行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
地中壁及扶壁減少開挖引致地盤位移之成效研究(III)
研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 98-2221-E-146-007- 執 行 期 間 ： 98 年 08 月 01 日至 99 年 10 月 31 日 執 行 單 位 ： 華夏技術學院資產與物業管理系 計 畫 主 持 人 ： 謝百 共 同 主 持 人 ： 簡紹琦 計畫參與人員： 博士班研究生-兼任助理人員：林亦郎 博士班研究生-兼任助理人員：陳世欣 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 99 年 11 月 08 日
行政院國家科學委員會專題研究計畫期末報告
地中壁及扶壁減少開挖引致地盤位移之成效研究(III)
The performance of cross walls and buttress walls reducing
exca-vation-induced ground movements(III)
計畫編號：
NSC 98-2221-E-146 -007
執行期限：98 年 08 月 01 日至 99 年 10 月 31 日
主持人：謝百鈎 華夏技術學院資產與物業管理系
摘要 為瞭解地中壁對粘土層開挖變形之影 響，本研究針對土壤強度、開挖深度、地 中壁間距、開挖寬度、壁體系統勁度、地 中壁剛度比及支撐軸向剛度等各項影響因 素進行參數研究，總共進行 266 組粘土層 深開挖假設案例三向度數值分析，求得各 參數與兩地中壁中間處，即束制效果最小 處之平面應變比的關係式，用以預估兩地 中壁中間處之壁體之最大側向位移量。除 此之外，本研究另以 260 組模擬結果探討 地中壁深度的影響，用以求得在不增加平 面應變比條件下，最小最經濟的地中壁深 度。最後並據以建立一套深開挖工程地中 壁的簡化設計法，供目前業界使用。 關鍵詞：深開挖、三向度數值分析、地中 壁、平面應變比 ABSTRACTTo clarify the effect of cross walls on the movements of excavations in clay, the effect of strength of soils, height of cut, space of cross wall, width of cut, diaphragm wall system stiffness, cross wall stiffness ratio and strut axial stiffness to the cross walls are performed through 266 sets of hypothetical cases for parametric studies using three di-mensional numerical analysis, and the rela-tion of each parameters and the plane strain ratio in the center of the two adjacent cross walls where the constraint is the minimum are studied. The maximum lateral wall dis-placement in the center of the two adjacent cross walls can be predicted from plane strain ratio The minimum and economic de-sign of the depth of the cross walls are inves-tigated by another 260 sets of simulations without increasing the plane strain ratio in
the center of the two adjacent cross walls. Moreover, a simplified method for the design of deep excavation with cross walls is estab-lished in this study for practitioner.
Keywords: Deep excavation; three
dimen-sional numerical analysis; cross wall; plane strain ratio
