臺灣博碩士論文加值系統

在土層中偵測異質體的位置與厚度可應用在公共工程的修護或成效驗證上，本研究將利用多頻道表面波譜法(MASW)量測地下土層的剪力波速，不考慮地下水的存在情況下應用於探測地底下異質體的位置、厚度等。在訊號處理方面，本研究將數值模擬之地表上測線上的時域資料以Matlab軟體進行τ-p轉換進行訊號處理，再進行一維傅利葉轉換得到該測線之頻譜圖。
從分析結果顯示，土層與異質體的厚度與波速行為可由頻譜圖來判斷，而異質體的平面位置與範圍可由地表面上所有測點的歷時反應，繪製等速度振幅曲線圖來判斷；二維分析中若異質體過小，頻譜圖無法辨識其存在；振源位置離異質體越遠時，頻譜圖受實體波之影響越小，在低頻時波長較長反應異質體下方的土層，在高頻時波長較短反應異質體上方的土層行為，而中高頻(60-70Hz)所在的頻率可能反應了異質體的行為，受高階模態頻散曲線之影響較明顯。

Detecting the location and depth of heterogeneity in soil stratum can be applied in engineering for repairing and checking. This study investigates the location and depth of underground heterogeneity by MASW method. In this study, the effect of groundwater was not considered. The influence parameters in this study including the depth and arrangement pattern of heterogeneity, the distance between heterogeneity and vibration source. The numerical analysis was performed by adding an impluse loading in source point and the velocity histories of nodal points on the ground surface was calculated by using ABAQUS software. And then, signal process will be performed. It adopted a

目錄
中文摘要 I
ABSTRACT II
致 謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 3
1.4 研究內容 5
第二章 文獻回顧 7
2.1 透地雷達偵測異質體之相關研究文獻 7
2.2 震測法偵測異質體之相關研究文獻 8
2.3 多頻道表面波譜法 17
2.3.1 現地頻散曲線之繪製 17
2.3.2 理論頻散曲線之繪製[42] 19
第三章 數值模擬分析方法 29
3.1 ABAQUS 程式簡介 29
3.2 相關參數研究 31
3.2.1土層材料參數 31
3.2.2 時間增量 31
3.2.3 荷重延時與振幅大小設定 32
3.2.4元素種類和網格大小 33
3.3二維模型 34
3.3.1二維基本模型 34
3.4三維模型 35
3.4.1三維基本模型 35
3.4.2 模擬結果 36
3.5以Matlab軟體執行τ-p法轉換 37
第四章 分析結果與討論 49
4.1理論頻散曲線結果與討論 49
4.2二維模型分析結果與討論 50
4.2.1二維頻譜圖分析結果與討論 50
4.2.1.1 異質體形狀對頻譜圖影響 51
4.2.2二維等速度振幅曲線圖 52
4.2.2.1異質體形狀對等速度振福曲線圖影響 52
4.2.2.2異質體不同深度對等速度振福曲線圖影響 53
4.3三維模型分析結果與討論 53
4.3.1三維頻譜圖分析結果與討論 53
4.3.1.1異質體形狀對頻譜圖影響 54
4.3.1.2異質體不同深度對頻譜圖影響 55
4.3.1.3不同震源位置對頻譜圖影響 56
4.3.2三維等速度振幅曲線圖 57
4.3.2.1異質體形狀對等速度振福曲線圖影響 58
4.3.2.2異質體不同深度對等速度振福曲線圖影響 59
第五章 結論與建議 89
5.1結論 89
5.2建議 90
參考文獻 91


表目錄
表2.1 表面波譜法有效波長篩選標準 (取材自【36】) 21
表3.1 常用的單位系統【45】 38
表3.2 材料參數設定 38
表3.3 不同case說明(二維) 38
表3.4 不同case說明(三維) 39


