水泥改良土之力學行為

Abstract

台北捷運工程之地下車站施工，可能因開挖造成連續壁變位，引起鄰近 地盤之下陷；若地盤未事前予以處理，潛盾機工作井之鏡面鑿除時，可能 發生土壤及地下水湧入工作井之問題，上述問題可藉高壓噴射灌漿工法( Jet Grouting Method) 或深層攪拌工法(Deep Mixing Method)等，改良 軟弱地盤之力學行為，加以克服。本研究採取台北捷運南港線CN254 標東 工作井內之砂質土及粘性土，於實驗室內以不同水泥配比攪拌，在固化養 護 7天、28天、56天後鑽取圓柱試體，以下述三種方法探討改良土之力學 參數。(1) 單軸抗壓試驗(Uniaxial compression test) ：求得改良土之 單壓強度、彈性模數、剪力模數、柏松比及破壞應變。(2) 巴西試驗( Brazilian test)：求得改良土之張力強度。 (3)超音波試驗( Ultrasonic test) ：求得改良土之壓力波速、剪力波速及動態彈性模數 基於上述各項試驗之結果，本研究獲得下列各項結論： 1.改良土的單壓 強度、彈性模數、剪力模數、張力強度、壓力波速及剪力波速，皆隨養護 時間增長而增加。若養護時間相同，上述各項工程性質隨改良土之土灰比 增大而減小 2.試體養護 7天之單壓強度為28天強度之46% 至63% ，養 護56天之單壓強度為28天強度之112%至120%，養護28天至56天，qu增加有 限。 3.由本研究單壓試驗之結果可知，單壓強度與彈性模數有如下關係 ：對SM改良土 Et50＝150∼400qu對CL改良土 Et50＝150∼350qu此 結論與JSG協會所建議之E＝100∼300qu範圍相差不遠。 4.改良土之柏松 比約介於0.12∼0.27，乃介於原土壤之柏松比(0.3∼0.4)與混凝土之柏松 比值(0.1∼0.2)之間。 5.改良土以巴西試驗所求得之張力強度之結果均 落於JSG 協會所建議之範圍：σt,B=1/5至1/10•qu。 6.由超音波試驗及 單壓試驗結果，本研究發現改良土壓力波速與其單壓強度有如下關係：對 SM改良土 qu=736 •exp(0.00097 Vp)對CL改良土 qu=802 • exp(0.0011 Vp)（Vp之單位為m/s，qu之單位為kN/m） 7.改良土之動態彈 性模數(Ed)大於其靜態彈性模數Et50，二者之經驗關係為Et50=Ed/5∼ Ed/2。