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懸臂式擋土壁貫入深度分析
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深開挖
X
DO
開挖擋土分析設計
深開挖
支撐
系統設計
深開挖
擋土壁
設計
支撐式擋土壁
貫入深度
分析
懸臂式擋土壁
貫入深度
分析
懸臂式擋土壁設計
上舉及砂湧
分析
淺基礎
單淺基礎承載力分析
多淺基礎承載力分析
淺基礎RC設計
基樁
單樁軸向分析
單樁側向分析
單樁軸向及側向分析
多樁軸向分析
擋土牆
擋土牆穩定性分析
擋土牆RC設計
基樁擋土牆RC設計
RC
圓形柱RC設計
矩形柱RC設計
淺基礎RC設計
擋土牆RC設計
基樁擋土牆RC設計
鋼筋性質
RC載重組合
耐震規範
地震靜力計算
地震動力計算
地震加速度查詢
土壤力學
土壓力係數計算
土壤液化潛能分析
結構分析
型鋼容許承載力分析
矩陣計算
水土保持
降雨強度分析
渠道流速流量分析
排水渠道設計
沉砂滯洪池估算
排水+沉砂滯洪設計
常用工具
常用型鋼性質
常用擋土壁性質
鋼筋性質
擋土壁尺寸及設計條件
開挖型式
支撐式開挖
懸臂式開挖
貫入深度分析法
全土壓法
開挖深度
D
e
=
(m)
擋土壁長度
D
L
=
(m)
自動計算最短擋土壁長度
擋土壁長度比
D
L
/D
e
=
是否設計擋土壁
設計擋土壁
分析條件
主動土壓力係數 K
a
計算法
Rankine
Coulomb
Caquot-Kerisel
被動土壓力係數 K
p
計算法
Rankine
Coulomb
Caquot-Kerisel
主動牆背摩擦角
δ
a
/ϕ'
=
1/3
1/2
2/3
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
被動牆背摩擦角
δ
p
/ϕ'
=
1/3
1/2
2/3
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
牆/土黏滯力(排水)
c
w
'/c'
=
1/3
1/2
2/3
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
牆/土黏滯力(不排水)
c
w
/S
u
=
1/3
1/2
2/3
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
側向平衡安全係數需求
FS
s,r
=
...
側向壓力平衡
懸臂式開挖採全土壓法分析
$$\mathrm{FS_{s,r}=\frac{P_pL_p}{P_aL_a}≥1.5}$$
首先求取旋轉點,使其滿足擋土壁兩側之側向壓力平衡,再進行安全係數分析。一般全土壓法之安全係數需求為 FS
s,r
= 1.5,適用之分析計算模式為採用 [有效應力法]。因此,不論地層種類為 [D] 排水地層或 [U] 不排水地層,皆採用 [有效應力法] 進行側向壓力平衡分析,請輸入有效應力參數 c'、ϕ'。
外力
外力計算方法
自行輸入
Caquot Type Surcharge (SUC)
Boussinesq Type Surcharge (SUB)
...
外力計算方法
自行輸入
地表超載 Q 以及壁體側向受力 S
h
採均布荷重,數值由設計者自行決定。
Caquot Type Surcharge (SUC)
地表超載 Q 採均布荷重,分析時 Q 納入地層的垂直應力。在支撐式開挖的情況下,擋土側的壁體側向受力增值為 S
h
= K
a
Q;在懸臂式開挖的情況下,旋轉點以上擋土側的壁體側向受力增值為 S
h
= K
a
Q,旋轉點以下擋土側的壁體側向受力增值為 S
h
= K
p
Q
Boussinesq Type Surcharge (SUB)
以 Boussinesq 公式計算壁體側向受力 S
h
。公式如下:
$$\mathrm{S_h(z)=\frac{Q}{\pi}\left[tan^{-1}\frac{(B-A)z}{AB+z^2}+\frac{Az}{A^2+z^2}-\frac{Bz}{B^2+z^2}\right]}$$
SUB 輸入外力
No
Z
A
B
Q
(m)
(m)
(m)
(tf/m
2
)
1
2
3
4
5
剪下
複製 Ctrl + C
貼上 Ctrl + V
刪除
地層及地下水壓設定
水壓力分析模式
靜態水壓(未滲流)
三角形分布(滲流)
分層輸入地下水位
...
