粒狀土壤壓縮勁度模數研究

我國離岸風電離岸風場之遴選結果已於107年4月底公布，為了確保開發時程如期商轉，許多離岸風電開發商均已規劃委託鑽探公司進行風場海床土壤條件之調查，包括地球物理探測、水下文資測量及地工地質鑽探等。由於台灣西部海床土壤多屬河川沖積層延續，較歐洲國家離岸場海床土壤條件軟弱，加上台灣地震及颱風頻繁，海床地層變異性高。必須更審慎評估海床土壤的勁度，以提供土壤合理的地工設計參數供後續各項水下基礎結構設計及安裝考量。

本研究透過單軸壓縮試驗求取土壤勁度參數，以標準砂釐清各影響因子對土壤勁度參數之影響，包括壓密時間長度、壓密速率、土壤相對密度及粒徑大小等。由於粒狀土壤之排水速度甚快，大部分之沉陷量於應力施加後之1小時內完成。透過相同條件試體，分別施加不同加載速率之應力，由實驗結果分析勁度參數，觀察得壓密時間長度及應力加載速率對土壤勁度參數之影響極小。由於相對密度直接影響土壤強度，本研究透過配置不同相對密度之粒狀土壤試體，並施以相同應力條件，分析所得之土壤勁度參數κ隨相對密度增加而提高，λ則隨之減少，如圖1。亦透過改變粒徑大小，發現土壤勁度參數κ隨粒徑增加而增加，如圖2，此成果與德國港灣技術手冊EAU(2012)建議之趨勢吻合。本研究亦以台灣西部海床現地砂進行試驗，由實驗分析結果得到相近相對密度及粒徑下，台灣西部海床土壤之κ值較標準砂小，如圖3。

 

圖1 相對密度對土壤勁度參數κ及λ的影響

 

圖2 粒徑大小對土壤勁度參數κ及λ的影響

 

圖3 台灣西部海床現地砂之土壤勁度參數κ及λ

•	郭玉樹、許惠婷、張倖偉、楊昕穎、曾韋禎(2017).“離岸風場工程地質模型及基礎設計應用考量,” 2017臺灣風能協會會員大會季學術研討會, 彰化, OW_09.

•	楊昕穎(2018)，「粒狀土壤壓縮勁度模數研究」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程所，台南。