一、前言 台灣都會區之建築物及公共工程相當 密集，新建工程為了爭取較多的使用空 間，常須緊鄰周圍的建築物或公共設施進 行開挖；為了避免因開挖引致過量的地盤 位移，因而造成鄰產受損，在工程開挖前 常須進行必要的鄰產保護措施。 深開挖工程所採用的鄰產保護措施， 依其所施作位置，約可區分為二種方式： 一為於鄰產之基礎設置保護措施，然而當 開挖的周圍有大量的鄰產時，這種方法可 能無法符合經濟上的考量，而且與鄰產的 溝通協調也較為不易。因此在實務上大多 採用另一種方式，即於開挖區內設置輔助 設施，以期減少開挖引致之地盤位移，進 而達到鄰產保護的目的，例如地盤改良工 法[1,2,3,4,5]、擋土及支撐結構增強工法 [6,7]、於連續壁上設置扶壁[8,9,10]，以及 於開挖區內設置地中壁[10,11,12,13]即是 實務上常採用的方法。 根據台北盆地採用地中壁之深開挖案 例現地監測資料顯示，地中壁對連續壁變 位之抑制效果甚佳，因此國內近年來應用 地中壁抑制壁體側向變位的案例日漸廣 泛，然而目前的分析設計皆停留在半經驗 的階段，因此極待進一步的研究及探討。 二、研究目的
理論上地中壁的分析設計，應採用三 向度的分析；地中壁提供保護鄰產的效果 與地中壁的間距、勁度、深度及施工品質 等因素有關。因此本研究將利用三向度數 值分析，針對土壤強度(su/σv´)、開挖深度 (He)、地中壁間距(L´)、開挖寬度(B)、壁體 勁度(S)、地中壁勁度比(RC)及支撐勁度(Sa) 等設置參數，進行一系列參數研究，求得 地中壁設置參數與兩地中壁中間處(即束 制效果最小處)之平面應變比(PSRm，兩地 中壁中間處之壁體最大側向位移，δhmas， 除以無設置地中壁時平面應變之壁體最大 側向位移，δhm,ps)的關係式，並對地中壁深 度之影響進行探討及設置建議，以建立一 套深開挖工程之地中壁的簡化設計法，可 供實務運用時使用。 三、地中壁對連續壁變位之三向度影響 3.1 基本假設案例及參數變化架構 基本假設案例設定為無限長條形，開 挖寬度(B)40m、最後開挖深度(He)為 20m， 分 7 階段開挖，如圖 1 所示，支撐架設於 開挖面上方1m 處，間距均為 4m。 圖1 假設案例之施工階段圖 連續壁貫入最終開挖面下深度(Hp)假 設等於 He，混凝土強度為27.5MPa。地中 壁深度假設與連續壁相同
，
並隨著開挖的 進行逐階敲除。 土層假設為粘土層，總體單位重(γt)為 18.05 kN/m3，靜止土壓力係數為0.5，地下 水位位於地表，為靜水壓分佈。分析時採 莫爾─庫倫模式。分析用網格如圖 2 所示。 進行數值分析參數研究時，各參數的 擴增設定如表1 所示，其中壁體勁度(S)， 以Clough 等人[14]所建議之方式表示： L=80m, s=2m L=20m, s=2m L=20m, s=2m L=60m, s=2.31~11.93m L=52m, s˜ 1m L：長度 s ：網格尺寸 (Analysis area) N N X Y 圖2 三向度數值分析用網格 表1 假設案例參數研究架構 su/σv´ (m) He (m)L´ (m) B S RC (MN/m)Sa 0.25 10#1, 20#2, 30#3 0.30 10, 20, 30 0.35 10#1, 20#2, 30#3 12, 20, 28, 36, ∞#6 20, 40, 80. 310, 1550, 4520 0.6#4 0.8#4 1.0 550 2960#5 11830#5 #1：固定H e=10m、B=40m、S=310、RC =1、Sa=550， 其餘參數依表所列，進行交叉組合 #2：固定H e=20m、S=1550、RC =1、Sa=550，其餘 參數依表所列，進行交叉組合 #3：固定H e=30m、B=40m、S=4520、RC =1、Sa=550 ， 其餘參數依表所列，進行交叉組合 #4：固定H e= 10、B=40m、S=310，固定 He= 20、 B=40m、S=1550，固定 He= 30、B=40m、S=4520， 其餘參數依表所列之基本參數值，進行單項參數擴 增 #5：固定H e= 10、L´=20m、B=40m、S=310、RC =1， 其餘參數依表所列之基本參數值，進行單項參數擴 增 #6：平面應變狀態，配合各組分析，以求得PSR m 4 h EI S w γ = (1) E 為連續壁混凝土之彈性模數；I 為連續壁 每單位寬度之慣性矩；γw為水的單位重；h 為各層支撐平均垂直間距。 地中壁勁度比(RC)定義為地中壁與連 續壁之軸向剛度比： E A E A R C C C = (2) 支撐剛度(Sa) 定義為： s s a AE S = (3) 3.2 各影響因素對平面應變比之影響 根據表1 所示各因素之參數擴增設 定，以266 組模擬資料進行三向度數值分析之參數研究，建立各影響參數與PSRm之 關係，分別如圖3-圖 9，關係式分別為： PSRm = 1.676su/σv´-2.2660×10-1 (4) PSRm = -9.7121×10-3He+4.6821×10-1 (5) PSRm = -1.1501×10-3B+3.2631×10-1 (6) PSRm = 1.4678×10-2L´–7.3025×10-2 (7) PSRm = -4.7655×10-5S+3.6966×10-1 (8) PSRm = -1.7487×10-2RC+2.6040×10-1 (9) PSRm = 5.0018×10-6Sa+2.6903×10-1 (10) 3.3 地中壁設置之平面應變比評估 由於式(4)至式(10)中，各影響參數與 PSRm之關係式均為一次線性關係，且各參 數可視為相互獨立，故可綜合各關係式中 參數一次項的部份進行複迴歸[15]。