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系統識別號 U0026-0109201119473200
論文名稱(中文) 應用透地雷達與目視調查評估混凝土河堤淘空程度之研究
論文名稱(英文) Applying Ground Penetration Radar and Visual Investigation on Estimating the Eroded Caves behind the River Embankment with Concrete Plates
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生(中文) 吳宏哲
研究生(英文) Hong-Jhe Wu
學號 N66981313
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 226頁
口試委員 指導教授-李德河
口試委員-何建旺
口試委員-陳景文
口試委員-李振誥
口試委員-林宏明
口試委員-李雅芬
口試委員-張舜孔
中文關鍵字 透地雷達  目視法  非破壞檢測 
英文關鍵字 Ground Penetrating Radar  Visual Investigation  Artificial Neural Networks 
學科別分類
中文摘要 本研究旨在採用透地雷達與現地目視調查之方法於曾文溪堤防進行河堤淘空檢測與評估。一般以混凝土鋪面的河堤,其面版下方堤體產生淘空時,難以目視方法來判斷淘空的位置與淘空程度,因此,近來常以透地雷達等非破壞性檢測方法來進行河堤混凝土面版下方淘空程度的檢測與評估。但非破壞性檢測儀器的使用以及檢測結果的分析並非簡單且容易上手,欲大力推廣,有其限制。因此,本研究以曾文溪某段河堤為對象,使用透地雷達,進行混凝土面版下方淘空程度的探測調查,同時再以目視法針對同一段河堤之面版外徵:面版上裂縫之長度、寬度、面版沉陷量、裂縫型式、裂縫狀態以及堆砂情形等進行蒐集,嘗試建立河堤外徵與透地雷達淘空檢測結果的關係,藉以作為使用目視法進行河堤淘空程度評估的基礎。
英文摘要 The mail focus of this study is applying Ground Penetration Radar (GPR) and visual investigation on estimating the eroded caves behind the concrete plates of river embankments. Generally speaking, it is hardly to estimate the eroded caves inside the river embankment with an exterior concrete plate through the visual investigation directly.Thus, the none-destructive testing (NDT) methods, such as GPR, are usually utilized to estimate and evaluate the eroded caves behind the concrete plates of the river embankment.Comparing with the visual investigation, although the none-destructive testing methods could lead to a relatively accurate estimation results, the NDT equipment is relatively expensive and the NDT methods require more analyzing time. Hence, in this study, we use GPR and the visual investigation to estimate a specific part of the embankment in the Zeng-Wun river basin, simultaneously. Then, we try to establish the relationship between the GPR estimation results and the visual investigation outcomes through Artificial Neural Networks. Once the relationship between the GPR estimation results and the visual investigation outcomes could be obtained, we could evaluate the eroded caves inside the river embankment with the concrete plates through the visual investigation directly. The eroded caves estimations will be faster and easier.
論文目次 摘 要...I
Abtract...II
誌 謝...III
表目錄...VIII
圖目錄...XI
照片目錄...XVII
符號表...XIX
第一章 緒論...1
1-1研究動機...1
1-2研究目的及內容...1
1-3研究流程...3
1-4 研究區域介紹...4
第二章 相關研究及文獻回顧...6
2-1 透地雷達相關研究及文獻回顧...6
2-1-1 淘空或孔洞探測...7
2-1-2 地層探測...13
2-2 堤防安全評估模式...14
2-2-1 傳統評估模式...14
2-2-2 河堤評估模式...16
2-2-3 海堤檢測維修方式...16
2-2-4 狀態指標評估系統...18
第三章 相關理論及儀器系統...21
3-1 透地雷達基本理論...21
3-1-1 馬克斯威爾方程式...21
3-1-2 波衰減方程式...26
3-1-3 雷達波探測深度理論...28
3-2 透地雷達儀器介紹...31
3-3 透地雷達試驗步驟...32
3-4 地層的電磁特性...37
3-4-1 導電度 (conductivity)...37
3-4-2 低耗損與高耗損介質(low-loss and high-loss material)...38
3-4-3 相對介電常數(relative dielectric constant)...40
3-5 透地雷達應用上問題之探討...41
3-5-1 雷達波探測深度...41
3-5-2 雷達波波速求法...43
3-6 解析度...45
3-7 資料處理...47
3-7-1 疊加法(stacking)...47
3-7-2 位移(migration)...49
3-7-3 高程修正...52
3-7-4 三維立體透視圖...52
3-7-5 解迴旋...54
3-7-6 空間濾波...54
3-7-7 希伯特轉換...57
3-7-8 正演合成...57
3-8 透地雷達圖像判釋...61
3-9類神經網路...66
第四章 目視法評估模式探討...69
4-1 水利署現行檢查表調查方法...69
4-2 初步自製目視法評估模式...88
4-2-1 初步調查方法及項目...88
4-2-2 坡面工角度量測說明...91
4-3 改良後之自製目視調查表...106
4-3-1 改良後調查方法及項目...106
4-4 現勘拍攝照片...113
第五章 透地雷達檢測探討與結果...121
5-1環境調查...121
5-1-1 堤防環境探勘...121
5-1-2 透地雷達測線規劃及配置...122
5-1-3 透地雷達探測情形...127
5-2 透地雷達結果...127
5-2-1 曾文溪透地雷達探測結果...127
5-2-2 透地雷達結果之破壞程度...135
5-3 透地雷達驗證段...142
5-3-1 二維透地雷達測線配置...142
5-3-2 三維透地雷達測線配置...146
5-4 模型試驗...151
第六章 建立河堤淘空檢測模式與檢查表...157
6-1建立淘空檢測模式...157
6-2建立河堤淘空檢查表...196
第七章 結論與建議...200
