研究動機

第一章 前言

1.1 研究動機

台灣位於環太平洋地震帶上，受到歐亞板塊與菲律賓海板塊互相 碰撞的影響，1991 年至 2010 年間的每年平均無感地震為 10271 次，

有感地震為 658 次（中央氣象局，2014）。預防地震所造成之破壞、

減低震災的損失，就一直是政府的施政重點。也因此，了解何處容易 釋放較大能量及何處容易發生地震是相當重要的研究方向。地震防災 規畫的核心問題架構在準確的強地動值（包括最大加速度值、加速度 反應譜與強地動延時等參數）。最終目的在於預估可能發生具有破壞 性地震的位置與規模，模擬各地的強地動特性，可以提供參考數據予 地震工程與建築設計訂定標準之所需。

地震災害的程度，與當地所受到的地動加速度大小相關，而影響 地震波傳至地面時地動大小的因素有三個，包括震源特性、路徑傳播 效應及場址效應（圖 1.1）。當一個地震發生時，因破裂特性不同而 造成不同規模大小地震，是為震源效應；由震源產生之震波在地層中 傳遞時會隨傳播之路徑而衰減，是為路徑傳播效應；當震波到達測站 局部場址時，因局部地層結構之不同，而對當地測站所產生的地震紀 錄振幅大小、時間長短時，需考慮局部之場址效應。所有這些因子加 上水文、地質、山崩潛勢等資料庫之建立，由細部的模型建立及模擬，

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即可達到評估區域地震災害潛勢之目的。而不管是由震源特性來估計 場址地面振動，或是由地表振動紀錄來解算震源特性，皆必須以路徑 效應當作修正的要素。台灣歷年來利用實體波及表面波走時來推求地 球內部速度構造之研究已有很好的進展(Rau & Wu, 1995 ; Ma et al., 1996)。如果已知場址效應及路徑效應，則由震源規模大小及位置等 已知條件將不難推估地表地動情況。進而假設該地區可能發生之最大 規模及位置之地震，即可推估其最大地表地動之空間分佈狀況。而逆 推三維衰減構造之方法也已發展成熟（Chen et al., 1996; Chen, 1998）。

近年得利於寬頻帶，以及高動態範圍的地震儀及強震儀在國內外大量 設置，許多不同大小和遠近的地震都可完整的記錄下來，提供了進行 振幅研究的寶貴素材。

圖 1.1、地震記錄受到三種效應所影響：震源、路徑、場址效應(工程科學研究室，

2017)

在一般情況下，震源會同時產生疏密波(pressure wave)與剪力波 (shear wave)之時間函數，因為本研究是由最先到達測站之震波解算 出震源加速度時間函數(Source Accleration Time Function)，故在此僅

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討論疏密波之震源加速度函數。僅有單一破裂過程，產生是簡單的震 源(Simple source)時，其震源時間函數通常具有如圖 1.2 所示之情況，

然而當震源甚為複雜時，如圖 1.3 所示，代表一震源可能含有三次的 震源事件(Source events)。因此如果能將震源時間函數求出，對於震 源破裂過程（包括破裂位移、破裂速度、加速度時間函數）將可迎刃 而解。

圖 1.2、常見簡單震源之時間函數

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圖 1.3、常見複雜震源之時間函數

由已知震源函數，加上路徑效應及場址效應，進而預估出地表之 地動場大小之研究已由陳(2009)完成。然真正震源函數，尤其是震源 時間函數，常隨著應力型態及地體構造之不同而差異甚大。台灣地區 之孕震帶非常複雜，震源時間函數之型態可能及多樣性，甚難掌握。

因此，在地面地動值之預估上，將造成不可預期之誤差。因此對於地 震震源時間函數之推算及分析，將顯得舉足輕重。

本研究將使用三維速度模型(Roecker et al., 1987)計算震源走時及 路徑，利用三維衰減構造因子 Qp（陳，1993）計算需消除之路徑效 應；利用複數解載(CMD)計算測站地面振動內各種頻率之絕對能量。

由 Qp 與 CMD 這兩種方式，復原出震源加速度時間函數。並將同一 分區內的加速度函數進行峰值對齊，以單一分區內多站平均法，平均

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化分區內場址效應與儀器響應，進而求得地表剩餘能量比，藉此求得 各測站平均加速度函數。