利用微地動量測探討台灣地區之場址效應

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姓名

黃雋彥(Jyun-yan Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

地球物理研究所

論文名稱

利用微地動量測探討台灣地區之場址效應
(Using Microtremor Measurement To Study The Site Effect In Taiwan Area)

相關論文

★ 利用井下地震儀陣列探討單站頻譜比法之應用	★ 高屏地區場址效應之探討
★ 以地震儀陣列及基因演算法推估近地表剪力波波速	★ 臺灣中部地區強地動波形模擬
★ 利用接收函數法推估蘭陽平原淺層速度構造	★ 蘭陽平原場址效應及淺層S波速度構造
★ 探討不同地質區強震站之淺層S波速度構造	★ 震源破裂過程及地表強地動特性之陣列分析研究
★ 利用微地動探討桃竹苗地區之場址效應	★ 利用微地動量測探討台灣中部地區之場址效應
★ 利用有限斷層法探討台北盆地之場址效應	★ 利用微地動量測探討台北盆地之場址效應
★ 以恆春地震探討高屏地區之場址效應	★ 利用隨機式震源模型探討蘭陽平原之場址效應
★ 利用時頻分析技術檢視土壤非線性反應	★ 台灣潛勢地震之發生機率評估

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摘要(中)

論文名稱︰利用微地動量測探討台灣地區之場址效應
校所組別︰國立中央大學地球物理研究所
畢業時間及提要別︰九十七學年度第二學期碩士學位論文提要
研究生︰黃雋彥指導教授︰溫國樑博士
論文提要內容︰
本研究的區域是台灣全區，整合前人所做台灣各盆地平原區域的微地動資
料，使用相同的標準及方法試圖做出全區域的場址效應研究。傳統上使用的雙站
頻譜比法具有可同時去除來自震源與路徑效應的優點，然而要選擇一個適當的參
考測站並不容易，因此Nakamura(1989)提出單站頻譜比法作為分析微地動資料的
方法;由於使用單站頻譜比法不需要參考站，在應用上方便了許多，利用計算同
一測點之水平相對於垂直向的頻譜比（H/V ratio）估算場址之主頻及震幅放大
因子，進而推估地表沈積物厚度及可換算為地表震波速度等所需資訊，探討當地
的場址效應。再展示台灣地區主頻分佈圖及不同頻率的各區域放大倍率分佈圖，
並且跟地質及一些已知速度構造分布做比對，映證所得的結果。目前已知在沖積
層較厚的地區其主頻值較低，相對的沖積層較薄(岩盤站)的位置主頻值會較高或
是沒有明顯放大的現象，除了沖積層的厚度外，沖積層剪力波波速也是會影響主
頻大小，相同的沖積層厚度，礫岩堆積會比砂泥堆積主頻來的大。而不同頻率的
放大倍率分佈圖則可以反映一些微小的地層變化存在，例如在高頻區域放大倍率
較高可能代表著測點位置比較靠近山區，沖積層較薄等現象；低頻區域放大倍率
較高則可能反映河流經過或沖積平原、盆地等沖積層較厚的地區。
運用此方法還可以做液化潛能的頻估，傳統一般液化潛能的評估，需檢查基
地土層之標準貫入試驗N 值，若基地土層之N 值落於液化型及疑問型土壤，再進
行更詳細的液化潛能評估，詳細評估耗時及冗雜。本研究利用Nakamura 於1996
年提出利用單站頻譜比法之主頻及放大倍率，可精準地估算地表及建築物地震災
害，計算之Kg值可做為分析場址的液化潛能指數以評估各地液化潛能，並將其結
果與國家地震工程中心部分地區已有成果之液化潛能圖做比對。
最後再將這些結果套疊已知的地質區域圖層來做比較討論，結合GIS地理資
訊系統的軟體展示結果，期望本研究能提供一些地震防災、地震危害分析、建築
物耐震設計、土地使用規劃及土壤液化潛能評估作參考。
關鍵字：場址效應、台灣、單站頻譜比法、微地動、土壤液化

摘要(英)

