作者

黃俊鴻

摘要

921集集地震在台灣中部發生廣泛的土壤液化災情，引起工程界與學界的高度重視，於震後，隨即展開調查研究，也有初步的研究成果發表，使各界更為瞭解土壤液化問題。後續更有國科會之大力支持，與及大地工程界的學術精英投入，將使得台灣處理土壤液化問題技術水準的提升，指日可待。值此土壤液化研究熱潮，希望本期之土壤液化專輯內容，能對此領域有綿薄之助益。
本期內容共計六篇，首篇是「以離心模型的震動台試驗探討沉箱碼頭的側向擴展」，是由中央大學土木系李崇正教授與吳秉儒及熊大綱先生執筆，主要係以李教授在美國RPI所進行之離心模型的震動台試驗結果與阪神地震中港島及六甲島與集集地震之台中港破壞案例，探討液化引致沉箱碼頭外移所導致之地盤側向擴展現象，可使讀者對此類型之破壞機制有更深入的瞭解。第二篇「炸震夯實技術與成效檢討」，係由台灣大學鄭富書教授與中華顧問工程司趙基勝、陳福勝與何泰源三位先生共同執筆，主要介紹炸震夯實技術之各項要點，發表了炸震夯實之室內模型試驗及國內首例之現場試驗結果，並對炸震夯實的成效進行了檢討，為相當具有工程實務價值之文章。第三篇「高雄都會區土壤液化潛能微分區」，為成功大學土木系陳景文主任與林宏翰先生所執筆，該文利用高雄市約300孔鑽孔資料，應用數種簡易經驗法對高雄都會區之土壤進行液化潛能微分區，微分區之結果可供都市開發規劃之參考。第四篇「土壤液化之機率分析法」，係由淡江大學營建系黃富國教授與台灣大學陳正興教授所共同執筆，主要係以蒙地卡羅模擬法產生與台灣地區地震危害度相符之地表運動參數，以評估土壤發生液化之年超越機率，研究結果可應用於液化損害之風險評估。第五篇「或然率法評估液化潛能之評價」，原文為美國Clemson大學土木系莊長賢教授所撰，由海洋大學河海工程系林三賢教授翻譯，該文對應用於土壤液化潛能評估之現有各種或然率方法進行評價，研究顯示貝氏法比邏輯迴歸法得到較保守之結果。第六篇「液化地盤中樁基礎之耐震設計」，由中央大學土木系黃俊鴻副教授所執筆，主要介紹液化地盤中樁基礎之耐震設計觀念，包括液化土模數與強度之折減、地盤流動變位對基樁的影響以及樁、液化土與結構物之互制行為，可供工程師作樁基礎耐震設計之參考。
處理土壤液化問題是一門大地工程的藝術。幾十年來，隨著相關研究知識的增長，又產生更多值得思考與有趣的研究課題，瞭解越深入，就越知道所學之不足。集集地震後，是研究土壤液化之大好契機，希望能有更多研究生力軍投入此一學門，提高此一領域之藝術層次，為地工技術作出貢獻。

