快速凝結水泥改良砂土靜態力學行為研究

離岸風機基礎建置面臨許多環境外力作用，包括來自風、波浪、海流及地震力作用力。我國離岸風場海床土壤條件極為軟弱，且位置處於環太平洋地震帶西環，地震活動頻繁，此惡劣環境條件，使得離岸風場海床發生承載力不足及土壤液化之風險極高，其結果將可能對離岸風機支撐結構造成嚴重破壞。

為避免因海床土壤基礎承載力不足及土壤液化對離岸風機支撐結構造成之破壞，本研究提出以預先針對離岸風場中軟弱土層進行土壤改良之方法，於風機基礎結構建置前，先行提升海床土壤承載力，並降低土壤液化發生之風險。

本研究中使用渥太華標準砂，搭配水泥與速凝劑進行土壤改良，並利用靜態三軸壓密排水剪力試驗，對不同土壤條件及不同改良材料配比之砂土，進行土壤改良前後之靜態力學行為分析，以土壤破壞強度、殘餘強度、有效凝聚力及有效內摩擦角四個參數，評估快速凝結水泥改良材料對砂土強度特性之影響。

研究成果顯示，砂土經改良後，其破壞行為均由塑性破壞轉變為脆性破壞。此外，快速凝結水泥改良砂土之強度會隨著土壤深度增加、水灰比降低、速凝劑比例提升及土壤粒徑縮小而上升，改良後破壞強度均達未改良砂土之2倍以上，強度提升效果顯著。