• 學位論文

以永久散射體雷達干涉法監測哈德遜灣附近冰後回彈

加拿大哈德遜灣附近由於環境惡劣，連續觀測GPS站難以設立，因此該地區缺少地表變形觀測量，使得冰川均衡调整(glacial isostatic adjustment, GIA)模型預估的冰後回彈於此區域有改善空間。為了解決地表變形量缺乏的問題，本研究使用2017年至2019年的六月至十月的Sentinel-1B 衛星影像，應用永久散射體雷達干涉法(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar, PSInSAR)，且為了克服雷達干涉法在測量空間長波長變形量的限制，本研究使用了天氣預測模型ERA5模擬對流層改正量，且進一步的應用估計空間變化尺度因子的方法改正ERA5的對流層改正量，並使用stacking的方法將面狀觀測結果轉為緯度相關的條狀結果以消除殘餘誤差，最終測得該區域的地表變形量。研究結果顯示，在light of sight (LOS) 和垂直方向結果中，計算的地表變形速度除了通過與GPS比較的廣義假說檢定，且其root-mean-squared (RMS) difference也僅為2.57 mm/year 和5.05 mm/year，證明本研究的成果除了在統計上與GPS的觀測結果一致，其精度也相當高。與GIA模型中的ICE-6G_D比較中本研究的RMS difference在LOS與垂直方向上與ICE-6G_D僅為3.36 mm/year 和6.14 mm/year，十分接近GPS與ICE-6G的差異，1.33mm/year 和1.91mm/year，顯示本研究觀測冰後回彈的變形量與GPS的觀測結果差異不大。由於GPS於研究區域分布的較不平均，為了檢視其他地區的PSInSAR結果是否確實有觀測到冰後回彈，本研究將PSInSAR結果的空間長波長變形量與ICE-6G_D的結果比較，其相關係數達0.99。總和以上所述，本研究證實使用PSInSAR可以觀測得加拿大哈德遜灣附近的冰後回彈變形量，可望補足該地區地表變形量不足的問題。

• 學位論文

具非完美交界面之冪函數漸變多鐵性纖維複合材料

本研究探討冪函數漸變功能梯度壓電壓磁纖維複合材料具非完美交界面時的磁電耦合效應。功能梯度材料(Functionally graded material, FGM)為材料性質沿半徑或厚度方向呈現漸進變化的材料，其優點是能藉由連續漸變的特性減弱因材料不連續產生的負面影響。本研究採用的漸變模型為沿半徑方向呈冪函數 漸變， 為其漸變係數。此外，早期的研究常假定材料的交界面完美且連續，但於實務上因製備過程產生的瑕疵、交界面黏著劑等皆會形成非完美交界面。常見的有廣義曳引力不連續的強非完美交界面以及廣義勢能不連續的弱非完美交界面等，本文亦將對此二種非完美交界面問題進行分析。 本研究藉由廣義雷利法(Generalized Rayleigh’s formalism)以週期性排列條件求得等效材料性質，再以複合圓柱模型(Composite cylinder assemblages model)進行一致性比對，驗證所求得之等效材料性質的正確性。驗證後再探討非完美交界面以及漸變係數對等效磁電電壓耦合係數 的影響趨勢。 數值分析廣義雷利法求得之 與複合圓柱模型有高度的一致性。在非完美交界面對 的影響之研究中，越大的強非完美交界面係數可以提升 ，弱非完美交界面則是會削弱。在漸變參數對 的影響分析中，漸變參數僅在一個小範圍數值內具增強作用。於改變材料係數的研究中，當壓電材料的磁導率、壓磁材料的壓磁係數越高；壓電材料的彈性係數、介電常數、壓磁材料的彈性係數、介電常數、磁導率越低時， 會呈現提升的趨勢。

