進階搜尋


 
系統識別號 U0026-0812200913584127
論文名稱(中文) 混凝土覆面河堤淘空潛勢評估方法之研究
論文名稱(英文) Developing New Evaluation Models on Assessing the Internal Voids Behind the Concrete Dike of River Bank
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 95
學期 2
出版年 96
研究生(中文) 黃義清
研究生(英文) Yi-Qing Huang
電子信箱 n6694420@mail.ncku.edu.tw
學號 n6694420
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 184頁
口試委員 口試委員-葉純松
口試委員-柳志錫
口試委員-楊豐榮
指導教授-李德河
口試委員-呂珍謀
口試委員-簡仲和
中文關鍵字 多變量分析  層級分析法  透地雷達 
英文關鍵字 Multivariate analysis  Analytic hierarchy process  Ground penetration radar 
學科別分類
中文摘要 我國地形山多平原少,河流河身短、水流急,河流沿岸常以興建堤防等水利構造物的方式防範颱風豪雨時河水之暴漲,在多次颱風、豪雨及地震等因素侵襲作用下,河堤常會有變形、下陷與淘空滲砂等現象發生,進而影響到其安全性,因此平時對於堤防定期進行安全評估與安全維護,就成為堤防重要的課題。
由於目前檢測方式多以定性描述為主,缺乏較佳定量化檢測模式,故本研究嘗試以層級分析法(The Analytic Hierarchy Process,AHP)結合德爾菲法(Delphi Method)及不安定指數法兩種評估方法,透過專家學者問卷調查與現場目視調查結果將河堤淘空潛勢量化,建立河堤淘空潛勢評估模式,以提供相關管理單位日後對堤防重建修復的參考。
本研究以曾文溪流域部分堤段為研究對象,以透地雷達對混凝土河堤進行淘空檢測,並利用所建立的評估模式對同一區段的堤防進行淘空潛勢的評估,最後將透地雷達檢測所得到之淘空結果與評估模式所得到的淘空潛勢值進行比對,以評估本研究所建立之河堤評估模式的準確性。
英文摘要 In Taiwan, there is few plain but lots of mountain. The rivers usually came from the mountainous areas with the short length, so the rivers were rushing regularly. Therefore, the artificial constructions, such as the dikes, were built along the rivers to control the rapids associated with the typhoons and torrential rain. Meanwhile, the dikes also lost its stability because of the deformation, sinking and scouring caused by the natural disasters, as well as typhoons, heavy rainfall etc. Thus, evaluating and maintaining the dikes regularly was essential.
The active evaluation methods could have the qualitative describing results after investigating the dikes but lack of the quantitative scoring. So this paper tried to develop the evaluation models through two analysis methods, one was the analytic hierarchy process with the Delphi method, and another was the multivariate analysis. The analytic hierarchy process was built by the questionnaire of the experts, and the multivariate analysis was established by the situ investigation. The established evaluation models could be the references of the repairs to the government management organization.
The analysis objectives in this thesis were several zones of the dikes along the Zengwun river. The research areas were investigated by the ground penetration radar (GPR) and evaluated by the evaluation methods developed by this paper. The results of the evaluation methods developed by this paper were compared with the results of GPR to evaluate the accuracy of the evaluation models.