作者

陳振川

摘要

帶著廿世紀營建產業之低迷氣氛，進入更具挑戰之廿一世紀，如何尋求突破發展是工程界所共同關心。回顧廿世紀，台灣在十大建設與六年國建兩波大型建設推動下，經濟據以發展成長，工程專業能力與經驗亦藉工程建設推動得以累積，也帶給國人生活品質之提升。同樣的在過去四十年之國家建設，其對國土環境之影響大於台灣上千年歷史之總合。以台灣西部為例，一項項之開發案已使西部海岸面貌改觀，工程師們負責的便是去開發一座座的電廠、港口與工業區等。這些一個比一個個規模更大之開發案，展現更多「人定勝天」之權慾力量，也難免令人擔憂我們這一代的人是否過度濫用了環境資源、近些年來，在此人口密集而資源有限之空間島國，土石流問題、西部地層下陷問題、砂石過度開採危及橋梁安全問題、土壤與地下水污染問題，皆已超過我們專業之控制，令人擔憂。我們的工程建設品質是否己達美、日、歐先進國家之水準或讓國人滿意？若從工程細緻性、創意性與景觀環境之結合，或從環安、效率、品質、介面整合管理等，我們絕對還有提升水準之空間。
工程師們在政策指引下擔負建設重責大任，各項基層建設之發展在台灣傲人之經濟奇蹟發展有不可抹滅之貢獻。然而，即將進入WTO，我們應檢討思考營建業是否做好了準備以迎接廿一世紀國際化之競爭挑戰？在台灣營建研究院對營造業所作之問卷調查顯示近七成對進入WTO後之可能情況尚未做好應變準備，而有高達六成五業者對營造業發展缺乏信心。面對營建產業之不景氣，我們也應思考因應發展之道。四十年來，我們是否已培養幾家具國際競爭力之營造廠？很明顯，在營建產業政策不明下，營造廠大的變小，小的變多，在惡劣低價搶標競爭下，祇求生存不求發展。在國際競爭上，不僅要好，還要最好；不僅要能，還要最專業，要能達到國際一流，營造廠要有相當企業規模才可不斷透過研發創新與培訓人才，來提升其競爭力。
其實，主要之九成以上建設經費均是營造廠所掌握執行，營造廠也是真正在前線作戰之部隊。工程技術顧問、專業技師、學校培育人才與研究發展等均是後勤支援部隊。祇要有好的營造廠，業主就可放心，工程品質自然可確保。但是國內營造廠通常是在監造單位與業主層層監督下，照圖施工，缺乏成長發展空間，在現在檢調單位以重大工程為肅貪弊案調查目標下，監造單位與業主更怕「圖利他人」，新工法新材料應用無門，營造廠更要自求多福。在此種情況下，造成推動工程建設之困難，營造廠要提升競爭力更形不易。缺乏國際級優良廠商，也別盼望擁有國際一級之工程建設品質。因此，台灣若明確需要具國際競爭力之大型營造廠（或中型之專業營造廠），政府應有明確產業政策引導與執行，假的公平造成台灣擁有一萬一千家中小型營造廠，但卻失去工程產業國際競爭力，反而貽害國家建設品質與營建產業發展。
過去，優秀工程人才競相進入工程顧問公司，形成人才在顧問公司強而營造廠弱之情況，工程顧問公司規模太大，除非具有國際競爭力，主要業務能以國際為市場，否則在台灣市場限制下，其規模勢必調整。而政府工務單位應著重政策法規制定執行，產業輔導管理與工程規劃，精減工程執行人力。政府祇是管理與服務之機關，惟有厚植專業技術於民間營造廠與工程顧問公司才可能跨出台灣或在台灣本土與國際廠商競爭工程建設市場。
廿一世紀是一個知識經濟時代，也是一個全球化之時代，已從過去以資源為基礎之經濟轉型朝以知識為基礎之新經濟體系。營建產業要發展也要透過知識、技術之創造、擴散與應用來達到提升專業能力，並經由必要之規模擴大、合併、與國際廠商結盟來強化組織與競爭力。面對新世紀挑戰，政府工務組織體系要先現代化，政府做事要有國際觀、前瞻性，更要有執行魄力，並能以輔導協助營建產業發展為重要施政目標。新世紀，讓我們以積極行動共同關心與參與，督促政府提出振興營建產業之政策，爭取產業生存發展空間，提升專業能力強化競爭力，並改善既有國土環境問題。

英文篇名

LATERAL SPREADING TRIGGERED BY QUAY WALL MOVEMENTS USING CENTRIFUGE SHAKING TABLE TESTS

作者

李崇正、吳秉儒、熊大綱

關鍵字

側向擴展、液化、沉箱碼頭、離心模型的震動台試驗

摘要

本文主要探討液化引致沉箱碼頭移出導致的地盤側向擴展現象。首先歸納阪神淡路大震中港島及六角島與集集大震後台中港的破壞災象及型態。然後利用裝置於離心機掛台上的震動台，進行沉箱碼頭的離心模型震動試驗，將模型試驗所呈現的破壞型態與現場的破壞案例比較，並討論碼頭側滑引起的地盤側向擴展的破壞機制。

英文摘要

The phenomena of liquefaction–induced lateral spreading of saturated cohesionless soils triggered by movements of caisson type quay walls are studied. First of all, the patterns of ground failure at the Taichung Habor in Taiwan, and Port Island and Rokko Island in Japan were investigated in detail. Then, a series of centrifuge shaking table tests were carried out to study both the deformation characteristics of backfills and the response of caisson type quay walls during liquefaction induced by strong earthquakes. A comparison of test results and observed field ground failure is made and the possible mechanisms of lateral spreading triggered by quay wall movements are discussed.

