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子計畫三之內容與規劃

6.4.1 多頻道表面波頻譜技術

表面波震測主要是採用表面波中的雷利波或洛夫波來探測地下土層,因為 表面波之影響範圍大約侷限於一個波長之深度內,因此表面波之影響深度會隨著 頻率之不同而有所差異。當土層之剪力模數隨著深度而變化時,造成波傳速度亦 隨著頻率(或波長)之不同而變化,稱為表面波之頻散現象。由於雷利波速與剪力 波速相近,所以利用頻散曲線與地層波速變化之關係,可反算得到土層之剪力波 速剖面。表面波頻譜法(SASW 法),主要是由一個震源和兩個受波器所組成,利 用鐵錘或震動機器敲擊地表面,產生不同頻率之震波,由受波器接收震源所發出 之表面波訊號,再針對單一頻率之震波,推求兩受波器間之相位差,求得表面波 相位速度對頻率(或波長)之關係。最後再經由反算分析,計算地下土層之剪力波 速,進而推估地下土層之剖面。

多頻道表面波頻譜法(MASW 法),其野外試驗之施測方式,一般設置 12 個 以上之受波器於同一測線上,以接收震源所發出之震波訊號。反覆在同一施力點 施作,疊加震測資料以消除雜訊之影響,直至收錄到清晰之表面波訊號為止。分 析多頻道震測資料,以求得訊號品質優良之頻散關係曲線,最後經過反算分析得 到地層之剪力波速剖面。

子計畫三在多頻道表面波頻譜法擬針對訊號資料之改善、震源能量之改 進、低頻震源之研發等三方向的技術來進行。

(1)訊號資料之改善:

進行敏感度分析了解土層參數對結果之影響程度,求得土層波速剖面在 不同深度所對應之容許誤差範圍,增加分析結果之正確性。

(2)震源能量之改進:

組裝一組操作便利且能量足夠的落錘系統,以改善能量不足對訊號品質 的影響。

(3)低頻震源之研發:

搭配不同種類之鎚墊,以製造出低頻震波,使收錄之訊號更為完整,量 測土壤深度更深。

在完成相關技術之研發後,透過推廣教育開授相關課程,訓練業界檢測人 員。在計畫第三年辦理子計畫三之成果發表會,與產官學界進行交流,接受業界 之委託檢測業務。

6.4.2 透地雷達檢測技術

電磁波遇到不連續介面會產生反射,通常不連續介面是指介電常數不同,

例如地下掩蔽物、空洞與圍繞其身旁之土壤或沉積物之介面,因它們與土壤介電 常數不同,成為不連續介面而使電磁波反射。相同地,如果土層含水量之差異、

岩性明顯變化等也會因介電常數差異而形成不連續介面,這些情況下,透地雷達 也是可判釋出來。介面所產生之反射強度可以用相對介電常數來量化,若兩物質 相對介電常數差異越大,則會有越強之反射強度。斷層是地層錯動所造成,因此 也常是含水量多或岩行差異明顯的地方,因此,利用透地雷達對地表斷層之搜尋 是可行的。

子計畫三在透地雷達檢測方面擬針對斷層位置之辨識技術、資料判別與處 理技術等方向的技術來進行。

過去本校營建工程系在透地雷達檢測技術之發展上已有不錯的表現,不論

是混凝土裂縫檢測、機場跑道品質檢視、土層及斷層調查方面都有成熟的發展,

也訓練了多位研究人員,因此,本子計畫之研發可使透地雷達之應用層面更為寬 廣,也將可提升研究人員之透地雷達檢測技術。

子計畫三擬透過推廣教育舉辦檢測技術訓練班,在計畫第三年辦理子計畫 三之成果發表會,與產官學界進行交流,本技術同樣接受業界之委託檢測業務。

6.4.3 地錨錨碇檢測技術

子計畫三擬於利用現場試驗方式來探討卵礫石層與砂頁岩層中地錨錨碇 力。內容包括:

(1)地錨之拉拔力、面承力、摩擦力與位移之關係。

(2)傾斜地錨與垂直地錨受力行為之比較。

(3)探討各項參數對此地錨錨碇行為之影響。這些參數包括地錨傾角、錨頭 位置、地錨直徑、自由段長度(埋置深度)、錨碇段長度。

(4)地層變異性和施工可靠度對地錨錨碇力之影響。

希望能藉由一系列的現場試驗,整理出不同條件下,地錨潛變荷重與極限 錨碇力之關係,進而彙整成一套簡單之設計圖表,以提供大地工程師設計卵礫石 層與砂頁岩互層中地錨尺寸時參考。另外,本研究亦將由研究結果提出地錨於卵 礫石層與砂頁岩層之特性與行為,以供地錨受力行為研究者參考。

將營建系目前所開授與地錨施工或檢驗等相關課程,加入子計畫三之研究 成果,並透過學校推廣教育,開放給業界選修。在計畫第三年辦理子計畫三之成 果發表會,與產官學界進行交流,同時也接受業界之委託檢測業務。

6.4.4 規劃並整建現地檢測試驗場

本子計畫預計在校區建立現地檢測試驗場地以供營建系「非破壞檢測學程」

之課程實習及檢測技術訓練班實習使用。目前全台僅有台電有設置提供電廠機具 檢測訓練之非破壞檢測場。而土木工程非破壞檢測方面設置檢測試驗場地乃是創

新作法,本年度將決定試驗場地並完成「現地檢測試驗場」的細部規劃,預計場 地內將包含透地雷達、應力波震測、地表與地下結構物非破壞檢測現地試驗場,

場內將設計藏有瑕疵之基樁、橋版、軌道、及樑柱等以及預埋不同材質尺寸之地 下管線,本訓練場可提供學生安全之實習環境,作為「非破壞評估在營建工程之 應用」課程實習場地,亦可透過推廣教育舉辦檢測技術訓練班,擴大檢測人才之 訓練平台,並將研發之各種檢測技術深耕至產業界,不僅可訓練公共工程檢測人 才,對檢測研究亦有極大的助益。

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