skempton1986 p.29
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國 立 成 功 大 學
土 木 工 程 研 究 所
博 士 論 文
以九二一集集地震案例探討細料
對液化潛能評估之影響
研 究 生：范恩碩
指導教授：倪勝火
中 華 民 國 九 十 三 年 七 月
博碩士論文授權書 （國科會科學技術資料中心版本 93.2.6）
本授權書所授權之論文為本人在 國立成功 大學（學院） 土木工程 學系
大地工程 組 九十二 學年度第 二 學期取得 博 士學位之論文。
論文名稱：
□̌同意 □不同意 本人具有著作財產權之論文資料，授予行政院國家科學委員會科學技術資
料中心（或其改制後之機構）、國家圖書館及本人畢業學校圖書館，得不限
地域、時間正次數以微縮、光碟或數位化等各種方式重製後散布發行或上
載網路。 本論文為本人向經濟部智慧財產局申請專利（未申請者本條款請不予理會）
的附件之一，申請文號為： ，註明文號者請將全文資料延後
半年再公開。
□̌同意 □不同意
本人具有著作財產權之論文全文資料，授予教育部指定送繳之圖書館及本
人畢業學校圖書館，為學術研究之目的以各種方法重製，或為上述目的再
授權他人以各種方法重製，不限地域與時間，惟每人以一份為限。
上述授權內容肭無訂立讓與及授權契約書。依本授權之發行權為非專屬性發行權
利。依本授權所為之收錄、重製、發行及學術研發利用均為無償。上述同意與不同意之
欄位若未鉤選，本人同意視同授權。
指導教授姓名：倪勝火
研究生簽名： 學號：N68881064
（親筆正楷） （務必填寫）
日期：民國九十三年七月一日
1.本授權書（得自h t t p : / / s t i c . g o v . t w / s t i c w e b / h t m l / t h e s e s / a u t h o r i z e . h t m l下載或至h t t p : / / w w w. s t i c . g o v. t w首頁右下方下載）請以黑筆撰寫並影印裝訂於書名頁之次頁。
2.授權第一項者，請確認學校是否代收，若無者，請自行寄論文一本至台北市（106）和平東路二段 106 號 1702 室 國科會科學技術資料中心 黃善平小姐。（本授權書諮詢電話： 02-27377606 傳真：02-27377689）
I
提 要
本研究之主要目的在藉由 921 集集地震台灣中部液化案例與非液化
案例建立適用於台灣地區之土壤液化阻抗曲線與細料含量修正式，由於
台灣中部地區的土層多為沉泥質砂性土層，含有較高比例的無塑性細
料，在進行液化潛能評估時，容易高估細料對土壤液化阻抗之影響，因
此，有必要藉由中部地區土層資料建立適地化細料含量修正式與液化阻
抗曲線。
本研究引用的中部液化區鑽孔資料主要有兩個來源，一為賴宏源
(2000)針對南投市軍功寮與振興里、彰化縣大村鄉黃厝村與美港村、員林
鎮崙雅里、社頭鄉山湖村及台南縣後壁鄉菁寮村(1022 嘉義地震液化案
例)，另一為黃俊鴻及楊志文 (2001)中之 288筆中部地區液化與非液化資
料，其包含範圍除上述外尚包含台中港區及彰濱工業區，嘉義縣北港鎮、
太保市及嘉義市等。
本研究之主要內容除了討論液化阻抗影響因素及常見的SPT-N值液化
簡易評估法外，並提出本研究的主要成果－建立適用於台灣高細料含量
土層之細料含量修正式與液化阻抗曲線，此外，在發展過程中進一步利
用統計方法以了解 SPT-N 值的主要影響因素與權重，以期所建立的細料
含量修正式在參數的選用上能合乎物理性要求；本研究建立的液化阻抗
曲線，以黃俊鴻及楊志文(2001)之 288筆鑽探資料驗証，其整體準確率約
可達 95%，其中除了底部夾雜少量礫石的土層，可能因 SPT-N 值無法真
實呈現現地土層的疏緊程度而可能高估土壤液化阻抗外，其他液化地區
的土層皆可被正確判別，由此可以証明本研究之液化阻抗曲線與細料含
量修正式應可用於評估台灣地區土層之液化阻化；此外，本研究建立細
料含量修正式的流程可做為其他地區建立細料含量修正式的參考。
II
ABSTRACT
This purpose of this paper is to develop the suitability correction factor
of fines content on the evaluation of liquefaction potential. Because most of
the fines in the soil stratum are nonplastic in the central Taiwan, the
liquefaction resistance will be overestimated due to overestimate effect of
fines. Therefore, the suitability liquefaction resistance curve and effect of
fines content should be developed.