Using Microtremor Measurement To Study The Site Effect
In Taiwan Area
Jyun-yan Huang
Instisute of Geophysics, National Central University,
Chungli, Taiwan, R.O.C.
ABSTRACT
In this study, the high density microtremor surveys are done in whole Taiwan
except the mountain area. The studying regions include Taipei basin, Taoyuan,
Hsinchu and Miaoli, Taichung basin, Chianan Plain, Kaohsiung, Pintung,
Hualien, Taidong and Yilan plain. The main idea of this study is to
integrate the different area’s results which finished by predecessors, and use the same
standard to process data again, in order to study the site effect in whole
Taiwan.
The two-station spectral ratio method was used to figure out the local site effect
previously. But now, in this study, we use the H/V spectral ratio method
(Nakamura, 1989) to do the research. If we used the two-station spectral method, the
referent rock site station will be difficult to find, so we choose the H/V spectral ratio
method because it can figure out the site effect only by using a single station.
The dominant frequency and amplification ratio of each survey point were
calculated, and reduced it into site conditions, such as thickness of the deposition and
the S-wave velocity. The equivalent contours of the dominant frequency and the H/V
ratio in different frequency bands were plotted. The dominant frequency shows that
the station with thin deposition like rock site, show the higher dominant frequency.
On the other hand, the station with thick deposition, it goes low. The dominant
frequency also response the S-wave velocity, in which station the S-wave velocity
become lower, the dominant frequency become lower too.
Traditionally, estimating the potential of liquefaction takes time and the
processes are multifarious. Nakamura(1996) found the relationship between potential
of liquefaction and the factors in the H/V spectral method, includes dominant
frequency and amplitude ratio. That we can calculate the potential of liquefaction
quickly now and compared the results with NCREE’s results in this study.
Final, the results are combined with the GIS system to spread out. And hope
these results can be used in many purposes like earthquake engineering, disaster
prevention and cure, seismic analysis and design of structure.
（Key words：site effect、microtremor、spectral ratio、Taiwan）

關鍵字(中)

★ 土壤液化
★ 微地動
★ 場址效應
★ 台灣
★ 單站頻譜比法

關鍵字(英)

★ site effect
★ microtremor
★ spectral ratio
★ Taiwan

論文目次

目錄
頁次
中文摘要........................................... i
英文摘要........................................... ii
誌謝............................................... iii
目錄............................................... iv
表目............................................... vi
圖目............................................... vii
第一章序論........................................ 1
1.1 研究動機與目的............................... 1
1.2 文獻回顧..................................... 2
1.3 本文內容..................................... 5
第二章地形與地質概況.............................. 8
2.1 前言......................................... 8
2.2 台灣地體構造................................. 8
2.3 台灣地質概況................................. 10
2.4 台灣地形簡介................................. 11
第三章研究原理與方法.............................. 21
3.1 前言......................................... 21
3.2 研究理論介紹................................. 21
3.2.1 雙站頻譜比法............................. 21
3.2.2 單站頻譜比法............................. 23
3.2.3 Kg 值液化潛能估計方法..................... 24
3.3 資料處理過程................................. 25
3.3.1 野外微地動量測........................... 25
3.3.2 資料處理流程............................. 26
第四章場址效應分析................................ 40
4.1 前言......................................... 40
4.2 主頻挑選..................................... 40
4.3 主頻與鑽井S 波速度之比較..................... 44
4.4 不同頻率之放大倍率分佈圖..................... 52
4.5 主頻及各頻率放大倍率與前人相關研究比較....... 56
4.6 液化潛能指數及Kg 值.......................... 58
4.6.1 土壤液化................................. 58
4.6.2 Kg 值等值圖.............................. 59
4.6.3 Kg 值與一般液化潛能指數之比較............ 60
第五章討論與結論.................................. 122
5.1 討論與結論................................... 122
5.2 未來可研究方向............................... 125
參考文獻........................................... 127
附錄A 微地動量測點位分佈及測站編號示意圖、各測站之
H/V 頻譜比圖...............................
133
附錄B 微地動量測點之資料格........................ 182
附錄C 國家地震工程中心強震站鑽井之P、S 波速度構造圖
（2000～2008）及附近之微地動H/V 頻譜圖比較...
215

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指導教授

溫國樑(Kuo-Liang Wen)

審核日期

2009-7-9

推文