• 學位論文

考慮俯仰效應之三質量車輛模型分析車橋互制行為

在橋梁結構檢測中，橋梁頻率為判斷橋梁損害程度之重要依據，量測方式可 分為直接測量法與間接測量法，直接測量法主要用於現地實驗，往往耗費較多的 人力及工時，間接測量法便發展出來，其中近年來廣泛研究的主題為車橋互制系 統，利用車輛與橋梁間之響應，由車輛產生之動態行為擷取出橋梁頻率。有鑑於 傳統上多將車輛模型假設為集總質量系統，其幾何外觀與真實車輛相差甚遠，為 了未來實驗驗證與工程實務之用，本研究提出了考慮俯仰效應之三質量車輛模型， 此模型考慮了車輛本體之垂直位移、轉角及簧下質量之位移。根據所提出之車輛 模型，除了針對模型進行數值驗證外，亦針對與其相關參數進行頻譜識別分析， 如簧下質量、鋪面粗糙度、車輛阻尼、橋梁阻尼等。由數值分析之結果可以發現， 根據感測器所安裝位置之不同，所得之頻譜亦有所不同，其中車體前端所得之頻 譜識別效果較好，而在不同鋪面粗糙度下，本研究所提出之模型皆能有效識別至 第三橋頻，驗證了模型之有效與準確性。

• 學位論文

具強非完美交界面多鐵層狀複合材料之場量分佈

本研究探討強非完美交界面對於多鐵層狀複合材料內場量分佈的影響。壓電壓磁複 合材料被大量使用於磁電耦合效應的研究中，其具間接磁電耦合效應，能改善單相磁電 材料之磁電耦合效應 (Magnetoelectric Coupling Effect) 較弱及居禮溫度 (Curie Temperature) 低於室溫而難以應用的缺點。複合材料中存在著交界面問題，因為交界面是否完 美接觸會影響材料內物理量的傳遞，進而影響多鐵性複合材料之磁電耦合效應。本研究 因此探討交界面模數以及交界面應力兩種非完美交界面，因兩者皆對應曳引力不連續且 位移連續的情況，本論文中將以強非完美交界面表示這兩種非完美交界面情況。 本研究使用之層狀複合材料皆為均質且屬於正交性材料，並且為簡支假設。首先， 將會藉由擬 Stroh 型式推導純彈性層狀複合材料以及壓電壓磁層狀複合材料之傳播矩陣， 再推導交界面模數以及交界面應力之交界面矩陣，將其結合後求得材料內部以雙重傅立 葉級數表示之各場量真解，最後進行數值分析。 數值結果顯示，純彈性情況下，使用材料為銀與一假設之材料，其材料性質為銀之 兩倍，交界面模數情況下若強非完美交界面數量上升，會使得層狀複合材料內之位移以 及應力下降；此外，材料之排列順序也會更影響，三層複合層狀材料情況下，不同材料 之間交錯排列可以降低材料內部之應力，而附錄 A 使用銀及與假設材料的材料性質相近 之鎳，也得到與第二章相同之結果。壓電壓磁情況下，使用材料為鈦酸鋇 (BaTiO3) 及 鈷鐵氧 (CoFe2O4)，當交界面應力越大時會提高壓電壓磁層狀複合材料之磁電耦合效應， 而交界面模數則是可以增加亦可以降低其磁電耦合效應。

