指導教授：葛宇甯臺灣大學：土木工程學研究所卓玉庭Cho, Yu-TingYu-TingCho2014-11-252018-07-092014-11-252018-07-092014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/260863土壤的剪力強度是工程上十分重要的參數，在實驗室也有多種方法可以求得土壤剪力強度，像是直接剪力試驗和三軸試驗等等，但是這兩種試驗相較之下，三軸試驗得到之結果是比較接近實際狀態，因為三軸試驗的破壞面不像直剪試驗受到限制，其破壞面會自然的沿著剪力最弱的面發生，所以得到的剪力強度也比較真實，也較能掌控試驗過程中土體內之應力狀況。 故此，本研究嘗試以新修復之GCTS三軸儀，進行對石英砂之排水與不排水剪力強度研究，不過在試驗之前， GCTS三軸儀的功能需要經過精密校正，方可達到規範許可之精準度，以及，其最新之控制介面軟體功能複雜，需經過多次測試才可以掌控，並且，為了後來使用GCTS三軸儀之學弟妹方便操作，將會把已建立之校正流程與詳細的操作方法列入論文以咨參考。 還有，試驗土樣的最大及最小孔隙比，是反應砂土緊密程度重要的指標，其結果主要是受到顆粒與顆粒間的關係影響，所以，當粒徑較大的顆粒添加粒徑較小的顆粒時，所造成的最大與最小孔隙比之變化，是呈現先下降後上升之趨勢，但是，若是以兩種試驗能量不同的規範，ASTM D 4253、ASTM D 4254規範與日本工業標準 (Japanese Industrial Standards，簡稱JIS) A1224試驗求取相同土樣之孔隙比的話，結果顯示雖然以ASTM或JIS試驗所得之最大與最小孔隙比曲線趨勢非常相似，但是，最大孔隙比的值卻相差甚多，兩者之最大孔隙比曲線基本上呈平行狀態，代表不同的試驗能量對於孔隙比之結果有很大的影響。The shear strength of soil is a very important engineering parameter. There are many methods which can determine the it shear strength in the laboratory, including the direct shear test and the conventional triaxial test, etc. This study attempts to use the newly updated GCTS triaxial apparatus to carry out the drained and undrained compression triaxial tests on quartz sand. Before the tests, the function of the GCTS triaxial apparatus needs to be precisely calibrated. In order to make the GCTS triaxial apparatus easy to operate for future users, this study established procedures of calibration and operation. Also, the maximum and minimum void ratios of soil sample are important parameters to represent soil density. The relationship between particles and particles are mainly influenced on the result. The ASTM D 4253 and ASTM D 4254 are different from the Japanese Industrial Standard (JIS) A1224. If different specification is used to obtain the maximum and minimum void ratio, the trend of the maximum and minimum void ratio curves are very similar for both ASTM and JIS specifications. However, the value of the maximum void ratio curve by ASTM specification is different that that of JIS method. The curve are generally in parallel to each other.口試委員會審定書 I 誌謝 II 摘要 III ABSTRACT IV 目錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 符號表 XV 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究方法 2 1.3 研究流程與架構 2 第二章 文獻回顧 5 2.1 最大與最小孔隙比曲線趨勢 5 2.2 靜態三軸試驗 7 2.2.1 三軸端座影響 7 2.2.2 影響土壤受剪行為之因素 8 2.2.3 土壤臨界狀態行為 9 2.3 小結 11 第三章 試驗方法 25 3.1 試驗土樣 25 3.2 孔隙比試驗設備與流程 25 3.2.1 ASTM規範試驗法 25 3.2.2 日本工業標準(JIS)試驗法 26 3.2.3 相對密度 27 3.3 GCTS三軸儀 27 3.3.1 GCTS三軸儀基本設備介紹 27 3.3.2 荷重元校正 (Load cell) 29 3.3.3 垂直測微器校正 (LVDT) 30 3.3.4 圍壓校正 (Cell Pressure) 31 3.3.5 反水壓校正 (Back Pressure) 31 3.3.6 體積變化儀校正 (Volume Change) 31 3.4 橡皮膜勁度校正 32 3.5 土壤試體準備流程 32 3.5.1 重模試體製作 33 3.5.2 試體飽和階段 34 3.5.3 試體壓密階段 36 3.6 三軸試驗 37 3.6.1 試體檔案建立 37 3.6.2 靜態強度試驗 37 3.6.3 動態強度試驗 39 3.6.4 試驗資料處理 39 第四章 試驗結果 71 4.1 土樣性質 71 4.1.2 最大及最小孔隙比試驗 71 4.2 靜態強度試驗結果 72 4.2.1 S1土樣相對密度 66 % 之飽和壓密排水三軸 (CD)試驗 73 4.2.2 S1土樣相對密度66%之飽和壓密不排水三軸(CU)試驗 73 4.2.3 S2土樣相對密度66%之飽和壓密不排水三軸(CU)試驗 74 4.2.4 S2土樣相對密度55 % 之飽和壓密不排水三軸 (CU) 試驗 75 4.2.5 M1土樣相對密度66.6 % 之飽和壓密不排水三軸 (CU) 試驗 75 4.3 動態強度試驗結果 76 4.3.1 Initial Control Value設定 76 4.3.2 Mean Control Value設定 77 第五章 討論與分析 96 5.1 最大及最小孔隙比性質 96 5.1.1 ASTM規範與JIS規範結果差異 96 5.1.2 孔隙比區間 97 5.2 不同形式三軸室對於砂土受剪行為之影響 97 5.3 石英砂受剪後力學行為分析 99 5.3.1 排水條件對三軸試驗影響 99 5.3.2 相對密度對三軸試驗影響 99 5.3.3有效圍壓對三軸試驗影響 99 5.4 DYNAMIC LOADING程式設定結果 100 第六章 結論與建議 111 6.1 結論 111 6.2 建議 112 參考文獻 1147455871 bytesapplication/pdf論文公開時間：2017/07/29論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋本人)GCTS三軸儀最大及最小孔隙比曲線三軸壓縮試驗thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/260863/1/ntu-103-R01521129-1.pdf