臺灣博碩士論文加值系統

中文摘要
台灣以往對於高液化潛能區或斷層破碎帶之工址調查方面，大多採用鑽探之方法，但其相當耗費人力與物力，且若地質為卵礫石層，更易造成誤判。透地雷達為一種具有高解析度的非破壞探測技術，國外已廣為利用於工址調查研究。本研究使用透地雷達探測法探測上述特殊之工址，希望使卵礫石層之工址探測更為準確、方便、快速、經濟。
透地雷達系統之探測試驗，主要採用250MHz頻率之透地雷達，配合RAMAC Ground Vision解析軟體，在車籠埔斷層地表斷層破裂處與高液化潛能區域進行現地試驗、影像蒐集與分析，進而應用套裝軟體ACCESS建立透地雷達影像資料庫系統。
本研究進行透地雷達系統之探測試驗，主要將其應用於斷層、液化區域，並建立斷層、液化影像研判之方法；並進而建立透地雷達影像資料庫系統，對於透地雷達施測後的影像保留、資料檢索、比對或初學者使用都具有相當大的助益。

Abstract
As for the investigation in site of liquefaction potential area or fault crushed belt, Taiwan mostly selected the method of boring in the past, however the cost of human and material resources is considerable, and if the geology is gravel, it will bring mistakes more easily. Ground Penetrating Radar is a kind of non-destructive survey skill with high resolution, which is widely applied to the site investigation research abroad. This research explores the special site above with the method of Ground Penetrating Radar, to hope that site detection of gravel will be more accurate, convenient, fast and economic. The detecting experiment of Ground Penetrating Radar system mainly selects with the frequency of 250MHz to tie in with the software of RAMAC Ground Vision, doing the in situ experiment, image collection and analysis in the liquefaction potential area or fault crushed belt of Chelungpu Fault, and then setting up the GPR Images Data Base Management System with the corresponding software ACCESS.
The research takes a detection assay of Ground Penetrating Radar system， which is mainly used in fault，liquefaction area and to establish the studying measure of fault and liquefaction image. Besides, it will establish GPR Images Data Base Management System, which is beneficial to image reservation, data searches, comparison and use for beginner after Ground Penetrating Radar, measure comparatively was established.