本研究 綜合各關係式中參數一次項的係數，再乘 以1000倍(為減少小數點位數)，組成地中壁 設置綜合參數(XC)： XC=1676su/σv´-9.7He+14.7L´-1.15B -0.048S-17.5RC+0.005Sa (11) XC與對應PSRm值之關係圖，如圖10所 示。將其迴歸分析後，可得PSRm之評估式： 1 -4 -2 -6 10 1.2730 10 4.1766 10 1.2272 × + × × = C C m X X PSR (12) 實務運用時，可根據基地之su/σv´、He、 L´、B、S、RC、Sa 等影響因素，以式(11) 求得XC，再以式(12)預測 PSRm，之後配合 平面應變之壁體最大側向位移量(δhm,ps)，即 可預測兩地中壁中間處（即束制效果最小 處）之壁體最大側向位移量(δhmas)。 圖6 開挖寬度與 PSRm之關係圖 圖7 壁體勁度與 PSRm之關係圖 圖8 地中壁勁度比與 PSRm之關係圖 圖9 支撐勁度與 PSRm之關係圖 圖10 地中壁設置與 PSRm之關係圖
四、地中壁深度之影響與決定 4.1 地中壁深度參數之變化架構 為了探討地中壁深度對連續壁變位之 影響，本研究除採用第三章之之各參數設 定外，並加入開挖面上方地中壁深度比 (Hca/He，Hca為最後開挖面上方之地中壁深 度)及開挖面下方地中壁深度比(Hcb/Hp， Hcb 為最後開挖面下方之地中壁深度)之擴 增改變。各參數的變化範圍，如下所述： 1. Hca/He等於0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0。 2. Hcb/Hp等於0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0。 地中壁深度影響之參數研究架構如表 2 所示。根據表 2 之參數變化，交叉組合後 共需進行104976 組(3×3×4×3×3×3×3×6×6= 104976)之三向度數值模擬分析，然而有一 些參數組合的情形，過於極端，在實際設 置地中壁的開挖工程中，恐不會有這樣的 參數組合情形產生，因此可加以精簡模擬 組數。 表2 地中壁深度影響之參數研究架構 參數 基本值 擴增改變值 su/σv´ 0.3 0.25、0.35 He(m) 20 10、30 L´(m) 20 12、28、36 B(m) 40 20、80 S 1550 310、4520 RC 1.0 0.6、0.8 Sa(MN/m) 550 2960、11830 Hca/He 1.0 0、0.2、0.4、0.6、0.8 Hcb/Hp 1.0 0、0.2、0.4、0.6、0.8 本研究採用對表 2 中前七項影響參數 之擴增改變值，不進行交叉式的組合，而 僅以基本值為基準，進行各參數單項擴 增，因此共需進行16 類組之分析。上述各 類組尚需進行表2 中之第八項(Hca/He)及第 九項(Hcb/Hp)參數設定之擴增改變值之模 擬 ， 交 叉 組 合 後 ， 共 尚 需 進 行 576 組 (16×6×6=576)三向度數值模擬分析。然而 這樣仍是過於繁複且費時。因此本研究在 對第八及第九項設定之擴增，雖亦進行交 叉式的組合，但精簡模擬組數，使每一類 組均能以求得在不增加兩地中壁中間處平 面應變比(PSRm)條件下之最小的地中壁深 度為原則，即逐步減少某一地中壁深度參 數,但當分析所得之 PSRm 會增加時，則後 續的變化組合分析即不再進行。 4.2 開挖面上方地中壁深度比設計建議 本研究在不增加PSRm之條件下，針對 前述16 類組最小最經濟的 Hca/He與土壤強 度、開挖深度、地中壁間距、開挖寬度、 壁體勁度、地中壁勁度比、支撐軸向勁度 等因素進行參數研究，建立各影響參數與 最小最經濟的的 Hca/He之關係，分別如圖 11-圖 17，關係式分別為： Hca/He = 1.1061×10-13su/σv´+6.125×10-1 (13) Hca/He = 10-2He+4.125×10-1 (14) Hca/He = -1.3587×10-2L′+8.9783×10-1 (15) Hca/He = 3.9241×10-3B+4.5063×10-1 (16) Hca/He = 5.6273×10-5S+5.1919×10-1 (17) Hca/He = 4.2254×10-2RC+5.7183×10-1 (18) Hca/He = -1.4104×10-6Sa+6.1448×10-1 (19) 以式(13)至式(19)進行進行複迴歸，可 組合得到開挖面上方地中壁深度比綜合參 數(Xca)： Xca = 10+He-1.4L´+0.4B +0.006S+4RC -0.0001Sa (20) Xca與對應之最經濟的Hca/He值，繪製 於圖18所示，將其迴歸分析後，可得最經 濟Hca/He之評估式： Hca/He = 9.4312×10-3Xca+3.1976×10-1 (21) 其中判定係數(Coefficient of Determination, R2)等於 0.7424。 圖11 不增加 PSRm時su/σv´與 Hca/He關係圖
圖12 不增加 PSRm時He與Hca/He關係圖 圖13 不增加 PSRm時L′與 Hca/He關係圖 圖14 不增加 PSRm時B 與 Hca/He關係圖 圖15 不增加 PSRm時S 與 Hca/He關係圖 圖16 不增加 PSRm時RC與Hca/He之關係圖 圖17 不增加 PSRm時Sa與Hca/He關係圖 圖18 不增加 PSRm時X ca與Hca/He關係圖 4.3 開挖面下方地中壁深度比設計建議 本研究在不增加PSRm之條件下，針對 前 述 16 類 組 最 小 最 經 濟 的 Hcb/Hp 與 su/σv´、He、L′、B、S、RC、Sa 等因素進行 參數研究，建立各影響參數與最經濟的 Hcb/Hp之關係，如圖19-圖 25，關係式分別 為： Hcb/Hp = 1.5127×10-13su/σv´+8.5×10-1 (22) Hcb/Hp = -2×10-2He+1.25 (23) Hcb/Hp = -2.8261×10-2L′+1.4438 (24)
Hcb/Hp = 5.5696×10-3B+6.2025×10-1 (25) Hcb/Hp = 9.8659×10-5S+6.8641×10-1 (26) Hcb/Hp = -5.0704×10-1RC+1.3380 (27) Hcb/Hp = 1.6924×10-5Sa+8.2621×10-1 (28) 以式(22)至式(28)進行進行複迴歸，可 組合得到開挖面下方地中壁深度比綜合參 數(Xcb)： Xcb=100-2He-2.8L′+0.6B+0.01S -50RC+0.0017Sa (29) Xcb與對應之最經濟的Hcb/Hp值，繪製 於圖26，將其迴歸分析後，可得最經濟 Hcb/Hp之評估式： Hcb/Hp = 9.6688×10-3Xcb+1.0534×10-1 (30) 其中R2 =0.7190。 實務運用時，可根據su/σv´、He、B、S、 Sa、L´及 RC，分別以式(20)及式(29)求得 Xca 及Xcb，再根據Xca及Xcb，分別以式(21)及 式(30)，決定在不增加 PSRm之條件下，最 經濟的Hca/He及Hcb/Hp值。 圖19 不增加 PSRm時su/σv´與 Hcb/Hp關係圖 圖20 不增加 PSRm時He與Hcb/Hp關係圖 圖21 不增加 PSRm時L′與 Hcb/Hp 關係圖 圖22 不增加 PSRm時B 與 Hcb/Hp之關係圖 圖23 不增加 PSRm時S 與 Hcb/Hp關係圖 圖24 不增加 PSRm時RC與Hcb/Hp關係圖
圖25 不增加 PSRm時Sa與Hcb/Hp關係圖 圖26 不增加 PSRm時 X cb與Hcb/Hp關係圖 五、地中壁的簡化設計法 地中壁之深開挖工程設計時，理論上 應進行三向度的分析，但目前業界以三向 度進行分析設計者非常的少，若再進一步 探討適當的地中壁尺寸、位置及間距的設 計，更是少之又少，故非常需要有一套合 適地中壁的簡化設計法。本研究建議地中 壁設置之設計程序，如圖27 所示，詳細步 驟說明如下： 1. 評估開挖工程是否需設置地中壁，以減 少可能引致之地盤位移，步驟如下： (1)根據基地之條件求得主要粘土層之正 規化不排水剪力強度(su/σv´)，並求得 最後開挖深度(He)、開挖寬度(B)、壁 體勁度(S)及支撐勁度(Sa)等各值。 (2)以 2D 或 3D 之程式進行無地中壁之平 面 應 變 狀 態 的 數 值 分 析 ， 以 求 得 δhm,ps。 (3)若 δhm,ps 超過開挖工程設計的容許 值，則需進行設置地中壁之設計。 2.當評估如果需要設置地中壁，則可依以下 步驟，進行地中壁的設計： (1)先假設可能採用的地中壁間距(L´)及 地中壁勁度比(RC)。 (2)根據基地之 su/σv´、He、B、S、Sa和步 驟1 所假設之 L´及 RC，以式(11)求得 地中壁設置綜合參數(XC)，再以(12) 式預測兩地中壁中間處平面應變比 (PSRm)值。(此為 Hca/He及Hcb/Hp值均 等於 1 時，求得之PSRm值) (3)根據先前求得之 δhm,ps及步驟2 所預測 之PSRm值，預測兩地中壁中間處（即 束制效果最小處）之連續壁的最大側 向位移(δhmax)。 (4)若 δhmax 仍超過開挖工程設計的容許 值，則需變更步驟 1 所假設之 L´及 RC，重新估計可能產生之δhmax。 (5)重覆進行步驟 1 至 3，直至 δhmax小於 設計的容許值為止。 (6)根據 su/σv´、He、B、S、Sa、L´及 RC， 分別以式(20)及式(29)求得開挖面上 方地中壁深度比綜合參數(Xca)，以及 開挖面下方地中壁深度比綜合參數 (Xcb)，再根據 Xca及Xcb，分別以式(21) 及式(30)，決定在不增加 PSRm之條件 下，最小最經濟的Hca/He及Hcb/Hp值。 六、結論 為瞭解地中壁對粘土層開挖變位之影 響，本研究針對土壤強度(su/σv´)、開挖深度 (He)、地中壁間距(L´)、開挖寬度(B)、壁體 勁度(S)、地中壁勁度比(RC)及支撐勁度(Sa) 等設置參數，進行參數研究，總共進行了 266 組三向度數值模擬分析，以求得各參數 與兩地中壁中間處，即束制效果最小處之 平 面 應 變 比(PSRm)的關係，並建立決定 PSRm的關係式。此PSRm乘上以2D 或 3D 數值分析求得之無設置地中壁平面應變時 壁體最大側向位移量(δhm,ps)，即可預估地中 壁設置後兩地中壁中間處壁體之最大側向 位移量(δhmas)，了解設置地中壁對粘土層深 開挖工程壁體最大變位之影響。本研究另 以 260 組三向度數值模擬分析結果，針對 地中壁深度的影響進行探討及設置建議， 以建立在不增加兩地中壁中間處平面應變 比(PSRm)條件下之最小最經濟的地中壁深 度的決定公式。最後並提出一套地中壁簡 化設計的方法，供目前業界使用。
計畫成果自評 本研究為三年期研究計畫，本報告為 的第三年期的研究成果，計畫皆按原規劃 進行。 本研究前兩年的成果已分別發表一篇 SCI 的期刊論文[13](本計畫主持人為通訊 作者)，預定在 2011 年 1 月刋出，三篇 EI 之期刊論文[10,11,16]，以及二篇研討會論 文[17,18]，除此之外並有一篇論文已整理 完成，預計投稿至SCI 的期刊論文。 本年期的計畫成果已發表一篇 EI 之期 刊論文[12]，一篇應用型期刊論文[19]，部 分的成果規劃再整理成論文發表，預計可 整理成兩篇的期刊論文，內容正在規劃整 理。 參考文獻
1.Woo, S.M., “Some methods to reduce wall movement in deep excavation,”
Proceed-ings of the Twelfth Southeast Asian Geo-technical Conference, Kuala Lumpur,
Malaysia, Vol. 2, pp. 281-286 (1996).
2.Ou, C.Y., Wu, T.S., and Hsieh, H.S., ”Analysis of deep excavation with column type of ground improvement in soft clay,” Journal of Geotechnical
Engi-neering, ASCE, Vol. 122, No. 9, pp.
709-716 (1996).
3.Lin, S.C., Lin, H.D., Kuo, C.J., Lin, Y.K., and Kuo, P.C., ”Effects of jet mixing on adjacent soils of an excavation,”
Proceed-ings of the Twelfth Asian Regional Con-ference on Soil Mechanics and Geotech-nical Engineering, Singapore, Vol. 1, pp.
809-812 (2003).
4.Hsieh, H.S., Wang, C.C., and Ou, C.Y., ”Used of jet grouting to limit dia-phragm wall displacement of deep excava-tion,” Journal of Geotechnical and
Geoenvironmental Engineering, ASCE,
Vol. 129, No. 2, pp. 146-157 (2003).
5.Ou, C.Y., Wu, S.H., and Hsieh, P.G., “Analysis of ground improvement for building protection in deep excavation,”
International Symposium on Geohazards Mitigation, Tainan, Taiwan, pp. C1-C22
(2006).
