作者

李咸亨

摘要

自從我們的老祖宗拿檉柳配礫石和粘土達到土壤加勁效果，蓋成萬里長城以來，「加勁土壤」的觀念實際上隨著歷史的巨輪和科技的創新逐漸地演進，由早期的草葉、樹枝、木條，到今日的鋅片、鋼條、織布、不織布、格網、鐵柵，加勁材產品日新月異，加勁牆造價也就日漸降低，形成和傳統鋼筋混擬土牆的競爭優勢。尤其環保意識抬頭之後，加勁牆面可以植生且完全由草木掩蓋的特色，更使得傳統混凝土牆製造之水泥森林節節敗退，特闢專刊討論「加勁土壤」的概念和運用要點乃就成為大地工程專業刊物不可或缺之時尚。
加勁土壤中「地工織物加勁擋土牆」之靜態設計分析曾於本刊之廿五期和卅二期由陳榮河、李咸亨和張達德等教授分別撰文討論之。本期之特點在於動態分析和標準建化市場觀念之引進。許澤善乙文指出反覆載重下作為鐵路路基加勁用之地下織物如何受到道碴污染，並改變了滲透係數。李咸亨和謝宗榮乙文則從加勁擋土牆之動態因素角度比較不同抗震設計之方法，且指出地震下加勁量或加勁強度必須提高約百分之五十之重要性。林琛先生苦口婆心地介紹瑞士國家標準地工合成物手冊之內容，冀期國內的加勁土壤市場能有一套合理的遊戲規則，使得此項工程新寵能夠健康地茁壯，而非揠苗助長式地爭奪暴利。
在傳統加勁牆設計方面，周南山君以細膩的筆調暢談各項設計方法之優劣點，由極根平衡法至有限元素法無一不至，且以實例加以比較其異同之處。陳景文等教授則介紹六種著名極限設計方法﹔並以一實例比較其間之差異性。林三賢先生專門介紹鋼網加勁擋土牆之設計原理及方法，並附以詳細之範例，足為一般設計者之良伴。
在加勁擋土牆之外，加勁邊坡亦廣為工程師所樂用。雖然由於傳統邊坡穩定分析方法尚有其數理分析上之瑕疵，再加上加勁材之後變數更多，但因其實用上之價值屢被證明，工程上仍然大受歡迎。黃景川教授即從此角度非常深入地探討現有分析程式之來源和異同，使讀者能暸解手上的數據處於何種立場上。
於此，編者極想感謝各篇作者從不同角度撰寫加勁土壤之美意，也感謝各審稿委員和總編輯鼎力襄助，使得全集能錦上添花。而地工技術雜誌之工作同仁有效率地協助編排工作，使得專輯如期誕生，編者謹此表達十二萬分的謝忱。