The data used in this study are quoted from Li’s paper (2000) and Huang
and Yang’s paper (2001), and they were obtained from holes bored at sites
where liquefied or unliquefied during Chi-Chi Earthquake, 1999. The
relationship between the SPT-N value and fines content of in situ stratum
could be observed from using the data which recorded in Li’s paper, and it
could be used to develop the suitable correction factor of fines content. After
the suitable correction factor of fines content is developed, the liquefaction
resistance curve could be found.
A new liquefaction resistance curve and a new correction factor of fines
content are developed in this study. The liquefied cases will be almost
distinguished validly, except, those with a little gravel mixed into the soil
stratum. The liquefaction resistance may be overestimated since the SPT-N
value and the soil density don’t match well for soil stratum is mixed into a
little gravel. Hence, the liquefaction resistance curve and the correction factor
of fines content are suitable to evaluate the soil liquefaction potential of the
central Taiwan. Furthermore, the process to develop the correction factor of
fines content could be used as a reference to develop the correction factor of
fines content of the other area.
III
誌 謝
本文承蒙恩師 倪勝火教授多年來的悉心指導與諄諄教誨，並且提供
完善的學習環境，以及老師積極正直的處世態度，皆使學生不僅在研究
過程中學習、成長，在生活上亦獲益良多，浩瀚師恩，永銘五內。
本文亦承蒙中興大學 林炳森教授、台灣科技大學 陳志南教授與本
校 李德河教授、 陳景文教授與 常正之教授在論文口試期間所提的諸多
寶貴意見，我也要特別感謝我的碩士學位指導教授－台灣科技大學 陳堯
中教授在研究內容上的諸多建議與問題解惑，本人皆在此致上最誠摯的
謝忱。
研究期間，感謝各位同窗好友、實驗室助理的諸多啟發與鼓勵，使
本人能在充滿歡樂與知性的實驗室中從事研究，只是礙於筆墨篇幅，難
以一一題名誌謝，惟願各位學長們皆能事事順心，並祝各位學弟們研究
順利。
最後要感謝我的雙親、姊姊與阿姨們，由於你們的支持與鼓勵，才
能使愚昧的我順利地完成學業，感謝你們、感謝大家、感謝上帝。
IV
目錄
提要……………………………………………………………………………….I
誌謝……………………………………………………………………………...III
目錄…………………………………………………………………………….. IV
表目錄. ………………………………………………………………………... VII
圖目錄……………………………………………...…………………………. IX
符號說明……………………………………………………………………….XII
第一章 緒論……………………………………………………………………... 1
1.1 研究動機…………………………………………………………………...1
1.2 研究目的…………………………………………………………………...2
1.3 研究方法…………………………………………………………………...2
1.4 論文架構…………………………………………………………………...3
第二章 液化相關理論回顧………………………………………………………4
2.1 靜、動態荷重下超額孔隙水壓力激發之機理…………………………….4
2.2 砂土液化的現象與定義…………………………………………………... 6
2.3 土壤液化阻抗影響因素…………………………………………………... 7
2.3.1 純淨砂性土壤液化阻抗影響因素……………………………………. 7
2.3.2 可能液化土壤之認定準則………………………………………...… 12
第三章 SPT-N值液化簡易評估法……………………………………………...28
3.1 標準貫入試驗…………………………………………………………….28
3.1.1 標準貫入試驗的問題、演進與修正因素……………………………28
3.2常用SPT-N值液化簡易評估法………………………………………….. 32
3.2.1 Seed簡易評估法…………………………………………………….. 32
3.2.2 日本道路協會耐震規範簡易評估法(JRA Method) ………………… 38
V
3.2.3 新日本道路協會耐震規範簡易評估法(NJRA Method) …………….. 42
3.2.4 Tokimatsu 及Yoshimi簡易評估法(T&Y法) ……………………….. 45
3.2.5 Iwasaki液化潛能指數(Tatsuoka，1980) ……………………………..49
3.3 常用SPT-N值液化簡易評估法之比較與討論……..…………………… 50
3.3.1 Seed法與T&Y法的比較…………………………………………….50
3.3.2 JRA法(NJRA法)在使用上應注意事項……………………………... 53
第四章 液化阻抗曲線與細料含量修正式的建立……………………...……… 82
4.1 細料含量修正式的意義與型式…………………………………………..82
4.1.1 細料含量修正式之意義…………………………………………….. .82
4.1.2 細料含量修正式之型式…………………………………………….. .82
