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系統識別號 U0002-1202202012033100
中文論文名稱 水泥添加劑對土壤剪力強度與植生的影響
英文論文名稱 Influence of cement additives on soil shear strength and vegetation effect
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 108
學期 1
出版年 109
研究生中文姓名 林思廷
研究生英文姓名 Szu-Ting Lin
學號 606380268
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2020-01-08
論文頁數 123頁
口試委員 指導教授-洪勇善
委員-楊國鑫
委員-吳朝賢
中文關鍵字 剪力強度  酸鹼值  發芽率 
英文關鍵字 shear strength  pH  percent germination 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 本研究旨在探討水泥添加劑對土壤剪力強度與植生的影響。內容主要為:(1)種子、土樣配比及實驗相關規劃,(2)不同水泥含量對於植生、剪力強度、凝聚力及摩擦角之行為與趨勢探討,(3)不同養護時間對於植生、剪力強度、凝聚力及摩擦角之行為與趨勢探討。
其結論得出:添加水泥能使土壤剪力強度增加,養護兩周後不同水泥含量的凝聚力為純土的5.7~9.5倍,摩擦角為3.4~3.7倍;但添加水泥會使發芽率下降,水泥含量7 %、9 %、11 %之土樣在種植30天後約下降28.75~88.75 %,透過添加菇肥後,其發芽率僅下降12.5~31.25 %。若同時考慮強度與植生,水泥含量7 %為最佳選擇,因其強度比5 %水泥含量增加16 %,但發芽率僅低3 %。
英文摘要 The purpose of this study is to investigate the Influence of cement additives on soil shear strength and vegetation effect.
The contents are mainly: (1) seed ,different soil sample and experimental related planning, (2) different cement contents on the behavior and trend of vegetation, shear strength, cohesion and friction angle, and (3) different curing times for vegetation, Discussion on the behavior and trend of shear strength, cohesion and friction angle.
The conclusion is that the addition of cement can increase the shear strength of the soil. After curing two weeks, the cohesion of different cement contents is 5.7 to 9.5 times that of pure soil and the friction angle is 3.4 to 3.7 times; but the addition of cement will reduce the germination rate. Soil with 7%, 9%, and 11% cement content decreased by approximately 28.75 ~ 88.75% after 30 days of planting. After adding mushroom fertilizer, the germination rate only decreased by 12.5 ~ 31.25%. If both strength and vegetation are taken into consideration, the cement content of 7% is the best choice because its strength is 16% higher than the 5% cement content, but the germination rate is only 3% lower.
論文目次 目錄
表目錄 III
圖目錄 IV
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究架構 2
