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研究生:陳輝哲
研究生(外文):Huei-Je Chen
論文名稱:台北盆地非線性基本振動週期分析
論文名稱(外文):The Analysis of Nonlinear Fundamental Vibration Period of Taipei Basin
指導教授:陳希舜陳希舜引用關係
指導教授(外文):Shi-Shuenn Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:台北盆地基本振動週期
外文關鍵詞:Taipei basinfundamental period
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土層受強震後的動態反應為高度的非線性行為,會隨著工址的地質特性、地震規模、震源機制等因素而改變,進行結構耐震設計時,若能準確估算土層受震後的非線性基本振動週期,而避免共振效應發生,則將能大大降低結構物的反應,減少地震造成的災害。
本研究利用人工地震的製造,針對地震延時及地震最大加速度對土層非線性基本振動週期之影響作探討,研究結果顯示,地震延時對土層非線性基本振動週期之影響不大,而非線性基本振動週期會隨基盤最大加速度增大。
本文亦利用台北盆地實際土層資料及地震記錄進行分析,分析結果顯示,土層非線性基本振動週期不僅會隨地震最大加速度增大,亦會隨地震規模增加;此外,本文亦利用迴歸分析,針對規模6.0~7.5之地震建立台北盆地非線性基本振動週期之估算公式,使用者僅需給定土層彈性基本振動週期、地震最大加速度以及地震規模即可估算台北盆地之非線性基本振動週期。
The dynamic responses of the layered soils under strong earthquakes are highly nonlinear, which are related to the characteristics of the sites and the magnitude and source mechanism of earthquakes, etc. If the nonlinear fundamental vibration periods can be accurately estimated for a earthquake resistant design ,the response of a structure may be significantly decreased and the damage induced by the resonance effect and the disasters caused by the earthquake may be reduced.
This research investigates the effects of earthquake durations and peak accelerations on the nonlinear fundamental vibration periods by artificial earthquakes. It is shown that the nonlinear fundamental vibration periods are not affected hardly by the earthquake durations, while these periods are increased with peak accelerations of the bedrock.
The soil properties and the recorded earthquakes of Taipei basin are used in this thesis for analysis. Results of the analysis show that the nonlinear fundamental vibration periods increase with peak accelerations and magnitudes of the earthquake. Furthermore, nonlinear fundamental vibration period regression formula of Taipei basin are developed for magnitudes between 6.0 to 7.5. The nonlinear fundamental vibration periods of Taipei basin may be estimated by giving the elastic fundamental vibration period of the soil site、the peak acceleration and the magnitude of a earthquake.
誌謝 Ⅰ
摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ
第一章 緒論
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的及方法 2
1.3 研究內容 2
第二章 文獻回顧
2.1 台北盆地之基本振動週期 4
2.2 土層基盤深度之選取 8
2.3 SIMQKE程式以及SHAKE程式介紹 10
第三章 台北盆地地質概述
3.1 台北盆地地理環境 17
3.2 台北盆地基盤分佈 18
3.3 台北盆地地質概況 19
第四章 以人工地震探討土層非線性基本振動週期相關參數
4.1 土層非線性基本振動週期 23
4.2 人工地震之建立 24
4.2.1 設計地震Ⅰ:固定強震延時之不同地震歷時人工地震 24
4.2.2 設計地震Ⅱ:強震延時與地震歷時等比例增加之人工地震 25
4.3 單層土層分析 26
4.3.1 分析模式之建立 26
4.3.2 以設計地震Ⅰ進行單層土層分析 28
4.3.3 以設計地震Ⅱ進行單層土層分析 29
4.4 實際土層分析 31
4.4.1 分析模式之建立 31
4.4.2 以設計地震Ⅰ進行實際土層分析 34
4.4.3 以設計地震Ⅱ進行實際土層分析 35
4.5 單層土層與實際土層分析結果比較 36
第五章 以實際地震探討影響週期延長係數之相關參數
5.1 地震力作用下土層基本振動週期 38
5.1.1 分析方法 39
5.1.2 分析模式之建立 39
5.2 週期延長係數與相關參數之關係 42
第六章 週期影響係數之迴歸分析
6.1 土層週期影響係數之參數決定 44
6.2 土層週期影響係數迴歸分析 44
6.3 迴歸公式適用性驗證 47
6.4 迴歸公式使用說明 48
第七章 結論與建議
7.1 結論 52
7.2 建議 54
參考文獻 55
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