• 學位論文

重力邊坡變形引致逆向坡撓曲傾覆破壞之可能性探討-以六龜D015大規模崩塌潛勢區之古崩塌為例

本研究目的為以高雄市六龜區D015大規模崩塌潛勢區為例，探討古崩塌因重力邊坡變形引致撓曲傾覆破壞並進一步產生大規模滑動之可能性。該潛勢區經野外調查及鑽孔內造影等資料顯示，該區域岩層有重力撓曲變形現象。 本研究以適合之理論解析模型(Zheng et al, 2017)，對研究區進行重力撓曲變形力學分析。由一系列參數研究結果得知，影響邊坡撓曲破壞的主要因子為坡趾傾角、岩層不連續面法向方向傾角、岩柱寬度等幾何參數，以及岩石內摩擦角等力學參數；而岩柱間摩擦角、岩石最大張力強度影響較小。 綜合地質調查結果、鑽探岩心資料、孔內造影等及現況地形，發現六龜區D015可能存在兩次以上之大規模崩塌破壞，且在部分中央坑溝邊坡露頭中也可以觀察到撓曲變形現象。本研究首先分析現況地形撓曲傾覆破壞之可能性。再利用現況地形撓曲傾覆破壞下，推估可能的岩柱寬度範圍。再參考鄰近無崩塌區域地形重建古地形面，進行撓曲傾覆破壞分析，推測出本區古崩塌最有可能之破壞模式。最後依照可能性最高之古地形面，提出本研究場址大規模崩塌地質衍育模型，說明六龜D015古崩塌因重力撓曲變形引致大規模崩滑之可能性。

• 學位論文

大規模崩塌運移模擬-連體及非連體模型案例擬合

大規模崩塌之災害評估中不可或缺的要素為致災性參數，泛指運移距 離、影響範圍、衝擊速度、動量…等，不少過往研究提出推估致災性參數之方法，其中數值模擬法是求解致災性參數相對可靠之方法，且能對崩塌區作較精準的描述。本研究蒐集臺灣十處已發生崩塌之大規模崩塌案例，以連續體模型與非連續體模型數值軟體反演崩塌運移，率定最佳輸入參數以令模擬結果接近真實崩塌情形，連續體模型以 RAMMS (RApid Mass Movements Simulation)為代表；非連續體模型則以PFC3D (Particle Flow Code)為代表。 為率定輸入參數，本研究以真實崩塌案例之堆積範圍與堆積厚度作為 率定比較對象，以量化的方式調整 RAMMS 與PFC3D之輸入參數以令模擬 結果能最接近真實崩塌行為。本研究依據真實崩塌案例之堆積範圍及厚度率定 RAMMS 主控運移距離之摩擦係數與影響流速變化之紊流阻抗係數；PFC3D方面則以模擬之單壓試驗擬合現地室內試驗之巨觀力學參數藉以標定微觀參數，運移模擬之反演係經由調整摩擦係數及黏滯阻尼比以達最佳模擬結果。 就所蒐集之崩塌案例，本研究繼而根據不同因子分類，如破壞機制、 量體體積、平均坡度等，探討 RAMMS 反演所得最佳擬合參數與崩塌案例因子間關係，歸納得以下趨勢: 量體體積越大、崩塌區平均坡度越大之崩塌案例，擬合最佳之摩擦係數值越大；摩擦係數固定之情況下，紊流係數對崩塌量體之運移距離影響甚小，但對崩塌量體之運移速度有較大影響。本研究並就幾個不同破壞機制之崩塌案例分採 RAMMS 與PFC3D進行模擬反演，比較兩個軟體之適用性與效能。 RAMMS 由於建模與模擬速度快，有利於初步風險評估，盡速提供即時防災管理所需；PFC3D則因建模與運移所費時間較長，但卻能對微觀物理量與破壞模式能有較精確之描述，更適合作為詳細研究之用。 整體而言，兩軟體於本研究比較之幾個案例模擬表現均可接受。