論文目次 中 文 摘 要 Ⅰ
英 文 摘 要 Ⅱ
誌 謝 III
目 錄 IV
圖 目 錄 ⅤII
表 目 錄 X
照 片 目 錄 XIII
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 1
1-3 研究流程 2
1-4 研究區域介紹 4
第二章 文獻回顧 5
2-1 堤防設計 5
2-1-1 河堤斷面結構 5
2-1-2 河堤檢測 6
2-2 河堤評估模式 9
2-2-1 傳統評估模式 9
2-2-2 海堤檢測維修方式探討 11
2-2-3 狀態指標評估系統 12
2-3 德爾菲法(Delphi Method) 15
2-4 層級分析法 18
2-5 透地雷達 27
2-5-1 技術的源起 27
2-5-2 淘空或孔洞探測 28
第三章 AHP淘空潛勢評估模式 32
3-1 評估模式因子選取 33
3-1-1 堤防常見損壞模式 34
3-1-2 相關構造物檢測項目與評估研究 36
3-1-3 其他可能影響之因子 39
3-1-4 建立階層圖 45
3-2 成對比較與一致性檢核 55
3-3 因子權重計算 60
3-4 建立河堤淘空潛勢評估模式 62
第四章 多變量分析-不安定指數法 67
4-1 多變量分析(不安定指數法)概述 67
4-2 潛勢因子選定 69
4-3 不安定指數法之計算與分析流程 70
4-4 堤防整體淘空潛勢之計算 79
第五章 評估模式驗證及結果 85
5-1 透地雷達檢測結果 85
5-2 專家經驗評估模式結果 87
5-3 AHP評估模式結果 93
5-4 不安定指數法評估模式結果 97
5-5 評估模式驗證結果比較 101
第六章 結論與建議 115
6-1 結論 115
6-2 建議 116
參考文獻 117
附錄一 第一次專家學者問卷 121
附錄二 第二次專家學者問卷 143
附錄三 專家經驗模式權重表 176
圖 目 錄
圖1-1 研究流程圖 3
圖1-2研究區域位置圖 4
圖2-1堤防各部名稱示意圖 6
圖2-2狀態指標系統隨時間變化示意圖 13
圖2-3德爾菲法的流程圖 17
圖2-4 AHP 法進行流程圖 20
圖2-5階層圖類型 22
圖2-6充滿空氣或水之模擬孔洞 28
圖2-7充滿空氣之模擬孔洞雷達影像圖 29
圖2-8充滿水之模擬孔洞雷達影像圖 29
圖2-9曾文溪河堤海寮段透地雷達影像圖 31
圖3-1河堤淘空潛勢評估模式建立流程圖 32
圖3-2河堤淘空潛勢評估階層圖 34
圖3-3裂縫型式 35
圖3-4(a) 河堤結構斷面類型 1 44
圖3-4(b) 河堤結構斷面類型 2 44
圖3-4(c) 河堤結構斷面類型 3 45
圖3-5(a) 外堤面淘空潛勢評估初步階層圖 48
圖3-5(b) 堤頂淘空潛勢評估初步階層圖 49
圖3-5(c) 內堤面淘空潛勢評估初步階層圖 50
圖3-6(a) 外堤面淘空潛勢評估階層圖(修正後) 52
圖3-6(b) 堤頂淘空潛勢評估階層圖(修正後) 53
圖3-6(c) 內堤面淘空潛勢評估階層圖(修正後) 54
圖3-7 軟體輸入資料示意圖 58
圖3-8 軟體計算輸出結果示意圖 58
圖3-9 河堤淘空潛勢評估階層圖 62
圖3-10 河堤淘空潛勢外堤面評估階層圖 63
圖3-11 河堤淘空潛勢堤頂評估階層圖 64
圖3-12 河堤淘空潛勢內堤面評估階層圖 65
圖4-1 多變量分析流程圖 67
圖4-2 善化堤防斷面型式 79
圖4-3 善化堤防DR1之淘空潛勢圖 84
圖4-4 善化堤防DR2之淘空潛勢圖 84
圖5-1 山上堤防內堤面圖1K+070~1K+080透地雷達3D圖 85
圖5-2 透地雷達反射訊號強度圖 86
圖5-3 善化堤防整體淘空潛勢EI結果 89
圖5-4 善化堤防整體淘空潛勢EI結果(不含最大月降雨量因子) 90
圖5-5 善化堤防整體淘空潛勢PI結果 94
圖5-6 善化堤防整體淘空潛勢PI結果(不含最大月降雨量因子) 94
圖5-7 善化堤防整體淘空潛勢DR1結果 98
圖5-8 善化堤防整體淘空潛勢DR2結果 98
圖5-9(a) 善化堤防淘空率與DT1的相關圖 102
圖5-9(b) 善化堤防淘空率與DT2的相關圖 102
圖5-9(c) 善化堤防淘空率與EI的相關圖 103
圖5-9(d) 善化堤防淘空率與PI的相關圖 103
圖5-10(a) 茄拔堤防淘空率與DT1的相關圖 107
圖5-10(b) 茄拔堤防淘空率與DT2的相關圖 107
圖5-10(c) 茄拔堤防淘空率與EI的相關圖 108
圖5-10(d) 茄拔堤防淘空率與PI的相關圖 108
圖5-11(a) 整體外堤面淘空率與DT1的相關圖 109
圖5-11(b) 整體外堤面淘空率與DT2的相關圖 110
圖5-11(c) 整體外堤面淘空率與EI的相關圖 110
圖5-11(d) 整體外堤面淘空率與PI的相關圖 111
圖5-12(a) 整體外堤面淘空率與篩選後EI的相關圖 113
圖5-12(b) 整體外堤面淘空率與篩選後PI的相關圖 113
表 目 錄
表2-1一般結構安全觀察項目 7
表2-2結構物定期安全檢測項目 8
表2-3 經濟部水利署第六河川局河堤建造物檢查表 10
表2-4 AHP評估尺度意義及說明 23