作者

鄭文隆

摘要

十餘年前初任教職時，曾細數南北各大學中開授大地工程學科之大地工程專長師資總共不超過10位，而最近一次由國科會所統計的大地工程專長師資竟已達到80位左右，且其中有九成以上均獲有博士學位，如再加上專科學校以及顧問公司的教師及高級技術研究人員，則應有一百餘人，這個簡單的統計顯示了大地工程專業領域在近十年內有了令人驚異的成長。成長之緣，一則歸功於大地工程專業學域裡前輩老師及工程先進們以個人的學養、魅力等影響力誘導莘莘學子們對大地工程專長的嚮住，另一方面則歸功於國內數個重大工程的推動，提供了本學域甚大的實作空間，蘊育了大地工程學域良性循環的發展環境，身為其中的一份子，個人實感萬分之幸運，相信大多數地工界的同儕都和我有相同的感覺。唯感念之餘，我們更應思索如何在先進們巳建立的良好基礎上再作進一步的成長與突破。
在台灣，大部份地工界的朋友均充分瞭解台灣島地質的複雜性與特殊性，也看得到我們的社會蓬勃的發展，經濟建設在這塊人多地狹的地方不斷的推出，基本上孕育了極佳的挑戰。也許從某些角度來看，我們所進行的工程建設無法像在美洲大陸大平原上進行建設那般容易，我們的建設必須耗費較－般其他地區更昂貴的費用，地質條件自然是其中一項困難，是在本地興建工程的宿命，既是宿命，何妨化消極為積極，將困難變成挑戰，從浴火中百鍊成鋼，創造輝煌的前景，也許這也是本地大地工程領域的另一種宿命。
環顧今日國內外各大學中，各個大地工程額的試驗室中均配備有世界一流的試驗設備，這些試驗室比之國外一流研究機構毫不遜色，前述百餘位高級專業技術人員及師資之大部份年齡皆在三、四十歲之青壯年期，且畢業於國內外著名大學，堪稱地工界之菁英，再加上目前尚在推動的數項重大工程如都會區的捷運路網，高速公路網，高速鐵路等，其內容均有絕大部份的比例屬於大地工程可以發揮，如此的絕佳環境與條件，很合適我們將大地工程遇到困難地質之案例，或是一般疑難雜症在大學殿堂裡作深入的基本研究，更合適藉助大型野外試驗之規劃及工地現場之實踐及印證發展大地工程的理論與創新。這一部份如果本年代的地工界朋友能確實掌握住時代的環境與條件，則台灣地區的地工學成就將可在整個地工學領域中達到某個層次的定位。
財團法人地工技術研究發展基金會的成立其實就是本地地工界的學者專家們為了上述目標的達成和推動所設立的文化社團。從地工技術雜誌的創刊號發行迄今已逾十個年頭，十年應該算是一段相當長的日子，尤其是草創階段的第一個十年。幸運的是，第一個十年奠定了良性發展的環境，基金會的目標將可配合地工同道的參與，逐步達成台灣地區地工界的整合與地工技術的提昇。唯單是台灣地區的發展不應該就讓我們滿足，我們的觀野應該擴及整個炎黃子孫中國人的領域，讓中國人的大地工程能在國際舞台爭一席之地。
去年，也就是1992年，本基金會也正式的朝向海峽兩岸的交流跨出了第一步，在北京所舉行的交流會中，兩岸地工界同道互相表達了交流的意願，也共同期望有朝一日同文同種的我們，能將地工技術發揚光大，揚眉吐氣於國際環宇。為了這個使命，第二個階段的工作也在積極規劃中，除了今年十一月在台灣召開交流會外，基金會亦推動了兩岸地工名詞對照表編慕的工作，更規劃於1994年與大陸地工界共同召開論文研討會，凡此種種措施旨在將本地的地工技衛與海峽對岸進行交流，藉交流達到觀摩、切磋、整合與合作發展的目的。
也許，成長的過程是援慢的，茁壯的歷程是充滿艱辛和變數的，但是成長和茁壯後的果實絕對是甜美的，遠景絕對是瑰麗燦爛的。我們盼望所有地工界的朋友共同來參與這塊闊地，讓您的努力來滋養這個遠大的目標，讓我們這一代的地工從事同仁不要辜負我們師長先進們所建立的基礎，更為我們後續的青年地工同道完成我們階段性的使命，讓我們一齊努力，更祝福地工技術的成長生生不息，永續不絕。

英文篇名

AN INVESTIGATION OF CONTAMINATION OF BALLAST AND PERFORMANCE OF GEOTEXTILE IN A RAILROAD SYSTEM

作者

許澤善

摘要

本文中作者先行研究鐵路道碴一地工織物一路基土壤系統之滲透性、及土壤污染值隨時間和動力載重次數之增加而變化的情形，之後並提出了一詳實的路基土壤污染道碴及地工織物的程序，以便於了解地工織物在整個系統中之運作情形。

英文摘要

This paper presents some test results including the change in permeability and soil contamination value with the increase in the number of cycle of repeated load for a simulated ballast-geotextile-subgrade system. Reasons for the pumping action are discussed, and the sequence of the processes for clogging for the simulated railroad system is proposed.

