土木工程学系

1、.：.；土木工程學系計畫名稱：“台灣東部港灣預警系統之應用研讨-港外波浪動態特性研讨者：張憲國經費來源：交通部運輸研讨所港灣技術研讨中心關鍵詞：類神經網路；波浪推算；颱風波浪影響颱風波浪的要素相當複雜，除了颱風規模以及路徑外由地理環境呵斥波浪的改變更是不可乎略，而且影響颱風波浪的因子彼此間呈現非線性的關係，假设以普通的回歸方法難以描画或重現颱風波浪。本計劃利用花蓮港外海測站波浪資料以及中央氣象局發佈的颱風氣象資料配合類神經網路建構一個該測站的颱風波浪推算方式，藉以提供該測站鄰近海域的颱風波浪警示或對該測站提供資料的補遺及校對，研讨結果顯示此方式在訓練資料足夠時將有良好的推算才干。C89151

2、(88.12.01-89.11.30)-計畫名稱：海岸工法之新技術研發研讨者：張憲國經費來源：經濟部水資源局關鍵詞：工法；親水性；生態；水理由於傳統之海岸結構物沒有考慮到環境景觀等需求，呵斥生態環境改變、海域水質惡化、舒適空間破壞。因此，各種先進工法除了平安性功能之外，尚應注重生態、景觀及親水性的功能。本計劃目的在於搜集國內外有關各項新式海岸結構物資料，做系統分類整理，從環境相容性、親水性及防潮禦浪三方面來簡述其設計理念，並學習及瞭解國外的先進的海岸工法設計概念，以做為台灣未來海岸保護工法的技術參考。A89013 (88.07.01-89.12.31)-計畫名稱：大台北地區之工程剩餘土石方填海

3、造陸計畫水工模型試驗研讨者：張憲國經費來源：中華顧問工程司關鍵詞：水工模型；水理特性；地形變化本計畫主要研讨淡水港遠期計畫以南至林口灰塘間之海岸地因建堤所遭到之侵蝕能否在容許範圍之內，以及防波堤佈置能否影響附近海岸地形變遷。採用水工模型試驗作為實體現況之模擬。斷面的模型測試，包括堤體受波浪作用後的位移量、波浪反射率、越波量及堤趾沖刷等水理及漂沙項目，以瞭解防波堤能否能有效阻擋波浪作用及堤體的平安性。C89012 (88.07.0189.12.31)-計畫名稱：平行計算於地下水序率最正确規劃方式之應用(III)研讨者：張良正經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：遺傳演算法；地下水；可微分動態規劃

4、本研讨本年度利用動態控制理論與遺傳演算法來考慮地下水之污染整治方式，其目標函數包含鑿井本钱與營運本钱。由於水井之鑿井本钱為一離散型態，因此梯度型(gradient-base)之演算法普通皆不容易處理，而遺傳演算法因可利用二進位編碼的方式來處理水井之鑿井本钱，故本研讨利用遺傳演算法來決定最正确之水井位置與數量，在遺傳演算法中每一條基因即代表一組能够設井之位置與數量。當水井之位置與數量決定後，即可採用動態控制理論來求得此組基因對應之操作本钱，而水位與每一水井之抽水量即為動態控制理論之決定變數。根據本研讨之結果，水井之設置本钱對於地下水之污染整治具有很大的影響，因此應將水井之設置本钱整合於地下水之污

5、染整治方式中，且本研讨所提出之方法亦具有空間蒐尋最正确井位之特性，此點有別於過去之研讨結果。NSC89-2211-E009-03989N142-計畫名稱：纖維貼片補強混凝土版貫穿剪力行為(II)研讨者：陳誠直經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：纖維貼片補強；鋼筋混凝土版；貫穿剪力強度在鋼筋混凝土版結構中，貫穿剪力破壞是一種很重要的破壞方式，一但貫穿剪力強度缺乏，鋼筋混凝土版會產生毫無預警性的忽然破壞。對於鋼筋混凝土版的貫穿剪力強度評估，國內外已有非常多的研讨資料，但對補強結構物貫穿剪力強度之評估，國內外皆缺乏這方面的研讨資料。在另一方面，运用連續纖維複合资料補強材(Fiber Reinfor

6、ced Plastic，簡稱FRP)用以補強混凝土結構梁、柱已有相當多的試驗結果，並證實其補強結構物的優越性能。本研讨計畫擬以鋼筋混凝土版的貫穿剪力強度公式為基礎，考慮纖維貼片之高拉力強度與補強機制，並以試驗加以驗證及補充理論分析之缺乏，推導出一套適合貼片補強之鋼筋混凝土版的貫穿剪力強度預測公式。本研讨之試驗部份擬製作24組鋼筋混凝土版試體，試體參數包括纖纖貼片之種類與層數、拉力鋼筋比，其中八組試體是运用不同拉力鋼筋比但不貼FRP貼片的對照組，混凝土強度採用14MPa強度較弱的混凝土，以模擬版需求補強之情況。运用位移控制對版上的柱頭加載軸向力以模擬版受柱之貫穿剪力作用時受力情況，求得受貫穿剪力