表2-5隨機指標表 25
表3-1 DERU評估法 37
表3-2 河海堤緊急調查階段等級分類與評估標準 38
表3-3 河堤損壞分類表 39
表3-4 專家經驗直覺第一層因子權重值 51
表3-5河堤淘空潛勢評估因子與階層圖問卷調查之專家學者名單 55
表3-6(a) 堤防淘空潛勢成對比較問卷結果 56
表3-6(b) 外堤面第一層級成對比較問卷結果 56
表3-6(c) 外堤面第二層級成對比較問卷結果(第一層級面版因子) 56
表3-6(d) 外堤面第三層級成對比較問卷結果(第一層級面版因子) 57
表3-7(a) 堤防淘空潛勢一致性檢核與權重 59
表3-7(b) 外堤面第一層級一致性檢核與權重 59
表3-7(c) 外堤面第二層級一致性檢核與權重(第一層級面版因子) 59
表3-7(d) 外堤面第三層級一致性檢核與權重(第一層級面版因子) 59
表3-8 堤防淘空潛勢符合一致性權重值 60
表3-9 堤防淘空潛勢權重值 60
表3-10 外堤面第一層級符合一致性權重值 61
表3-11 外堤面第一層級權重值 61
表4-1單一因子不安定指數計算範例(外堤面河岸型式) 70
表4-2(a) 外堤面各因子分類的不安定指數 71
表4-2(b) 外堤面各因子分類的不安定指數 72
表4-3 堤頂各因子分類的不安定指數 73
表4-4(a) 內堤面各因子分類的不安定指數 74
表4-4(b) 內堤面各因子分類的不安定指數 75
表4-5 各因子權重值及排序 76
表4-6 善化堤防外堤面下部面版整體不安定指數 78
表4-7 外堤面、堤頂、內堤正規化權重 80
表4-8面版位置分級正規化權重表 80
表4-9 善化堤防不同面版位置之整體不安定指數DT1與DR 82
表4-10 善化堤防不同面版位置之整體不安定指數DT2與DR2 83
表5-1 透地雷達淘空率結果 87
表5-2(a) 善化堤防淘空潛勢評估值EI整理結果 90
表5-2(b) 善化堤防淘空潛勢評估值EI整理結果 91
表5-2(c) 善化堤防淘空潛勢評估值EI整理結果 92
表5-3(a) 善化堤防淘空潛勢評估值PI整理結果 95
表5-3(b) 善化堤防淘空潛勢評估值PI整理結果 96
表5-3(c) 善化堤防淘空潛勢評估值PI整理結果 97
表5-4(a) 善化堤防淘空潛勢評估值DR整理結果 99
表5-4(b) 善化堤防淘空潛勢評估值DR整理結果 100
表5-4(c) 善化堤防淘空潛勢評估值DR整理結果 101
表5-5 善化堤防淘空率與潛勢值結果 101
表5-6善化堤防1K+570~1K+580 各模式潛勢值比較表 105
表5-7 堤防三大部分權重比較表 109
表5-8淘空率與因子相關係數計算結果 112
照 片 目 錄
照 片2-1 曾文溪河堤海寮段現地開挖照片 31
照 片3-1 寮部堤防面版裂縫中植生(2006年8月22日) 40
照 片3-2 寮部堤防戧台堆砂(2006年8月22日) 40
照 片3-3 山上堤防戧台沉陷(2006年8月15日) 41
照 片3-4 茄拔堤防堤頂之孔洞(2006年8月27日) 42
照 片3-5 青草崙堤防外堤面構造物 46
照 片3-6 青草崙堤防堤頂汽車通行 46
照 片3-7 青草崙堤防堤頂構造物 47
照 片3-8 善化堤防內堤面構造物 48
照 片5-1 善化堤防外堤面(1K+125-1K+145) 105
照 片5-2 善化堤防外堤面(1K+975-1K+985) 106
參考文獻 1.王鐵夢,建築物的裂縫控制,博遠出版社,1993。
2.王智仁,台十一線海岸公路邊坡崩塌災害分析,國立東華大學自然資源管理研究所碩士論文,2001。
3.台灣省水利局,防洪工程規劃講義,1981年4月。
4.巨廷工程顧問股份有限公司,曾文溪治理報告,經濟部水利署第六河川局,2004。
5.行政院公共工程委員會,震後港灣及河海堤快速診斷手冊之建立與震後港灣及河海堤快速補強手段,研究報告106,2000。
6.吳寶雅,層級分析法在衛生掩埋場安全評估之應用,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2000。
7.林宏明,透地雷達應用於地下空洞調查之應用,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2000。
8.林隆寬,防洪牆現場檢查評估之研究,國立台灣海洋大學河海工程研究所碩士論文,2005。
9.林宏泰,透地雷達應用於遺址探測及堤防掏空之研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2003。
10.林原宏,「層級分析法:理論與應用之探討(二)」,測驗統計簡訊第 11期,頁 23-26,1996。
11.李吉祥,集水區內堤防安定性之檢討,國立中興大學土木工程研究所碩士論文,2002。
12.祁明松,探地雷達在滑坡和岩溶地區探測中的應用,地球科學,1993。
13.侯國琛,非破壞性檢測法,徐氏基金會出版,1992。
14.財團法人成大研究發展基金會,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。