7-1結論...200
7-2建議...201
參考文獻...203

參考文獻 1.中興大學水土保持學系,「台北縣瑞芳鎮九份地區地滑地調查計畫期末報告書」,台北縣政府委託報告,台中,台灣(1998)。
2.成功大學公共工程研究中心,「高雄縣彌陀海堤淘空檢測報告」,經濟部水利署第六河川局,(2002)。
3.成功大學公共工程研究中心,「曾文溪寮廍段堤防淘空檢測報告」,經濟部水利署第六河川局,(2003)。
4.成功大學公共工程研究中心,「加強台南縣市防救災作業能力計畫期末報告」,國家地震工程研究中心(2004)。
5.成功大學公共工程研究中心,「曾文溪麻豆段堤防淘空檢測報告」,經濟部水利署第六河川局(2004)。
6.成功大學公共工程研究中心,「新竹、苗栗與台南都會區地下地質與工程環境調查研究(1/2)期末報告」,經濟部中央地質調查所,(2004) 。
7.成功大學公共工程研究中心,「鹽水溪排水安全評估分析及研擬改善計畫報告」,經濟部水利署第六河川局(2005)。
8.成功大學公共工程研究中心,「曾文溪堤防安全性評估分析研究計畫」,經濟部水利署第六河川局(2006) 。
9.李德河,林宏明,羅經書,王耀德,「透地雷達應用於並排管線與地下孔洞之探討」,第八屆大地工程學術研究討論會論文集,pp.2257-2270,(2000) 。
10.倪勝火,「透地雷達法於檢測土工結構物淘空之應用」,土木技術,第3卷,第2期,pp.82-95,(2000) 。
11.李德河,廖正傑,賴明煌,「莫拉克颱風南部坡地災害狀況調查-阿里山公路邊坡及南化水庫邊坡」,八八水災災後重建研討會論文集,pp. 10-11,(2009) 。
12.黃楷淳,「透地雷達與熱影像技術於地表下物體之應用研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南,(2005) 。
13.郭嘉穎,「混凝土河堤現況檢測評估方法之研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南,(2006) 。
14.黃義清,「混凝土覆面河堤淘空潛勢評估方法之研究」,碩士論文,國 立成功大學土木工程研究所,台南,(2007) 。
15.劉大魁,「GPR與熱影像技術於大地工程之應用研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南,(2002) 。
16.李德河,廖正傑,賴明煌,「莫拉克颱風南部坡地災害狀況調查-阿里山公路邊坡及南化水庫邊坡」,八八水災災後重建研討會論文集,pp. 10-11,(2009) 。
17.成功大學公共工程研究中心,「高雄縣彌陀海堤淘空檢測報告」,經濟部水利署第六河川局,(2002) 。
18.成功大學公共工程研究中心,「地震虎頭埤水庫壩體調查及試驗」,嘉南農田水利會,(2010)
19.Benson, K. Sternberg and McGill, W. James, Archaeology studies in southern Arizona using ground penetrating radar. Journal of Applied Geophysics, Vol.33, pp.209-225, (1995).
20.Carino, N. J., M. Sansalone,Laboratory and field study of the Impac-Echo method for Flaw Detecting in Concrete. Nondestructive Testing of Concrete, Special Publication of the American Concrete Institute, pp. 1-20,(1988).
21.Carlsten S.,Radar techniques for indicating internal erosion in embankment dams. Journal of Applied Geophysics, Vol.33, pp.143-156,(1995).
22.Clark, M. R., McCann, D.M., and Forde, M. C., 2003. Application of infrared thermography to the non-destructive testing of concrete and masonry bridges. NDT&E International, 36, 265-275, (2003).
23.DAS, B. M., 1995. Principles of Foundation Engineering. Third edition, PWS Publishing Company, Boston, (1995).
24.Dolittle, J. A., Collins, M. E. Use of soil information to determine application of ground penetrating radar. Journal of Applied Geophysics, Vol.33, No.1-3, pp.101-108,(1995).
25.Haack, A., Schreyer, J., and Jackel, G., 1995. State-of-the-art of Non-destructive Testing Methods for Determining the State of a Tunnel Lining. Tunnelling and Linderground Space Technolgy, 10(4), 413-431,(1995).
26.Lin, J. M., Sansalone, M.,Impact-Echo Response of Hollow cylinder Concrete Structures Surrounded by Soil and Rock, Part-I –Numerical Studies. ASTM Geotechnical Testing Journal, Vol.17, No.2, pp.207-219,(1994).
27.Loke, M. H.,Tutorial: 2-D and 3-D Electrical Imaging Surveys. Geotomo Software, Malaysia,(2003).
28.Naik, T. R. and V. M. Malhotra, The Ultrasonic Pulse Velocity Method. Chapter 7 in Handbook on Nondestructive Testing of Concrete, V. M. Malhotra and N. J. Carino, Eds., CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 169-188,(1991).
29.Sakamoto T., Manual of the slope shot-concrete prevention aging detections using thermal-IR image technology. Public Works Research Institute,(1996). (In Japanese)
30.Sansalone, M. and N. J. Caeino, Impact-Echo:A Method for Flaw Detection in Concrete Using Transient Stress Waves. NBSIR 86-3452, National Burwau of Standards, Gaithersburg, Maryland, Sept., pp.222,(1986).
31.Ulrike W., Said Attia al H., and Wolfgang R., Monitoring of Root-Zone Water Content in the Laboratory by 2D Geoelectrical Tomography. J. Plant Nutr. Soil Sci. 171, pp.927–935,(2008).
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