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《《超固結黏土層地窖結構滯後隆起現象》粵語摘要》

作者:陳翊翹
日期:2021年1月25日

掘地牢嘅過程會挖走接近地面嘅土壤,騰空地下室需要嘅空間。呢個過程會永久減低淨低嗰啲泥土嘅土壓,令啲泥土膨脹。而當地牢係起喺超固結黏土,例如倫敦黏土同劍橋黏土入面嗰陣,啲黏土就唔係即刻膨脹,而係要花好多年時間慢慢郁,將個已經起好嘅地窖底板推向上,造成移位、增加土壓。呢種現象叫做「滯後隆起」,需要喺施工之前就預測好。但係可以用嚟校正設計方針嘅數據好少,因爲得好少地盤有資源俾人喺新建築物起好之後繼續監測個地下結構嘅郁動,於是現有嘅設計方針就傾向保守、嘥料。

呢項研究用岩土離心機模擬起喺超固結黏土嘅地下室會點樣滯後隆起。呢一系列實驗試過唔同嘅施工次序、地窖底板剛度、同埋疏水安排,目的係要試下呢啲變化分別會點樣影響地窖底板嘅上升幅度同埋膨脹壓力。研究又用業界常用嘅土力工程電腦模擬方法,模擬每一個實驗嘅對應地盤原型,攞實驗數據嚟對照模擬輸出。研究亦分析咗倫敦一個曾經出現滯後隆起現象,並且有廿一年移位監測數據嘅地牢。

研究數據顯示,用膨脹壓力嚟做參數嘅設計基準容易製造「自證語言」,應該盡量避免。當設計師相信膨脹壓力會好大嗰陣,佢就會整塊又重又厚嘅地窖底板嚟承受佢預測嘅膨脹壓力,跟住呢塊厚底板就會撳住下面嘅黏土唔俾郁,令膨脹壓力增加,完成自證預言。相反,如果塊底板夠柔軟,底板同黏土之間嘅接觸壓力就可以大幅放鬆,不過塊底板亦會隆起多啲。所以,設計嘅時候應該避免由膨脹壓力入手,而係從地下室嘅用途出發,設定底板可以接受幾多郁動,然後用土壤結構互動法嚟預測相應嘅剩餘膨脹壓力,跟住設計一個可以承受呢啲郁動同壓力嘅地下結構。

研究數據用咗嚟提議點樣將「放鬆比例法」同「相對剛度法」呢兩個常見嘅簡化非線性設計方法,應用喺滯後隆起現象嘅相關設計,並且初步校正設計參數。作者希望未來研究可以提供更多數據嚟校正呢啲設計方程,等業界可以興建更加輕巧嘅地下結構嚟滿足日益增長嘅市區地下空間需求。

關鍵詞:地下空間、固結、離心機實驗、黏土、土壤結構互動

全文 749 字 (唔計英文、空格、標點)
備註: 獲作者許可轉載,特此致謝。