物理性質反應於波速上。表面波震測的施做是先於試驗場址佈設受波器後，
製造人為震源產生擾動，將此地表垂直位移訊號收錄後，對其進行訊號分 析而獲得表面波頻散曲線，再透過反算技巧對此頻散曲線進行反算分析便 可得到現地一維地層剪力波速剖面。故表面波施作上不需鑽孔破壞地表土 層，具有容易、快速又經濟的優點，且其最大特點在於所得為測線下方土 層之綜合表現，其取樣體積遠大於傳統之試驗方法，因此更能代表改良土 體整體之改良效果，具有應用地盤改良成效檢驗之潛力。
利用表面波震測進行地盤改良的檢核主要是針對具強度提升需求之地 盤改良，檢核的方法是在地層進行地盤改良前後於同一位置進行表面波震 測，以獲得地層地盤剪力波速剖面。以戴永政(2009)於宜蘭所進行之地盤改 良檢核為例，L1~L4 為配置之表面波震測測線(見圖 1.1a)，於改良前後得到 之剪力波速變化如圖 1.1b 所示，剪力波波速於改良前後提升率約 14~17%(圖 1.1c)，與設計改良樁體積替換率 14.43%相仿 (後續簡稱為改良率，其定義 為改良樁總截面積除以改良區域總面積) 戴永政認為兩者間具相關性，而提 出剪力波速提升率即可表示整體改良率之假說，此一假說後續則有陳逸倫 (2011)透過二維數值模擬嘗試以表面波波長與改良樁間距的角度檢視有無 規則可循。林志平等人(2012)持續配置不同的模擬參數，進一步發現，隨著 地盤改良率的提升，剪力波速提升率也隨之增加，且模擬的結果會遵循一 維等效波速理論行為之下限，但二維模擬在地層模型配置上，簡化改良樁 為牆狀，無法實際反應地盤改良場址，因此本研究將以三維波傳模擬角度 出發，針對二維設置的地層模型加以三維化，檢核是否仍依循一維等效波 速理論行為之下限，再進一步建立含有改良樁柱體之地層模型，期望可以 更加了解表面波於高度異質性土體下反應的有效剪力波速量測之行為模 式。
圖 1.1 (a) 表面波震測測線配置 (b) 改良前後剪力波速之變化 (c) 對應之 剪力波速提昇率
(b) (c)
(a)
此外，上述之地盤改良場址施做表面波震測發現另一現象：在測線規 劃上，L1 及 L4 測線有通過改良樁，而 L2 及 L3 並未通過，然而比較位於 樁上的 L1、L4 測線結果與佈設於樁間的 L2、L3 測線，如圖 1.1a 所示改良 後結果卻十分相近。此結果顯示表面波震測法在設計樁徑 1.2m、樁距 2.8m 之高壓噴射灌漿改良場址無法區別出樁體與樁間的差異，表面波施測結果 之最小波長約為 5 m，造成此一結果之可能原因在於表面波震測法在垂直測 線方向之影響範圍同時涵蓋樁體區域與樁間區域，使得量測結果為灌漿後 土體之整體綜合表現，因此本研究將嘗試界定表面波在地層中傳遞於側向 可能涵蓋之範圍(見圖 1.2)，提供初步的探討。
圖 1.2 表面波震測側向取樣空間可能範圍(如圖中虛線)示意圖
1.2 研究目的
本研究主要利用三維數值模擬，將二維數值模擬建立的地層模型三維 化，以期驗證表面波震測於複合土體之均質化行為；再針對表面波震測測 線在側向變化上剪力波速對比之地層中探討表面波震測受到側向影響之範 圍；最後重建地盤改良場址，檢視地盤改良率與剪力波速提昇率之關係，
提供表面波震測做為地盤改良成效檢測之依據。
1.3 研究內容
本研究共分為五個章節做為陳述，於第一章 緒論中就引起此次研究的 動機做說明(1.1 研究動機)，並將此研究所欲達到的成果列出(1.2 研究目的)。
在第二章中，將由介紹表面波震測開始，了解表面波於地層中傳遞時有何 特性，並介紹地球物理探測常見的表面波震測方法(2.1 表面波震測)，接著 列舉常見的數值模擬方法，針對三維震波模擬軟體採用的數值方法做詳加 介紹，最後經由現場案例與二維數值模擬探討回顧，用以檢視表面波震測 於高度異質性土壤，量測得到的剪力波速可能的均質化行為模式，對照現 場改良率有何關係。
經由第二章的文獻回顧後，統整收集到的文獻資料，於第三章中說明 所使用之三維震波模擬軟體，以及模擬震測方法的施測及其分析的詳細過 程(3.1 三維震波模擬方法與選用軟體)，而後說明本研究中模擬所用的參數 (3.2 表面波震測資料模擬參數設定)。在第四章中以不同的模擬地層類型分 別討論表面波均質化的行為，及側向變化地層對於表面波震測測線量測震 波訊號所造成的影響。最後在第五章中提出本研究的結論，並以研究所得 的結果提出建議。