模型邊坡之崩塌體積與崩塌能量之...
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指導教授：馮正一 教授
研究生：宋偉銓
模型邊坡之崩塌體積與崩塌能量之探討
大綱 第一章、前言
第二章、文獻回顧
第三章、材料與方法
第四章、結果與討論
第五章、結論
第一章、前言 台灣在地震活動頻繁之下，使得山區地質鬆軟，如遇強降雨，經常發生土石崩塌。學者們曾對崩塌引起的震動訊號特性進行研究，然而缺乏真實的崩塌影片可比對，故僅能推論或猜測。本研究以室內邊坡物理模型進行崩塌試驗，埋設加速度規記錄崩塌震動訊號可用以瞭解各崩塌事件引起之震動訊號特性。本研究探討崩塌量體與震動訊號能量之關係。
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第二章、文獻回顧
振動能量於崩塌之研究： Yamada,et al(2012)通過對由颱風Talas在日本引起的18處崩塌地震站收集的訊號中的低頻訊號，經過訊號處理求得崩塌能量並與統計之崩塌體積對比並擬合，得到能量與崩塌體積的關係。
𝐸│𝑅=1𝑘𝑚 = 8.5 × 10−20𝑉2.06
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第二章、文獻回顧
振動能量於崩塌之研究： Travasarou,et al(2002)指出得到更為精確地描述振動，其參數需能夠包含振幅，發生頻率，時間長度。相對於只考慮振幅，愛氏震度(Arias Intensity)能夠更為精確地描述振動能量大小，對於結構性能、液化、邊坡穩定性有良好之適用性。
𝐼𝐴 =𝜋
2𝑔 𝑎(𝑡)2𝑑𝑡𝑇𝑑
0
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希爾伯特黃轉換（Hilbert-Huang Transform，HHT）
第二章、文獻回顧
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第二章、文獻回顧 具體EMD過程如下：
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近景攝影測量 胡運海（2012）結合控制測量和近景攝影測量技術，對汶川地震中的鳳凰山崩塌進行測量，利用非量測數碼相機，以平行攝影的方式對滑坡監測區域進行影像採集，得到其DEM數據。並用Arcsence對三次DEM數據進行疊加計算，分析滑坡位移結果。
第二章、文獻回顧
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第三章、材料與方法
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第三章、材料與方法
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第三章、材料與方法
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第三章、材料與方法
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擺設儀器、鋪置砂體
以土壤水分計量測坡面含水量、攝影未崩塌前之坡體
調整水頭控制器至60cm高並開始抽水，儀器亦同時量測
當坡體發生一次較大滑動或崩塌時拍攝照片約100張，逐次拍攝
水位升至達60cm並維持所需之分析崩塌發生次
數
關閉抽水馬達，停止儀器測量
數據分析
第四章、結果與討論
ACC#0
ACC#1
ACC#2
加速規 座標
ACC#0 -240.58,-86.331,-20.745
ACC#1 -226.093,-86.331,30.185
ACC#2 -219.654,-70.677,7.616 11
第四章、結果與討論
體積 形心座標
0.0536 m3 -172.66,-103.45,-3.643
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第四章、結果與討論 NI-9232222646.121692
0 200 400 600 800 1000 1200
Time [sec]
-0.01
0
0.01
NI-9232222646.121692 - EMD_Ch1:IMF_h1
0 200 400 600 800 1000 1200
Time [sec]
-0.005
0
0.005
NI-9232222646.121692 - EMD_Ch2:IMF_h2
0 200 400 600 800 1000 1200
Time [sec]
-0.002
0
0.002
Math
1305 1305.2 1305.4 1305.6 1305.8 1306 1306.2 1306.4
Time [sec]
0
5e-08
Math
1305 1305.2 1305.4 1305.6 1305.8 1306 1306.2 1306.4
Time [sec]
0
6e-08
加速規 ACC#0 ACC#1 ACC#2
