| 摘要 |
本研究藉由具柔性邊界之大型雙軸向剪力試驗盒之研發，配合國家地震工
程研究中心之大型振動台，進行較大尺寸之物理模型試驗，使砂土試體於受震作用下更接近現地狀況。
本研究之剪力盒採內外複合式框架，由內外框架各十五層堆疊而成，且於內框與外框以及外框與外牆之間裝有滑軌，使內框與外框的運動方向互相正交，每一層框架亦能獨立運動，並希望藉此獨特之運動機構消除因偏心振動所引起的框架扭轉。土壤試體置於內框所形成長1.88m，寬1.88m，高1.50m 之容器中，框架採用鋁合金製成，可降低框架於振動時產生之慣性力，如此可有效地圍束試體，並且降低框架慣性力對試體運動的干擾，減少試驗盒之側壁效應，使土體可隨震波傳遞而自由擺動變形。
空箱振動測試結果顯示框架同一面兩端位移計量測之最大相對位移約為1mm，引致相對轉角約為0.1°。因此框架於振動下之轉角十分微小，屬於位移計之精度誤差，剪力盒各框架之運動可視為無扭轉。
為探討砂土試體在受震液化過程中超額孔水壓之激發狀況，試驗進行過程中必須保持試驗盒之水密性。除考慮其不透水性外，所選材質需能提供各層框架間相對運動時所需之變位量，同時必須考慮角隅處在各層框架錯動時無剪破之虞。目前採用厚度為3mm 矽膠膜，經裝水振動測試後可達上述之要求。
如同空箱試驗一般，盛水受振時框架亦有側向偏移的現象，但由於水的束制使得偏移量遠小於空箱試驗。當輸入地震波為二維且X、Y 方向的振動頻率相同，框架的反應與輸入波形十分相似，其軌跡近似於圓形；若X、Y 方向輸入不同頻率之振動，則框架反應為花瓣型軌跡。若以集集地震記錄輸入，則由於兩方向組成頻率與振幅大小並非單一，因此框架反應之軌跡十分凌亂。目前剪力盒測試工作還未以砂土進行試驗，尚未能觀察土壤真正受震行為，然而由測試結果可知剪力盒之設計與製造合於研究要求。在砂試體準備方法發展完成後將進行土壤試體受振試驗。 |
中心技術報告