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系統識別號 U0026-1608201615455700
論文名稱(中文) 以地震尾波研究裂隙對邊坡場址效應方向性之影響
論文名稱(英文) Study the influence of neighboring fracture zone to the site directivity of slope with seismic coda waves
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 資源工程學系
系所名稱(英) Department of Resources Engineering
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 張哲銘
研究生(英文) Che-Ming Chang
學號 N46034015
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 69頁
口試委員 指導教授-余騰鐸
口試委員-葉永田
口試委員-廖志中
口試委員-李德河
中文關鍵字 地震尾波  場址效應  方向性  裂隙 
英文關鍵字 fracture  coda wave  directivity  spectrum ratio 
學科別分類
中文摘要 一般以地震訊號研究邊坡表層的構造變異,主要的研究方法是以頻譜比法計算出邊坡場址效應之頻譜圖後,再觀察構造變異產生前後顯著頻率的變化以及對應頻率振幅的改變。而Del Gaudio 於2007年的研究中藉由實際的地震觀測資料提出,邊坡的場址效應會隨著不同的方位角而有不同的放大效應,而根據他的研究結果,在某些特定地形和地質構造的邊坡上,可觀察到朝特定方向有集中放大的現象。本研究的目的是希望藉由觀察邊坡場址效應之方向性,找出地質構造產生變異時所對應之方向性在時間與空間上的變化。
本研究區為屏東縣士文水庫預定壩址,該地區共有三個強震測站,其中位於邊坡上之SW-1測站於莫拉克風災期間,周圍產生明顯的大型裂隙,因此選作為主要的研究場址。研究方法為將測站所接收到之地震加速度歷時以旋轉矩陣的公式計算出水平向不同方位角之加速度歷時並選取其尾波時段,藉由單站及雙站頻譜比法繪製出平均方位角頻譜圖後,找出該場址之顯著頻率區間並以該區間頻譜比之最大值所對應之方位角作為該次的場址效應方向,藉由觀察每筆地震紀錄之場址效應方向性,找出與裂隙產生前後所對應之變化。
從單站法的結果發現SW-1測站所在之場址顯著頻率約在2.3至4.3Hz之間,而場址效應之方向性主要為南北向,與邊坡傾向平行,而根據觀察每筆地震紀錄之方位角變化發現,在裂隙產生前方位角角度的分佈是相當的集中,標準差介於4.8~8.0度之間,裂隙產生後方位角角度的分佈則變得發散,標準差介於8.1~16.8度之間。根據Del Gaudio的研究結果推測,這可能是因為裂隙的產生使得邊坡場址的地質構造狀況產生變異,導致震動能量的分配情況改變便所造成的尾波複反射或散射狀況。因此對於測站鄰近地區之地下裂隙改變或是產生,本方法可以提供在不增加現地儀器設備之下的偵測功能。
英文摘要 Recent research has found that the maximum amplification direction of slope site response is oriented along local topographic features, and such directivity phenomena is caused by a combination of topographic, lithologic and geologic factors. The purpose of this study is to find the variation of the slope site response directivity which is dependent on the change of slope geologic condition by observing the spectrums of seismic coda wave which were recorded across the happen of changing event.

The seismograph set on the slope at planned Shin-Wen Reservoir site, southeastern Taiwan is chosen for this research because there was a fracture zone occurred near the station during Typhoon Morakot at 2009. By rotating the pair of horizontal seismograms and calculating with HVSR and SSR methods to get the directivity of slope site response. According to the results of each seismic record, it shows that the azimuths of directivities are distributed along about N0°E. However, the distribution of azimuths after the fracture occurred is much scattered than before the occurrence of fracture. This research suggest that the phenomena may cause by the occurrence of the fracture which had changed the slope physical condition of geological material. This method might be able to detect the existence of subsurface fracture near the station.
論文目次 目錄
摘要 I
致謝 VI
目錄 VII
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究流程與架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 震波場址效應 4
2.2 裂隙或斷層對震波中場址效應之影響 5
2.3 場址效應方向性 8
2.4 地震尾波 9
第三章 研究原理和方法 12
3.1 研究區域 12
3.1.1 儀器介紹 17
3.2 理論基礎 18
3.2.1 雙站法 19
3.2.2 單站法 20
3.2.3 雙站法參考站SW-2之適用性 21
3.3 資料處理 22
3.3.1 計算加速度歷時不同於方位角之分量 24
3.3.2 尾波時窗選取 24
3.3.3 傅式譜平滑化 28
3.4 分析方法 29
3.4.1 場址效應方向性判定 30
第四章 研究成果與討論 32
4.1 單站法 32
4.2 雙站法 36
4.3 場址震動能量分布變化 39
4.4 震源方向對場址效應方向性之影響 40
4.4.1 其他震源因子對方向性之影響 43
4.5 與其他場址之方向性比較 45
4.5.1 SW-1a測站 45
4.5.2 天花湖水庫預定壩址S03測站 47
4.6 場址效應方向性控制因子分析 52
4.7 方向性計算於時間域和頻率域之分析 54
4.7.1 頻率域分析 54
4.7.2 時間域分析 56
第五章 結論與建議 58
5.1 結論 58
5.2 建議 59
參考文獻 60
附錄一 地震參數表 63
附錄二 方位角頻譜圖 68
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