7、作用時力與位移之關係曲線，以得到不同拉力鋼筋比下FRP貼片層數對貫穿剪力強度及變形的影響，並驗證理論推導公式之可靠性，作為日後混凝土版以FRP補強之參考。NSC89-2211-E009-01689N247-計畫名稱：鋼骨鋼筋混凝土梁柱及接頭結構行為研讨研讨者：陳誠直經費來源：內政部建築研讨所關鍵詞：鋼骨鋼筋混凝土；非對稱斷面；梁柱；韌性由於台灣土地面積狹小，經濟活動頻仍，為解決居住的問題及因應國家之長期發展，高層建築被廣泛运用，加上台灣位於環太平洋地震帶，因此高層建築的耐震才干也顯得相當的重要。鋼骨鋼筋混凝土構件兼具了鋼筋混凝土及鋼骨的優點，當接受強震時，鋼骨部份呈現極佳的非線性特性與韌性，鋼

8、筋混凝土部份則提供了較佳的勁度，因此，在國內的高層建築中，SRC結構便日漸地遭到重視及採用。但國內現行的建築技術規則對於SRC結構的設計並沒有太多相關的條文規定，設計者僅能採用國外的規範，但是國內外在設計上的考量並不盡然一样，再加上國內的外乡性實驗亦較少，在SRC結構的實驗數據上較為缺乏，因此建立一套國內外乡性的實驗數據便顯得格外重要，以提供適合國內运用之SRC結構設計方法，以確保此類結構的平安。本研讨擬以實驗的方式為主，探討非對稱斷面SRC梁柱之反覆荷重試驗，用以探討SRC構造中非對稱斷面對梁柱韌性與極限強度之影響。實驗所得資料也將用來與理論分析結果做比較，以研討各種強度計算法的差異，並將結

9、果整理，以提供日後國內研擬SRC設計規範時之參考。C89088 (88.10.1-89.9.30)-計畫名稱：應用於WVR高速鐵路沿線高程測量之研讨研讨者：陳春盛經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：全球定位系統；對流層延遲；水氣微波輻射儀在眾多影響GPS的相對定位誤差之要素中，有些可利用差分方式來消除或減低，有些可用方式來做有效的修正，有些可透過率定而得知；惟獨對於對流層延遲的誤差最難以有效的消除；目前在對流層延遲的解決方法中，最常見到的乃是利用數學方式來做修正，但其在GPS高程所達到之精度約在數公分至數十公分，此精度對於某些物理大地方面的應用仍嫌缺乏,因此另外找尋方法來改善GPS高程精度乃

10、為GPS測量中之重要課題。近年來國外有利用水氣微波輻射儀Water Vapor Radiometer; WVR直接觀察大氣對流層的資料，進而導入GPS高程計算中，可提高GPS高程之精度甚多；故本計畫擬以應用WVR測得之大氣對流層資料，配合本國中央氣象局探空氣球radiosonde sounding資料對GPS高程精度做一研讨。並與上述逤所提及，以大氣數學方式所獲得之GPS高程精度作比較，以期更進一步提高GPS高程之精度。NSC89-2211-E009-04089N260-計畫名稱：高精度GPS高程應用於高速鐵路沿線高程測量之研讨研讨者：陳春盛經費來源：內政部高速鐵路局關鍵詞：GPS高程高速鐵路

11、沿線之高程精度與整個工程品質具有亲密之關係，平坦路段以精细水準測量進行高程之觀測，技術上及精度上均可勝任，但地形複雜高程變化較大之處，精细水準測量不易施測，在傳統上能够以三角高程之方式進行高程之量測，惟三角高程精度之好壞與能否進行氣象修正關係艰苦，而氣象修正又不易進行，基於上述缘由，本計畫擬以GPS衛星測量進行地形變化較大區域高程之量測。 本研讨的試驗區擬選擇沿高速鐵路地勢起伏較大的區域新竹-竹南段或竹南-月眉段，再進一步針對此試驗區挑選適當的點位為本計畫的試驗場。本計畫除了在試驗場各個點位上實施高精度GPS測量及一等直接水準測量外，吾人亦在這些點位上實施相對重力測量，並採用研讨軟體Berne

12、se 4.0以及商用軟體GPSurvey 2.3進行GPS觀測資料之解算，進而針對基線解算成果進行內部精度以及外部精度之探討，以期望能提升GPS相對定位之精度及可靠度。接著評估高精度GPS高程應用於高鐵沿線測量之作法，以及在特定的精度需求下，採用GPS高程測量取代傳統直接水準測量之可行性及適用性，並提供高精度GPS高程應用於高速鐵路沿線測量之建議。C89222 (89.04.20-90.04.20)-計畫名稱：利用敲擊回音法量測鋼筋混凝土版受高溫後之損害深度研讨者：鄭復平經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：火害；裂縫深度；波速；敲擊回音法本研讨探討鋼筋混凝土版在不同載重情況下，受火害後其外表