6.Clough, G.W., and O'Rourke, T.D., “Con-struction-induced movements of in situ walls,” Proceedings of the Design and
Performance of Earth Retaining Structures,
ASCE Special Publication, Ithaca, New York, pp. 439-470 (1990). 7.謝百鈎，「黏土層深開挖引致之位移預 測」，中國土木水利工程學刊，第13 卷， 第3 期，第 489-498 頁 (2001)。 8.歐章煜、王怡文，「深開挖工程改善壁體 變形行為之措施」，國立台灣科技大學 營 建 工 程 系 ， 大 地 工 程 研 究 報 告 ， G97006，(1997)。 9.謝旭昇、呂芳熾，「淺論扶壁式連壁之分 析與設計」，地工技術，第76 期，第 39-50 頁 (1999)。 10.謝百鈎、林亦郎、歐章煜，「深開挖設 置 地 中 壁 及 扶 壁 之 三 向 度 分 析 與 成 效」，中國土木水利工程學刊，第22 卷， 第1 期，第 11-22 頁 (2010)。
11.Ou, C.Y., Lin, Y.L., and Hsieh, P.G., “Case record of an excavation with cross walls and buttress walls,” Journal of
GeoEngineering, Vol. 1, No. 2, pp. 79-86
(2006).
12.謝百鈎、歐章煜、林亦郎、簡紹琦，「設 置地中壁之連續牆位移三向度分析」， 岩土工程學報，第32 卷，增刊 2，總 215 期，第158-161 頁 (2010)。
13.Ou, C.Y., Hsieh, P.G., and Lin, Y.L., “Performance of Excavations with Cross Walls,” scheduled for publication in
Jour-nal of Geotechnical and Geoenvironmen-tal Engineering, Vol. 137, No. 1, ASCE
(2011).
14.Clough, G.W., Smith, E.M. and Sweeney, B.P., “Movement control of excavation support systems by iterative design,”
Cur-rent Principles and Practices, Foundation Engineering Congress, Vol.2, ASCE,
Reston, Va., pp.869-884 (1989). 15.顏月珠，「商用統計學」，三民書局， (2006)。 16.歐章煜、謝百鈎，「深開挖鄰產保護之 探討」，岩土工程學報，第30 卷，增刊， 總192 期，第 509-517 頁 (2008)。 17.林亦郎、謝百鈎、歐章煜，「軟弱土層 深開挖地中壁之三向度分析」，2009 海 峽兩岸地工技術/岩土工程交流研討會， 台中，第91-96 頁 (2009)。 18.謝百鈎、林亦郎、歐章煜，「設置地中
壁之深開挖案例三向度分析與探討」， 第13 屆大地工程學術研討會，宜蘭，第 B06-1-B06-8 頁 (2009) 19.謝百鈎、簡紹琦，「都會區工程避免鄰 損之工法探討」，物業管理暨防災期刊， 第1 期，第 113-129 頁(2010)。
國科會補助專題研究計畫項下出席國際學術會議心得報告
日期：99 年 3 月 29 日一、參加會議經過
本次研討會為財團法人地工技術研究發展基金會舉辦之第19次工程地質研討
會，研討會會場位於福建省廈門市廈門大學嘉庚樓群主樓，並赴武夷山進行現場勘
查。此次會議由海洋大學副校長林三賢教授擔任領隊，與會人員均為大地工程及工
程專家，包括國立大學之教授學者及各大顧問公司之負責人與資深工程師。會議的
主題內容為武夷山丹霞地質研討，包括專題演講及討論、現場勘查及研究和案例探
討兩部分。
在會議當中，大會特別邀請福州大學岩土工程研究所所長簡文彬教授（博導）
及福州市規劃設計院岩土工程專業總工程師邱宗新(教授級高工)針對武夷山丹霞地
質地貌進行專題演講，內容包括針對武夷山丹霞地貌形成與發育特徵與地質特性及
工程問題等部份，進行相當深入的說明及探討，這兩場內容相當精彩且精闢的演講
也引發相當熱烈的討論及迴響。由於這兩場在大會的專題演講中提出許多關於武夷
計畫編號
