第四章 震源與受波器之特性
4.2 受波器特性
4.2.2 軟弱地面
測線二於博愛校區操場施測，博愛校區位在頭嵙山層和沖積層交 界附近，地質主要由礫石、泥沙組成，其中以砂、泥所佔比例較高。
測線施測參數及設備的選用如表 3.1，選擇以鎚頭 12 磅重之大鐵鎚 (B.H)做為震源，長寬各為 30cm 見方、厚 2cm 的橡皮墊(Ru2)作為墊 片，接合收錄之測線資料，並分別以時間-空間域(t-x)的震動歷時、頻 率空間域之振幅(f(A-x))、頻率-速度能量頻譜(f-v energy spectrum)比 對新式受波器與傳統插入式受波器資料之差異。
1. 時間-空間域(t-x)
圖 4.18 為時間域資料的震動歷時，新式受波器與傳統插入式受 波器在時間軸所呈現之訊號震態延時及在空間軸上，支距隨展距增加 受波器訊號強度遞減的現象，由人工判釋其結果，在空間軸與時間軸 的差異性並不大；此外，本次試驗，新式受波器受地表束制(coupling) 不良行為之影響，在圖 4.18 上也無明顯變化處，究其原因，應是環 境等外在因素影響不大，使新式受波器在無直接埋設在土裡情形下，
訊號遭受微震動之影響程度小，使時間域之震盪歷時有近似插入式收 波器的真實表現。
2. 頻率-空間域之能量頻譜(f-A-X)
圖 4.19 為接合 3 組炸點，測線展距共 34m 之震測資料經訊號分 析後，延測線延伸方向繪制之不同頻率的能量頻譜。如圖所示，新式 受波器與傳統插入式受波器之高頻訊號能量隨測線展距延伸逐漸遞 減，低頻訊號則有隨測線展距增加而有所改善。觀察兩者整體訊號能 量言空間軸分布的範圍:新式受波器高頻訊號分布在 45Hz~80Hz，傳 統插入式亦雷同；新式受波器低頻訊號分布在 25Hz~30Hz，傳統插入 式與新式受波器差異性亦不大。
3. 頻散曲線(f-v)
圖 4.20 為兩組受波器系統收錄之資料經訊號分析後，所得之頻 散曲線。新式受波器的範圍；傳統插入式之能量譜亦分布在頻率
30Hz~45Hz、波速 300m/s~700m/s，其資料的相關性良好。圖 4.21 為 套疊兩種受波器能量極大值的頻散點，觀察 30Hz~40Hz 能量集中範 圍之頻散點，新式受波器(Streamer)與插入式(Planting)受波器挑選之 頻散點位置，就結果而言，具有良好的參考價值。
綜合本小節所述，新式受波器在軟弱地面的分析資料與傳統插入 式受波器呈現的資料，具有良好的相關性，映證該組新式受波器系統 可適用於軟弱地面上施測。其頻散曲線的解析能力與傳統插入式受波 器反應之頻散曲線相較，亦具備良好的相似性。本次試驗之軟弱地面 乃於細顆粒砂土壤上施測，並非泛指所有的軟弱地面，例如草地。試 驗過程中，需要小心檢核新式受波器與地表的接觸，以完整的呈現震 波訊號。軟弱地表受地面束制的行為的影響遠大於瀝青路面，進一步 改善新式受波器系統的束制能力，將可更真實反映震測的結果。
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Offset (m) Seismogram
Offset (m) real part spectrum
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Offset (m) Seismogram
Offset (m) real part spectrum
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
40 50 60 70 80 90 100
Offset (m) Seismogram
Offset (m) real part spectrum
offset range
frequency
Amplitude spectrum
40 50 60 70 80 90 100
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
Phase Velocity, v
ph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
10 BH 9000
AF WD
圖 4.4 套疊不同種類震源之頻散曲線
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
圖 4.6 不同墊片於頻率空間域之能量頻譜(Asphalt,BH,Ip(left),Rb1(right))
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
圖 4.7 不同墊片於頻率空間域之能量頻譜(Asphalt,BH,Ip(left),Rb1(right))
offset range
frequency
Amplitude spectrum
40 60 80 100
offset range
frequency
Amplitude spectrum
40 50 60 70 80 90 100
圖 4.8 不同墊片於頻率空間域之能量頻譜(Asphalt,BH,Ip(left),Rb1(right))
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
2 4 6 8 10 12x 104
Amplitude
Frequency Energy spectrum BH-ip & rb -38m
ip-1 ip-122 rb1-1 rb1-12
圖 4.9 單一受波器振幅能量頻譜(BH-ip & Rb1-38m)
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Offset (m) Seismogram
Offset (m) Seismogram
圖 4.10 新式受波器(左)與插入式受波器(左)的震動歷時(Asphalt,BH,Ip)
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 40 60 80 100
圖 4.11 新式受波器(左)與插入式受波器(右)的能量頻譜(Asphalt,BH,Ip)
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Offset (m) Seismogram
Offset (m) Seismogram
圖 4.14 新式受波器與插入式受波器的震動歷時(Asphalt,WD,Ip)
offset range
frequency
Amplitude spectrum
40 60 80 100
offset range
frequency
Amplitude spectrum
40 60 80 100
圖 4.15 新式受波器與插入式受波器的能量頻譜(Asphalt,WD,Ip)
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
WaveLength (m)
Frequency (Hz)
f-landa Transformation
10 20 30 40 50 60 70 80 90
15 20 25 30 35 40 45 50
Offset (m) Seismogram
Offset (m) Seismogram
圖 4.18 左側與右側分別為新式受波器與插入式受波器的震動歷時
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 25 30 35 40 45
offset range
frequency
Amplitude spectrum
20 25 30 35 40 45
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10
Phase Velocity, vph (m/s)
Frequency, f (Hz)
f-v
100 200 300 400 500 600 700 800 900
10