英文篇名

RESILIENT DESIGN METHOD OF REINFORCED RETAINING WALL

作者

李咸亨、謝宗榮

摘要

加勁擋土牆動態反應分析方式，可分類為有限元素分析法以及擬靜態極限平衡分析法。本文介紹之四種設計方法中，Richardson法及Yogendrakumar法以試驗資料配合有限元素分析為其研究基礎，而Bonaparte法及Vrymoed法則完全以極限平衡分析法為分析工具。文中加以比較說明其設計內涵，並援引其他影響動態行為因素加以印證。比較各種不同設計方法可知Richardson建議的方法明顯高估了設計加速度值，而加勁擋土牆之設計最好以拉出破壞模式作為安全因素之控制參數，以免發生整體瞬間崩解現象。一般設計時，對於土壤內摩擦角大都保守地採用殘餘摩擦角作為依據。

英文摘要

For the analysis of the dynamic response of the reinforced retaining wall, there are two techniques. One is finite element method and the other is pseudo-static limit equilibrium method. In this paper, four design methods were discussed. The Richardson's and Yogendrakumar's methods are based on finite element method, and the Bonaparte's and Vrymoed's methods are pseudo-static limit equilibrium method. Some influence factors were considered in this article as well. Comparing to other methods, the Richardson's method obviously overestimated the design accelerations. The factor of safety controlled by the break failure mode is considered to be larger than the pull-out failure mode in order to prevent the wall from collapse. Usually, the residual friction angle is used as the design parameter although it is considered conservative.

英文篇名

PREPARE A REASONABLE GEOSYNTHETICS TEST AND CHOOSING STANDARD FOR TAIWAN USER

作者

林琛

摘要

地工合成物一直在工程應用上扮演著非常重要的角色。不但有效的縮短工期，也大幅降低施工成本。可惜的是國內卻往往因為選材規範之混淆或檢驗標準之釐定困難而將之視同毒藥，棄而不用。因此儘速建立一套合理之地工合成物選材及檢驗標準，實乃當務之急。

英文摘要

Geosynthetics has been the most efficient construction material of civil engineering for more than twenty years, which really can reduce the cost and increase the project safety. Unfortunately some users in Taiwan are still confused by several important test and choosing standards, for the self-protection reason, the designer prefer stay with conventional method to use Geosynthetics. If we really wanted to improve our knowledge about Geosynthefics, the first thing is to prepare a reasonable standard of it.

英文篇名

EVALUATION OF THE STATE-OF-THE-ART DESIGN AND ANALYTICAL APPROACHES FOR GEOSYNTHETIC-REIN-FORCED SOIL WALLS（GRSW）

作者

周南山

摘要

加勁式擋土牆之發展，可謂近廿年來土木工程中進展最為迅速的部份之一。不但學理上已漸趨成熟，實際應用上更是一日千里，加勁材料幾乎每月皆有新產品問世，尤以地工合成物加勁材料為最繽紛眩目、五光十色，令人目不接暇。台灣近年來由於建設多朝向山坡地發展，擋土牆日益增高，使得傳統式鋼筋混凝土牆甚難與地工合成物加勁擋土牆抗衡。地工合成物加勁牆（Geosynthetic Reinforced Soil Walls，簡稱GRSW）一般可分為地工織布與不織布（Geotextile）及地工格網（Geogrid）牆二類。又加勁陡坡（Steep Reinforced Slopes）與加勁擋土牆極為類似，只是牆面非垂直而已。本文所謂加勁牆，乃取其較廣義之解釋，將「加勁陡坡」亦涵蓋在內。本文首先介紹地工合成物加勁擋土牆與傳統RC牆之比較，俾設計者在規劃階段可針對需要做一抉擇。其次，將介紹最新分析理論（State-of-the-art Analysis），並就各種極限平衡設計方法之原理與優缺點做一評估。最後，並探討有限元素法於加勁擋土牆之應用。

英文摘要

The analytical and design approaches for GRSW can be classified into two categories, namely, the limit equilibrium and the finite element methods. The limit equilibrium methods are typically based on relatively simple assumptions than on supporting empiricism, which result in diverse solutions among the various methods. The more prominent differences are probably due to significant disparity in defining allowable reinforcement strength and safety factors. The FEM methods, although too complicated for routine design, have demonstrated the ability in studying the behavior of GRSW. The results of FEM analyses, using DACSAR, to investigate the various factors affecting the performance of GRSW are presented. A design approach based on allowable deformation and tensile strain in the reinforcement is also developed.

