彰化地區離岸風場土壤液化潛勢實驗研究

我國離岸風場海床表層多為疏鬆細砂，於地震發生時極可能發生海床土壤液化，影響離岸風機基礎穩定性。離岸風機基礎設計前需進行海床土壤液化潛能評估。工程上多採用簡易經驗法評估土壤液化，此類方法主要根據陸域震害案例建立，其用於海床土壤液化潛勢評估之適宜性仍待確認。本研究取得台灣彰濱海域地質土壤鑽探資料，以新日本道路橋簡易分析法(NJRA法)及NCEER法評估海床土壤液化潛勢。同時，透過鑽探取得現地原狀土樣，進行動態三軸與動態單剪力學試驗取得土壤抗液化強度比。本研究分別採用NJRA法與NCEER法評估目標風場BH02鑽孔與BH03鑽孔之土壤液化潛勢，NJRA法評估結果顯示兩鑽孔皆無發生土壤液化之疑慮，而NCEER法評估結果顯示BH02鑽孔深度介於2至3米之土層以及BH03鑽孔深度介於7至10米之土層有土壤液化之虞，如圖1與圖2所示。本試驗以三軸試驗取得CL-1與CL-2原狀土樣及重模土壤之抗液化強度，試驗結果顯示原狀土樣之土壤抗液化強度皆大於重模土樣之土壤抗液化強度，此結果與文獻相符。彰濱海域土壤包含大量中等緊密粉土質砂，參考張倖偉(2017)之研究，其工程土壤種類為中等緊密砂S3。本研究針對S3工程土壤進行動態單剪試驗，取得S3工程土壤之重模土壤抗液化強度0.103，如圖3所示。

圖1 475年回歸期地震下BH02鑽孔及BH03鑽孔之NJRA液化評估結果

圖2 475年回歸期地震下BH02鑽孔及BH03鑽孔之NCEER液化評估結果

圖3 單剪CL-2重模土樣抗液化強度曲線