跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.87.250.158) 您好!臺灣時間:2022/01/25 19:46
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:潘建志
研究生(外文):Jian-Jhih Pan
論文名稱:表面波譜法反算土層剪力波速之探討
指導教授:倪勝火倪勝火引用關係
指導教授(外文):Sheng-Huoo Ni
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:114
中文關鍵詞:表面波譜法最大概率反算法雷利波頻散曲線
外文關鍵詞:maximum likelihood methoddispersion curveRayleih wavespectral analysis of surface wave method
相關次數:
  • 被引用被引用:25
  • 點閱點閱:426
  • 評分評分:
  • 下載下載:66
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
摘要

於地震頻繁的台灣地區,建物基礎等各種土木工程均需考量耐震設計,無論是基礎或是建物本身,各種相關的動態特性都是重要考量之一,原先用於評估道路舖面系統狀況的表面波譜法,即是提供大地方面土層相關動態參數的方法之一。
在各種求取土層動態參數的方法中,實驗室方法有著取樣擾動、解壓等不可抗拒誤差,於其他現地方法中則有耗時較久、施作較複雜的缺點,是以本研究即以表面波譜法為目標,研究表面波譜法運用於反算土層剪力波速時,可能遭遇的問題與誤差。
根據本研究結果顯示,於探測深度方面,較大接收器間距與較簡單的頻散點位分佈,探測深度會比較大;於近似反算結果方面,Satoh近似反算之剪力波速與實際土層資料的剪力波速,大致上的誤差落於5%到30%之間,對於土層剪力波速漸變方面,Satoh近似法能清楚表現波速隨深度漸增而不能表現波速隨深度漸減的情況;於求取平均頻散曲線的各種平均法方面,國外研究建議之半對數區間法、延伸趨勢法以及一般常見的迴歸曲線法,對於複合曲線反折的現象均有過度簡化或平均效果不佳的狀況產生,必須使用本文建議之改良式延伸趨勢法才會有較佳的效果,然而對於一般頻散曲線狀況,使用迴歸曲線法仍較為簡便與快速。
目錄
摘要 I
誌謝 II
目錄 III
表目錄 VI
圖目錄 VII
符號說明 IX
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究目的與方法 1
1.3研究內容 2
第二章 文獻回顧 3
2.1引言 3
2.2國外相關研究文獻 3
2.3國內相關研究文獻 5
第三章 表面波譜法分析原理 7
3.1導論 7
3.2 頻譜分析 7
3.2.1頻率反應函數 7
3.2.2褶合定理 9
3.2.3頻譜分析 9
3.3訊號處理 11
3.3.1取樣 11
3.3.2截形 11
3.3.3離散傅利葉轉換 12
3.3.4快速傅利葉轉換 12
3.4建立雷利波頻散曲線 12
3.4.1現地試驗頻散曲線 13
3.4.2平均試驗頻散曲線 13
3.5 Satoh近似反算法 16
第四章 最大概率反算法 23
4.1導論 23
4.2最大概率理論 23
4.2.1資料分佈 23
4.2.2模型參數相關概率分佈 24
4.2.3最大概率法的解 26
4.2.4最小化Cost函數-Newton法 27
4.2.5後置協方差矩陣 29
4.2.6模型參數解析矩陣 31
4.2.7觀測資料解析矩陣 32
4.2.8量化量測過程的品質 32
4.2.9量化試驗與理論頻散曲線的吻合度 34
4.3感度矩陣與協方差矩陣 35
4.3.1感度矩陣 35
4.3.2協方差矩陣 36
4.4反算剪力波速土層 37
4.4.1全域反算與分區反算法 37
4.4.2初始剪力波速土層 40
4.4.3感度矩陣的計算 43
4.4.4資料協方差矩陣與模型參數協方差矩陣 45
4.4.5深度解析與土層感度分析 47
第五章 試驗結果與分析 64
5.1試驗儀器 64
5.2試驗方法 66
5.3試驗結果 68
5.3.1最大視波長與受波器間距相關性 68
5.3.2 Satoh近似反算土層 71
5.4分析討論 71
5.4.1最大視波長與受波器間距相關性 72
5.4.2最大視波長與土層層狀相關性 72
5.4.3 相關函數檢覈效果的檢討 73
5.4.4 Satoh近似反算法分層模式的檢討 74
5.4.5 Satoh近似反算法計算結果的檢討 75
5.4.6各方法平均頻散曲線的優劣點 76
第六章 結論與建議 107
6.1結論 107
6.2建議 108
參考文獻 109
自述 114
參考文獻
1.林熹麟,「複合土層之雷利波波速影響因素及其應用」,博士論文,國立臺灣工業技術學院工程技術研究所營建工程技術學系 (1992)。
2.張德文,「表面波譜法檢測層狀地工系統之理論研究」,第六屆路面工程學術研討會,第381-402頁 (1992)。
3.倪勝火,常正之,「土層中雷利波散射曲線之數值計算模式分析」,中國土木水利工程學刊,第四卷,第一期,第49-57頁 (1992)。
4.常正之,「應用雷利波散射曲線反算土層動態參數之研究」,博士論文,國立成功大學土木工程研究所 (1993)。
5.古旭程,「表面波譜法應用於土層動態特性評估之研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所 (1993)。
6.林盈政,「表面波譜法應用於偵測地下管線技術之初步研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所 (1996)。