13、剝落、裂縫深度、強度與火害溫度、火害延時之關係。為了坚持結構之完好性及經濟考慮下，應用非破壞性檢測為主，輔以破壞性試驗，來決定鋼筋混凝土版火害後裂縫深度。本研讨選用在裂縫檢測已有相當成果的敲擊回音法。由於火害後鋼筋混凝土版所產生的裂縫多為垂直裂縫且待試體冷卻後其裂縫又會縮回變得很小，故無法以敲擊迴音法直接量測，所以改以量測敲擊迴音法波動在試體內之波速變化，配合鑽心取樣觀察之裂縫深度，找出波速變化與裂縫深度的關係趨勢。從試驗結果可以發現波速隨著裂縫深度的加大而遞減，且遞減速度也跟著深度添加而加大。混凝土版受高溫後其抗壓強度也可與波速成正比，因此可利用此方法測定結構物受火害後之平安性。NSC88-

14、2211-E-009-007-計畫名稱：建築工程連續壁單元分割知識歸納學習系統之研讨研讨者：曾仁杰經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：建築工程；連續壁；歸納學習；人工智慧；機械學習由於營建工程具有獨特的專一性與高度的複雜性，在規劃與決策的過程中，所需考慮的要素甚多，常因時因地而有不同的選擇，故往往需求仰賴經驗豐富的專家，才干勝任此項任务。但是，一位專家的培養須耗費無數的時間、金錢、人力與物力。透過經年累月專業任务之執行，專家才干累積許多寶貴的專業知識。就大部份的公司組織結構而言，這些專業知識只能分別存在個別專家身上，或散放於公司各處之文件當中，一旦專家離職或退休，其大部份的專業知識即隨之而去

15、。這不僅呵斥公司長期對於人員培訓的投資損失，也呵斥了新進人員於業務銜接上的困難。如此一來，不但無法達到經驗累積的效果，也違反公司永續經營的精神。目前以知識庫為中心建立的專家系統Knowledge-Based Expert System提供了一個解決這種問題的方法，並有某些具體的成就。但專家系統在知識擷取Knowledge Acquisition方面，普通都是由所謂的知識工程師Knowledge Engineer，透過問卷、訪談或觀察等方式，將專家的知識經由個人的詮釋再納入知識庫中。但這樣的知識擷取方式卻會呵斥缺點，如知識庫建構廢時曠日、系統沒有學習才干而必須花費額外的經費維護系統以適應知識的多

16、變性、知識能够被誤解、知識工程師難覓因其所具備的知識背景能够須橫跨土木、電腦、統計分析、談話學、心思學等各個領域等。因此，知識擷取已成為近年來專家系統發展的一個瓶頸，使專家系統在實際之运用上遭到一定的限制。有鑑於此，本研讨以人工智慧歸納學習Inductive Learning之技術取代知識工程師，進行知識擷取的任务，並命名為IKASInductive Knowledge Acquisition System。蒐集過去胜利的實際工程案例資料並存入系統中构成案例庫Case Base，再從中歸納推導出可供專家系統运用的知識法則。對知識工程師而言，本系統可以節省許多不斷與各領域專家訪談對話的時間。由於

17、系統具有學習才干，知識工程師在系統架構完成後，也不用經常性地檢核與更新知識庫內的知識法則，以確保系統的實用性。對領域專家而言，由於本系統所擷取的知識是可以馬上直接呈現在專家面前供其確認與修正，不須要再透過知識工程師的傳達，同時，領域專家可以在每次規劃新問題時，瀏覽並修正相關的知識法則，尤其對某些表達才干較差的專家來說，這樣的方式較具臨場感，更有助於確認知識的完好性與正確性。NSC89-2211-E-009-04689N265-計畫名稱：捷運系統建設中大地工程科技之應用研讨者：方永壽經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：現地監視；數值分析；沈陷；潛盾機；軟弱地盤；隧道在都會地區之軟弱土層內開挖潛

18、頓隧道常呵斥土層內應力改變，因此導致地盤之隆起或沈陷，也能够危及鄰近地下管線及建築物。中和地區因街道狹窄，故不得不採取上下疊架方式設計，與普通常用之平行隧道開挖頗不一样。潛盾機上下疊架開挖隧道引致之地盤沈陷資料與分析，在國內與國外均甚為少見。本研讨計畫將以數值方法模擬潛盾機隧道開挖，估算施工所呵斥之地盤沈陷量，並將分析結果與現地監視沈陷值、及經驗公式預估值相互比較，以充分瞭解上下疊架隧道施工對鄰近建物及地下管線之影響。研讨成果及累積之工程經驗，將可作為國人自行設計台北市、高雄市及台南市捷運系統之參考。NSC89-2211-E009-02389N254-計畫名稱：以實驗方法探討擋土牆移動型式及回

