季孜 台灣世曦--(周功台之眷屬) -
50. 黃毓群 三聯科技--(林廷芳之眷屬) -
51. 劉詠熾 三力技術--(胡邵敏之眷屬) -
2011 海峽兩岸地工技術/岩土工程交流研討會 大陸與會人員名單(
4.27 止)NO 姓 名 理事会任职 单 位 职务 职称
1. 许溶烈 名誉理事长 深基础施工分会 副主任
2. 王吉望 顾问 冶金建筑研究总院 研究员 教授级高工
3. 沈保汉 顾问 北京市建筑工程研究院 教授级高工
4. 钟晓晖 副理事长 广东省基础工程公司 总经理 高级工程师 5. 刘 波 副理事长 中国京冶工程技术有限公司 总经理 教授级高级工程师 6. 刘志明 中国京冶工程技术有限公司国际分公司 副总经理 高级工程师 7. 张慧东 中国京冶工程技术有限公司地基分公司 部门经理 工程师 8. 许 佳 中国京冶工程技术有限公司国际分公司 工程师 工程师 9. 李虹 副秘书长 北京建工集团有限责任公司 副部长 教授级高工
4. 钟晓晖 副理事长 广东省基础工程公司 总经理 高级工程师 5. 刘 波 副理事长 中国京冶工程技术有限公司 总经理 教授级高级工程师 6. 刘志明 中国京冶工程技术有限公司国际分公司 副总经理 高级工程师 7. 张慧东 中国京冶工程技术有限公司地基分公司 部门经理 工程师 8. 许 佳 中国京冶工程技术有限公司国际分公司 工程师 工程师 9. 李虹 副秘书长 北京建工集团有限责任公司 副部长 教授级高工