地盘改良（groundimprovement）

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1、地盤改良(GroundImprovement)土壤改良(SoilModification)為了順利討論，請先復習土壤力學BlockDiagram。土壤夯實土壤夯實曲線零空氣孔隙曲線(ZeroAirVoidsCurve)因夯實過程中，土壤孔隙裡原先含的空氣不可能被完全趕出，所以不會有點位於零空氣孔隙曲線之上。標準夯實試驗(StandardProctorCompactionTest)ASTMD698過程中土壤重量含水比不變，乾密度逐漸增加。英制公制夯錘重5.5lb2.5kg落距12"30.48cm每層夯擊數2525實層數33夯模體積1/30cu.ft94

2、3.9cm3單位體積夯實能量12,375ft-lb/ft3593.96m-kN/m3改良夯實試驗(ModifiedProctorCompactionTest)ASTMD1557因二次戰後，大形機具出現，其重量大，夯實能力高。因此，必須將試驗土壤的夯實能量提高。英制公制夯錘重10lb4.54kg落距18"45.72cm每層夯擊數2525實層數55夯模體積1/30cu.ft943.9cm3單位體積夯實能量56,250ft-lb/ft32699.8m-kN/m3夯實能量高使得最大乾密度變高，最適含水比下降。ModifiedProctorZeroAirVoi

3、dsCurveγdStandardProctorw%記住最佳含水比只是單純地針對乾密度而言，對其它性質來說，在此含水比不一定最佳。此外，它不是一個土壤性質或具唯一性的土壤特徵，而是取決於夯實能量。「最佳含水比線」(LineofOptimums)指不同夯實能量的夯實曲線的最佳含水比連線，大致與ZAV曲線平行。ZeroAirVoidsCurveSr=100%γd50%70%80%LineofOptmumsw%夯實曲線的形狀之由來ZeroAirVoidsCurveAγdB(1)(2)Cw%圖中(2)代表的溼側：空氣空氣空氣水水水固體顆粒固體顆粒固體顆粒AB

4、C隨著飽和度的升高，水份的增加只會暫據更多的體積，無法使乾密度變大。圖中(1)乾側則有幾個不同理論解釋。(a)Lambe的潤滑理論土壤顆粒因為電荷吸引結合在一起，水因其電偶極高的特性，被當成潤滑劑，使得顆力間吸引力變小，得以互相位移，壓緊，使乾密度變小。但是，曾以無極性有機液體作夯實試驗，所得結果與用水相同，證明此理論有誤。(b)有效應力理論Sr=100%時σ'=σ−uSr<100%時σ'=−σχu1Χ00Sr100%ZeroAirVoidsCurve(1)γd(2)w%水FF12uu12(1)(2)由凹面的曲率判斷，u2

5、。(1)較易動，(2)較不易動。(c)結塊理論(ClodTheory)(Olsen)含水比低時，土壤間結塊的體積較大；含水比升高，則結塊體積逐漸減小。結塊大時，塊體本身也較乾硬，而塊與塊間的大空隙不易被擠壓，所以乾密度也無法提高。當含水比較高時，結塊較小，塊體也較軟，塊與塊間的空隙較易因夯實而擠壓。但結塊本身的大小與軟硬，仍必須靠其它理論加以解釋。實驗室內的夯實試驗為了要：(i)製作試體供其它性質試驗之用(ii)施工品質控制實驗室內的夯實試驗種類(i)衝擊式(Impact)(ii)揉壓式(Kneading-Remolded)(iii)靜壓式(Stat

6、ic-Piston)(iv)振動式(Vibratory-Vibrator)(i)衝擊式(Impact)I.標準夯實(StandardProctor,ASTMD698,AASHTOT99)ASTMD698中有A,B,C,D四種方法。4"模與6"模。II.改良夯實(ModifiedProctor,ASTMD1557,AASHTOT180)模的直徑應最少是最大顆粒粒徑的4-6倍。若在土樣中有較大石塊，通常會將之剔除後再做夯實試驗；雖然這樣做並不合理。一旦土樣中的級配改變，其夯實特性一定也隨之改變。工程師應尋求更合理的方法。又例如：在建造土石壩石，碎石部份根

7、本沒有人在乎乾密度。(ii)揉壓式(Kneading-Remolded)揉壓足的形狀幾乎完全用於黏土的夯壓，可將之完全重塑。控制變因：-足的大小與形狀-足上之力-力的施加時間長短(Duration)-每層夯壓次數-夯壓層數規範：(1)ASTMD1561CaliforniaKneadingCompactorforBituminousandSoil(2)HarvardMiniatureTest(Casagrande)(iii)靜壓式(Static-Piston)Piston控制變因：-夯壓應力(約相當於夯壓機具之胎壓)-夯壓層數-應力施加時間長短其結果是

8、各種夯實試驗中，一致性最高的。(iv)振動式(Vibratory-Vibrator)ASTMD2049振動塊