英文篇名

USE OF BLASTING DENSIFICATION METHOD IN COMPACTING SANDY SOILS

作者

鄭富書、余昌學、趙基盛、陳福勝、何泰源

關鍵字

地盤改良、炸震夯實法、砂土

摘要

軟弱土層之各種改良方法中，炸震夯實法係藉由引爆深埋土中之炸藥、造成大規模之土壤液化，隨後土壤顆粒由於自重而重新堆置，形成緊密之結構而達改良之目的。因此，對於深層、大範圍之砂性土壤改良作業而言，本法之施作速度快、毋需特殊器具，可供工程界作為夯實方法之新選擇。
本文就炸震夯實之發展歷史、基本原理與作用機制、夯實成效影響因素與工程設計實務作一系統性介紹。此外，室內模型試驗探討土壤變形組態與全尺度之現地試驗結果亦列於本文中。試驗結果發現，在乾燥土層中開炸後，炸源周圍土體形成之空洞陷落，造成地表沉陷；若於不飽和土體中開炸，炸後空洞維持不崩坍。現地試驗結果顯示，此法之成果顯著，造成地表達85公分之沉陷，且SPT及CPT貫入阻抗亦提昇；改良深度達全鑽孔深度，約20公尺左右。同時，實驗結果亦顯示開炸形態與炸藥引爆方式對炸後孔隙水壓分佈及是否引起大規模之土壤液化有關而影響夯實成效甚鉅。

英文摘要

Among the methods for improving the strength of weak soils, Blasting Densification method (BDM) is characterized with fastness in constructional time and low-cost, compared to other methods. As BDM is conducted by detonating explosives in a borehole, this method enables efficient compaction of sandy soil in a great depth or any depths desired.
The historical development of BDM, the mechanism and the design concepts of BDM are presented with focus on elucidating the key factors influencing the effectiveness of compaction. Meanwhile, model tests conducted in laboratory and full-scaled in-situ tests have been conducted to further identify the deformation of the soil body after the blasting and to access the validity of adopting BDM in Taiwan. Model test results indicate that a cavity was formed at the moment of explosion, followed by collapsing of the cavity, provided sufficient overburden exists. Field test results reveal that the layout of the blasting sequence and detonation delay play an important role in inducing liquefaction of the loose stratum, which in turn results in a more compacted structure of particles and thus improves the strength of the soil.

英文篇名

PROBABILISTIC ANALYSIS FOR EARTHQUAKE-INDUCED SOIL LIQUEFACTION

作者

黃富國、陳正興

關鍵字

土壤液化、蒙地卡羅模擬法、地震危害度分析、液化風險分析

摘要

工程上慣常使用之土壤液化(soil liquefaction)潛能評估法，係直接利用地震危害度分析所得之硬地盤最大地表加速度PGA值，及工址可能發生之最大地震規模Mu作分析，其結果往往過於保守，對於液化發生之機率未作評估。本研究利用蒙地卡羅模擬法(Monte Carlo simulation)產生與台灣地區地震危害度相符(hazard consistent)之地表運動參數，並據以評估地盤發生土壤液化損害之年超越機率，此法不僅能充分且合理地反映震區特性對工址可能產生的影響，更能直接評估土層液化之損害風險，其結果可提供大地工程規劃、設計及決策時風險管理之參考。

英文摘要

In engineering practices, the potential of soil liquefaction during earthquakes is evaluated based on the maximum ground acceleration and the largest magnitude of earthquake of the site. The results obtained are usually over-conservative due to the lack of probability basis. In this paper, a method based on the probabilities of earthquake occurrence and liquefaction occurrence is proposed. A large number of earthquake data, which are consistent with the hazard curve of Taiwan area, are generated by using the method of Monte Carlo simulation. Based on that, the risk of liquefaction damage of a typical soil profile is evaluated using several liquefaction-assessment models. The results thus obtained give the risk-based liquefaction potential which is consistent with the seismic hazard of the site.

