地表載重對擋土結構物造成之側向土壓力(III)

Abstract

本研究探討地表載重(surcharge)對擋土結構物造成之側向土壓力。擋土牆 除了需要承載土體重力造成的土壓力外，也須要抵抗地表載重造成之側向壓 力。已發表的研究結果顯示，土體所造成的主動土壓力可以用庫倫提出的塑 性理論進行估算，但是地表載重所造成之側向土壓力，卻與基礎的勁度與移 動型式有關，無法以簡單的極限平衡法求出。例如在重力式擋土牆完工後， 擋土牆受側向壓力推擠可能發生水平方向的滑移，牆後的回填土受重力作用 順勢下滑形成主動土楔，在已達成塑性破壞的主動土楔上方施加地表載重， 顯然不宜以彈性理論直接疊加在塑性土體之上。在各種基礎勁度不同、位移 型式差異很大的情況下，地表載重對擋土牆所造成的側向土壓力應該如何計 算，為一值得深入探討之問題。本研究計畫將利用交通大學基礎模型實驗室 之移動式模型擋土牆，以試驗方法探討地表載重於已達主動狀態擋土牆造成 之土壓力。本研究計劃在現有之反力架下方裝設由氣壓缸、荷重計及條形基 礎所組成荷重加壓系統，模型試驗將採用氣乾的渥太華砂為回填土。本研究 將砂分層填入回填土槽，再以荷重加載系統在地表加壓，同時量測擋土牆面 的土壓力大小及分佈。本研究主要控制參數包含：地表荷重的強度、地表載 重與牆面之水平距離、基腳勁度(剛性或柔性)、及回填砂相對密度之影響。傳 統之經驗方法傾向高估地表載重造成之側向土壓力，經由本研究將可深入瞭 解地表載重對擋土結構物所造成之側向壓力的分佈大小，有助於達成更安 全、更合理的擋土牆結構物設計。