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■ 針對4.4節中有下列問題詢問?
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發表人 內容
發表時間:
2008/03/26 10:58
發表人:林伯勳
文章發表次數: 5
文章回覆次數: 4
(1)台北發生的地震應控制高雄(譬如說:美濃大壩)的耐震設計是否合理?

(2)壩址與區域震源之衰減距離如何訂,以中興顧問社南化水庫原設計為例。

(3)Seismic Tectonic Province 的源由 - 美國東部無地表斷層,無法確定斷層位置,因此假定地震可能在根據地殼地質條件劃分的的震源區的任何一點發生。此源自美國核能委員會(NRC)之規範。

(4)美國西部斷層位置較確定,震源模式則不採用Seismic Tectonic Province Model,而係根據斷層震源模式(Fault Model)。

(5)台灣則介於兩者之間,歷史上之大地震均可與已知之活斷層相關,例如:1999年的規模7.3的集集地震與車籠埔斷層;1946年規模6.1的新化地震與新化斷層;1951年規模7以上的台東縱谷地震系列與池上、玉里斷層;1935年規模7.1的新竹-台中烈震與獅潭、神卓山斷層;與1906年規模7.1的梅山地震與梅山斷層。其他主要震災地震包括:1904年規模6.1的斗六地震;1916年規模6.2到6.8的南投地震系列;1941年規模7.1的中埔地震:甚至包括最近兩年發生的1998年瑞里地震與1999年嘉義地震,均無法確定的指認出肇因的斷層係何斷層。



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回應時間:
2008/03/27 09:04
回應人: 林伯勳
文章發表次數: 5
文章回覆次數: 4
 

        自然界孕震構造的幾何形貌十分複雜,劃分震區時需將震源進行簡化。Cornell(1968) 最早提出機率式地震危害度分析,其震源模式為點、線、面三種震源類型,但對於線震源、面震源的基本假設乃以點震源(point source)形式為基礎,假設地震均勻發生於斷層線上任何一點或是面/區域震源的各處。隨後,Kiureghian and Ang (1977)認為Cornell(1968)的點震源模式(point source)會低估地震危害程度,因此提出斷層破裂模式(fault-rupture model),並將斷層依瞭解的程度分為三類:

(1) Type I:斷層有確切的定義,斷層長度、位置、走向已知;

(2) Type II:斷層位置不明確,但可經由地質構造得知斷層走向;

(3) Type III:斷層方向未知,假設震源區中的地震發生特性是均勻一致的(homogeneous),即假設震源區中各部分發生的機率是相同的,同時假設其斷層開裂方向在360度範圍內為均勻分布。

        傳統震區劃分原則乃依據區域震源Type III (斷層位置與位態不清楚),其分析結果無法反應斷層活動度之影響。但由921之經驗顯示,斷層走向與傾角將影響區域的強震地動分佈情形。若以美濃大壩設計為例,台北發生的地震應控制高雄的耐震設計考量並非合理,由於台北與高雄地理位置分屬不同地質構造,而不同地質構造區的地震發生率不一致。若將台北與高雄劃為同一震區,則其地震發生率將被均化,無法確實反應其地質構造上之差異,也無法符合真正的危害度。

       目前國科會與地調所近期對斷層研究有初步成果,使用TYPE I類震源(有確定斷層位置與位態資料),即三維斷層面震源進行分析,尤其距離工址甚近之斷層,其斷層幾何形狀將影響工址距斷層面的最短距離,故影響PGA之推估應仔細分析。國內羅俊雄等人(2000)、鄭錦桐(2002) 曾根據地質生成年代、大地應力變化、斷層位態等特性,已完成台灣本島與外島區域震源及斷層震源之細部劃分。

        此外,再進行壩體之地震評估時,選擇地震衰減式實為重要步驟,應嚴加慎選。有效的地震衰減式才能真正反應地震危害度及確保設計之安全性。一般強地動衰減式之距離(Abrahamson and Shedlock, 1997),可採以下幾種定義,如下所示:

震央距 (rjb the closet horizontal distance to the vertical projection of rupture / the “Joyner-Boore distance” ):工()址距斷層投影量(震央)之最短距離。

斷層面最短距離 (rrup  the closet distance to the rupture surface):工()址距斷層破裂面之最短距離。

孕震距 ( rseis  the closet distance to the seismogenic surface):工()址距地震發生之最短距離。

震源距 (  rhypo the hypocenter distance):工()址距震源之最短距離。    

        下圖為垂直斷層(vertical fault)及傾斜斷層(dip fault)之衰減距離示意圖。筆者建議應採斷層最短距離(rrup )來定義強地動之衰減式較為適當且合理,並能符合921集集地震經驗所觀察的結果,其他距離定義方式將因斷層位態不同而有所改變,若直接帶入衰減式計算強地動值,其計算結果將大異其趣。     

      
             
 

        綜合上述觀察,美國東部因無地表斷層且無法確定斷層位置,地震活動甚低,故無法以Type I分析。因此,僅能採Type III方式分析之,假定地震可能在根據地殼地質條件劃分的的震源區的任何一點發生;相反的,美國西部太多斷層帶且強地動活動度高,斷層位置較確定,故係採Type III斷層震源模式(Fault Model)為主要分析模式。台灣兼用兩者模式,雖島內活動斷層眾多(大多屬逆衝斷層),且歷史之大地震均大部份與已知之活動斷層相關,但仍有部分大地震至今仍無法確定其肇因之主控斷層,筆者歸究原因可能有以下三種:

(1)    斷層屬盲斷層 (blind fault)

(2)    斷層屬低角度斷層(西部平原區及麓山帶度屬一系列之低角度逆衝斷層),因其本身的幾何位態及傾斜角度因素,致使無法正確判斷;

(3)    可能由許多地層破碎帶所引致,非單一活動斷層破裂所主控(地震規模小)

       總而言之,進行地震震區劃分應以地質構造為基礎並據其實際斷層破裂模式分析之,達至震源細部分區之目的。另外,仍應加強活動斷層調查與掌握,有助於改進震區劃分範圍及決定設計地震,並可強化設計之可靠度,達至結構耐震設計之目的。
 
 



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