7.張榮峰,「表面波譜法應用於偵測地下管線之參數研究」,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所 (1997)。
8.許子建,「有限差分法於雷利波波傳反算之應用」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所(1999)。
9.王宗文,「以連續表面波法(CSW)反算土層動態參數之研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所(1999)。
10.鄭福和,「波傳矩陣之最佳化基因演算法於頻散曲線反算土層剪力波速之研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所(2000)。
11.Addo, K.O. and Robertson, P.K., “ Shear Wave Velocity Measurements Using Rayleigh Surface Waves, ”Canadian Geotechnical Conference, pt1, pp.11/1-11/10(1991)
12.Cooley, J.W. and Tukey, J.W., “An Algorithm for Machine Calculation of Complex Fourier Series,” Math. Computation, Vol. 19, pp.277-392 (1965).
13.Dunkin, J.W., “Computation of Modal Solutions in Layered Elastic Media at High Frequencies,” B.S.S.A., Vol. 55, No. 2, pp. 335-358 (1965).
14.Fu, C.Y., “Studies on Seismic Waves : I. Reflection and Refraction of Plane Waves ; II. Rayleigh Waves in a Superficial Layer,” Geophysics, Vol. 11, No. 1, pp. 1-23, (1946).
15.Gucunski, N. and Woods, R.D., “ Inversion of Rayleigh Wave Dispersion Curve for SASW Test, ”Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 1, pp.127-138 (1991).
16.Gucunski, N., Ganji V. and Maher, M.H., “ Effects of Obstacles on Rayleigh Wave Dispersion Obtained from the SASW Test, ”Soil Dynamic and Earthquake Engineering, Vol. 15, No. 4, pp.223-231(1996).
17.Harkrider, D.G., Hales A.L. and Press, F., “On Detecting Soft Layers In The Mantle With Rayleigh Waves,” B.S.S.A., Vol. 53, No. 3, pp. 539-548 (1963).
18.Haskell, N.A., “The Distribution of Surface Waves on Multilayered Media.” B.S.S.A. 43 17-34 (1953).
19.Heukelom, W. and Foster, C.R., “Dynamic Testing of Pavements, ” J. of the Soil Mech. and Found. Div., ASCE, Vol. 86, SM1, Part1, pp. 1-28 (1960).
20.Hiltune, D.R. and Woods, R.D., “SASW and Crosshole Test Result Compared,” Geotecnical Special Publication. Publ. by ASCE, NY USA., pp.279-289(1988).
21.Joh, S.-H., “Advances in Interpretation and Analysis Techniques for Spectral-Analysis-of-Surface -Waves (SASW) Measurements” Ph. D. Dissertation, The Univ. of Texas at Austin (1996).
22.Jongmans, D. and Demanet, D., “ The Importance of Surface Waves in Vibration Study and the Use of Rayleigh Waves for Estimating the Dynamic Characteristics of Soils, ”Engineering Geology, Vol. 34, No. 1-2, pp.105-113(1993).
23.Kausel, E. and Röesset, J.M., “Stiffness Matrices for Layered Soils.” B.S.S.A. 71 1743-1761 (1981).
24.Kausel, E. and Peek. R., “Dynamic Loads in the Interior of a Layered Stratum: an Explicit Solution.” B.S.S.A. 72 1459-1508 (1982).