15.許煜煌,以不安定指數法進行地震引致坡地破壞模式分析,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,2002。
16.刀根薰,競賽式決策制定法-AHP入門,建宏出版社,初版,台北1993,(陳名揚譯)。
17.陳定銘,建構德菲法,國立政治大學第三部門研究中心,2005年,質性方法研習營。
18.陳崇華,台十一線海岸公路邊坡崩塌災害分析,國立東華大學自然資源管理研究所碩士論文,2004。
19.陳麗珠、吳政穎,「層級分析法(AHP)應用於國民教育補助政策公平效果評估之研究」,教育政策論壇,第二卷,第二期,pp.l-35,1999。
20.陳耀茂,多變量解析方法與應用,五南圖書出版公司,1999。
21.郭嘉穎,混凝土河堤現況檢測評估方法之研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2006。
22.黃楷淳,透地雷達與熱影像技術於地表下物體探測之應用研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2005。
23.曾志豪,降雨對阿里山公路邊坡破壞模式分析之影響研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2004。
24.曾國雄、鄧振源,「層級分析法(AHP)的內涵特性與應用(上)」,中國統計學報,第27卷6期,pp.5-22,1989年6月。
25.曾國雄、鄧振源,「層級分析法(AHP)的內涵特性與應用(下)」,中國統計學報,第27卷7期,pp.1-15,1989年7月。
26.曾志煌,港灣設施防災技術之研究(一)港灣構造物維護管理準則之研究,交通部運輸研究所,2004a。
27.曾志煌,港灣設施防災技術之研究(二)港灣構造物維護管理準則之研究,交通部運輸研究所,2004b。
28.劉大魁,GPR與紅外線熱影像技術於大地工程之應用研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2002。
29.劉世楨,海堤檢維修方式探討,國立台灣海洋大學河海工程研究所碩士論文,2001。
30.蔡靜怡,模糊理論應用於六龜鄉崩塌危險度之研究,屏東科技大學森林系碩士論文,2005。
31.賴鈺嘉,德爾菲法應用於病歷紀錄關鍵項目之研究,國立中興大學高階經理人研究所碩士論文,2003。
32.謝松林,鋼構通信鐵塔防蝕能力評估模式之研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2006。
33.羅經書,透地雷達應用於管線與地層調查之研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,1998。
34.Saarenketo Timo and Scullion Tom, “Road evaluation with ground penetrating radar,” Journal of Applied Geophysics, Vol. 43, pp.119-138, 2000.
35.Saaty, T.L. and Forman, E.H., The hierarchon:a dictionary of hierarchies, Pittsburgh, 1996.
36.Satty, T.L., The analytic hierarchy process, McGRAW-Hill, New York, 1990.
37.Sylvie, T. and Jean-Claude, D., “Analysis of GPR data:wave propagation velocity determination,” Journal of Applied Geophysics, Vol. 33, No.1-3, pp.77-91, 1995.
38.Singer, P. A., Fabio, S. B., and Daar, A. S., “Harnessing nanotechnology to improve global equity,” Issues in Science and Technology,Vol. 21, pp.51-64, 2005.
39.Zavbi, R. and Duhovnik, J., “The analytic hierarchy process and functional appropriateness of components of technical systems,”Journal of Engineering Design, Vol. 7, pp.313-329, 1996.
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2010-08-27起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2012-08-27起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw