多功能牛頓擺錘衝擊試驗儀與多重物理檢測於落石消能材料之驗效
台湾先天地质状况破碎且结构复杂、地震密集,加上季节性降雨与台风侵袭等水文条件,造成落石事件频繁,此外因地狭人稠,突发落石事件导致灾害频传,对邻近之人、车、屋,形成严重威胁,诚居大地工程中最艰难之挑战,因此落石机制防护工之设计施作、及其相关检测技术,在在均有大幅提升之必要性.土木工程除源头治理之柔性工法外,落石终端防护工法主要为明隧道与落石棚之建筑,为研究落石破坏机制与明隧道工程之消能系统,本研究首创物理实验之牛顿摆锤行为发想,并斟酌附加「接触」与「非接触」等不同之物理量作为非破坏检测技术之研析.如非接触量测之声(分贝计)-光(双相机影像分析)系统,与接触式量测之加速度计、动态荷重计,整合开发出多功能牛顿摆锤冲击试验仪.透过冲击力或冲击能之施加与观察受测材料动力变形分析,可求得材料之消能特征,俾作落石防护之设计参佐.本研究初次建构可依不同之落石能量而调整之多功能牛顿摆锤冲击试验仪,透过重力式位能变动能转换之牛顿摆锤理论,经动力冲击消能之信度与效度认证,可认其适确性.进而可建议标准试验程序及方法,搭配摆锤释放高度、绳长、重量等细节选择而调整输入能量(能量范围:0-1118J),并选定待测构材之几何形状与种类,佐以接触量测加速度、动态荷重计及非接触之声音量测、高速摄影影像分析,观察消能构材受冲击之动力特征.另本研究之多功能牛顿摆锤冲击试验仪,不仅对动态冲击试验,此仪设在设计上,未来亦可依照试验规划所需,调整与扩充作为动态弯矩、挠曲、剪力与拉力之试验检测.
土木工程 落石事件 破坏机制 消能材料 多功能牛顿摆锤 冲击试验
許嘉勛 陳立憲
台北科技大學土木工程學系
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2017-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）