NSC98-2221-E-146 -007
計畫名稱
地中壁及扶壁減少開挖引致地盤位移之成效研究(III)
出國人員
姓名
謝百鈎
服務機構
及職稱
華夏技術學院
資產與物業管理系 教授
會議時間
99 年 3 月 23 日至
99 年 3 月 28 日
會議地點
福建，中國
會議名稱
(中文)第 19 次工程地質研討會
(英文)
發表論文
題目
(中文)
(英文)
2
山丹霞地貌形成與發育特徵及大地工程等問題，並在工程設計、環境保護等方向進
行發表及討論，對於過去之地質演變及未來的發展議題提出許多新方向及思維，這
些過去的回顧及新的觀點，讓與會人員獲益良多。
現場勘查及研究和案例探討方面主要研討包括以下內容：
1.武夷山地質概況簡介：武夷山脈位於福建省西北部，東西寬70平方公里，南北
長72.5公里，最高峰黃崗山海拔2158公尺，最低處為興田鎮，海拔高度165公尺，
高程差1993公尺。武夷山屬典型的丹霞地貌，為紅層地貌，紅層係指中生代侏
儸紀至新生代第三紀沉積形成之紅色砂礫岩。由於地殼的抬升、皺摺、斷裂、
剝蝕等活動頻繁，形成單斜斷層山、方山、岩峰、岩牆、岩柱、岩槽、岩溝、
岩泂崖麓緩坡及岩地等多樣形態之丹霞地貌。因此武夷山豐富的地貌類型是綜
合岩性、地質構造、流水侵蝕、風化剝落及重力崩塌等地質作用的結果。
2.武夷山東部的地質：地貌屬紅色砂礫岩分布區，地層構造為中生代白堊紀，早
第三紀系沉積的「赤石群碎屑岩」地層。
3.武夷山西部的地質：地貌屬華南地層區，武夷山—四明山地層的分區部分，地
質構造較東部複雜，發育的地貌屬典型的「格子狀侵蝕中山區地貌」，屬華夏
褶皺系中的華夏褶皺帶。中生代開始，屬環太平洋構造活動帶的一部分，一系
列的褶皺、斷裂和岩漿活動，使本地區地質構造極為複雜。
4.武夷山中部九曲溪生態環境區：九曲溪發源於武夷山森林茂密的西部，水量充
沛，水質清澈，全長62.8公里，流經中部的生態保護區，蜿蜒於東部丹霞地貌，
分布巒巖壑間和深刻的斷裂方向控制下，形成深切河曲，在峰巒巖壑間縈回環
繞，9.5公里的河曲，直線距離只有5公里，曲率達1.9公里。九曲溪兩岸是典型
的單斜丹霞地貌，分布著許多的峰巖。由於有優越的氣候和生境，群峰披上一
層綠裝，山麓峰巔、巖隙壑嶂都生長著翠綠的植被，形成罕有的自然地質景觀。
本次大會除了進行精彩專題演講、現場勘查及研究和案例探討外，同時也進行
與會人員討論，参與人員針對發表主題與與會發表學者充分討論，對於許多議題有
許多新的見解，同時亦得到許多教授之寶貴意見。藉由參與報告及討論，了解目前
在工程地質及大地工程各項研究議題之發展，亦對於具潛力之研究方向有所了解。
對於個人未來研究方向有極大之幫助。
二、與會心得
本次研討會，在緊湊會議的討論及與會學者提出新議題，都讓本人獲益良多，
尤其是與會的人員都是研究成果卓越的學者，以及工程經驗豐富的工程師，其所提
出的問題及對問題的見解，以及討論的方法與精神，皆令人耳目一新，也讓人在整
個過程中學習得相當多的新知識。除此之外，對於研究的堅持程度，往往在討論中
可以瞭解到教授們之專精及與會者對於問題的執著，都是值得學習的地方。
本人經由此次的會議及勘查行程，對於工程地質現地勘察及辨識能力，增進良
多，對於地質在工程上的影響及處理方法上亦莫不收獲豐碩。因此不僅對專業知識
的精進有相當程度之助益，同時認識了相當多同領域的專家，並與各學校的教授及
業界互相交流，對認識發展中的工程地質及大地災害領域更是有相當大的幫助。
三、考察參觀活動(無是項活動者略)
四、建議
五、攜回資料名稱及內容
會議光碟片及與會者通訊錄，可提供日後研究參考資料。
六、其他
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國科會補助專題研究計畫項下出席國際學術會議心得報告
日期：99 年 8 月 23 日一、參加會議經過
由中國建築學會地基基礎分會、上海市力學學會岩土力學專業委員會及上海土
木工程學會岩土力學與工程力學專業委員會等主辦，同濟大學、上海交通大學等承
辦之2010學術年會於8月18至21在上海青松城大酒店舉行。本次會議的主旨在展示和
交流地基基礎領在理論及實務方面的最新研究成果、發展趨勢及熱門難點問題。
此次會議共發表154篇論文，論文內容涉及到六個主題內容包括：
1.理論研究
2.試驗研究
3.數值模擬與分析
4.設計方法與實踐
計畫編號
NSC98-2221-E-146 -007
計畫名稱
地中壁及扶壁減少開挖引致地盤位移之成效研究(III)
出國人員
姓名
謝百鈎
服務機構
及職稱
華夏技術學院
資產與物業管理系 教授
會議時間
99 年 8 月 18 日至