19、填土傾角對土壓力之影響V-臨界狀態觀念與被動土壓力研讨者：方永壽經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：臨界狀態；密度；膨脹；土壓力；方式試驗；檔土牆；砂傳統上，大地工程師採用Coulomb或Rankine理論估計作用於牆身之土壓力，但上述理論都基於不少假設，因此計算值與實際作用餘黨土牆的土壓力能够有一段差距。過去研讨甚少有學者專家探討回填土密度對被動土壓力的影響。Mackey and Kirk(1967)的方式試驗結果顯示，假设回填土為緊密狀態，實驗測得之輩動土壓力只需庫輪公式求出被動土壓值的一半。假设高估了被動土壓力，能够連帶高估檔土牆抗滑動與抗傾倒的平安係數，危急檔土牆之整體平安。於砂土的

20、直剪試驗中，鬆砂受剪時體積收縮，而緊砂受剪時體積先略微收縮然後膨脹，但當簡位移到達頗大量時，砂土是體皆達到穩定狀態，體積不再收縮或膨脹，即達成臨界孔隙比Critical void ratio。體積膨脹後的緊砂不再是緊砂，其強度自然隨之下降。傳統Coulomb及Rankine理論皆未考慮土壤受剪後的體積變化及強度改變。本研讨之模型試驗，將採用氣乾之渥太華砂Ottawa sand作為回填土。試驗時將以空中降落Air pluviation備製疏鬆Dr=30%、中等緊密Dr=60%及緊密Dr=80%之回填土。以模型試驗探討檔土牆後方破壞面上回填土達臨界狀態時之被動土壓力，並依據實驗結果建立考慮土壤膨脹

21、特性的被動土壓力理論。NSC89-2211-E009-03489N-計畫名稱：極軟弱岩石取樣與現地試驗技術之研發研讨者：黃安斌經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：軟弱岩石；鑽探取樣；現地試驗；側壓計試驗；透水性；應力應變關係台灣中北部麓山帶地區出露之地層如上新世之卓蘭層及上新-更新世之頭嵙山層常含極軟弱之砂岩層。這類砂岩層在地質年代上均屬於甚為年輕之地層，普通強度均在極軟弱至軟弱之範圍。對於離地表較淺或離開挖面不遠之砂岩層而言，容易因為風化作用或淋濾作用而產生资料逐漸弱化之行為。本計畫為整合性計畫極軟弱年輕砂、頁岩層之力學行為中的一個子計畫。本子計畫之目標在於1 設計及改良較適用於軟弱岩石之

22、取樣設備與方法，获得之岩樣將可供包含本計畫之各子計畫之實驗用；2 研發適用於軟弱岩石之現地試驗技術與其結果之解釋；和3配合其他子計畫中室內試驗之方法，建立一套決定軟弱岩石工程性質的系統與分析工具。計畫中將研讨运用高壓空氣與泡沫做為鑽探之介質和运用這些介質的最正确方法。現地試驗方面將從事透水試驗、剪力波速試驗、研發適用於軟岩的側壓計與一套多功能之現地試驗裝置。本三年計畫於1997年8月開始執行第一年之任务項目。本總計畫於新竹中華大學、台中大坑、與苗栗西湖分別設立試驗站；在中華大學运用泡沫鑽探取NX尺寸之岩樣、於大坑從事側壓計試驗並鑽取NX尺寸之岩樣做三軸試驗由子計畫二執行、現正在苗栗西湖鑽取HX

23、尺寸之岩樣、適用於軟岩的側壓計正在加工組裝之中。 本計畫書詳述計畫之背景、目的、現況與未來之規劃。NSC89-2211-E-009-036(89N)-計畫名稱：三度空間GPS衛星追蹤資料推求重力場研讨者： 黃金維經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：全球定位系統；衛星追蹤衛星；加速度；重力場本計畫將以GPS相位計算衛星之三度空間加速度，此加速度為地球引力場之梯度，利用梯度與球諧係數之關係，吾人將以最小二乘法解算球諧係數。再者，在衛星高度之重力擾動、垂線偏向亦可由加速度求得。本計畫將推求由此三量計算海平面重力異常及大地起伏之公式，且將运用TOPEX/POSEIDON上之實際GPS資料及中華三號之

24、GPS模擬GPS資料測試理論及公式。本研讨成果可應用於西元2002年昇空之GRACE及中華三號衛星任務之GPS資料分析。NSC89-2211-E009-04189N261-計畫名稱：黑潮上游海區海洋動力學實驗子計畫七：黑潮上游地區衛星測高觀測研讨者：黃金維經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：衛星；測高；黑潮；地轉流；漩渦；大地起伏本計畫將以TOPEX/POSEIDON (1992至今)，ERS-1(1991-1996)，ERS-2(1996至今)三種測高資料進行KUDEX海域觀測。之網格大地起伏將以least-squares collocation 方法算出，再配合海面高用以推求KUDEX之