25.Lamb, H., “On the Propagation of Tremors over the Surface of an Elastic Solid,” Philosophical Transactions of the Rayal Society, London, Ser. A, Vol. 203, pp. 1-42, (1904).
26.Menke, W. Geophysical Data Analysis: Discrete Inverse Theory. 289 pp., New York: Academic Press (1989).
27.Nazarian, S. and Stokoe, II, K.H., “Evaluation of Moduli and Thickness of Pavement Systems by SASW Methods,” Report No. 254-4, Center for Transportation Research, The Univ. of Texas at Austin, Tx., pp.123 (1982).
28.Nazarian,S. and Stokoe, II, K.H., “Nondestructive Testing of Pavements Using Surface Waves,” A Paper Presented at the Annual Meeting of the T.R.B., p. 35 (1984).
29.Nazarian, S. and Stokoe, II, K.H., “Use of Surface Waves in Pavement Evaluation,” T.R.R. 1070, T.R.B., pp.132-144(1986).
30.Nazarian, S., Stokoe, II, K.H., Sheu, J.C. and Wilson, C.R., “Near-Surface Profiling of Geotechnical Sites by Surface Wave Method,” Notes of Civil Engineering and Geology Dept., The Univ. of Texas at Austin, pp. 1-8. (1987).
31.Nazarian, S. and Desai. M.R., “Automated Surface Method: Field Testing.” Journal of Geotechnical Engineering 119 (1992).
32.Nelder, J. A. and Mead, R., “A Simplex Method for Function Minimization,” The Computer Journal, Vol. 7, pp. 308-313(1964).
33.Osama, H., "Evolution-Based Genetic Algorithms for Analysis of Non-Destructive Surface Wave Tests of Pavements," NDT& E International, Vol. 31, No. 4, pp. 273-280(1998).
34.Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vettering, W.T. and Flannery, B. P., Numerical Recipes in C. pp 994., New York: Cambridge University Press(1992).
35.Rayleigh, L., “On Waves Propagated Along the Plane Surface of an Elastic Solid,” London Mathematical Society Proc., 17, pp. 4-11 (1885).
36.Rix, G.J., “Experimental Study of Factors Affecting the Spectral-Analysis of Surface Waves Method,” Ph. D. Dissertation, The University of Texas at Austin, December (1988).
37.Rix, G.J. and Leipski, E.A., “Accuracy and Resolution of Surface Wave Invesion.” Recent Advances in Instrumentation, Data Acquisition and Testing in Soil Dynamics, ed. S. K. Bhatia and G.W. Blaney, 17-32. New York: American Society of Civil Engineers(1991).
38.Röesset, J.M. and Foinquinos. R., “User’s Guide to SASWFI, a Program for Forward Modeling and Inversion Analysis for the Surface Waves.” The University of Texas at Austin (1991).
39.Röesset, J.M., “Nondestructive Dynamic Testing of Soils and Pavements.” Tamkang Journal of Science and Engineering, Vol. 2, No. 1, pp.61-81 (1998).
40.Satoh, T., Yamagata, K., Poran C.J. and Rodrlguez, J.A., “Soil Profiling by Spectral Analysis of Surface Waves,”Proc. of 2nd International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, St. Louis, Missouri, pp. 1429-1434 (1991).
41.Takeuchi, H., Dorman J. and Saito, M., “Partial Derivatives of Surface Wave Phase Velocity with Respect to Physical Parameter Changes within the Earth.” J. Geophys. Res. 69 3429-3441(1964).
42.Tarantola, A., Inverse Problem Theory: Methods for Data Fitting and Model Parameter Estimation. 600 pp., New York: Elsevier (1987).
43.Thomson, W.T., “Transmission of Elastic Waves through a Stratified Solid Medium.” Journal of Applied Physics 21 89-93 (1950).
44.Virieux, J., “SH-Wave Propagation in Hetergeneous Media: Velocity-Stress Finite-Difference Method”, Geophysics, 49, p1933-1957, (1984).
45.Virieux, J., “ P-SV Wave Propagation in Hetergeneous Media: Velocity- Stress Finite-Difference Method”, Geophysic, 51,p889-901, (1986).
46.Wiggins, R.A., “The General Linear Inverse Problem: Implication of Surface Waves and Free Oscillations for Earth Structure.” Reviews of Geophysics and Space Physics 10 251-285 (1972).
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top