英文篇名

COMPARISON OF DIFFERENT DESIGN METHODS OF GEOTEXTILE-REINFORCED EARTH WALLS

作者

陳景文、吳宗欣、Claybourn A.F

摘要

在土壤中加入張力構件以達到加勁目的之所謂加勁土壤（Reinforced Earth）的觀念與重力式擋土牆之設計觀念在數百年以前已有。但將兩個觀念合併用以建造加勁擋土牆之觀念則相當新近。法國之Vidal（1970）首先以鍍鋅鋼片為加勁材料，分層加入土壤中，並於牆前設置混凝土面版，用以抵抗土壓力。近年來化工合成技術推陳出新，加勁土壤內所採用之加勁材料乃由已往之金屬材料逐漸被化工合成材料，即所謂的地工合成材料（Geosynthetics）所替代。在眾多種類之地工合成材料中，又以地工織物（Geotextiles）起源最早，使用最多，亦為最早被引進國內之地工加勁材料。在國內已廣泛的運用於各種大地工程上。其中又以地工織物為加勁材料之擋土牆最為普遍應用。分析其原因，主要為地工織物擋土牆在實際施工優於傳統式擋土牆者有下列諸端：（1）較具柔性，因而能承受甚大之沈陷量。（2）具較高之阻尼，適合建於地震較頻繁地區。（3）施工快速、開挖少毋庸依賴重機械施工。（4）無排水不佳之間題。目前已有不少地工織物擋土牆的設計方法被發展出來，其中部份且已應用於工程實務設計。在國內這方面相關的文獻不少。如賴榮森和陳做季（民國76年）說明加勁土壤擋土結構之一般設計觀念及施工程序。李咸亨（民國79年）與張達德等人（民國79年）分別對地工織物加勁擋土牆之應力分佈與設計理念加以解說。然而，由於設計方法假設的條件及所根據的理論不同，導致設計所得結果相分歧。陳榮河（民國78年）曾以實例對數種加勁擋土牆之設計方法比較加勁材料之強度，各方法分析所得結果相當歧異。本文則選擇六種已公開使用之設計方法。說明其設計假設之條件，並以兩種不同高度之牆體，比較不同設計方法分析所得之加勁材用量。所得結果可供工程界設計地工織物擋土牆選擇設計方法時之參考。

英文摘要

Six published design methods of geotextile-reinforced earth wall are reviewed and compared. Comparison were made of the results of designs for various wall heights and geometries for each of the methods by strictly following the design procedures. The results of tests conducted on two geotextile-reinforced test walls which were loaded to failure were then used to evaluate each of the analytical models by using the design methods without any safety margins. The design methods and the concepts on which they are based are described and their differences summarized. The results of the comparisons are presented along with conclusions based on the results. To some extent, the differences in results obtained by the methods result from obvious differences in the analytical models used. However, the more prominent differences are due to significant disparity in defining allowable reinforcement strength and safety factors. For the most part, the demonstrated success of these structures to date is probably more attributable to the conservatism inherent in the design methods than to the accuracy of the analytical models.

英文篇名

INTRODUCTION OF WELDED WIRE RETAINING WALL

作者

林三賢

摘要

加勁土壤材料，一般說來，不外是以各種地工合成材料製成的非金屬加勁材及版條或鋼片狀之金屬加勁材。本文主要目的在介紹另一種焊接鋼網加勁土壤擋土牆。設計之考慮及範例亦在文中討論。

英文摘要

In General, earth reinforcement meterials include all kinds of non-metallic geo-fabric or geotextile materials and mteal strips or steel bars. The purpose of this paper was introducing a special welded wire earth reinforcement retaining wall. The design method and design example was also discussed in the paper.

