套管基礎受反覆軸向載重下拉拔力衰減行為

本研究以有限元素分析軟體ABAQUS建立樁-土互制系統數值模型進行樁基礎受軸向拉力下之穩定性分析，以Jardine and Standing (2000)現地樁載重試驗成果作為案例分析對象，將打樁效應納入數值模型考量並對基樁承載力之影響進行探討。針對樁基礎靜態穩定性分析，於數值模型中透過基樁管壁膨脹方法模擬打樁過程中基樁擠壓樁周土壤，增加樁土間正向力以提高基樁承載力，達到現地試驗成果；針對樁基礎反覆穩定性分析，數值模型以土壤體應變衰減公式代入土壤體應變衰減模型(VSDM)，模擬樁周土壤受到反覆剪力作用後，土壤體應變隨著反覆作用次數增加而減小，使樁周正向應力降低造成樁身摩擦力隨之衰減，達到反覆軸向拉力作用下基樁承載力隨著反覆作用次數增加而衰減之目的。

本研究利用9組樁基礎尺寸之數值模型進行參數分析，產出考量土壤條件與樁基礎尺寸之互制關係圖，並搭配德國樁基礎設計規範[EAP(2012)]建議方法計算不同反覆拉力條件作用N次後之反覆拉拔力，分別探討樁徑、樁長、土壤緊密程度(固定樁基礎尺寸條件)、平均反覆拉力比及反覆拉力振幅比對基樁承載力之影響。由分析結果得知，樁徑(圖1)、樁長(圖2)與土壤緊密程度(圖3)的增加使樁基礎承載力提高；反覆拉力振幅比(圖4)相較於平均反覆拉力比(圖5)，樁基礎反覆拉拔力比隨反覆作用次數衰減幅度顯著。

圖1 不同樁徑對反覆淨拉拔力比之關係圖(樁長L=50m)

 

圖2 不同樁長對反覆淨拉拔力比之關係圖(樁徑D=2m)

 

圖3 土壤相對密度與反覆淨拉拔力比之關係圖

 

圖4 不同反覆拉力振幅比對反覆淨拉拔力比之關係圖 (樁徑D=3m, 樁長L=50m)

 

圖5 不同平均反覆拉力比對反覆淨拉拔力比之關係圖 (樁徑D=3m, 樁長L=50m)

 

•	郭玉樹、曾玉修、彭艾琳 (2017). “離岸風機套管基礎受反覆軸向力作用拉拔力衰減行為,” 2017臺灣風能協會會員大會季學術研討會, 彰化, OW_11.

•	彭艾琳 (2018)，「套管基礎受反覆軸向載重下拉拔力衰減行為」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程所，台南。