港灣構造物性能設計法所採用之簡化分析法與傳統設計所採 用之分析方法類似，但設計原理完全不同，傳統設計法將地震力以 一等效之靜態側向力施加於結構主體上，以確保結構主體在所考量 之設計外力作用下，具有一定安全餘裕(以安全係數FS表示)之安定 計算(壁體滑移、壁體傾倒、圓弧滑動及沉陷等分析，基礎足夠承載 力之保證)來確定結構之細部設計；性能設計法雖然在具體設計階段 採用類似擬靜力分析方法，但其設計原理是以確保在各等級地震力 作用下，結構主體之反應滿足預期之性能目標，即計算所得之性能 參數值不超過預定性能可接受標準值。例如：若以壁體位移或沉陷 量等作為性能參數，在性能設計法中，需要計算壁體位移或沉陷 量，並與所建立之性能可接受標準做比較，以確定所預期之性能是 否滿足標準。一些研究[2]已根據統計數據之回歸分析，建立了位移 指標與傳統設計法中安定計算的安全係數間之相關性經驗公式，如 表 8-3 適用於非液化工址之重力式碼頭。由表 8-3 可知，線性回歸 公式中，水平位移相關參數(d與d H)之線性回歸相關係數均較小；
而標準偏差顯示，對d H之線性回歸與d相比較為準確。對於該類 碼頭在具有液化潛能工址之位移量，Iai[11]對日本既有碼頭之案例分 析統計指出：在規範設計地震力作用下，對非液化、僅背填土液化、
背填土與基礎土壤均液化等三類工址(如圖 8.5 所示)，正規化位移
H
d 分別為 0~5%、5~10%、10~20%；在 1.5~2.0 倍規範設計地震力 作 用 下 ， 三 類 工 址 正 規 化 位 移d H 分 別 為 5~10%、 10~20% 、 20~40%，這些參數可用於設計時粗略估算水平位移之大小範圍。
表 8-3 非液化工址重力式碼頭變位與安全係數之相關性
變位參數 經驗公式 相關係數 標準偏差
最大水平位移 d ( cm ) d 74.298.2(1/Fs) 0.34 130 沉陷量s( cm ) s16.532.9(1/Fs) 0.50 30 正規化水平位移d H( % ) d/H 7.010.9(1/Fs) 0.38 13 資料來源：參考文獻[7]
拋石
填石 拋石
填石
非液化土壤
非液化土壤
非液化土壤填土
(b) 僅背填土液化 (a) 非液化工址
(c) 背填土與基礎土壤均液化 液化土壤
拋石
填石
液化土壤
液化土壤
圖 8.5 重力式碼頭工址土壤可能液化狀態
資料來源：參考文獻[36]
8.2.2 簡易動力分析 1. 滑動塊體分析法
相對於靜力分析法與有限元素分析法而言，滑動塊體分析法 (sliding block analysis)的精神是將結構主體視為可滑動之剛體，地震 力為作用於結構基礎之地震加速度歷時，主要分析土工結構受地震
Acceleration
Velocity
Time, t Shear Force
Relative Velocity
t當地震發生時，假設地表位移歷時為XG
t ，塊體位移歷時為
tXQ ，塊體因受慣性力作用而有向外滑動之趨勢，並由滑動面之抗 剪力來維持塊體的動態平衡。當塊體未滑動時，塊體與地盤一起運 動；當塊體之水平慣性力大於滑動面之極限抗剪力時，則塊體與地 表之間就有相對運動發生，此時之加速度稱為臨界滑動加速度at； 而在滑動期間，若地盤與滑動塊體之相對速度減為零時，則滑動停 止，塊體再次與地表一起運動。根據滑動面為彈塑性模式之假設，
滑動期間之滑動塊體以等加速度at運動，因而將塊體與地表間之相 對加速度積分二次則可求得塊體滑移量[59]。重力式碼頭利用滑動塊 體分析法之簡便動力分析流程如圖 8.7 所示，詳細分析方法說明如 下。
圖 8.7 重力式碼頭簡便動力分析(滑動塊體分析法)評估流程圖 (1) 計算臨界滑動加速度at
採用滑動塊模型簡化計算重力式碼頭在地震中的永久位 移，首先以側向土壓理論評估壁體與背填土壤之穩定性，仍然 如同簡便分析得到臨界滑動加速度at，例如垂直擋土壁之臨界
滑動加速度at可以由下式計算[6]：
087 max
.
之運動、壁體之傾斜以及垂直地震加速度等)之敏感度分析