水壓力分析模式
靜態水壓 (未滲流)
擋土側及開挖側之地下水位呈靜態水壓分布,不考慮擋土壁兩側水壓差造成之影響。
當採用非水密性擋土壁 (鋼軌樁、型鋼、排樁),一般而言,原地層呈靜態水壓分布時可選用本模式,因 (開挖面抽水後) 擋土壁之兩側水位相同,擋土側地下水位 D
w,ret
與開挖側地下水位 D
w,exc
請輸入相同之數值。
三角形水壓 (滲流)
擋土側及開挖側之地下水位不同,因擋土壁底兩側水壓差而發生滲流。適用於水密性擋土壁 (連續壁、鋼板樁),地層為厚排水地層 (砂、礫石、卵礫石),且沒有黏土夾層。壁底水平向滲流後,CATii 自動計算水壓力之公式如下:
$$\mathrm{i=\frac{u_{ao}/\gamma_w-u_{po}/\gamma_w}{D_a+D_p}}$$ $$\mathrm{u_p=u_{po}+i\times D_p\times\gamma_w=u_{ao}-i\times D_a\times\gamma_w=u_a}$$
分層輸入地下水位
本模式適用各種地層情況,對於砂土與黏土互層之地層,建議優先選用本模式,依施工抽水情況輸入各層水位以及滲流模式後,CATii 可自動計算垂直滲流以及壁底水平滲流。輸入方法請另見分層水位輸入模式說明。
上舉隆起水位計算
自動計算避免開挖區上舉所需水位
上舉隆起安全係數需求
FS
u,r
=
自動計算避免開挖區上舉所需水位
地層數目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
No
地層參數
分層水位輸入模式
地層
代號
地層代號
統一土壤分類系統 (USCS) 與工程地質常見的岩層分類代號如下表,如果是 A 與 B 互層,或 A 與 B 之混合物可以用 A/B 表示,例如:粉土質砂夾粉土薄層可以用 SM/ML 表示。
代號
中文名稱
英文名稱
CL
低塑性黏土
Low Plasticity Clay
CH
高塑性黏土
High Plasticity Clay
ML
低塑性粉土
Low Plasticity Silt
MH
高塑性粉土
High Plasticity Silt
SW
優良級配砂
Well-graded Sand
SP
不良級配砂
Poorly-graded Sand
SM
粉土質砂
Silty Sand
SC
黏土質砂
Clayey Sand
GW
優良級配礫石
Well-graded Gravel
GP
不良級配礫石
Poorly-graded Gravel
GM
粉土質礫石
Silty Gravel
GC
黏土質礫石
Clayey Gravel
OL
低塑性有機土
Low Plasticity Organic Clay/Silt
OH
高塑性有機土
High Plasticity Organic Clay/Silt
PT
泥炭土
Peat
FI
回填土
Fill
SF
回填土
Structural Fill
CV
崩積土
Colluvium
SR
土壤岩塊混合
Soil and Rock Mixture
SS
砂岩
Sandstone
SI
粉砂岩
Siltstone
MS
泥岩
Mudstone
SH
頁岩
Shale
CO
礫岩
Conglomerate
LS
石灰岩
Limestone
TU
凝灰岩
Tuff
AS
安山岩
Andesite
