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本文主要是利用數值分析的方法,在頻率域中探討壕溝形狀、深度、及震源振動頻率 等參數對降低地表震波有效性之影響。所考慮土壤之性質為一均質性黏彈性體,震波 則為地表芋點承受週期性震源匠產生之水平剪力波,且壕溝在縱向上延伸至無限遠處 ,故屬於反平面運動(antiplane motion) 之問題,在此假設下本文分別對一半無限域 土層及底部為傾斜或水平岩盤之土層探討使用壕溝阻隔震波傳遞之有效性;並依據所 討論問題之特性,分別仗用邊界元素法及有限元素法加以分析。 分析之結果顯示,影響壕溝降低地表震波有效性的各項因素中,壕溝深度,d,為一種 要之變數。在半無限域土層之模式下,以斷面為矩形的壕溝而言,當深度與波長之比 值d/λ>0.8 時,在壕溝後方地表上25 倍於壕溝深度的範圍內位移振幅比皆可降低至 0.5 以下。屬於震源表動頻率之影響,發現高頻率時壕溝阻隔效果較佳,而低頻率時 效果變差。至於形狀效應之影響則較小,然而在本文所考慮之0°(矩形)、15°及 30°(梯形)壕溝中,可以發現d/λ=0.22 ,實為一形狀效應之轉折點;當d/λ<0.2 2 時,30效果最佳,0°最差;而當d/λ<0.22 則結困恰好相反。在土層位於岩盤上 之例中,低頻率時亦可發現相同之形狀效應,而應d/λ<0.22 後,壕溝形狀之影響 則隨頻率的變化而呈不規則之咷動,同時亦可發現,在土層深度較淺時,壕溝在低頻 率時較高頻率有效,但之隨著土層深度的增加,卻呈現相反的趨勢。另外,岩盤傾斜 造成土層自然振動頻率的變化,使得分析之結果與基盤為水平時有很大的差異,亦值 得特別注意。
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