25、dynamic topography，進而求得地轉流。假設一黑潮前緣之幾何方式，吾人將計算黑潮之主軸位置、最大流速、寬度及運通量。KUDEX海域之漩渦及黑潮入侵南海之方式亦將由流場結果粹取而得。上述各量將組成九年之時間序列，以小波分析其與ENSO之關係。NSC89-2611-M009-001-OP289N226-計畫名稱：一號、二號、三號衛星利用GPS作軌道測定之誤差研讨研讨者：黃金維經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：中華一號、二號、三號、全球定位系統、誤差、軌道本計畫將利用全球GPS追蹤站資料發展一全球誤差函數以為GPS差分修正用。此誤差函數考慮到GPS時錶誤差，星曆誤差及電離層誤差，可

26、用以修正中華一、二號GPS L1 導航解所求得之軌道。修正後之軌道可用一解析式自線性軌道理論推得再予以平滑及改善。在台灣附近，將用較密的亞洲GPS追蹤站資料求得一特殊誤差函數，且利用軌道短弧代表式修正一、二號GPS定軌結果。此差分修正法預期可將一、二號GPS定軌誤差降至5公尺或更小。三號衛星則將用幾何法以三號原始的GPS資料相位及碼進行定軌，預期可達一公尺的軌道精度。此幾何法將應用到一顆與三號衛星一样的衛星上。改善後的一、二號軌道將以台灣兩追蹤站提供的距離變化率及角度資料評估其精度。NSC89-NSPO(A)-PC-FA06-02-計畫名稱：公共工程BOT之理論與實務整合型研讨子計畫三：BOT

27、財務規劃與管理之研讨研讨者：黃玉霖經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：BOT計畫；財務規劃；財務評估；目標規劃；蒙地卡羅模擬由於BOT方式多應用於大型公共建設之開發，所需募集之資金相當龐大，在整體計畫的財務評估上亦顯繁雜，而此尤以財務風險評估為最。再者，以現行BOT財務規劃方法而言，多僅進行單純的財務運算，以此方式所能得到的相關資訊不僅量少且費時。假设上述任务能透過電腦的輔助，針對BOT整體財務評估建構一套完好且易於操作的分析系統，將有助於政府及民間機構對於BOT專案財務評估任务之進行。另，民間投資者多以計畫的投資報酬率或還本期來做為BOT計畫可行性的判斷工具，與政府機構採用的自償率断定有些

28、許的不同。為滿足不同运用者在BOT財務規劃上的需求，在系統之建構上需加以考量，將各類財務評估指標予以分類輸出，並利用目標規劃Goal Programming所建構出之目標搜尋方式Goal Seeking Module進行資訊回饋計算，提供运用者多方面分析運用的資訊。至於財務風險評估方面，目前多採敏感度分析進行分析，鮮少利用蒙地卡羅模擬Monte Carlo Simulation進行評估，然而蒙地卡羅模擬能以較接近現實的狀態來評估計畫的總投資風險，因其在執行上較為複雜，假设能利用電腦軟體工具的串連與統整，將蒙地卡羅模擬納入BOT計畫財務分析方式之中，如此不僅可增進系統之完好性，更可讓运用者能更精

29、確地進行BOT專案的財務評估任务，以確保BOT專案的順利施行。NSC89-2211-E009-01089N008-計畫名稱：智慧型結構監測系統之發展研讨者：洪士林經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：結構監測系統；結構損壞偵測；類神經網路；L-BFGS學習演算法由於大型土木工程結構物如橋樑、大樓等等的現場監測資料通常不太精確也不完好，因此大型、複雜結構的損壞偵測及損壞桿件的識別是一件非常具有挑戰性的任务。類神經網路具有可調性(Adaptive)和容錯性(Error Tolerance)，所以非常適合用來識別這些大型、複雜的結構。本計畫預計以類神經網路來發展一套結構監測系統的設計流程。結構監測系

30、統的設計流程包括兩個步驟：(1)系統識別：此步驟是以類神經網路來識別結構系統，此類神經網路稱之為神經識別網路Neural Identification Network, NIN。NIN之輸入變數為k、k-1時刻之結構反應包括相對位移、相對速度及相對加速度及外力，輸出變數為k+1時刻之結構反應包括相對位移、相對速度及相對加速度。 (2)結構損壞偵測：此步驟是以類神經網路來偵測結構的損壞，此類神經網路稱之為神經損壞偵測網路Neural Damage Detection Network, NDDN。NDDN之輸入變數為NIN之輸出變數對輸入變數的偏微分值，而輸出變數為勁度及阻尼之減少比例。其战略是以

31、未損壞及一些能够的損壞狀態之結構行為資料來訓練網路結構，當網路接纳到感應器所量測到的資料時，網路應當能夠預測損壞的位置及損壞的程度。此外，本計畫中類神經網路學習法則將以最小記憶體L-BFGS(Limited memory Broden-Flecher-Goldfarb-Shanno approach)來修正損害評估中網路的權值。最小記憶體L-BFGS法則改善了BP演算法中的梯度演算步驟，係以假牛頓二次微分方向(Quasi Newton second-order method)，並結合線搜尋演算法改變每一迭代過程中的搜尋距離(Step length)以取代BP演算法中的常數項學習速率，因此往往較