英文篇名

MICROZONATION OF SOIL LIQUEFACTION POTENTIAL FOR KAOHSIUNG METROPOLITIAN AREA

作者

陳景文、林宏翰

關鍵字

液化潛能微分區、液化評估、高雄都會區

摘要

為建立高雄都會區之土壤液化潛能微分區圖，本文採用交通部震區劃分圖建議值與加速度建議值，配合數種簡易經驗法進行土層液化潛能評估，評估各鑽孔各深度點位之安全係數，且為了瞭解對地表可造成之災害，另再以Iwasaki深度加權法評估，以建立高雄都會區液化潛能微分區圖。經評估結果顯示，任一種簡單經驗評估法所得結果為高雄都會區沿海地帶、市中心部分地區、左營蓮池潭附近及楠梓區北面液化潛能指數相對較高。

英文摘要

Several simplified empirical methods were used to evaluate the liquefaction potential of Kaohsiung area. Microzonation map of liquefaction potential is constructed base on the liquefaction potential index proposed by Iwasaki. The result obtained from any empirical methods shows that the liquefaction potential in nearshore district of Kaohsiung, certain areas in downtown and Lotus Pond in Tsoying district are higher than the other in-land districts.

英文篇名

SEISMIC DESIGN OF PILE FOUNDATION IN A LIQUEFIED GROUND

作者

黃俊鴻

關鍵字

土壤液化、地盤流動、基樁、地盤變位

摘要

本文簡要介紹液化地盤中樁基礎之耐震設計觀念，包括液化土模數與強度之折減、地盤流動變位對基樁之影響以及樁、液化土與結構物之互制行為。此外，也介紹了兩種考慮地盤流動對基樁影響的擬靜態分析模式，並建議一種能考慮樁、液化土與結構物互制行為之簡單一維有限元素分析模式，供各界參考。

英文摘要

This paper gives a brief introduction to the concept of seismic design of pile foundation in a liquefied ground. The concept includes the considerations of modulus and strength reductions of liquefied soil, the effect of liquefaction-induced ground displacement on the pile, and the interactive behavior among pile, liquefied soil and superstructure. Two pseudo-static design methods are introduced to compute the kinematic force from liquefaction-induced ground displacement on the pile. A simple one dimensional finite element model is also proposed to model the interactions among pile, liquefied soil and superstructure.

英文篇名

ASSESSING PROBABILISTIC METHODS FOR LIQUEFACTION POTENTIAL EVALUATION

作者

莊長賢、林三賢 (譯)

關鍵字

液化、或然率、邏輯回歸、貝氏映射函數

摘要

本文旨在評價現有或然率方法用以評估液化之潛能。強調的重點為比較以四種不同方法得出之液化或然率。其中兩種方法為以SPT為根據，另外兩方法則為採CPT。SPT-或CPT-為依據之評估，邏輯回歸及貝氏方法則用於映射安全係數至液化或然率。此研究顯示貝氏方法比邏輯回歸法得到較保守的結果。以危害度為基準的液化潛在性評估方法則於文中討論。

英文摘要

This paper presents an assessment of existing probabilistic methods for liquefaction potential evaluation. Emphasis is placed on comparison of probabilities of liquefaction calculated with four different methods. Two of these methods are based on SPT, and the other two are based on CPT. In both SPT- and CPT-based evaluation, logistic regression and Bayesian techniques are applied to map factor of safety to probability of liquefaction. The present study shows that the Bayesian approach yields more conservative results than does the logistic regression approach, although results from the two approaches are quite comparable. Discussion of the procedure for risk-based liquefaction potential evaluation is also presented.

作者

劉泉枝、胡邵敏、歐章煜

摘要

作者

高秋振

摘要

作者

潘國樑

摘要

作者

江健仲

摘要

作者

林三賢

摘要

作者

李大振

摘要