BC
角礫岩
Breccia
BA
玄武岩
Basalt
DI
閃長岩
Diorite
GR
花崗岩
Granite
GN
片麻岩
Gneiss
SL
板岩
Slate
MQ
石英岩
Quartzite
地層
類型
Depth
γ
t
c'
ϕ'
S
u
S
u
設
定
S
u
為定值,或 S
u
隨深度線性變化
例:S
u
輸入 3.5 ,或上下限 3.5 ~ 4.5
S
u
與有效覆土壓力 σ
v
' 成正比
例:S
u
/σ
v
' 輸入 0.25
此處之 σ
v
' 以 D
w,ret
呈靜態水壓分布計算
SPT-N
D
w,exc
分層水位輸入模式設定
概念
當採用水密性擋土壁時 (例如:連續壁),分層水位輸入模式適用各種地層狀況,尤其是排水地層 [D] (例如:砂、礫石、卵礫石) 及不排水地層 [U] (例如:黏土) 交互沉積之層狀地層。[D] 視為含水層 (Aquifer),[U] 視為阻水層 (Aquitard);相鄰的 [D] 視為同一個含水層單元,相鄰的 [U] 視為同一個阻水層單元。
對於支撐式開挖之側向壓力平衡分析,在 [U] 不排水地層中,於 TWN-090(2001) 規範採用有效應力法分析,於 TWN-112(2023) 規範則採用總應力法分析。
排水地層 [D]
排水地層內呈現靜態水壓分布,請輸入地下水位深度 (由地表面起算之深度),輸入 - 則代表該地層無水 (水位在該地層的下方)。
不排水地層 [U]
不排水地層採有效應力法分析時,其上、下之含層水壓不同時將發生垂直滲流,滲流模式設定為 [V],其水壓力依上、下含水層之水壓呈線性分布。
不排水地層採總應力法分析時,水壓力為零,滲流模式設定為 [-]。
擋土壁底部
擋土壁底部所在地層為排水地層時,因開挖抽水造成開挖面內、外側水壓不同,將發生壁底水平向滲流,滲流模式設定為 [H],其水壓力依滲流路徑呈線性分布,若分析時不考慮水平向滲流,請將滲流模式設定為 [-]。
擋土壁底部所在地層為不排水地層,且採有效應力法分析時,長期可能發生水平向滲流,且亦發生垂直向流,滲流模式設定為 [V+H],若分析時不考慮水平向滲流,僅發生垂直向流,請將滲流模式設定為 [V]。
壁底水平向滲流後,CATii 自動計算水壓力之公式如下:
$$\mathrm{i=\frac{u_{ao}/\gamma_w-u_{po}/\gamma_w}{D_a+D_p}}$$ $$\mathrm{u_p=u_{po}+i\times D_p\times\gamma_w=u_{ao}-i\times D_a\times\gamma_w=u_a}$$
擋土壁底部所在地層為不排水地層,且採總應力法分析時,水壓力為零,滲流模式設定為 [-]。
D
w,ret
滲流
模式
(m)
(tf/m
3
)
(tf/m
2
)
(deg.)
(tf/m
2
)
(GL-m)
(GL-m)
1
D
U
-
V
H
V+H
剪下
複製 Ctrl + C
貼上 Ctrl + V
刪除
更新土、水壓力圖示
設計資訊
計畫名稱
計畫編號
設計人員
設計說明
計算書設定
計算書輸出檔名
使用預設檔名
使用自訂檔名
輸出檔名
.xls
計算書標題設定
不使用標題
使用預設標題
使用自訂標題
計畫名稱
主 題
Loading......
Calculating......