99 年 8 月 21 日
會議地點
上海，中國
會議名稱
(中文)2010 學術年會
(英文)
發表論文
題目
(中文)設置地中壁之連續牆位移三向分析
(英文) Three dimensional numerical analyses of diaphragm wall
displacement with cross walls
5.施工技術與應用
6.其他
本人發表之論文題目為：設置地中壁之連續牆位移三向分析(Three dimensional
numerical analyses of diaphragm wall displacement with cross walls)，所屬
領域為數值模擬與分析，本人發表之論文亦為侯選優秀論文。
本次會議同時邀請了國內外知名專家和學者對學科發展動態作了21場內容相當
精彩且精闢的專題演講，其中包括許多大陸現在的重大工程的設計、分析及施工方
法等方向發表及討論，對於未來的發展議題提出許多新方向及思維，這些新的觀點，
讓與會人員獲益良多。
而大會除了上述精彩專題演講外，同時也針對各領域進行進行各分組報告及討
論，發表論文的學者針對發表的論文進行簡報後，再由參與人員與發表學者充分討
論，對於許多議題有許多新的見解，同時亦得到許多教授之寶貴意見。藉由參與報
告及討論，了解目前在工程地質及大地工程各項研究議題之發展，亦對於具潛力之
研究方向有所了解。對於個人未來研究方向有極大之幫助。
二、與會心得
本人參加此次會議，除發表一篇論文外，對緊湊的會議討論及與會學者提出新
議題，都讓本人獲益良多，而對於研究的堅持程度，往往在討論中可以瞭解到教授
們之專精及與會者對於問題的執著，都是值得學習的地方。參與此次的會議，不僅
對專業知識的精進有相當程度之助益，亦認識了相當多同領域的專家，以及與各學
校的教授及業界互相交流，對認識發展中的工程地質及大地災害領域更是有相當大
的幫助。
除此之外，本人亦發現，大陸土木工程目前發展相當蓬勃，各項重大工程陸續
的展開，一些較大的城市的地鐵工程亦如火如荼的展開，工程量相當的多，各種新
的工法及技術亦發展得相當好。為了提供工程中之因難問題的解決方法，而在研究
上，亦有很大的進展，包括設計的觀念、方法，分析的工具等，和本人2006年至上
海參加會議時比較起來，皆有長足的進步，完全不遜於台灣。令人擔心的是，在大
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陸，學生就讀土木領域的意願很高，在同濟大學，是土木工程的重點發展大學，土
木工程是一個學院，光是一個地下工程設計系，就有超過100位的教師；反觀在台灣，
學子們讀讀土木學科的意願相當低，在如此下去，可能很快的我們在這個領域的研
究將會落後於大陸。
三、考察參觀活動(無是項活動者略)
四、建議
五、攜回資料名稱及內容
岩土工程學報，第 32 卷，增刊 2，2010，以及 TDR 工法光碟片，可提供作為日後研
究及教學參考資料。
六、其他
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2010/11/08國科會補助計畫
計畫名稱: 地中壁及扶壁減少開挖引致地盤位移之成效研究(III) 計畫主持人: 謝百 計畫編號: 98-2221-E-146-007- 學門領域: 大地工程無研發成果推廣資料
98 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：謝百 計畫編號：98-2221-E-146-007-計畫名稱：地中壁及扶壁減少開挖引致地盤位移之成效研究(III) 量化 成果項目 實際已達成 數（被接受 或已發表） 預期總達成 數(含實際已 達成數) 本計畫實 際貢獻百 分比 單位 備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ... 等） 期刊論文 1 1 100% 研究報告/技術報告 1 1 100% 研討會論文 0 0 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 2 2 100% 博士後研究員 0 0 100% 國內 參與計畫人力 （本國籍） 專任助理 0 0 100% 人次 期刊論文 1 2 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 0 0 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國外 參與計畫人力 （外國籍） 專任助理 0 0 100% 人次其他成果