英文篇名

STABILITY ANALYSIS OF REINFORCED SLOPES-DEVELOPMENT OF PC PROGRAM AND COMPARATIVE STUDIES

作者

黃景川

摘要

以極限平衡法（Limit equilibrium method）設計加勁土壤邊坡時，依其對象邊坡型式之不同，可分為兩大類；第一類為具鉛直或近鉛直之單坡度坡面擋土牆，其側向土壓力係數可依土壓係數公式求得者，此法在平地之結構物，如路堤護岸等應用較多；第二類為由多段坡度及退縮小平臺組合而成之邊坡，其坡面整體之側向土壓力係數無法由簡單之土壓公式求得者，此法在山坡整地或水土保持工程中應用較多。由於臺灣山坡地有效開發利用之必然趨勢，又加上土壤加勁技術漸受到普遍之採用，今後第二類分析法之使用必然更加頻繁。在大地工程中，分析不均質且邊界條件複雜之邊坡穩定問題時廣為工程界採用的方法為切片法（Bishop，1955，Spencer，1967，Janbu，1973）。因此，改良慣用之切片法使適用於加勁邊坡，可成為加勁邊坡穩定分析之有力工具。

英文摘要

A personal-computer-based program for analyzing the stability of reinforced slopes, RSLOPE1, is developed. In this program, the Felleniusand Bishop's simplified methods are modified according to various mechanisms of soil reinforcing. The results and limitations of this program are compared with some existing ones, namely, STABL6 and STABGM. It is found that the safety factor generated by RSLOPE1 is well comparable with those from other existing program. It is also demonstrated that the program RSLOPE1 calculates five types of factor safety to render a more sophisticated judgement on the stability of the reinforced slopes.

英文篇名

ERROR ANALYSIS IN GEOTECHNICAL ENGINEERING DESIGN

作者

趙國祥、秦中天

摘要

大地工程師於進行分析設計時都會遇到若干隱含之不確定因素（Uncertainty），這些因素包括材料性質、荷重作用於土層之狀況以及運用之預測模式等。在傳統設計中，都是運用判斷與以往經驗選擇設計參數，並決定一個讓人接受之安全係數以進行保守的設計。可是，採用固定安全係數（Fixed Safety Factor）之方式從事分析設計卻有以下之缺點（Baecher，1985）：（1）由於並無直接處理這些不確定因素之變異量，而使每個設計用的估計量（Estimate）偏於保守，以致無法明確瞭解整個設計真正的〝安全係數〞；（2）由於土壤性質、荷重等估計量趨向保守及主觀，無法使預測行為具反復性（Repeatability），從品質保證的觀點來講，是一種不佳的品質保證；（3）因資料數量、品質之差異及使用設施之不同等因素，不確定因素之變異程度遂因位置之不同而變化，因此會造成不同程度之不利行為。在基礎工程方面，對設計參數之決定通常是取其平均值作為設計依據，然因實際之土壤參數並非一個固定的常數，而是隨著地點、時間及空間分佈在改變。一般而言，任何土壤參數之真值（True Value）是無法準確地經由試驗或理論公式得到，僅能應用包含許多伴隨誤差的量測值進行概略地估計。基於上述理由，本文介紹在大地工程分析設計中可能之不確定因素，並予以定量化，再藉由一些簡單之統計方法，俾能對處理離散資料及考慮不確定因素時有所助益。文內並引用可靠性指（Reliability Index）之觀念及與破壞機率之關係，以期在大地分析設計中之經濟及安全考量下尋求合理之平衡。

英文摘要

Soil properties used in geotechnical engineering design always involve many implicit uncertainties. Today most of the geotechnical engineers make design using a fixed safety factor without taking the uncertainties into account. Therefore these designs may be unsafe or too conservative. The purpose of this paper is to identify the sources of uncertainty involved in soil parameters. An example showing various sources of field vane data uncertainties is given. Based on statistics and probability methods, the errors caused by these uncertainties can be quantified. Furthermore the uncertainty of the predicted byhavior can be estimated through simplified method dealing with the error propagation of soil properties. This paper also introduces the relationship between failure probability and reliability index in order to aid designer to choice a safety factor of which a balance between economy and safety concerns can be achieved.