目錄
中文摘要…………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………….Ⅱ
致謝………………………………………………………………………………Ⅲ
目錄……………………………………………………………………………IV圖目錄.…………………………………………………………………..…….. VII
表目錄 .....………………………………………………………………………..X
第一章、緒論 ……...……………………..……….…………………………… 1
1-1 研究動機 …………………………………………….……………… 1
1-2 研究目的 ………………………………………….………………… 1
1-3 研究方法 ………………………………………….………………… 1
1-4 論文架構 ………………………………………….………………… 2
第二章、透地雷達相關文獻回顧 ………………………….………………... 4
2-1 透地雷達發展過程 ……………………………….………………… 4
2-2 透地雷達之特性 ………………………………….………………… 5
2-2-1 透地雷達之優點 …………………………..………………… 5
2-2-2 透地雷達之限制 …………………………..………………… 5
2-3 透地雷達基本原理 ……………………………….………………… 6
2-4 透地雷達探測方式 ……………………………….………………… 8
2-4-1 透地雷達檢測之作業流程 ……………….…………………11
2-4-2 透地雷達探測深度之影響因子 ………….…………………13
2-5 國內外之相關案例研究 ………………………….………………...13
2-5-1 透地雷達應用於斷層相關文獻 ………….…………………13
2-5-2 透地雷達應用於液化區相關文獻 ……….…………………21
2-5-3 透地雷達反射波形影像相關文獻 ……….…………………25
第三章、研究區域概況 …………………………………..…………………27
3-1 緣起………………………………………………..…………………27
3-2 地形地質概述……………………………………..…………………27
3-2-1 地形...........................................................................................29
3-2-2 地質……………………………………….…………………..30
3-3 地質構造………………………………………..……………………31
3-4 液化與舊河道分佈 ……………………………..…………………..34
第四章、透地雷達現地試驗 ………….……………….……………………37
4-1 透地雷達系統介紹 ……………………………..…………………..37
4-1-1 透地雷達儀器 ………………………….……………………37
4-1-2 參數設定介紹 ………………………….……………………38
4-1-3 基本透地雷達操作程序 ……………….……………………40
4-1-4 現地資料處理軟體使用說明與分析 ……….………………42
4-1-5 透地雷達影像處理程序………………………….…………..44
4-2 車籠埔斷層試驗規劃 …………………………..…………………..44
4-2-1 台三線烏溪測站 ……………………………………………44
4-2-1-1 烏溪測站測線規劃 ………………………..………45
4-2-1-2 烏溪測站施測參數設定 ………………..…………46
4-2-1-3 烏溪測站試驗資料擷取結果與分析 ……..………47
4-2-2 921地震教育園區(光復國中)測站………………………......49
4-2-2-1 光復國中測站測線規劃 ………………..…………49
4-2-2-2 光復國中測站施測參數設定 …………..…………51
4-2-2-3 光復國中測站試驗資料擷取結果與分析 ………..53
4-2-3 萬佛寺測站 …………………………………………………54
4-2-3-1 萬佛寺測站測線規劃 ………………..……………55
4-2-3-2 萬佛寺測站施測參數設定 ……………..…………55
4-2-3-3 萬佛寺測站試驗資料擷取結果與分析 ………..…56
4-3 液化區域試驗規劃 …………………………………………………58
4-3-1 省諮議會高爾夫球場測站 ……………………..…..………58
4-3-1-1 高爾夫球場測站測線規劃 ………………….……60
4-3-1-2 高爾夫球場測站施測參數設定 …………….……60
4-3-1-3 高爾夫球場測站試驗資料擷取結果與分析 …….61
4-3-2 太子城堡測站 …………………………..………………..…66
4-3-2-1 太子城堡測站測線規劃 …………….……………67
4-3-2-2 太子城堡測站施測參數設定 ………….…………67
4-3-2-3 太子城堡測站試驗資料擷取結果與分析 ….……68
4-3-3 霧峰國中測站 ………………………………….……..……69
4-3-3-1 霧峰國中測站測線規劃 …………….……………69
4-3-3-2 霧峰國中施測參數設定 ………………….………70
4-3-3-3 霧峰國中試驗資料擷取結果與分析 ……….……71
4-4 其它工址試驗規劃 ……………………………………...…………71
4-4-1 國家音樂廳預定地測站 ………………………..……….…71
4-4-1-1 國家音樂廳測站測線規劃 …………….…………72
4-4-1-2 國家音樂廳測站施測參數設定 ……….…………73
4-4-1-3 國家音樂廳測站試驗資料擷取結果與分析 ….…73
4-4-2 朝陽校區測站 …………….……………………..…………75
4-4-1-1 朝陽校區測站測線規劃 ……………….…………75
4-4-1-2 朝陽校區測站施測參數設定 ………….…………77
4-4-1-3 朝陽校區測站試驗資料擷取結果與分析 …….…78
4-5 討論與分析 ……………………………………………..…………79
4-5-1 透地雷達斷層區域試驗討論與分析 ….……….……….…79
4-5-1-1 斷層區域試驗結果 ….………..……...……….…79
4-5-1-2 斷層影像研判之方法 …..…………………….…79
4-5-2 透地雷達液化區域試驗討論與分析 ………………….…80
4-5-2-1 液化區域試驗結果 ….………...…..………….…80
4-5-2-2 液化影像研判之方法 .……….……………….…80
4-5-3 透地雷達其它工址試驗討論與分析 ………………….…81
第五章、透地雷達影像資料庫之建立 ……………..…………..…………83
5-1 資料庫軟體的選擇 ………………………..………………………83
5-2 資料庫系統之設計 ………………………………..………………83
5-2-1 資料庫軟體簡介 ….….……………………………………83
5-2-2 資料庫設計流程 .….……………………………...………86
5-3 透地雷達影像資料庫建立 …….…..…….……...…….….………87
5-3-1 透地雷達影像資料庫之資料表建立…….…….………..…87
5-3-2 透地雷達影像資料庫之聯結……….……..….……………91
5-3-3 透地雷達影像資料庫之資料表單建立…….….………..…91
5-3-3-1 透地雷達影像資料庫首頁…………………..……91
5-3-3-2 透地雷達影像總資料表……………………..……92
5-3-3-3 透地雷達簡要資料表…………………………..…93
5-3-3-4 透地雷達影像資料庫查詢頁…………………..…96
5-3-3-5 透地雷達標準影像資料頁……………………..…96
5-4 透地雷達影像資料庫結果討論與分析….….….……….…………98
5-4-1 透地雷達影像資料庫結果 ..…..….……….……..……..…98
5-4-2 透地雷達影像資料庫比對功能之建立 …….…...……..…98
第六章、結論與建議 ……………………………….…………..………100
6-1 結論 ………………………….…….….………………………..100
6-2 建議 ………………………….………..………………………..102
參考文獻 .....................................................................................................104
附錄A現地試驗相關影像資料及試驗照片 …….……………………….108
附錄B資料庫相關資料 ....……………………………………….……….113作者簡歷.........................................................................................................114