32、BP演算法具有更好的收斂效果。NSC89-2211-E009-014(89N245)-計畫名稱：極軟弱年輕殺頁岩之力學行為整合性計畫III-子計畫二極軟弱岩石之力學性質與行為研讨者：廖志中經費來源：行政院國家科學為員會關鍵詞：砂岩；頁岩；砂頁岩互層；強度破壞準則；組合律方式台灣中北部桃園至台中麓山帶地區出露之地層，係以上新世之卓蘭層及上新-更新世之頭嵙山層為主。此等岩層在地質年代上均屬於甚為年輕之地層，地層构成時能够為一濁流沉積環境，因此，除砂岩、頁岩外，尚存在砂頁岩互層。其組成之岩石普遍具有固結差，膠結不良、遇水極易軟化之特性，於原地層中尚可好像固結之岩石，然往往以手用力捏擠即成為砂土。由於

33、此等岩層膠結不良，鉆探获得之岩樣，本身之組織構造其實皆已遭到破壞，因此由岩石力學實驗室得到之力學性質與行為皆無法反應現地岩石之力學性質與行為。由於此等地層甚年輕，砂岩孔隙大、透水性高，本地區之自然邊坡及填方常於豪雨或開挖後產生滑動。探求其缘由乃是對於此類地層之力學行為、力學特性、资料組成律等未完全掌握，而未採用適合之分析方法及施工方法所致。因此本研讨計畫擬於實驗室利用現有之土壤、岩石試驗機三軸、直剪、單張、壓密及本計畫擬自行研發之軟岩用多功能實驗機可從事CU、CD、壓密、透水、超音等試驗，單剪試驗機，改良直接張力夾等，從事一系列之指標性質試驗及力學性質和行為試驗。以求得軟岩真正之力學性質、指標

34、性質、強度破壞準則、與組合律方式。本研讨計畫擬分三年進行。目前正進行第一年度研讨任务。此計畫書提出第三年度研讨計畫。NSC89-2211-E009-03889N141-計畫名稱： MERGEFIELD PROJECT 極軟弱年輕砂、頁岩層之力學行為子計畫三):極軟弱砂岩之弱化機制與依時性行為研讨者：潘以文經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：砂岩層；年輕之地層；弱化機制；依時性力學行為；力學方式；軟岩台灣中北部麓山帶地區出露之地層如上新世之卓蘭層及上新-更新世之頭嵙山層常含極軟弱之砂岩層。這類砂岩層在地質年代上均屬於甚為年輕之地層，普通強度均在極軟弱至軟弱之範圍。對於離地表較淺或離開挖面不遠之

35、砂岩層而言，容易因為風化作用或淋濾作用而產生资料逐漸弱化之行為。本計畫為整合性計劃極軟弱年輕砂、頁岩層之力學行為中的一個子計畫，本子計畫之目標旨在研讨極軟弱年輕砂岩層之资料弱化機制與依時性力學行為。除以實驗方法研讨此種资料之弱化機制與其對重要工程性質之影響，並探討其力學行為，及建立合適之资料力學方式，進而探討此類地層之工程分析所應考量之重要問題。NSC89-2211-E009-03789N140-計畫名稱：非飽和土壤孔隙壓力參數研讨研讨者：單信瑜經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：非飽和土壤；孔隙壓力；變形古典土壤力學的研讨領域通常專注在飽和土壤的行為上，呵斥在古典土壤力學中缺乏對於非飽和土

36、壤行為機制的了解及關於氣候變動要素影響地下水文狀態邊界方式評估等二個主要的弱點。本研讨的目的在探討非飽和土壤中孔隙氣壓改變對於土壤變形性的影響。普通常用( - ua)與(ua -uw)二應力變數組合來描画非飽和土壤的力學性質，此二相互獨立的應力變數已經相當程度地應用在關於土壓力、剪力強度、及土壤體積變化等問題上。本研讨將运用二種經過改良的滲透儀，藉獨立控制各應力變數的方式(即總應力、氣壓力、及水壓力)進行試驗。試驗中選用四到六種不同的土樣，分別在不同的應力下進行單向度及均向壓密，壓密完成後藉調整不同的應力狀態並記錄土壤總體積改變量及土壤孔隙水排出量。實驗將研讨孔隙氣壓的變化，對土壤體積變形呵斥

37、的影響。預期孔隙氣壓的上升，將呵斥土壤結構張力添加使得土壤體積減小，同時由於孔隙水的排出呵斥土壤飽和度降低。此外，當控制結構張力為固定，添加水壓與氣壓時，則應該會因為總孔隙壓力上升，有效應力降低，土壤體積會隨之添加。藉著系統化與精细的量測，希望能夠釐清淨應力和結構張力對土壤有效應力與體積變形的影響，並藉由計算出的孔隙壓力參數將之連貫。NSC89-2211-E009-03389N-計畫名稱：地震土壤液化地區防災配套措施之研讨研讨者：單信瑜經費來源：財團法人維謙基金會關鍵詞：土壤液化；SPT-N值；動態三軸試驗；數值模擬921地震呵斥台灣中部地區發生大範圍的土壤液化災害。本研讨之目的在於利用試驗探

