长大隧道之自然通风应用及节能减碳(英文)

节能减碳为现代隧道营运管理之重要课题,对于长大隧道而言又更加凸显其重要性。而自然通风的应用,可说是针对节能减碳值得被重新考虑的选项。本研究建立了数值模式,可用于隧道自然通风与机械通风之模拟。相较于铁路通风,公路通风之活塞效应较不明显,自然通风与机械通风之整合可应用于长大隧道之通风设计。本研究建立之数值模式将通风系统简化为通风网络来分析,配合现地量测来取得参数及律定,建立之数值模式可用于不同季节条件、以及火灾等不同紧急状况之通风分析。针对台湾某长大隧道之案例分析,结果显示自然通风可提供至少10%之通风需求。如能更有效地将自然通风整合于长大隧道之通风设计,不但能达到长期节能减碳目的,也可一并应用于常时通风及紧急通风。

曲线管推进工程推进力之理论分析

管推进施工中管材会受到各种外力的作用,其中最重要的外力为千斤顶的推进力。推进力需求可由推进遭遇的阻力来估算,而推进阻力的主要来源包括切削面盘阻力及管壁产生的摩擦力。管材可能会因推进力过大而产生破坏,使得推进工作产生困难或中断,所以推进力的控制及推估显得格外重要。曲线管推进的推进力因为机制较复杂,推估不易且理论研究也较少。本研究之目的是运用静力平衡的理论,推导出曲线管推进之推进力公式。本研究除了对推进力理论公式进行相关验证,并将理论计算之推进力与其他经验公式以类似现场案例进行比较分析。依据理论公式与经验公式的差异性,评估合理的理论公式修正因数,并探讨理论公式的适用条件。

管推進工程之物理模型試驗與數值分析

以物理模型試驗及三維數值分析進行管推進工程研究,試驗方面以管推進物理模型試驗機模擬開挖面支撐壓力過大或不足對地表穩定性的影響,並於推進過程監測地表變位及土壓力變化;數值方面先以有限元素法程式ABAQUS模擬物理模型試驗之行為,將數值分析與模型試驗結果相互驗證,以檢討數值分析依據之Leca(1990年)淺屑隧道開挖面穩定理論及土壤組成律ExtendedDrucker-PragerModels。驗證完成後,進一步以數值方法模擬現埸破除鏡面常發生之土體坍落行為及探求其鬆動範圍。

管推进工程管线与土壤互制行为之分析研究

本研究主要是针对非明挖工法中之管推进工法,以有限元素法来仿真分析管推进工程中的相关问题,并且加入了管材与土体表面之间的接触性质来探讨管推进工程中管材与土体的互制行为。本次数值分析包含了物理模型试验与曲线推进工程等两种数值分析模型。在物理模型的数值分析中,考虑开挖面超挖与挤压的两种状况,并且与实验量测数据做比较。而在曲线推进的数值分析中,则建立一般土层中在外侧土体地盘改良前后的两种情况来互相比较,观察改良前后推进过程中观察土体的应力分布情况和地表沉陷量变化,期能将结果回馈到真实的工程设计之上。