圖目錄
圖 1-1 研究計畫流程圖.....................................................................................3
圖 2-1 等支距施測法示意圖.............................................................................9
圖 2-2 同中點施測示意圖.................................................................................9
圖 2-3 透照式施測法平面示意圖…………………….………...……………10
圖 2-4 廣角反射法示意圖……………...…………………….………………11
圖 2-5 透地雷達作業流程圖............................................................................12
圖 2-6 董倫道等(1994)淺地層構造地質剖面示意圖.....................................14
圖 2-7 董倫道等(1994)透地雷達之雷達影像圖.............................................15
圖 2-8 楊潔豪等(1994)沉積露頭量測示意圖.................................................16
圖 2-9 楊潔豪等(1994)沉積露頭雷達波剖面圖.............................................17
圖 2-10 楊潔豪等(1994)斷層現場示意圖.......................................................17
圖 2-11 楊潔豪等(1994)斷層雷達波剖面圖...................................................18
圖 2-12 Mohamed et.al (2003)Yamato河域的GPR和WARR位置圖 ........19
圖 2-13 Mohamed et.al (2003)垂直於斷層之影像........................................20
圖 2-14 Mohamed et.al(2003)平行於斷層之影像.........................................20
圖 2-15 Mohamed et.al(2003)遠離斷層覆蓋地區之影像.............................20
圖 2-16 江建仲(2000)921地震噴砂液化區之雷達影像圖............................21
圖 2-17 Liu & Li (2001)新馬德里地震區分佈圖..........................................22
圖 2-18 Liu & Li (2001) Haynes 農田之液化情形.......................................22
圖 2-19 Liu & Li (2001)噴砂孔之數值模擬圖..............................................23
圖 2-20 Liu & Li (2001)液化區簡化剖面圖與探測結果圖..........................24
圖 2-21 Milan et.al（1991）透地雷達反射波形之外貌參考圖……………25
圖 3-1 研究區域位置及區域地質圖................................................................28
圖 3-2 霧峰鄉水系分佈圖................................................................................28
圖 3-3 台灣中部地區地形圖............................................................................30
圖 3-4 台灣中部地質構造簡圖........................................................................32
圖 3-5 中部地區地質剖面圖............................................................................32
圖 3-6 車籠埔斷層─台中段.............................................................................34
圖 3-7 台中地區之舊河道與921地震液化點分佈圖………........................35
圖 3-8 太子城堡社區多棟房屋傾斜下陷........................................................36
圖 3-9 霧峰地區液化及下陷區........................................................................36
圖 4-1 軟體操作流程........................................................................................43
圖 4-2 台三線烏溪橋空拍圖............................................................................45
圖 4-3 烏溪橋下車籠埔斷層簡圖與測線規劃圖............................................45
圖 4-4 烏溪地質剖面之概略簡圖....................................................................46
圖 4-5 烏溪測站初步濾波之結果影像圖........................................................48
圖 4-6 烏溪測站增益濾波之結果影像圖........................................................48
圖 4-7 九二一地震教育園區配置圖................................................................49
圖 4-8 光復國中操場空拍圖............................................................................50
圖 4-9 地質溝壁之手繪草圖............................................................................50
圖 4-10 光復國中測線規劃圖..........................................................................51
圖 4-11 光復國中補測測線三之初步施測結果..............................................53
圖 4-12 光復國中補測測線九之初步施測結果..............................................54
圖 4-13 霧峰萬佛寺震後照片..........................................................................55
圖 4-14 萬佛寺測線規劃簡圖..........................................................................55
圖 4-15 萬佛寺測站測線一、二之濾波影像圖..............................................57
圖 4-16 萬佛寺測站測線一、二之濾波增益影像圖......................................57
圖 4-17 九二一地震後省諮議會高爾夫球場空拍圖......................................59
圖 4-18 省諮議會停車場鑽孔柱狀圖..............................................................59
圖 4-19 省諮議會高爾夫球場之測線規劃簡圖..............................................60
圖 4-20 高爾夫球場測線一之透地雷達影像圖..............................................62
圖 4-21 高爾夫球場測線二之透地雷達影像圖..............................................63