38、討中部地區土壤液化之機制，並改良現有之理論方式，以提供適用於該地區之土壤液化潛能評估方法。此外，也將針對該地區的特性提出建議之防災配套措施。計畫任务內容包括：資料搜集與現地調查、土壤取樣與現地試驗、實驗室試驗、理論分析與數值模擬。目前預計進行之現地調查取樣包括：開挖試坑取淺層土樣、現地密度、鑽探取樣、標準貫入SPT試驗。在實驗室小型試驗方面，因為土壤液化所對應的土壤變形與應力較大，因此本研讨除了利用動力三軸試驗(Cyclic Triaxial Test)對土壤的靜力與動力性質之外，將發展新的試驗方法。除了軸向作用力的動態變化之外，考慮慣性的影響、圍束應力動態變化等。在數值方式方面，本研讨將嘗試

39、將有效應力和水流的耦合方程式整體求解。從微觀的角度出發，建立符合實際狀況的基礎方式。並嘗試至少做二維的模擬，最好能夠用三維的模擬，以求符合真實狀況。土壤之組合律在地震力作用下，能够必須考慮組合律本身的動態變化。C89223(89.06.01-90.05.31)-計畫名稱：影像分類與光譜分離技術研讨研讨者：史天元經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：高光譜遙測；地物分析相對於多光譜遙測(Multispectral Remote Sensing)而言，高光譜遙測(Hyperspectral Remote Sensing)具有較多之頻帶。而同時，各頻帶之帶寬較小。因此，高光譜遙測之資料，對所感測物體

40、在光譜上之反應能有較高之描画，因此提昇擷取資訊之才干。高光譜遙測由於特性與多光譜遙測不同，故其分析作業上有不一樣的需求。幾何矫正，輻射修正之要求均有所不同，而在地物分析方面，分類方法所面臨之挑戰更大；不同於以往多光譜影像分析方式。本整合性研讨以以下三方向為探討主題 應用現有之高光譜影像(AVIRIS, GER-DAIS-3715)與多光譜影像(LANDSAT-TM , SPOT-XS ,空載DS-1260 MSS)，分析高光譜遙測影像之特質。 各種群聚、分類、辨識技術之探討與發展。 輻射矫正、幾何糾正、頻譜庫之建立。並計畫以配合地用輻射光譜儀(Spectrometer)之作業，針對農作、水質、

41、都會土地运用等應用項目分析探討。並就外乡蒐集之各類光譜庫(Spectral library)與國外已建立者比對。NSC89-2211-E009-04289N262-計畫名稱：搖晃橋柱系統在橋梁減震之應用研讨者：王彥博經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：搖晃橋柱系統；隔震；高橋墩因應長跨徑、高橋墩橋梁結構耐震抗風設計上之多重挑戰，採用減震、消能系統以期於地震時降低橋梁受力，並於平時減少風力或車載引致之振動，添加橋梁穩定性，為必然之趨勢。由於高橋墩橋梁之結構特性不同於普通橋梁，習用之隔、減震裝置或設計方法未必適用，故須作特別之考量。搖晃橋柱系統係藉由橋柱與下部基礎結構之不連續介面，使橋柱在地震力

42、大到一定程度時發生晃動而改變柱底邊界條件，進而截斷地震力之傳遞，防止過度之撓曲變形，有效降低柱底剪力與彎矩，極適合於高橋墩橋梁之防震設計。本計畫將研發適用於高橋墩橋梁之減震系統，進行高橋墩搖晃橋柱系統之理論分析。NSC89-2211-E009-073-計畫名稱：大型儲存槽之隔震設計分析與試驗研讨者：王彥博經費來源：國家科學委員會關鍵詞：儲存槽；隔震；摩擦單擺支承；振動台試驗由於台灣位處地震帶，儲存槽的設計須考慮耐震的問題。儲存槽一旦發生破裂，不僅呵斥整個生產系統的癱瘓，假设其所儲存之有毒或易燃物外洩，將呵斥環境污染或火災，嚴重威脅民眾之生命、財產與安康，更要付出極大的社會本钱。在社會大眾對於公

43、共平安之汲汲關切以及環保意識之普遍覺醒的今天，油槽耐震設計標準勢將日益嚴苛，此外，既存老舊之儲存槽已有逐漸老化的現象，且因當時耐震設計標準較為寬鬆，因此其耐震才干堪虞，有關大型儲存槽耐震設計與補強技術的研發刻不容緩。隔震為結構減震的有效方式。惟目前國內外有關隔震的研讨，多係針對房屋及橋樑結構。由於儲存槽有些特性不同於普通土木結構，例如其載重隨儲存量多寡而變化、低溫狀態如液態天然氣等，因此橡膠類的隔震支承如鉛心橡膠支承、高阻尼橡膠支承等並不適用，因其振動周期與結構分量有關，導致隔震油槽之動力特性難以掌握，此外，橡膠在低溫下容易脆化亦為其缺點。摩擦單擺支承隔震系統，因結構周期僅與滑動介面之曲率半徑

