地震工程 土層放大效應 文與圖/陳慧慈 |2016.06.29 語音朗讀 2627觀看次 字級 大 中 小 圖一 土層放大效應實驗的模型。圖/陳慧慈 圖二 土層放大率的計算式 圖/陳慧慈 圖三 硬土層模式 圖/陳慧慈 文與圖/陳慧慈 過去的研究和地震災害調查都指出,一棟建築物的受震反應受到場址效應的影響最大。在討論場址效應時,通常會將重點放在已經介紹過的土層特性場址周期,以及這一次的主題──土層放大效應(也有人稱為土壤放大效應)。是的!「放大效應」這四個字,大家應該不會陌生才對,因為地震發生後,專家在說明原因時大都會提到。 現在請準備兩個碗,並在每一個碗放入等量的麵粉或五穀粉之類的粉狀物。先將其中一碗倒入少量的水,攪拌成如圖一左邊的樣子(相當於硬土層);然後在另一碗加入比先前多一點的水量,攪拌成如圖一右邊的樣子(相當於軟土層)。 接著用兩手各扶著一個碗,並在桌面上左右移動,會觀察到什麼現象呢?代表軟土層的那一碗晃動程度一定比硬土層的大很多,表示軟弱土層表面的地震動比底部的地震動大,這就是土層放大效應,而其比值稱為土層放大率,如圖二(土層放大率因計算過程繁複,故以下計算過程省略,僅作說明)。 實驗看到的是現象,並沒有具體的數值。現在透過一維土層受震反應分析法的土層放大率計算,讓大家對於影響土層放大率的因素有更進一步的了解。圖三為硬土層(特性場址周期T=0.16秒),而圖四為軟土層(特性場址周期T=0.5秒)。當兩個土層的底部都受到主要周期為一秒的地震波時,硬土層的放大率為1.03,而軟土層的放大率為1.41,得到的答案和實驗中觀察到的現象一樣。 不過如果地震波的主要周期為0.2秒時,硬土層的放大率為3.93,而軟土層的放大率為1.26。哇!怎麼會這樣?硬土層的放大率竟然是軟土層的三倍左右,這和實驗完全不一樣啊!不過相信眼尖的你,已經看出這是因為這一次地震的主要周期為0.2秒,非常接近硬土層的特性場址周期0.16秒(可以看成近似共振)。 一般而言,雖然軟弱土層的放大效應的確會比硬土層的大,但是經由前面的說明,大家也應該了解到,在某些特殊的狀況下會出現相反的狀況,其關鍵因素就是地震波的主要周期。這再一次說明了,在探討土層放大效應時,除土層的性質外,也必須掌握好到達場址底部的地震波特性。不過這也是最困難的部分,因為每一次的地震波都不同。 前一篇文章 童畫天地 長頸鹿水彩渲染法 下一篇文章 小故事家 美麗的櫻桃樹 熱門新聞 01毛孩專屬校車 兜風幫浪犬找家2026.09.2202營造成本漲29% 新建案飆漲71%2026.09.2103深入尼泊爾重災區 佛光人馳援2026.09.2104身心放鬆 啟動健康修復力2026.09.2005不思議生態旅遊 在帛琉 與海洋生物共泳2026.09.2006【修行在人間】佛心的慈視172026.09.2007【花草圖誌】綠玫瑰米多莉公主2026.09.2008均衡飲食 自然排毒2026.09.2109【樹博士系列】土壤的祕密XXII──《農業聖典》之六:淨廚零 古法與現代微生物技術指南2026.09.2010【人間行者心】從技能競賽看見人間佛教2026.09.20 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 【快樂塗鴉簿】森林魔法使 【陳老師說好故事】退避三舍(下)【快樂塗鴉簿】海洋派對【陳老師說好故事】退避三舍(上)【快樂塗鴉簿】月色【星球童話】小兔子歷險記 作者其他文章地震工程 來或不來? 談地震預測地震工程 知己知彼 談地震反應譜地震工程 地形效應地震工程 盆地效應地震工程 土層的特性場址周期地震工程 地震波方向性與場址效應