崩塌形心與加速規距離
0.721m 0.597m 0.589m
崩塌體積 0.0536m3 0.0536m3 0.0536m3
愛氏震度(m/s)
IA0=5.8x10-8 IA1＝8.3x10-8 IA2＝8.3x10-8
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第四章、結果與討論
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bray
bA raI
b
A
A
r
r
I
I )(2
1
2
1
458.1)597.0
721.0(43.1
8.5
3.8 2
2
1
2
2
1
d
d
I
I
A
A
498.1)589.0
721.0(43.1
8.5
3.8 2
2
1
3
3
1
d
d
I
I
A
A
2
1
2
2
1
d
d
IA
IA
第四章、結果與討論
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06.2201 105.8 VE kmR
bA aVI
aLVbLIL ogogAog 101010
第四章、結果與討論 崩塌編號 距離d(m)
換算為1m之愛式震度
體積V(m3) log10 𝑉 log10 𝐼𝐴
1
0.93 8.65E-10 0.008434 -2.073966403 -9.063034103
1.13 8.94E-10 0.008434 -2.073966403 -9.048745073
0.97 9.41E-10 0.008434 -2.073966403 -9.026456531
2
0.889 4.43E-10 9.23E-03 -2.034798299 -9.354008451
0.8749 8.42E-10 9.23E-03 -2.034798299 -9.074690482
0.8749 8.42E-10 9.23E-03 -2.034798299 -9.074690482
3
1.1695 1.09E-09 1.05E-02 -1.978810701 -8.960909561
1.578 1.12E-09 1.05E-02 -1.978810701 -8.950573488
1.316 1.13E-09 1.05E-02 -1.978810701 -8.948574865
4
0.72 1.66E-09 1.25E-02 -1.903089987 -8.780185029
0.8 1.79E-09 1.25E-02 -1.903089987 -8.746661995
0.75 1.69E-09 1.25E-02 -1.903089987 -8.772756218
5
1.32 1.92E-09 0.0129 -1.88941029 -8.717459452
1.14 2.08E-09 0.0129 -1.88941029 -8.682070315
1.14 2.08E-09 0.0129 -1.88941029 -8.682070315
6
0.667 4.45E-09 0.0211 -1.675717545 -8.351748332
0.892 4.77E-09 0.0211 -1.675717545 -8.321119041
0.623 5.05E-09 0.0211 -1.675717545 -8.297080554
7
0.71 2.92E-08 0.0536 -1.27083521 -7.534055309
0.6 2.99E-08 0.0536 -1.27083521 -7.524619407
0.6 2.99E-08 0.0536 -1.27083521 -7.524619407
y = 1.9983x - 4.9781
-10
-8
-6
-4
-2
0-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0
log
10I A
log10V
log10V與log10IA關係
𝑰𝑨│𝟏𝒎 = 𝟏. 𝟎𝟓𝟏 × 𝟏𝟎−𝟓𝑽𝟏.𝟗𝟗𝟖
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第五章、結論 1.本實驗運用的砂體中，在崩塌過程中的振動，當崩塌體距離不同加速規距離相等時可發現，距離相等的加速規測得之愛氏震度相等。然而當距離不相等時，愛氏震度大小大致與
距離的平方成反比，用公式表示即為𝐼𝐴1
𝐼𝐴2
= (𝑑2
𝑑1
)2。
2.崩塌過程中的崩塌體體積與愛氏震度的平方成正比，震度越大，崩塌的體積越大。根據Yamada學者研究中得知，能量
與崩塌體積大小關係為𝐸│𝑅=1𝑘𝑚 = 8.5 × 10−20𝑉2.06 ，該
實驗材料為砂體，不同實驗材料中崩塌大小與崩塌之愛氏震
度大小關係為𝐼𝐴│1𝑚 = 1.051 × 10−5𝑉1.998 ，故可以通過
測得的振動訊號計算得到該訊號之愛氏震度，從而大致估算得到崩塌土方量大小。
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簡報結束 謝謝聆聽