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詴驗點 1 之 0-20、20-40、

圖3-28

40-60 區間能量變化圖

表3-11. 詴驗點 1 不同頻率區間之最大能量

頻率區間 0-60Hz 60-120Hz 120-180Hz 180-250Hz 能量(m2/s2) 6.1037e-8 7.8921e-9 2.8990e-8 2.1495e-8 頻率區間 0-20Hz 20-40Hz 40-60Hz 能量(m2/s2) 5.8148e-8 1.3252e-9 1.6102e-9

詴驗點 2:

第二個實驗點為愛玉子溪土石流觀測點的河道。GEO1 最靠近河 岸,GEO3 距離河岸最遠,從時域原始訊號來看,在 X 軸方向上,

GEO3 震動速度最大,在 Y 軸方向三台地聲看不出顯著差別,在 Z 軸方向則是 GEO2 震動速度最大。同樣選取原始訊號前一分鐘做傅立 葉變換得到頻率分佈,能看出 GEO1 的低頻地聲相比較另外兩台地聲 更大,GEO2 則是 60-140Hz 的地聲能量顯著最大,GEO3 高頻部分最 大。

所以這裡僅取最靠近河岸的地聲探測儀 GEO1 來進行短時距傅立 葉變換,分別計算出 0-60Hz、60-120Hz、120-180Hz、180-250Hz 四 個能量區間的能量積分。

為與測量點一以及三場歷史事件作比較,同樣將 0-60Hz 頻率區 間分為三個部分,分別計算 0-20Hz、20-40Hz、40-60Hz 的總能量。

結果對比可以看出,在沒有土石流的情況下,水流產生的地聲能量主 要是分佈在 0-20Hz 頻率區間。

c m /s

三台地聲時域原始訊號 圖3-29

三台地聲一分鐘傅立葉轉換結果,橫軸為頻率(Hz),縱軸為 圖3-30

能量 圖3-31

詴驗點 2 之 0-60、60-120、

圖3-32

120-180、180-250 區間能量變化圖

詴驗點 2 之 0-20、20-40、

圖3-33

40-60 區間能量變化圖

表3-12. 詴驗點 2 不同頻率區間之最大能量

頻率區間 0-20Hz 20-40Hz 40-60Hz 能量(m2/s2) 9.2232e-8 2.2971e-9 1.6640e-9 頻率區間 0-60Hz 60-120Hz 120-180Hz 180-250Hz 能量(m2/s2) 9.3670e-8 3.5788e-9 2.6152e-9 3.7718e-9

詴驗點 3:

第三個實驗點為最上游,GEO1 靠近河岸,GEO3 距離河岸最遠。

從時域原始數據能看出,在 X 軸方向上,GEO1 的振動速度最大,在 Y 方向上 GEO1 略大於 GEO3 的振動速度,兩者都顯著大於 GEO2 的震動速度。在 Z 軸方向上則是 GEO2 顯著大於另外兩台的振動速 度。

截取原始數據前 2 分鐘的地聲資料做傅立葉變換後,得到三台地 聲前兩分鐘所有頻率分佈及大小。

在高頻部分三台地聲都有幾個典型的高峰出現,推測可能是較遠 處的人為訊號。在 60-180Hz 頻率區間能看到 GEO1 的能量大於 GEO2 的能量,GEO2 的能量大於 GEO3 的能量,符合地聲能量與距離成反 比的結論。

取靠近河岸的地聲探知器 GEO1 做短時距傅立葉轉換。

最後一圖中,藍色曲線代表 0-250Hz 所有頻率能量總和,淺藍色 代表 0-60Hz 頻率區間總能量,黃色代表 60-120Hz 頻率區間總能量,

紅色代表 120-180Hz 頻率區間總能量,紫色代表 180-250Hz 頻率區間 總能量。

從短時距傅立葉轉換結果看,GEO1 前 2 分鐘地聲所產生的訊號 能量大部分都是 0-60Hz 區間頻率產生的,其餘三個區間產生能量相 近,和 0-60Hz 產生能量相差 100 倍。

c m /s

三台地聲時域原始訊號 圖3-34

三台地聲兩分鐘傅立葉變換結果,橫軸為頻率(Hz),縱軸為 圖3-35

能量 圖3-36

詴驗點 3 之 0-60、60-120、

圖3-37

120-180、180-250 區間能量變化圖

詴驗點 3 之 0-20、20-40、

圖3-38

40-60 區間能量變化圖

表3-13. 詴驗點 3 不同頻率區間之最大能量

頻率區間 0-60Hz 60-120Hz 120-180Hz 180-250Hz 能量(m2/s2) 1.0088e-7 3.3630e-9 3.7804e-9 3.7444e-9

頻率區間 0-20Hz 20-40Hz 40-60Hz 能量(m2/s2) 9.9106e-8 2.0347e-9 1.6974e-9

詴驗點 4:

第四個實驗點為最上游除坡處(如圖 3-52),第一次測量環境雜訊,

第二次測量用推石頭模擬土石流撞擊產生的訊號。從環境雜訊的分析 結果發現,不同區間訊號能量呈現週期性分佈,推測地聲沒有測到流 動產生之訊號,測到的是人為訊號。第二次實驗於早上 10 點開始連 續推石頭,石頭從高處滾落,約 1 分鐘左右。

從地聲記錄原始訊號來看只有 GEO2 記錄到石頭滾落時產生之訊 號。推測靠近推石頭高低的地聲探知器埋置時操作失敗。三台地聲全 部訊號做傅立葉變換後得到,模擬期間石頭滾落時產生訊號在頻率域 的分佈及大小。

從短時距傅立葉轉換結果看,石頭滾動互相摩擦撞擊地面時產生 的訊號能量,四個頻率區間產生能量相差不大,60-120Hz 區間頻率 總能量略大於其他三個區間。

c m /s

詴驗點 4 三台地聲時域環境訊號 圖3-39

詴驗點 4 三台地聲環境雜訊傅立葉變換結果,橫軸為頻率(Hz),

圖3-40

縱軸為能量 圖3-41

詴驗點 4 環境雜訊之 0-60、

圖3-42

60-120、120-180、180-250 區間能量

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