1.3 論文組織與研究內容 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 植生對土壤強度的影響 5
2.1.1 顏正平等人(1983) 5
2.2 種子的選擇 6
2.2.1 植生土壤的酸鹼值 6
2.2.2 百喜草特性 10
2.3 土壤水泥之基本介紹 13
2.3.1土壤水泥之定義 13
2.3.2 土壤水泥之發展歷史與應用 14
2.4 添加劑對土壤剪力強度的影響 14
2.4.1 添加水泥對土壤剪力強度的影響 14
2.4.2 添加加勁纖維對土壤剪力強度的影響 17
2.4.3 添加穩定劑對土壤強度的影響 20
2.5 添加菇肥對土壤的影響 22
2.5.1 pH值 22
2.5.2 發芽率 25
2.6 噴植植生工法 27
2.6.1 困難工址植生技術 27
2.6.2 水泥噴植敷蓋技術 32
第三章 試驗材料、項目與方法 33
3.1 試驗種子 33
3.2 試驗材料 34
3.2.1菇肥 34
3.2.2土壤 35
3.2.3 水泥 38
3.3 試驗項目與方法 39
3.3.1 比重 39

3.3.2 粒徑分析-篩分析 40
3.3.3 粒徑分析-比重計分析 41
3.3.4 夯實 42
3.3.5直剪試體準備 45
3.3.6 酸鹼值(pH值)-電極法 47
3.3.7 植生 50
3.3.8 直剪試驗 51
第四章 結果與討論 54
4.1 百喜草植生 54
4.1.1 pH值檢測 56
4.1.2 發芽率 59
4.1.3 百喜草生長高度 66
4.2 夯實試驗結果分析 67
4.2.1 添加水泥之結果 67
4.2.2 添加菇肥之結果 70
4.3 添加水泥對強度的影響 72
4.3.1 養護一天 74
4.3.2 養護一周 84
4.3.3 養護兩周 91
4.4 添加菇肥對強度的影響 99
4.4.1土樣養護一周 99
4.4.2 土樣養護兩周 104
4.5 添加水泥與菇肥的綜合分析比較 112
第五章 結論與建議 119
5.1 結論 119
5.2 建議 121
參考資料 122

表目錄
表 2.1 不含根系土樣(A)及含草根土樣(B)之凝聚力與內摩擦角(王孝才等人,1975) 6
表 2.2 不同土壤pH值對戀風草及百喜草生長之影響(張雙滿,1972) 7
表 2.3 各處理方式的土壤流失深度(鄭慶生,1978) 8
表 2.4 百喜草覆蓋抑制水土流失之相關研究成果(陳煦屏,2015) 11
表 2.5 SS299含量9 %不同養護時間的凝聚力及摩擦角(Marto et al.,2013) 21
表 2.6 土壤pH值等級表(巫清志,2013) 23
表 2.7 不同資材處理之酸鹼度(巫清志,2013) 24
表 2.8 各種坡面困難工址植生技術之特性彙整(廖雯雯,2010) 31
表 3.1 土壤基本性質 37
表 3.2 波特蘭水泥種類 38
表 3.3 標準夯實法 44
表 3.4 直剪試驗夯實 45
表 4.1 植生氣候紀錄 55
表 4.2 不同配比隨時間之酸鹼度結果 57
表 4.3 百喜草發芽率 59
表 4.4 百喜草隨時間之生長高度 66
表 4.5 不同水泥含量下的最大乾土單位重 71
表 4.6 各水泥含量及養護時間之凝聚力 (kPa) 83
表 4.7 各水泥含量及養護時間之摩擦角(°) 83
表 4.8 添加菇肥於各水泥含量及養護時間之凝聚力 (kPa) 111
表 4.9 添加菇肥於各水泥含量及養護時間之摩擦角(°) 111
表 4.10 正向應力19 kPa之剪力強度 (kPa) 117
表 4.11 正向應力38 kPa之剪力強度 (kPa) 117
表 4.12 正向應力76 kPa之剪力強度 (kPa) 117
表 4.13 實驗參數綜合分析 118

圖目錄
圖 1.1 研究計畫流程圖 3
圖 2.1 1971~1976各處理方式土壤流失深度合計(鄭慶生,1978) 8
圖 2.2 1971年~1976年各處理地面覆蓋率(鄭慶生,1978) 9
圖 2.3 百喜草根系 12
圖 2.4 水泥添加量和最佳含水量關係(蔡佩勳、李承峰,2004) 15
圖 2.5 水泥添加量和最大乾密度關係(蔡佩勳、李承峰,2004) 15
圖 2.6 養護7天水泥量和單壓強度關係 (蔡佩勳、李承峰,2004) 16
圖 2.7 養護28天水泥量和單壓強度關係(蔡佩勳、李承峰,2004) 16
圖 2.8 水泥添加量和養護時間比值的單壓強度關係(蔡佩勳、李承峰,2004) 16
圖 2.9 聚丙烯纖維(PP-fiber) (Tang et al.,2007) 17
圖 2.10 不同纖維含量的無圍壓縮試驗結果(Tang et al.,2007) 17
圖 2.11 添加水泥養護28天的無圍壓縮試驗結果(Tang et al.,2007) 18
圖 2.12 添加纖維與水泥的綜合比較(Tang et al.,2007) 19