• 學位論文

應用Sentinel-1A影像與SBAS方法監測屏東沿海地區地層下陷

屏東縣林邊鄉、佳冬鄉、枋寮鄉的沿海地區，是目前台灣嚴重地層下陷的區域之一，其主要原因為養殖漁業業者過量抽取地下水所致，而快速、精確的監測屏東沿海地區的下陷範圍與沉陷速率為目前重要的民生議題。Sentinel-1A衛星影像，具有短再訪週期(12天)、高空間解析度、大範圍監測的特性，因此，本研究透過2018年7月至2020年3月之Sentinel-1A衛星影像，與雷達干涉時序分析方法(Multi-temporal SAR Interferometry, MT-InSAR)中的短基線集方法(Small Baseline Subset, SBAS)監測屏東沿海地區的地層下陷。結合屏東地區GNSS站之東西 (E)、南北 (N)方向觀測量與InSAR觀測量，可以將InSAR觀測量由LOS (Line-of-sight)方向轉換至垂直方向。研究成果顯示屏東沿海地區最大下陷速率為47.3 mm/year。而InSAR位移量與GNSS垂直觀測量時間序列做比較時，在DLIO之相關係數為0.952、RMSE為7.0 mm；在FALI之相關係數為0.700、RMSE為11.4 mm；在CLON之相關係數為0.800、RMSE為19.7 mm，並且觀察到InSAR位移量具有季節性變化，藉由比對雨量資料與地下水位資料後，發現InSAR位移量的季節性變化與地下水位有關，本研究解釋了降雨、地下水位、地表形變三者的關係。另外，研究中的最大下陷速率點位於養殖魚塭地區，透過分析其位移量的時間序列，亦可觀察到位移量隨地下水位的變化，推測位移量差異由過度抽水引起。

• 學位論文

整合多衛星測高資料建構台灣區域平均海水面

鑒於台灣垂直基準於陸域高程基準與海域深度基準之間並未使用一致的基準面，而平均海水面(Mean Sea Surface, MSS)於兩基準中均扮演重要的參考面，故若能建立台灣周圍之區域性平均海水面，並作為台灣海陸兩基準之相同參考依據，則能消除兩基準之間於海陸交界處的不連續性問題。本研究使用13顆測高衛星於1992年至2019年間共計27年的海水面觀測數據，透過交叉點演算法整合各衛星資料，並利用最小二乘法建構相對於參考時間2005年1月1日的平均海水面模型ALTMSS。本研究對ALTMSS與現行常用之兩全球性平均海水面模型DTU18與CLS15進行海面高度比較，其差值之RMSE (Root Mean Square Error, 均方根誤差)分別為8.6公分與5.6公分，而ALTMSS與兩全球模型(DTU18與CLS15) 亦與台灣33個沿岸潮位站之平均海水面進行比較，其差值之RMSE分別為16.3公分、16.9公分與23.1公分。

• 學位論文

結合Arduino與舒適度指標於Revit平台之展示

「智慧建築」係指建築物及其建築自動化系統(Building Automation System，BAS)，包含八大評估指標，除了確保人居於安全、生活便利，也要提升影響室內環境品質之各項因子。本研究以物聯網概念利用Arduino量測交通大學工程二館412研究室環境之溫度、濕度、亮度、危害氣體及冷氣用電量，並嘗試以「健康舒適」指標之舒適度作為探討，找出使用者適用之舒適度指標及最具影響環境之因子。 因此本研究建置一套系統，利用Python彙整量測值、使用者回饋及計算舒適度指標，並透過Dynamo視覺程式設計工具將量測值、使用者回饋及舒適度呈現於Revit。透過本研究可初步得出「溫度」是可以當作最直接的一項舒適度指標。

• 學位論文

基於完整波場模擬的表觀頻散曲線特徵探討

本研究將探討表面波震測方法，作為提供大地工程師地下土壤結構資訊的手段。表观頻散曲線常用以作為剪力波速剖面之反算基礎，為了使表面波震測方法更為發展應用，本研究將檢視不同地層狀況下，表观頻散曲線和理論模態頻散曲線之匹配情形，並進一步檢視該頻散曲線利用簡易反算法(SIM)所反算的剪力波速剖面。 本研究中所用的地層模型分為三大類：簡易二層地層模型、三層地層模型以及更為複雜的四層模型，並以多頻道表面波震測法為研究標的以取得頻散曲線，其中視頻散曲線乃基於MultiSMART 3D的動態反應結果，理論模態頻散曲線則藉由MASWaves的勁度矩陣法計算。