書籍介紹
自來水系統為重要維生線系統之一，其震後服務效能中斷除了會造成災區民眾日常生活立即發生困難之外，其影響也會及於消防、醫療等其他部門。自來水系統由於具有許多地下管線，其震後搶修復水經常曠日費時，並會衍生出嚴重的二次損失與社會成本。近年來美、日等國為進一步強化震災風險管理效能，莫不積極推動自來水等維生線系統震損評估與震後服務效能分析技術之研發。自來水系統受限於水源位置、必須到達所有用水區域，以及其間必需長距離輸水，故自來水管線無可避免地要通過地震地質敏感(斷層通過或土壤液化高潛勢)的區域。本研究擬以二年時間，應用地震災害潛勢分析、自來水管線震損模式，以及EPANET水理分析程式碼，開發視窗化自來水管網系統震後服務效能分析軟體；其次，以數值模型探討自來水地下管線與圍束土壤之互制問題，發展管線大變形損壞之數值模擬技術，同時探討地層錯動試驗進行所需剪力箱與加載裝置之可行性，完成其細部設計。
本研究已完成自來水管網系統震後服務效能分析程序之整合，應用開放式地理資訊系統程式庫(Open GIS library)之完成地震災害潛勢分析處理模組開發，並進行台北與蘭陽地區自來水管網之震災境況模擬；已整合土彈簧模型以及梁元素與殼元素有限元素分析方法，成功發展地下連續管線大變形的數學建模技術，並完成包含國外試驗、分析與實際震害之案例比對；最後則就國外地層錯動試驗系統相關文獻進行收集，並針對正、逆斷層試驗系統初步提出兩套設計方案(油壓致動器及螺旋齒輪組驅動)，針對平移斷層試驗系統則提出以導螺桿配合馬達驅動之設計方案，以上均已完成初步設計估算。
目次
摘 要I
AbstractII
目 錄III
圖目錄VI
表目錄XI
壹、緒論1-1
1.1研究緣起及目的1-1
1.2研究構想與工作項目1-4
1.3報告內容概述1-6
貳、自來水管網震後服務效能分析2-1
2.1相關研究回顧2-1
2.2震源參數與地震災害潛勢分析2-2
2.2.1震源參數2-3
2.2.2地表震動推估2-4
2.2.3土壤液化機率與震陷量推估2-6
2.2.4斷層開裂引致地表位移推估2-16
2.3自來水管網震後服務效能分析方法2-18
2.3.1自來水管網水理分析原理2-18
2.3.2管線災損率2-19
2.3.3管線災損點位置之模擬2-21
2.3.4管線災損點類形與水理模型2-24
2.3.5自來水管網系統震後服務效能分析流程2-30
2.4開放式GIS軟體簡介與地震災害潛勢分析模組開發2-31
2.4.1開放式GIS軟體簡介2-31
2.4.2開放式GIS地震災害潛勢分析模組開發2-35
2.5自來水管網系統震後服務效能案例分析2-40
2.5.1台北供水區山腳斷層M6.3模擬地震事件2-40
2.5.2蘭陽供水區外海M7.1模擬地震事件2-48
2.6專家學者座談會意見彙整2-54
叁、自來水地下管線受震行為數值模擬3-1
3.1相關研究回顧3-1
3.2管體與土壤的模擬方法3-2
3.2.1土彈簧估算方法3-2
3.2.2NEESR實驗結果與土彈簧估算方法之比較3-10
3.3基本材料試驗3-12
3.4向量式有限元之管線數值模擬分析方法3-18
3.4.1向量式有限元之分析方法介紹3-18
3.4.2管線塑性分析模式3-21
3.4.3管線斷裂分析模型3-23
3.4.4土彈簧模擬方法3-24
3.4.5管線接頭模擬方法3-27
3.5數值模擬分析算例3-35
3.5.1梁元素通過斷層埋地管線破壞之實際案例分析3-36
3.5.2殼元素通過斷層埋地管線破壞之實際案例分析3-48
肆、自來水地下管線錯動變形試驗系統規劃4-1
4.1相關文獻收集與彙整4-1
4.1.1 NEESR-SG, Annual Report (2006)4-7
4.1.2 NEESR-SG, Annual Report (2007)4-10
4.1.3 NEESR-SG, Annual Report (2008)4-15
4.1.4 NEESR-SG, Annual Report-RPI試驗回顧4-18
4.2國外既有試驗系統之硬體與技術分析4-20
4.2.1推力系統4-21
4.2.2量測系統4-21
4.2.3地層錯動系統4-22
4.2.4試驗系統驗證4-23
4.3試驗規畫初步構想4-25
4.3.1正斷層試驗系統初步設計-方案一4-26
4.3.2逆斷層試驗初步設計-方案一4-35
4.3.3逆斷層試驗初步設計-方案二4-40
4.3.4正逆斷層試驗方案比較4-44
4.3.5平移斷層試驗初步設計4-46
4.4專家學者座談會意見彙整4-49
伍、結語5-1
5.1主要成果5-1
5.2未來工作5-2
5.2建議事項5-3
陸、參考文獻6-1
附錄一 期中報告審查會議紀錄附錄1-1
附錄二 期末報告審查會議紀錄(略)
附錄三 專家學者座談會會議紀要附錄3-1
附錄四 材料拉伸試驗相關說明與介紹附錄4-1
分類
其他詳細資訊
- 英文題名：A Study on Pipeline Seismic Performance and System Post-Earthquake Response of Water Utilities (1/2)
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：自來水系統震損評估與震後服務效能分析，管線大變形損壞之數值模擬
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：230
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姓名：潘志銘
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