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研究生: 李正宇
Lee, Cheng-yu
論文名稱: 宜蘭地區最大地動加速度之估算
Estimation of the Peak Ground Acceleration in Yilan area
指導教授: 陳光榮
Chen, Kuang-Jung
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 地球科學系
Department of Earth Sciences
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 117
中文關鍵詞: 複數解載震源函數衰減構造場址效應宜蘭地區最大地動加速度峰值
英文關鍵詞: complex demodulation, source effects, path effects, attenuation structure, site effect, Peak Ground Acceleration(PGA)
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU201900690
論文種類: 學術論文
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  • 本研究提出完整的模式以推算震源頻率函數及強震站的場址效應。使用中央氣象局強地動觀測計畫1996~2009年強震站觀測紀錄,先利用複數解載解析強震站地震紀錄,找出PGA瞬時的頻率函數;利用波線追跡法及能量衰減構造及平均法推算震源函數;再推算出各強震站的場址效應。最後利用已知震源函數、路徑效應及場址效應估算宜蘭地區各強震站的最大加速度峰值。得到以下幾點結論:
    (1) 各強震站PGA瞬時的頻率函數與全時段地震紀錄的頻率函數有極大的相似性。
    (2) 宜蘭地區放大頻率範圍在1Hz~5Hz為主,且靠近山區頻率有變大趨勢。宜蘭地區第一主頻的場址效應,放大倍率大多落於0.9~2.5倍之間。而且靠近蘭陽平原西北部強震站放大倍率較低(1.2~1.8倍),東部平原放大率較高(2.4~3.0倍)。
    (3) 利用已知震源函數、路徑效應及場址效應推估宜蘭地區的最大地動加速度峰值,除了南澳地區強震站有明顯低估外,其餘地區有相當的準確度。

    In this study we develop a procedure to estimate the peak ground acceleration (PGA) in Yilan area. In the first step, the frequency function at the PGA time is calculated by using the complex demodulation to the seismic record of the strong earthquake stations from 1996 to 2009 of the CWBSN. Then, the source frequency function is estimated by using the ray tracing method, the attenuation structure and the average method. The site effect of each station is derived from the source function and path effect correction. Finally, the source frequency function, path effect and site effect are compiled to estimate the peak ground acceleration of each station in Yilan area. The conclusions in this study are shown in the follow:
    (1) The instantaneous frequency function at the PGA time shows well correlation to the frequency function of the whole seismic record.
    (2) The amplification frequency range of Yilan area is mainly within 1~5Hz, and the frequency near the mountainous area has a tendency to become larger. The site effect in Yilan area indicates that the first magnification frequency mostly falls between 0.9 and 2.5 times. Moreover, the magnifying ratio near the strong earthquake station in the northwest of Lanyang Plain is low (1.2~1.8 times), and the magnification in the eastern plain is higher (2.4~3.0 times).
    (3) The estimated of the peak ground acceleration in Yilan area, using the source function, path effect and site effect, is compared to the observed data. It shows a little inconsistence in most stations except for the Nanao station.

    摘 要 I Abstract II 誌 謝 IV 目 錄 Ⅴ 表目錄 VII 圖目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 7 1.2.1 宜蘭地區的地形特色 7 1.2.2 衰減模式研究 12 1.2.3 震源時間函數研究 15 1.2.4 路徑效應研究 18 1.2.5 場址效應研究 19 第二章 理論基礎與研究方法 26 2.2 理論基礎 26 2.2 波線追跡法 28 2.3 路徑效應之計算 29 2.4 複數解載 31 2.5 震源函數之復原與場址效應之估算 35 第三章 研究資料與研究流程 37 3.1 研究資料 37 3.2 研究流程 37 3.2.1 PGA時刻頻譜與地震全紀錄頻譜 38 3.2.2 宜蘭地區強震站的場址效應與最大地動加速度峰值推估 39 第四章 實驗結果與討論 43 4.1 PGA時刻頻譜與傅式頻譜比較 43 4.2.1 震源(頻率)函數 50 4.2.2 強震站場址效應 53 4.2.3 宜蘭地區最大的地動加速度的估算 60 第五章結論 64 參考文獻 66 附錄A 本研究使用之速度構造(Roecker et al., 1987) 74 附錄B 本研究使用之QS衰減構造(Chen et al., 1996) 83 附錄C 本研究使用宜蘭地區強震站(中央氣象局) 92 附錄D 本研究的地震事件PGA時刻頻譜與的地震全紀錄總頻譜 96 附錄E 宜蘭地區推估事件震源效應 109 附錄F 宜蘭地區強震站場址效應 110 附錄G 宜蘭地區強震站的最大地動加速度觀測值與推估值比較 114

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