圖 2.13 纖維在土壤中的橋接效應(Tang et al.,2007) 19
圖 2.14 不同穩定劑含量及養護天數的綜合比較圖(Marto et al.,2013) 20
圖 2.15 紅土之破壞包絡線(Marto et al.,2013) 21
圖 2.16 不同資材處理之酸鹼度(巫清志,2013) 23
圖 2.17 不同資材處理之多花黑麥草發芽率(巫清志,2013) 25
圖 2.18 菇肥60 %+壤質砂土40 %處理之多花黑麥草累積發芽率(巫清志,2013) 26
圖 2.19 菇肥80 %+壤質砂土20 %處理之多花黑麥草累積發芽率(巫清志,2013) 26
圖 2.20 菇肥90 %+壤質砂土10 %處理之多花黑麥草累積發芽率(巫清志,2013) 27
圖 2.21 多孔性綠化水泥植生技術材料剖面圖(陳映潔,2011) 28
圖 2.22 纖維加勁土壤噴植技術剖面圖(陳映潔,2011) 28
圖 2.23 纖維加勁土壤噴植技術施工示意圖(陳映潔,2011) 29
圖 2.24 水泥噴凝植生敷蓋技術施工剖面示意圖(陳映潔,2011) 29
圖 2.25 水泥噴凝植生敷蓋技術施工平面示意圖(陳映潔,2011) 30
圖 3.1 百喜草(吳建銘,2010) 33
圖 3.2 菇肥 34
圖 3.3 土壤 35
圖 3.4 粒徑分佈曲線 36
圖 3.5 濕篩圖 41
圖 3.6 夯實模、夯錘 43
圖 3.7 頂土器 43
圖 3.8 直剪試體夯實工具 46
圖 3.9 酸鹼值測定儀 48
圖 3.10 盆栽 51
圖 3.11 直剪試驗儀 52
圖 3.12 截土環 53
圖 3.13 土壤深度示意圖 53
圖 4.1 酸鹼值隨時間變化 58
圖 4.2 水泥含量3%種植3天 60
圖 4.3 水泥含量3%種植6天 60
圖 4.4 水泥含量5%種植3天 61
圖 4.5 水泥含量5%種植6天 61
圖 4.6 添加菇肥且水泥含量7%種植6天 62
圖 4.7 添加菇肥且水泥含量7%種植10天 62
圖 4.8 添加菇肥且水泥含量9%種植6天 63
圖 4.9 添加菇肥且水泥含量9%種植10天 63
圖 4.10 添加菇肥且水泥含量11%種植6天 64
圖 4.11 添加菇肥且水泥含量11%種植10天 64
圖 4.12 百喜草發芽率 65
圖 4.13 不同配比之夯實試驗結果 68
圖 4.14 不同水泥含量下之最大乾單位重 69
圖 4.15 不同水泥含量下之最大乾單位重(Shooshpasha ,2016) 69
圖 4.16 菇肥夯實結果 71
圖 4.17 純土直剪結果 73
圖 4.18 純土之摩擦角與凝聚力 74
圖 4.19 養護一天正向應力19 kPa下直剪試驗的結果 76
圖 4.20 養護一天正向應力38 kPa下直剪試驗的結果 77
圖 4.21 養護一天正向應力76 kPa下直剪試驗的結果 78
圖 4.22 直剪試體正向位移的改變 79
圖 4.23 養護一天直剪試驗破壞後之試體(局部片狀) 79
圖 4.24 水泥含量3%養護一天之摩擦角與凝聚力 80
圖 4.25 水泥含量5%養護一天之摩擦角與凝聚力 80
圖 4.26 水泥含量7%養護一天之摩擦角與凝聚力 81
圖 4.27 水泥含量9%養護一天之摩擦角與凝聚力 81
圖 4.28 水泥含量11%養護一天之摩擦角與凝聚力 82
圖 4.29 養護一周正向應力19 kPa直剪結果 85
圖 4.30 養護一周正向應力38 kPa直剪結果 86
圖 4.31 養護一周正向應力76 kPa 87
圖 4.32 養護一周直剪試驗破壞後之試體 88
圖 4.33 水泥含量3%養護一周之摩擦角與凝聚力 88
圖 4.34 水泥含量5%養護一周之摩擦角與凝聚力 89
圖 4.35 水泥含量7%養護一周之摩擦角與凝聚力 89
圖 4.36 水泥含量9%養護一周之摩擦角與凝聚力 90
圖 4.37 水泥含量11%養護一周之摩擦角與凝聚力 90
圖 4.38 養護兩周正向應力19 kPa 92
圖 4.39 養護兩周正向應力38 kPa 93
圖 4.40 養護兩周正向應力76 kPa 94
圖 4.41 養護兩周直剪試驗結果之試體 95
圖 4.42 水泥含量3%養護兩周之摩擦角與凝聚力 95
圖 4.43 水泥含量5%養護兩周之摩擦角與凝聚力 96
圖 4.44 水泥含量7%養護兩周之摩擦角與凝聚力 96
圖 4.45 水泥含量9%養護兩周之摩擦角與凝聚力 97
圖 4.46 水泥含量11%養護兩周之摩擦角與凝聚力 97
圖 4.47 各水泥含量及養護時間之凝聚力 (kPa) 98
圖 4.48 各水泥含量及養護時間之摩擦角 98
圖 4.49 添加菇肥養護一周於正向應力19 kPa下之剪力行為 100
圖 4.50 添加菇肥養護一周於正向應力38 kPa下之剪力行為 101
圖 4.51 添加菇肥養護一周於正向應力76 kPa下之剪力行為 102
圖 4.52 水泥含量7 %+菇肥養護一周之摩擦角與凝聚力 103
