地震波模拟技术发展与应用.PDF

中興工程﹒第123期. 2014年4月. PP. 13-22 自財團法人中興具程頗闇社 SINOTECH ENG INEER ING CONSU LTAN TS.INC http ://www . s ino t .tw/journa l/ 衛 地震波模擬技術發展與應用 顏銀桐* 林柏伸** 邵國士*** 鄭錦桐**** 吳元傑***** 李憲忠****** 摘要 大規模地震除了強烈地震動直接造成建築物破壞外，其衍生之灰生災害及社會衝擊影響同樣不 容小帥 。 因此，鄰近地震源之震波特性對於關鏈設施(核能電廠、水額、橋梁等)之耐震設計與定 期耐震安全評估、都會區地震災損與風險評估以及防災策略制定之相關工作十分重要 。 為了提升地 震防j成災之成效，近年來國際上持續不斷地研發強地動評估、人工合成地震波製作及地震波模擬等 按術，或是依照地震危害度分析的均布危害度反應譜結果篩選出吻合其譜型之實際觀測的地震紀 錄，應用於工程結構物之靜力分析輸入地震力鼓動力分析所需要的輸入地震動歷時(Time-Histories of Ground Motion) 。 本文說明近年來圍內外計算地震波(地震動歷時)模擬技術發展狀況，並提供國內外地震波模擬 技術發展與驗證評估之案例 。 目的在於讓工程界對於地震波模擬按術有更多的認識 ， 初步瞭解其應 用於工程耐震設計上可能面臨的問題及挑戰 ， 希冀未來在工程實務上可提供更多元的應用思考面相 。 闢鏈字:地震波模擬、地震動、地震動歷時、人工合成地震波、反應譜 布於世界各地之地震觀測站完整地收錄。 一 、前 言 由於有了這些實測資料為基礎，加上 1959 回顧過去三 、四十年的地震學研究歷史， 年到 1964 年間計算機的創新發展，引致 1960 年 此學門加速發展重要原因之一乃藉助於冷戰時 代初期地震學中之理論地震波( Theoretical 期軍事用途上之遺留產物一世界地震觀測網 Sesimogram )計算蓬勃發展 。 地震波模擬初步先 (World-Wide Standardized Seismographic N etwork, 以科學研究為重點，由模擬與觀測波形資料的比 WWSSN) 。 此觀測網佈設之原始目的並非發展 對，進而求取兩種相當重要的資訊(1)地震 地震學，而是提供監測全球核爆功能。冷戰結束 震源特性 (2) 震源至地震站之間地震波波傳 後， WWSSN 功能逐漸轉換成觀測地震的科學用 路徑資訊 (Helmberger， 1974a) 。在震源特性 上，著重在解析斷層面上的破裂過程與尺度大小 途。其功能在於世界各地大地震發生後之 「 地震 動歷時 (Ground Motion Time History) J 即 (即斷層破裂長度及寬度)、整體錯動機制與特 「 地震波 (Seismic Waveform) J 可立即被分 性以及地震與能量釋放之關係 。 在波傳路徑上， * 中興工程顧問社防災科技研究中心副研究員 林 中興工程顧問社防災科技研究中心正研究員 *** 中興工程顧問社防災科技研究中心都會巨災模擬組組長 **** 中興工程顧問社防災科技研究中心副經理 ***** 行政院原子能委員會核能研究所副研究員 ******中央研究院地球科學所副研究員 13 工 種