研究內容
波浪引致砂質海床中孔隙水壓變化
由於動態海洋環境施加於海床及構造物之反覆作用力會造成海床之孔隙水壓增加，孔隙水壓之增加會造成有效應力降低，進而降低海床土壤剪力強度，導致基礎承載力下降(圖1)，甚至造成海床液化。為避免剪力強度不足之狀況發生，評估孔隙水壓之累積量有其必要性。 孔隙水壓依其激發行為分作振盪孔隙水壓與殘留孔隙水壓，本研究針對殘留孔隙水壓，以數學模式描述透水海床土壤；考量土壤受反覆作用力下之永久塑性變形行為，引入土壤體應變模型至控制方程式中，再以符合現地狀況之邊界條件與初始條件進行求解後，求得波浪引致海床孔隙水壓隨時間之累積量。
本研究開發之孔隙水壓計算模式需要七個參數以進行計算，分別為滲透係數、孔隙率、流體單位重、流體壓縮性、第一次體應變、體應變冪常數及作用週期。其中第一次體應變及體應變冪常數需進行排水條件下之動態三軸試驗以求得，其餘五個參數則以土壤力學之基本物性試驗求得。本研究亦對模式中使用之七個參數進行模式參數敏感度分析(圖2)，釐清本模式所使用之各參數變化對於孔隙水壓之影響。 本研究經由不排水反覆動態三軸試驗結果進行模式之驗證，驗證結果相當良好。本研究同時模擬室內造波渠道試驗，模擬結果亦相當符合，顯示出本模式於實際波浪環境下之適用性。利用本研究開發之模式可進行暴風條件下之海床累積孔隙水壓估算，進而評估海床之穩定性，以供海工結構物之設計參考。
圖1 孔隙水壓變化對海床之影響
圖2 模式參數敏感性分析－滲透係數
期刊文章
| • | 郭玉樹、王昱凱、黃迪瑩、蔡潔忞、許惠婷、曾姿郡、林啓聖 (2016). “離岸風電海域大地工程技術-設計地震反應譜對離岸風機基礎設計之影響,” 中國工程師學會「工程」會刊89卷02期, pp.39-51. |
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| • | 蔡潔忞、陳景文、郭玉樹、許惠婷 (2014). “彰濱風場液化潛能初步評估,” 地工技術, 2014年12月號, No. 142, pp.69-78. |
| • | 施淳仁、黃富成、蔡潔忞、李宜芝、陳景文、郭玉樹 (2014) . “台灣離岸風場液化潛能初步評估-以彰濱風場為例,” 風電月刊, 2014年02月號, pp.9-18. |
| • | 郭玉樹、吳明珠、何玉玲、曾姿郡、黃迪瑩、蔡潔忞、曾韋禎 (2013). “德國離岸風電學術與產業交流經驗分享,” 風電月刊, 2013年11月號, pp.11-17. |
| • | 何玉玲、吳明珠、蔡潔忞、郭玉樹(2013). “我國離岸風場基礎型式選擇及設計考量,” 風電月刊, 2013年4月號, pp.12- 18. |
| • | 郭玉樹、蔡潔忞、王勁凱、高傳勝、陳景文 (2013). “陸域風機重力式淺基礎受反覆荷重之變形分析,” 中華防災學刊, Vol. 5, No.2, pp.163-170. |
研討會文章
| • | Lin, W.-C., Huang, T.-Y., Tseng, W.-C., Kuo, Y.-S., Ho, Y.-L., Tsai, B. (2012). “Revision and application of the p-y curves to monopile foundations in cohesionless soil,”The 6th Chinese-German Joint Symposium, Keelung, Taiwan, pp.589-596. |
|---|---|
| • | 郭玉樹、汪庭婷、蔡潔忞 (2016)， “勁度衰減模型應用於負壓沉箱基礎受反覆側向變形反應分析適用性評估,” 第38屆海洋工程研討會, 台北, pp. 610-615. |
| • | 郭玉樹、蔡潔忞、廖偉宏、曾韋禎 (2016). “負壓沈箱基礎離岸風機於先導型離岸風場反應初步分析,” 第18屆水下技術研討會, 台南, C26-35. |
| • | 郭玉樹、李宜芝、莊貫麟、蔡潔忞、陳世輝(2015). “快速凝結水泥改良砂土靜態力學行為初探,” 2015台灣風能協會學術研討會, Session A, 19. |
畢業論文
| • | 蔡潔忞 (2014)，「波浪引致砂質海床中孔隙水壓變化」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程所，台南。 |
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