44、有關，故無論儲存量之多寡，其動力特性均可完全掌握。此外，摩擦單擺支承係以不鏽鋼资料所製，並無橡膠在低溫時產生资料脆化的問題。目前，國外許多大型儲存槽的隔震系統均採用摩擦單擺支承。惟在引進這項隔震技術前，吾人仍須進行外乡之研讨，包括理論分析與實驗，俾便充分掌握其結構特性，建立儲存槽隔震系統之設計、分析與評估才干。本計畫係為期兩年有關大型儲存槽之隔震研讨，包括理論分析方式之建立與振動台模型試驗。第一年，將針對儲存槽的液體動力特性、隔震儲存槽動力分析方式之建立，以及減震效益評估等課題進行研讨，並完成試驗模型之設計與發包，第二年，將利用本系自行建造之地震模擬振動台(3米見方，單軸，承載容量10噸)進行

45、儲存槽之振動台試驗，在真實之地震下，驗證摩擦單擺隔震支承應用於儲存槽之可行性，並探討理論分析方式之合理性。NSC89-2211-E00901189N244-計畫名稱：階梯基礎山坡建築結構之隔震研讨研讨者：王彥博經費來源：國家科學委員會關鍵詞：坡地建築；基礎隔震；摩擦單擺支承；振動台試驗有許多坡地建築係因應山坡地勢而為，因此往往其柱基之間有落差，而构成階梯式基礎。此等建築結構之立面幾何並不對稱，地震時各柱受力分配不平均，極易於弱層產生破壞。此外，更常見山坡建築將梁直接延伸至檔土牆上之設計方式，由於檔土牆長期在土壓力作用下產生潛變，對結構呵斥不利之推擠作用，地震時外延梁與結構之接頭處更會產生嚴重之

46、應力集中效應而破壞。因此，國內坡地建築之結構設計與耐震平安性有必要加以探討。基礎隔震為結構抗震的有效方式，它不但可應用於新建之結構，亦能應用於老舊房屋、橋梁之耐震補強。隔震系統可分為橡膠式與滑動式兩類，橡膠式隔震系統藉改變結構之根本周期，來避開地震之主要振頻而達到減震的目的。滑動式隔震系統則以滑動界面隔絕地震力，因傳遞至上部結構的地震力不會超過界面間之最大摩擦力，故可大幅降低結構受力。目前發展較成熟的隔震系統有鉛心橡膠支承、高阻尼橡膠支承及摩擦單擺支承。其中摩擦單擺支承構造簡單，除可藉由滑動曲面改變結構週期外，更可利用滑動摩擦界面來隔絕及散失地震能量，兼具橡膠式與滑動式支承之特性，此外，更具備

47、週期不變性、抗扭性、與耐久性以及對溫度不敏感等優點。惟過去有關基礎隔震的研讨，多僅考慮等高基礎之結構。由於坡地建築很多是建構在階梯式基礎上，隔震後因柱長不等或各樓層跨數不一，呵斥各個隔震支承行為不一致。因此，階梯式隔震結構之設計與動力分析和普通隔震結構有很大的不同，亟待深化探討。NSC89-2625-Z00900189N449-計畫名稱：非線性波與透水潛堤的戶制研讨1/3研讨者：吳永照經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：波浪；透水潛堤；戶制造用；邊界元素法；有限差分法波浪與透水提的戶制造用，不断是海洋工程界非常重要也非常有趣的一個研讨主題，前輩在此方面的研讨很多，然而在精確度及理論的完好性上

48、面有但更進一步研讨才干抑制，本研讨計畫探討波浪與透水潛堤戶制造用時，將不在拘限於線性波理論，也不援用sollitt及Cross的線性等勢能理論。首先將計算域分為純流體區及多孔介質區，純流體區假設為勢能流，因此控制方程式為Laplace Eq.，多孔介質區之控制方程式則為連續方程式及含層流阻力及紊流阻力的動量方程式。由於純流體區為勢能流，因此數值計算將採用邊界元素法，而多孔介質區之數值計算將採用有限差分法，基於純流體區與多孔介直區之交界面上速度及壓力相等，如此即可導入波浪與透水潛堤的戶制造用。NSC89-2611-E009-00189N446-計畫名稱：凝聚性沉滓水庫之排砂战略研讨(三)研讨者：楊錦釧經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：凝聚性；水庫；方式鑑於台灣之水庫淤積情況均甚為嚴重，且其沉滓多為凝聚性沉滓之分佈，在現有輸砂理論及方式均無法適切研析及模擬其運移之歷程下，無法對其影響作出定性及定量之評估。本計畫主要目的乃擬藉著凝聚性沉滓之特性分析，配合現場相關資料蒐集、分析與試驗資料之整理分析，探討凝聚性沉滓之