圖目錄
圖1.1 本研究流程圖 6
圖2.1 彈性體之波傳行為【44】 22
圖2.2 柏松比與各種波速間之關係【44】 23
圖2.3 圓形振動基腳於半無限域產生之波能量衰減情形(改繪自【44】) 23
圖2.4 半無限空間表面波無頻散現象 (改繪自【41】) 24
圖2.5 層狀土層中表面波之頻散現象 (改繪自【41】) 24
圖2.6 表面波震測技術流程圖【44】 25
圖2.7 對 x-t 域測試信號作τ-p轉換【42】 26
圖2.8 Radon投影面示意圖【42】 26
圖2.9 Radon(s,α)圖【42】 27
圖2.10 雷利波長與穿透深度【42】 28
圖2.11 模態理論頻散曲線 28
圖3.1荷重示意圖 39
圖3.2 CPE4元素【51】 39
圖3.3 C3D8元素【51】 40
圖3.4 CASE I側視示意圖 40
圖3.5 CASE II側視示意圖 41
圖3.6 CASE III側視示意圖 41
圖3.7 CASE IV側視示意圖 42
圖3.8 修改後二維基本模型網格圖 42
圖3.9 三維網格示意圖 43
圖3.10振源測線位置示意圖 43
圖3.11 CASE 2示意圖 44
圖3.12 CASE 3示意圖 44
圖3.13 CASE 4示意圖 45
圖3.14 CASE5(異質體離地表1m)示意圖 45
圖3.15 CASE6(異質體離地表3m)示意圖 46
圖3.16混凝土異質體離振源不同位置示意圖 46
圖3.17 修改後三維模型圖 47
圖3.18 三維邊界條件模型圖 47
圖3.19圓形振動基腳於半無限域產生之波能量衰減情形(改繪自【44】) 48
圖4.1 表土層2m時理論頻散曲線 60
圖4.2 表土層3m時理論頻散曲線 60
圖4.3 表土層2m(紅)與3m(黑)模態理論頻散曲線比較圖 61
圖4.4水平薄層分層示意圖 61
圖4.5 caseI網格示意圖 62
圖4.6 caseI 頻譜圖 62
圖4.7 caseI 理論頻散曲線與模擬之頻譜圖比較圖 63
圖4.8 caseII網格示意圖 63
圖4.9 caseII 頻譜圖 64
圖4.10 caseII 理論頻散曲線與模擬之頻譜圖比較圖 64
圖4.11 caseIII網格示意圖 65
圖4.12 caseIII 頻譜圖 65
圖4.13 caseIII理論頻散曲線與模擬之頻譜圖比較圖 66
圖4.14 caseIV網格示意圖 66
圖4.15 caseIV 頻譜圖 67
圖4.16 caseIV 理論頻散曲線與模擬之頻譜圖比較圖 67
圖4.17 caseII等速度振幅曲線圖(abs) 68
圖4.18 caseII等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 68
圖4.19 caseIII等速度振幅曲線圖(abs) 69
圖4.20 caseIII等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 69
圖4.21 caseIV等速度振幅曲線圖(abs) 70
圖4.22 caseIV等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 70
圖4.23 ABAQUS模擬case 1結果: y方向速度分佈圖 71
圖4.24 ABAQUS模擬case 1結果: y方向速度變形圖 71
圖4.25 ABAQUS模擬case 1結果: 速度向量圖 72
圖4.26 case2模擬分析結果時域圖 72
圖4.27 case2頻譜圖 73
圖4.28 case2理論與模擬之頻散曲線比較圖 73
圖4.29 case3模擬分析結果時域圖 74
圖4.30 case3頻譜圖 74
圖4.31 case3理論與模擬之頻散曲線比較圖 75
圖4.32 case4模擬分析結果時域圖 75
圖4.33 case4頻譜圖 76
圖4.34 case4理論與模擬之頻散曲線比較圖 76
圖4.35 case5模擬分析結果時域圖 77
圖4.36 case5頻譜圖 77
圖4.37 case6模擬分析結果時域圖 78
圖4.38 case6頻譜圖 78
圖4.39 case6理論與模擬之頻散曲線比較圖 79
圖4.40 case7模擬分析結果時域圖 79
圖4.41 case7頻譜圖 80
圖4.42 case8模擬分析結果時域圖 80
圖4.43 case8頻譜圖 81
圖4.44 case9模擬分析結果時域圖 81
圖4.45 case9頻譜圖 82
圖4.46 case10模擬分析結果時域圖 82
圖4.47 case10頻譜圖 83
圖4.48振源位置示意圖 83
圖4.49 case2等速度振幅曲線圖(abs) 84
圖4.50 case2等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 84
圖4.51 case3等速度振幅曲線圖(abs) 85
圖4.52 case3等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 85
圖4.53 case4等速度振幅曲線圖(abs) 86
圖4.54 case4等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 86
圖4.55 case5等速度振幅曲線圖(abs) 87
圖4.56 case5等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 87
圖4.57 case6等速度振幅曲線圖(abs) 88
圖4.58 case6等速度振幅曲線圖(已消除幾何阻尼abs*√r) 88

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