自來水管線耐震分析及震後緊急應變措施之研究(2/2)

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自來水管線耐震分析及震後緊急應變措施之研究(2/2)

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簡介

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,也會影響到消防、醫療等其他部門;受限於水源位置、必須到達所有用水區域,以及其間必須長距離輸水,自來水管線無可避免地要通過地震地質敏感(斷層通過或是土壤液化高潛勢)的區域。近年來美、日等國為進一步強化自來水系統的震災應變與風險管理,莫不積極研發其震損評估、震後服務效能分析,以及自來水管線受震大變形損壞行為的數值模擬與試驗技術。本計畫旨以二年時間,研發自來水管網系統震後服務效能分析技術與相應的視窗化雛型軟體;其次,擬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。
本期計畫(第二年)已重新匯集921地震災損資料以及美、日等國的相關技術文獻,重行檢討自來水管線的災損率經驗公式,回顧次要管線災損對於自來水管網震後供水率影響的研究,並完成自來水系統震損早期損失評估模組,以及視窗化自來水管網效能分析的雛型軟體研發;其次,已整合土彈簧模型與ABAQUS商用軟體之有限元素分析方法,完成地下管線(包括連續管與分段管)的數學建模,進行過斷層管線受震大變形損壞的數值模擬與參數分析;同時,亦參考國外地層錯動試驗系統,針對油壓致動器的驅動方案進行剪力箱結構體的力學分析,完成其鋼構體各部尺寸與接合方式的設計,對於試驗所需週邊設備與試驗系統建置規劃,亦已完成最後檢核;最後,則以宜蘭地區自來水系統為例,根據本計畫震損評估與震後效能分析之結果,就震後緊急應變措施進行案例探討。


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