簡介

地震模擬實驗室

土壤靜/動力學實驗室

配置於本中心台南實驗室的土壤靜/動力學實驗室,除了可進行實驗求取土壤基本參數外,主要為進行土壤靜/動力學性質試驗,可提供產學研界進行高精度與高品質土壤靜/動力學實驗服務,未來可提供大型公共工程基礎或離岸風力發電基礎設計之土壤之動態特性試驗及土壤抗液化能力試驗評估。

本實驗室之土壤動態設備採用英國GDS instruments公司所設計之試驗設備,其試驗設備包含靜態三軸試驗系統(Static Triaxial Test System)、動態三軸試驗系統(Dynamic Triaxial Test System)、共振柱系統(Resonant Column Test System)及反覆單剪試驗系統(Simple Shear Test System),均可進行高品質之土壤靜/動態試驗。

靜態三軸試驗為普遍用於評估土壤於不同條件下之剪力強度(Shear Strength),本實驗室所配置之靜態三軸試驗系統為高度自動化設備,具有可進行高品質試驗及減少人力操作之特性。

動態三軸試驗系統驅動系統為下頂式機電動力致動器,採閉迴路(Closed-loop)進行高速反覆荷重/位移控制,其最大垂直向動態控制能量為2 Hz, 4 mm (Double Amplitude),最大實驗衝程為100 mm,解析度為0.2μm ,本試驗系統配備鈦金屬之彎曲元件(Bender Element),可得低剪應變下之土壤剪力模數與阻尼比。

共振柱試驗系統為Stokoe type,驅動系統採用NdFeB合金電磁鐵驅動,系統掃頻的範圍可達300 Hz以上,可進行扭轉共振、扭轉阻尼、彎曲元件振動波速、彎曲元件振動阻尼比及小於2 Hz慢速扭剪試驗等。

一般共振柱試驗系統主要藉由加速規量測系統扭轉之應變量,本試驗系統則採用近接感應器(Proximeter Transducer)直接量測試體位移,可增加實驗之準確度。

反覆單剪試驗系統共配置兩組獨立伺服機電動力致動器(Servo-motor Actuators)可提供垂直向及水平向5 kN之軸向力及剪動力,感測器解析度為0.2 N,雙軸向最大動態控制為5 Hz, 2 mm (Double Amplitude)。

本系統共有兩種試驗架構,分別為反覆單剪試驗構架及動態三軸試驗構架,藉由構架之轉換即可進行靜態或動態三軸試驗,而反覆單剪試驗構架則配有表面含鐵氟龍塗層之試體圍束環使試體維持Ko狀態,確保試體截面積保持恆定。

反覆單剪試驗系統及動態三軸試驗系統均可輸入使用者自定波型,模擬現地土壤受地震歷時作用下,土壤之後動態行為及是否產生液化等。