關於 CATii
程式版本
CATii.bracedcutwalllength V2.5.2
更新資訊
V2.5.2-250714
✦
計算書圖示優化
V2.5.2-250707
✦
地層代號輸入取消下拉式選單,由使用者自由輸入英數符號,增加輸入內容自由度
V2.5.1-250702
✦
懸臂式擋土壁設計調整計算書格式以及檢核說明與符號說明
V2.5.1-250616
✦
懸臂式擋土壁設計採用排樁時,調整載重系統方向,以符合圓形柱 RC 設計子程式之座標定義,本項調整不會影響最終設計檢核結果
V2.5.0-250610
✦
懸臂式擋土壁設計時,新增強度折減係數
✦
新增短期容許應力提高因數、強度折減係數、勁度折減係數說明
✦
取消引導至上舉及砂湧分析按鍵
V2.4.4-240925
✦
調整水位輸入防呆系統
V2.4.4-240726
✦
舊版 V2.4.4-240626 於懸臂式擋土壁設計採用 XDO 彈塑性基礎梁模型若發生平衡破壞時,分析結果摘要無法正常顯示,本版修正此 bug
V2.4.4-240626
✦
計算書圖示下標字優化
V2.4.4-240619
✦
調整計算書中之鋼軌圖示
V2.4.4-240512
✦
修正分層水位輸入模式於水位設定為 - 時,少部分情況下發生之繪圖 bug
V2.4.4-240409
✦
支撐式開挖採用建築物基礎構造設計規範 TWN-112(2023) 分析方法時,若側向平衡安全係數 FS
s
較大,強度參數除以 FS
s
後可能產生較小的修正摩擦角 ϕ
m
',而在摩擦角小於 10° 的情況下無法計算正規的 Caquot-Kerisel 被動土壓力係數,本版本修正此一問題
V2.4.4-240116
✦
修正懸臂式排樁設計時,採用設計規範 TWN-USD112 沒有抓到排樁剪力及彎矩之 bug
V2.4.3-240101
✦
懸臂式排樁設計時,因應 RC 設計規範 TWN-USD112 修正楊式模數計算方式
V2.4.2-231220
✦
RC 設計規範新增選項:TWN-USD112
✦
懸臂式排樁設計計算書版面調整
V2.4.1-231201
✦
修正部分情況下剪力檢核 V
s
計算之 bug (懸臂式排樁設計)
V2.4.0-231020
✦
新增建築物基礎構造設計規範 TWN-112(2023) 分析方法,原塑性隆起更名為底面隆起
✦
SUC 計算方法調整為 Q 納入地層的垂直應力,其效果反應在側向應力 σ
a
之增量
✦
懸臂式擋土壁貫入深度分析時,舊版水壓分析時乃取擋土側及開挖側之水壓淨值,本版次修改為擋土側及開挖側之水壓各別考慮,修改後之安全係數將略小於舊版本
✦
新版本自動土、水壓力圖示模組
✦
新增自動計算避免開挖區上舉所需水位計算鍵
✦
計算書版面調整
✦
調整外力計算方法說明
✦
調整分層水位輸入模式說明
✦
調整 S
u
設定說明
✦
調整底面隆起在砂性土層之計算方法說明
V2.3.4-221211
✦
排樁設計新增鋼筋強度分界之鋼筋型號選項
✦
RC 設計規範新增選項:TWN-USD106、TWN-USD108、TWN-USD110
V2.3.3-221209
✦
修正懸臂式擋土壁設計時,修改「擋土壁剪力、彎矩分析法」無法載入 k
h
欄位防呆功能之 bug
V2.3.3-220827
✦
加強說明塑性隆起分析採用之分析方法
✦
新增支撐式擋土壁貫入深度分析規範及懸臂式擋土壁貫入深度分析方法之選項
V2.3.3-220819
✦
修正懸臂式開挖預設檔名
V2.3.3-220815
✦
調整輸入介面版面
V2.3.3-220623
✦
修正側向力分析時,支撐上方主動土壓力線在少部分情況下繪圖未完整之 bug
V2.3.3-220522
✦
新增引導至上舉及砂湧分析按鍵
V2.3.2-220120
✦
調整以 XDO 分析擋土壁發生平衡破壞時,設計結果摘要的表示方法
V2.3.2-220113
✦
修正 V2.3.1-220109 於部分情況下支撐式擋土壁貫入深度分析計算書無法下載之 bug
