土壤液化超額孔隙水壓反應與沉陷模擬研究

近年來我國積極開發離岸風場，逐步取得我國西部海域土壤地質條件資料。相較於離岸風電產業成熟發展的歐洲，台灣西部離岸風場海床土壤軟弱，表層無凝聚性土壤多具有土壤液化潛勢。為了瞭解離岸風機水下基礎與海底電纜於土壤液化後之穩定性，本研究以砂箱振動台試驗，對均質無凝聚性砂土施加加速度，紀錄其受震時之加速度與超額孔隙水壓反應，待超額孔隙水壓消散後，量測土壤表層沉陷量，並同時以殘餘超額孔隙水壓Δures回推土壤受震後液化之沉陷量，參考Ishihara & Yoshimine (1992)提出之土壤液化安全係數FL與體積應變量εv之關係，結合紀雲曜(1997)之研究成果，進行土壤沉陷量分析與比對。依本研究成果顯示，紀雲曜(1997)提出之EPLS法可大致合理反應均質無凝聚性砂土液化後之沉陷量。
為評估PLAXIS數值有限元素分析模型預測土壤受震液化反應之合理性，本研究透過PLAXIS有限元素數值分析模型(Finite Element Method, FEM)模擬室內土壤靜態力學試驗及砂箱受震地盤反應，以UBC3D-FLM土壤材料組合律計算土壤受震激發超額孔隙水壓，再結合半經驗法計算震後地表沉陷，分析成果顯示，以PLAXIS 2D有限元素軟體搭配UBC3D-FLM土壤材料組合律可良好預測土壤受震液化之超額孔隙水壓激發反應。