應用非線性側推分析於地下自來水管線受斷層錯動之研究

地震為台灣常見天然災害之一，當地震發生時，地下結構如自來水管線或是結構物基礎亦可能受到損壞。由於水為民眾每天所需之物資，因此當地下自來水管線因地震產生損壞而無法提供正常服務功能，勢必產生民生與衛生問題，更可能衍生二次災害，如火災、瘟疫等，故自來水管線因地震所致之損壞不可忽視。當連續管受到地層錯動時，管體可能因承受過大之彎矩而發生局部挫屈，故多數研究皆以殼元素來探討地下連續管因地層錯動之局部挫屈行為，但在工程實務上，以殼元素進行分析對工程師而言較為複雜且耗時，故不便於工程上之初步分析，因此本研究旨在利用側推分析來探討連續管受地層錯動之行為，如欲以側推分析來探討連續管受錯動行為，則需有合適的非線性鉸來模擬管體行為，因此本研究針對地下自來水管線建立一考慮局部挫屈之彎矩非線性鉸；此外本文並建立一軸力非線性鉸。得到管構件之非線性鉸後，工程師可由側推分析搭配梁元素對連續管受地層錯動之行為有一簡易初步分析。有鑑於國內輸配水管線常使用之管材為延性鑄鐵管，因此本文選擇延性鑄鐵管作為研究管材。