圖 4.53 水泥含量9 %+菇肥養護一周之摩擦角與凝聚力 103
圖 4.54 水泥含量11%+菇肥養護一周之摩擦角與凝聚力 104
圖 4.55 添加菇肥養護兩周正向應力19 kPa 106
圖 4.56 添加菇肥養護兩周正向應力38 kPa 107
圖 4.57 添加菇肥養護兩周正向應力76 kPa 108
圖 4.58 水泥含量7 %+菇肥養護兩周之摩擦角與凝聚力 109
圖 4.59 水泥含量9%+菇肥養護兩周之摩擦角與凝聚力 109
圖 4.60 水泥含量11%+菇肥養護兩周之摩擦角與凝聚力 110
圖 4.61 正向應力19 kPa於養護兩周之剪位移-剪應力關係圖 114
圖 4.62 正向應力38 kPa於養護兩周之剪位移-剪應力關係圖 115
圖 4.63 正向應力76 kPa於養護兩周之剪位移-剪應力關係圖 115
圖 4.64 摩擦角隨養護時間的變化 116
圖 4.65 凝聚力隨養護時間的變化 116


參考文獻 1. 顏正平、林信輝、周天穎(1983),「水土保持應用草類生育習性及種子繁殖試驗」,中華水土保持學報14:7-20。
2. 張雙滿(1972),「主要覆蓋作物之土壤pH適應性試驗」,台灣省農業試驗所鳳山熱帶園藝試驗分所水土保持組,試驗報告農試字第六一八號。
3. 王孝才、張雙滿、程仲武、鄭慶生(1975),「坡地果園覆蓋作物與敷蓋觀察」,臺灣水土保持試驗研究報告彙刊3: 146- 154。
4. 王武彰(1975),「主要覆蓋作物根群分布之研究」,水土保持試驗研究彙刊3:127-135。
5. 廖文堂(1985),「覆蓋作物根系特性與抗剪強度關係之研究」,國立中興大學水土保持學系,碩士學位論文。
6. 張雙滿、鄭慶生(1974),「果園敷蓋與覆蓋作物之研究 第二報:坡地柑橘園覆蓋作物與敷蓋之水土保持效益」,中華水土保持學報5(1):82-95。
7. 郭俊傑、顏正平(1988),「環境因子對百喜草生長之影響」,水土保持學報20(1):39-58。
8. 廖綿濬(1975),「幼齡柑園水土保持方法之研究」,台灣水土保持試驗研究彙刊(3):165-172。
9. 鄭慶生(2004),「坡地果園覆蓋作物之水土保持效益研究」,國立屏東科技大學水土保持系碩士學位論文。
10. 蔡佩勳、李承峰(2004),「土壤水泥力學性質試驗之研究」,中華民國力學學會第廿八屆全國力學會議,728-736。
11. 邱勝範(2004),「覆蓋與敷蓋對坡地茶園水土保持效益與生長之影響」,國立屏東科技大學水土保持學系碩士論文。
12. 江清榮(2004),「不同處理對陡坡荔枝果園水土保持效益之研究」,國立屏東科技大學森林系碩士學位論文。
13. 陳映潔(2011),「水泥噴凝植生敷蓋技術在陡坡上之現地應用、調查及其材料最佳化配比之初步試驗研究」,臺灣大學生物環境系統工程學研究所學位論文1-148。
14. 陳煦屏(2015),「成木果園覆蓋植物之空間分布與棲地土壤調查評估」,國立中興大學水土保持學系碩士論文。
15. 廖雯雯(2010),「植生困難之坡面的適用工法之評估及試驗研究」,國立台灣大學生物環境系統工程所系碩士論文。
16. 鄭慶生(1978),「坡地芒果園覆蓋作物與敷蓋之研究」,水土保持學報10(2):131-144。
17. 巫清志(2013),「噴植基材應用水泥與菇類堆肥之試驗研究」,國立中興大學水土保持學系碩士論文。
18. Marto, A. Latifi, N. and Sohaei, H.(2013).“Stabilization of Laterite Soil using GKS Soil Stabilizer.”EJGE vol.18,Pages 521-532.
19. Tang, C., Shi, B., Gao, W., Chen F., and Cai Y. (2007)“Strength and mechanical behavior of short polypropylene fiber reinforced and cement stabilized clayey soil.”Geotextiles and Geomembranes 25(3),Pages194-202.
20. Shooshpasha, I. (2016).“Influence of zeolite and cement additions on mechanical behavior of sandy soil.”Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 8 (5), 746-752.
21. 財團法人中興顧問社,「土壤水泥之性質試驗與適用性探討研究」,(2003)。
22. 吳建銘(2010),「台南區農業改良技術專刊」99-3(NO.149):37-40。
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