研究現況
國際土壤力學與大地工程學會TC-2技術委員會在1981年由英國劍橋大學Schofield教授主導成立,最初的宗旨主要是探討及推廣離心模型試驗技術(Centrifuge Testing)的委員會。從1981到1985年共舉辦四次離心模型試驗技術講習班及小型的研討會。從1988年起在法國巴黎舉辦第一屆地工離心模型國際研討會(Centrifuge 88),1991年在美國克羅拉多州Boulder舉辦第二屆地工離心模型國際研討會(Centrifuge 91),1994年在新加坡舉辦第三屆地工離心模型國際研討會(Centrifuge 94),1998年則在日本東京舉辦第四屆地工離心模型國際研討會(Centrifuge 98)。在1999年國際土壤力學與大地工程學會會長日本Ishihara教授鑑於利用物理模型來探討大地工程相關問題的試驗技術及方法愈來愈多樣化,乃將TC-2更名為「離心及物理模型試驗技術委員會」(Centrifuge and Physical Model Testing),網羅包括離心模型試驗(Centrifuge Modeling)、水力坡降試驗槽、標度槽(Calibration Chamber)及其他物理模型試驗的專家,來共同研討物理模型試驗技術的提昇及工程上的實際應用。因此才有2002年地工物理模型國際研討會(ICPMG’02)的舉行。這次的研討會提供所有進行大地工程物理模型試驗的專家、學者互相間的對話,不在侷限於離心模型試驗者,增廣其包容性,這是一個極大的突破。這次地工物理模型國際研討會的內容包括:
(1)新成立離心機及研究中心的介紹
(2)新震動台、試驗技術及感測器研發
(3)土壤行為及性質
(4)離岸工程設施
(5)環境地工
(6)地震工程
(7)防減災技術的發展及策略
(8)樁基礎
(9)填土、壩工及邊坡
(10)地下開挖及隧道
(11)擋土設施
(12)管線與箱涵
(13)地盤改良
(14)加勁土壤
離心模型的試驗設備及技術發展快速,製作符合現場應力條件及應力歷史的土層剖面來進行模型試驗;在離心飛行中,進行模型地盤詳盡的地盤調查(例如CPT) ;在有限的試驗空間中利用遙控機械手臂進行複雜施工程序的模擬(例如深開挖施工過程的模擬),並且進行精確的物理量量測是目前的潮流(諸如迷你感測器的研發、高速影像擷取系統、無接觸式量測技術(remote sensing)、試驗成果的視覺化輸出(Visualization))。圖8-a 及8-b為沉箱碼頭離心模型試驗的成果,利用動畫來說明背填土孔隙水壓力的變化與碼頭震動的關係,這兩個圖可以增加對沉箱與背填土互制情形的了解。由於上述技術都是在高g情況下進行,較進行傳統1g情況下的試驗技術,更需要整合自動控制、機械專長及影像處理技術的人參與研發。

沉箱震動時ru的變化情形 ( a )

沉箱震動時ru的變化情形 ( b )

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