圖 4-22 高爾夫球場測線三之透地雷達影像圖..............................................64
圖 4-23 高爾夫球場測線四之透地雷達影像圖..............................................65
圖 4-24 太子城堡社區與對岸之水稻田..........................................................66
圖 4-25 太子城堡社區對岸水稻田之鑽孔柱狀圖..........................................66
圖 4-26 太子城堡測站測線規劃簡圖..............................................................67
圖 4-27 太子城堡測線影像圖與鑽孔資料比對..............................................68
圖 4-28 霧峰國中鑽孔柱狀圖..........................................................................69
圖 4-29 霧峰國中測站測線規劃圖..................................................................70
圖 4-30 霧峰國中測站影像圖..........................................................................71
圖 4-31 國家音樂廳測站位置圖......................................................................72
圖 4-32 台中地區鑽孔柱狀圖..........................................................................72
圖 4-33 透地雷達色階圖..................................................................................74
圖 4-34 國家音樂廳測站測線一與測線二經增益濾波後之呈像………......74
圖 4-35 霧峰國中測站影像套用色階圖之呈像..............................................75
圖 4-36 開挖後卓蘭層露頭..............................................................................76
圖 4-37 朝陽後山邊坡各鑽孔位置圖..............................................................76
圖 4-38 朝陽後山邊坡鑽孔柱狀圖..................................................................76
圖 4-39 朝陽校區測線位置..............................................................................77
圖 4-40 朝陽校區測線旁砂頁岩露頭..............................................................77
圖 4-41 朝陽校區之雷達影像圖......................................................................78
圖 5-1 透地雷達影像資料庫之架構圖............................................................88
圖 5-2 透地雷達影像資料庫首頁....................................................................92
圖 5-3 透地雷達影像總資料表........................................................................94
圖 5-4 試驗工址資料頁....................................................................................94
圖 5-5 設定參數資料頁....................................................................................95
圖 5-6 影像資料頁............................................................................................95
圖 5-7 透地雷達簡要資料表............................................................................96
圖 5-8 透地雷達影像資料庫查詢頁................................................................96
圖 5-9 透地雷達標準影像資料總表................................................................97
圖 5-10 透地雷達標準影像資料頁..................................................................97

表目錄
表2-1 一般建議之天線選擇 .............................................................................6
表2-2 一般介質的電性參數表...........................................................................8
表2-3 GPR影像摘要說明..................................................................................26
表4-1 透地雷達參數設定建議表 ...................................................................39
表4-2 烏溪測站之參數設定表.........................................................................46
表4-3 光復國中測站之參數設定表.................................................................51
表4-4 光復國中測站補測之參數設定表.........................................................52
表4-5 萬佛寺測站之參數設定表.....................................................................56
表4-6 省諮議會高爾夫球場測站之參數設定表.............................................61
表4-7 太子城堡測站之參數設定表.................................................................67
表4-8 霧峰國中測站之參數設定表.................................................................70
表4-9 國家音樂廳預定地測站之參數設定表.................................................73
表4-10 朝陽校區測站之參數設定表...............................................................78
表4-11 最佳參數設定建議(250MHz)..............................................................82
表5-1 透地雷達影像資料庫資料表建立格式.................................................89
表5-2 透地雷達標準影像檢索表建立格式.....................................................90
表5-3 依探測目的查詢分類表.........................................................................90
表5-4 依地質查詢分類表 ...............................................................................90

參考文獻

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