地形對地表放大效應之影響

The Effects of Topography on Ground Surface Amplification

陳俊甫(Jiun-Fu Chen)

指導教授 ： 林美聆

國立臺灣大學/工學院/土木工程學研究所/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2015.01796

摘要

地球歷史上有許多的案例記載中指出不規則地形的地震波放大效應以及軟弱的地層可能是造成地震破壞的主因之一，例如：1989年Loma prieta地震、1983 年Coalinga 地震、1985 年Chilean 地震以及1987年Supersition Hill等等，藉由量化地震的紀錄後可以知道在一些較陡的地形以及較軟弱的地形中，其地震振幅會放大數倍以上，因此，震波的土層放大效應及地址的地形影響兩者對於地震破壞中之影響是需要去探討研究的。
台灣的地形山多平原少，山地及丘陵及占全島總面積的三分之二，並且位於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊的交接帶，大小地震頻繁，地形的起伏可能會使得強度小的地震在不同的地形被放大，而造成破壞。在本研究中，先利用SHAKE軟體土層之模型進行地震分析，得到在基盤的加速度歷時，再利用FLAC程式進行地震分析。
建立簡化的山峰、山谷模型，從地形上各點的分佈找到地震振幅的放大比率分佈與地震震波的波長之間得相關性，應用於實際案例中。本研究收集在高雄甲仙地震下的南投山區測站的地質環境、地形變化及地震資料等，分出日月潭測站–魚池國小測站、魚池測站–北山國小測站以及暨南大學測站–北山國小測站，三個現地地形剖面進行數值分析模擬，雖然因山區地層資料不足無法完整模擬自然條件，在現地案例中，土層厚度因子仍然具有顯著得影響，而模擬測站則會因為鄰近的地形起伏因子，影響到地震加速度歷時放大比率的變化。

關鍵字

地震 ； 土層放大效應 ； 地形起伏 ； FLAC ； SHAKE

並列摘要

There are lots of cases indicating the irregular terrain and the fragile strata might be the major cause of amplification earthquake damage. For instance, the Loma Prieta earthquake in 1986, the Coalinga earthquake in 1983, the Chilean earthquake in 1986, and the Supersition Hill earthquake in 1987. By collecting those seismic records , it shows that in some topography like the steep ones and fragile geologic formation, the seismic amplitude will be enlarged several times. As a result, the amplification of soil and the orographic influence of local sites needed to be explore and research.
Two thirds of its area is mountains and hills in Taiwan. Moreover, locating in convergence Zone of Eurasian Plate and the Philippine Sea plate makes earthquakes occur frequently and the undulate of terrain may cause those low intensity seismicities become stronger which cause damage. In this research I first use SHAKE for getting the acceleration on base for input to FLAC model during simulation.
The simplified models of mountain peak and valley were constructed , we can find out the relationship between seismic amplification ratio distribution versus the wavelength of seismic wave. The research collects the geological environment, topography, and seismic data of the Chiahsien earthquake recorded from Nantou mountain stations TCU084–TCU080 , TCU089–TCU142 and TCU148–TCU142 ,and three terrain profiles were used to simulate seismic amplification. In field site case, the thickness of soil still have notable effects on the change of seismic amplification ratio distribution , and the influence by topography nearby also affects simulate on results.

並列關鍵字

earthquake ； soil amplification ； topography ； FLAC ； SHAKE

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