V2.3.1-220109
✦
允許 SUB 跳列輸入
V2.3.0-220107
✦
於懸臂式擋土壁設計時,新增以 XDO 分析擋土壁剪力、彎矩之選項
✦
調整懸臂式擋土壁設計之計算書格式
✦
懸臂式擋土壁設計中,重新定義剪力與彎矩正負號與 XDO 一致
V2.2.0-220104
✦
調整輸入格式
✦
新增側向平衡及塑性隆起分析方法註解
V2.2.0-211013
✦
關閉進階分析設定中黏性土層在側向力平衡之計算方法選項,程式內部計算側向力平衡時,黏土、砂土皆內定以有效應力法計算;計算塑性隆起時,黏土以總應力法計算,砂土以有效應力法計算
✦
調整外力計算方法文字說明,調整為:自行輸入、SUC、SUB
✦
調整外力計算相關代表符號,調整 SUB 輸入格式
✦
調整 SUB 計算設定(註:Boussinesq 公式計算側向受力 S
h
時,若擋土壁視為不動之計算值為視為可動之 2 倍,為與 XDO 程式邏輯相容接軌,新修正將原條件由不動調整為可動,S
h
變小,貫入深度之分析成果較舊版略為經濟)
V2.1.5-211009
✦
關閉進階分析設定中有效應力之計算方法選項
V2.1.4-210921
✦
懸臂式開挖新設迭代計算次數上限,以防止部分分析條件下無法收斂
V2.1.3-210711
✦
懸臂式開挖關閉自動計算最短擋土壁長度功能
V2.1.2-210709
✦
調整計算書繪圖,淺挖時圖示放大
✦
加註「積分簡化分析法」文獻
V2.1.2-210627
✦
修正部分情況下地表超載深度未納入計算點之 bug
✦
調整懸臂式擋土壁貫入深度安全係數定義
V2.1.1-190304
✦
修正懸臂式擋土壁設計時,超載深度低於擋土壁低部深度時無法繪圖之 bug
V2.1.1-190211
✦
局部修正調整擋土壁設計計算書格式,並加註擋土壁型式
V2.1.1-181109
✦
限制選用懸臂式擋土壁時,於黏性土層僅能用有效應力法
V2.1.1-181027
✦
新增及調整懸臂式擋土壁設計剪力及設計彎矩之修正方法
V2.1.0-181024
✦
新增懸臂式擋土壁設計功能
✦
調整計算書說明
V2.0.1-180917
✦
修正懸臂式擋土壁貫入深度分析時旋轉點上下及兩側之土壓力係數計算
✦
調整計算書土壓力計算說明
V2.0.0-180913
✦
調整懸臂式擋土壁貫入深度分析之安全係數需求選項及進階分析設定選項
V2.0.0-180611
✦
調整懸臂式擋土壁貫入深度計算書小標題文字說明
V2.0.0-180609
✦
修正懸臂式擋土壁貫入深度計算書之分析土壓平衡說明
V2.0.0-180529
✦
新增懸臂式擋土壁貫入深度分析功能
✦
修改原擋土壁貫入深度分析名稱為支撐式擋土壁貫入深度分析
✦
調整自動計算最短擋土壁長度功能圖示
✦
調整計算書格式
V1.1.0-180310
✦
修正/新增表格選取剪貼功能
V1.1.0-171219
✦
修正 D
w,exc
防呆標註 bug
V1.1.0-171206
✦
修正部分情況下計算書塑性隆起分析超載力繪圖 bug
V1.1.0-170603
✦
修正為兩階段分析,先顯示分析設計摘要,需要時再下載計算書
V1.0.0-170512
✦
初始狀態修正(地層相關選項)
V1.0.0-160601
✦
初始狀態修正
V1.0.0-151028
✦
調整計算書圖示比例
V1.0.0-150909
✦
初始狀態修正
V1.0.0-150831
✦
修正計算書被動側牆/土摩擦角標註錯誤
✦
修正防呆系統在選擇不同水壓力分析模式可能發生之錯誤
V1.0.0-150824
✦
系統上線
會 員
使用權限
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下載詳細計算書
關於 R
m
及 K
m
查詢點 ...
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