本文係研究應用雷利波散射曲線,以反算土層之動態參數,其主要內容包 括:層域介質內之波傳理論分析、散射曲線之數值計算分析、試驗、量測 之分析原理與操作步驟、反算個案研究、反算結果與其他量測法結果之比 較等;其中理論分析部份,就層域介質內之雷利波波傳行為,藉由波傳理 論、彈性力學理論、土層層面間應力連續條件、變形之諧合性等,建立此 特徵邊界值問題之控制方程式,並依據邊界條件、推導據以求得雷利波相 速度之散射函數;於數值計算分析部份,則依據理論分析所建立之數學模 式,克服數值計算上之障礙,發展散射曲線計算程式-DIPCLAY;於定量評 估部份,則應用微擾激發,探討各影響參數變量,所引致散射曲線線型變 化之特性,並提出相關百分比及掃越面積兩種方法,分別予以定量評估之 ;於試驗、量測、分析單元,則就脈動震測之試驗方法,及表面波譜分析 之理論背景,作有關之剖析、說明;於反算個案單元,則於成大土木系館 旁之試驗場址,進行脈動震測試驗,再經由表面波譜分析法,求得現地散 射曲線,復依據現地散射曲線數據點之特性,提出運用迴歸方式,以迴歸 曲線代表現地散射曲線,並凸顯其數據群落之特質,再藉由本文提出之改 良近似反算法,用以訂定初次試算時採用之土層參數,依據試算得之散射 曲線與迴歸曲線間之差異,參考各參數變量對於散射曲線之影響特性,配 合本文提出之定量評估法,調整試算參數,重行試算,俟計算曲線與迴歸 曲線相當符合為止-依此反算程序,建立反算模式;成大土木系、高雄市 小港國小及鳳林國中等工址之反算結果,則與下孔式震測、共振柱試驗結 果相互比較,並對反算結果之精確性進行評估。研究結果顯示,本文所採 用之散射曲線計算模式與計算程式,驗證雷利波散射曲線能反映成層介質 ,各層材料剪力波速高、低之特性;雷利波相速度能反映其視波長之半深 度內之材料特性;依據本文提出之反算模式,應用雷利波散射曲線,以反 算土層之動態數,誠屬可行。
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