博碩士論文 92322015 詳細資訊




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姓名 林東慶(Dung-Ching Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 利用傅立葉轉換預測指南宮之地震動
(Using the Fourier Transform to Predict the Ground Motion in Jr-Nan Temple)
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摘要(中) 如何能預測一個適合特定場址的地震動以進行構造物的耐震評估或特定區域的地震風險評估,乃成為近年工程地震學研究的主要課題。本研究首先將台北市指南宮測站規模大於5的地震動歷時,依據地震震央的位置分成四區,以離散傅立葉轉換,求得傅氏譜和群延遲時間,再以合適的機率密度函數來模擬,經由回歸分析求得所選取分布曲線的參數與地震規模間的關係,未來只要給定某一地區之地震規模就可經由離散傅立葉反轉換預測地震動。
就指南宮測站而言,研究結果顯示(1)傅氏譜可以利用對數常態分布的機率密度函數曲線來模擬。(2)將頻率分成十個區間後,每個區間的群延遲時間可以用常態分布的機率密度函數來模擬。(3)測站的地震歷時的震央來自某一個區域越多時,則可以越準確的預測由該區域所產生的地震動。(4)擁有相同數目的震央時,對於來自震央分布的範圍較大地震而言,地震動預測的結果將越不理想。
摘要(英) In recent years, a topic of considerable research interest in the engineering seismology is to predict a suitable ground motion for seismic evaluation of a structure or earthquake risk assessment of a designated site.
This study uses the discrete Fourier transform method to predict seismic ground motion of a recording site. The accelerograms at the recording site are divided into four sites according to which the location of epicenter, and for each site the suitable distributions of probability density function are selected to model Fourier spectrum and group delay time with the associated parameters being regressed as function of earthquake magnitude. Thus, with the given magnitude, predicted accelerograms can be generated using the inverse Fourier transform.
The earthquake records with magnitudes equal to or greater than 5.0 from the Jr-Nan Temple Station in Taipei are selected for this study. For the Jr-Nan Temple Station, the following conclusions can be drawn:(1)the Fourier spectrum of records can be modeled as a lognormal probability density function;(2)separated frequency range into ten intervals group delay time of records can be modeled as a normal probability density function in each interval;(3)if more records with the epicenters located within small region are available, the accuracy of the predicted motion originated from that region can be enhanced;(4)if two regions have the same numbers of epicenter, the accuracy of the predicted ground motion originated from the region with epicenters spread over a small area will be better.
關鍵字(中) ★ 地震動預測
★ 傅立葉轉換
★ 群延遲時間
關鍵字(英) ★ group delay time
★ predicted ground motion
★ Fourier transform
論文目次 摘要 I
ABSTRACT II
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的和方法 4
1.4 論文內容 4
第二章 地震資料的處理 5
2.1 地震資料的選取 5
2.2 地震資料的處理 6
第三章 地震資料的統計分析 7
3.1 前言 7
3.1 離散傅立葉轉換 8
3.2 傅氏振幅的模擬 10
3.2.1 對數常態分布 11
3.2.2 參數的建立 13
3.2.3 傅氏振幅參數之間的關係 15
3.2.4 總能量參數E和地震規模間的關係 15
3.3 傅氏相位角的模擬 16
3.3.1 群延遲時間 17
3.3.2 常態分布 19
3.3.3 群延遲時間參數和地震規模間的關係 21
第四章 地震動的預測 22
4.1 前言 22
4.2 集集地區 23
4.3 宜蘭內陸區 25
4.4 宜蘭沿海區 27
4.5 宜蘭外海區 29
4.6 模擬結果之討論 31
第五章 結論與建議 32
5.1 結論 32
5.2 建議 32
參考文獻 34
圖片 37
表格 82
附錄 123
附錄A:修正過後各個地震的加速度、速度以及位移 124
附錄B:傅立葉轉換後,傅氏振幅和傅氏相位角跟頻率間的關係圖 131
附錄C:比例化的傅氏振幅以及對數常態分布曲線間的關係圖 138
附錄D:群延遲時間 145
附錄E:相位角的群延遲時間以及常態分布的機率密度函數曲線 152
附錄F:不分段模擬的群延遲時間和原始的群延遲時間 159
附錄G:分成10段模擬的群延遲時間 166
參考文獻 [1] Papoulis, The Fourier Integral and Its Application, McGraw-Hill, New York (1962).
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[13] 徐義人,「工程機率統計學」,國立編譯館,民國八十八年七月。
指導教授 陳慧慈(Huei-Tsyr Chen) 審核日期 2006-1-11
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