4.2 中部地區土層細料含量修正式之建立……………………………...…... 87
4.2.1 前期學者對SPT-N值影響因素之回顧……………...……………… 87
4.2.2 集集地震中部地區土層之細料含量與N1值關係………...………... .89
4.2.3 細料含量修正式模式建立………………………...………………… 90
4.3 中部地區土層液化阻抗曲線之建立……………………………...…….. .92
4.3.1 液化阻抗曲線之建立………………………………………………... 92
4.3.2 液化阻抗曲線比較……………………………………………...……99
4.3.3 細料含量修正式之比較……………………………………………... 96
4.3.4 分析結果研判……………………………………………………… 101
4.3.5 國外案例之比較與討論…………………...….……………………. 103
4.3.6 本研究建議方法整理…………………………...………………….. 104
4.4 影響N1,60值之因素與權重………………………………...…………… 106
第五章 結論與建議…………………………………………………………... 164
5.1 結論………………………………………………………………...…... 164
5.2 建議……………………………………………………………...……... 166
VI
參考文獻……………………………………………………………………….167
附錄A國科會委託亞新工程顧問公司之中部地區鑽孔資料……………….. 176
附錄B主成份分析方法簡介…………………………………………………. 189
VII
表目錄
表 2-1 液化阻抗影響因素(陳名利, 1990)………………………………………15
表 2-2 各液化型態定義與特性 (Robertson 及 Wride, 1996) …………..……... 16
表 2-3 Liquefaction Susceptibility of Silty and Clayey Sands (Andrew 及 Martin,
2000)........................................................................................................................17
表 3-1 各國標準貫入試驗落錘能量(Seed, 1984)……………………………….56
表 3-2 吊桿系統對標準貫入試驗結果影響之修正值 (Skempton, 1986) ……... 56
表 3-3 影響標準貫入試驗結果的誤差因素 (Kulhawy 及 Mayne, 1990) ……..57
表 3-4 標準貫入試驗修正值表 (Robertson 及 Wride, 1996) …………..……... 58
表 3-5 前期學者所提之覆土應力修正公式(Liao 及 Whitman, 1985) ………... 58
表 3-6 Skempton(1986)室內試驗結果…………..…………………………...…. 59
表 3-7 依Skempton(1986)室內試驗結果建立之覆土應力修正式…………….. 60
表 3-8 影響土壤液化阻抗與貫入阻抗之因素…………..……………………... 61
表 3-9 Seed法的MSF值表…………..…………..……….……. …………....... 61
表 3-10 地震波型係數 (Ishihara, 1977) …………..…………..….……………. 62
表 3-11 NJRA法之 khc0 值表(日本道路橋示方書，1996) …………..………... 62
表 3-12 依地震規模之Cs建議值 (吳偉特, 1997) ………….………………… 63
表 3-13 Seed法、JRA法、NJRA法與T&Y法之比較…………..……………64
表 3-14 液化潛能指數與液化嚴重程度之關係表………………….…………. 65
表 3-15 Tatsuka, et al., (1980)之五項修正係數…………..………………………65
表 4-1 Correlation of Relative Density and N1,60 ( Seed (1979)) …………..……...111
表 4-2 日本常用之相對密度與SPT-N值之關係 (石原研而，1976) …….…. 111
表 4-3集集地震中部液化區部份土層分析資料…………..………...………... 112
表 4-4現地土壤之N1,60－FC迴歸係數…………..…………………...……… 114
VIII
表 4-5集集地震中部液化與未液化土層分析資料(黃俊鴻及楊志文，2001)... 115
表 4-6分析結果比較表(本研究方法與Seed法、T&Y法) ………………..…124
表 4-7分析準確性之比較…………..…………..………….…..…………..….. 127
表 4-8分析結果之比較…………..…………..…………………..…………….128
表 4-9 各地區土層粘土含量比較…………..………………………………… 137
表 4-10 國外部份案例之分析結果比較…..………………………………….. 138
表 4-11 國外部份案例之分析結果正確率比較……...……………………….. 140
表 4-12 影響N1,60值之土壤因素及修正式 (Ferritto (1997))…………………. 140
表 4-13 粒徑分佈與過壓密效應對土層液化阻抗影響程度比較……….…….141
表 4-14主成份分析結果報表………………………..………………………... 142
IX
圖目錄
圖 2-1 典型收縮砂土於不排水試驗之結果 (Poulos, 1981) …….…………….. 18
圖 2-2 狀態參數的定義(Been 及 Jefferies, 1985) ……….……………………. 20
圖 2-3 圍壓大小對土壤承受反覆剪應力的影響(Peacock及 Seed, 1968) ..….. 21
圖 2-4 平均粒徑對液化阻抗之影響(Das, 1993) ………….…………………… 22
圖 2-5 飽和度對砂土液化阻抗之影響(Yoshimi等人, 1988) ………….………. 23
圖 2-6 孔隙水壓參數B值對土壤反覆振動次數之關係……….……………... 23
圖 2-7 影響土壤液化的主要因素……………….……………………………... 24
圖 2-8 液化型態區分流程圖(after Robertson 及 Wride, 1996) …….…………. 25
圖 2-9 中國建築規範對粘土與沉質之液化評估準則…………..……...……… 26
圖 2-10 可能液化土壤之粒徑分佈範圍-日本港灣構造物耐震規範……….…. 27
圖 3-1 SPT落錘型式示意圖………………….………………………………... 66
圖 3-2 桿長對標準貫入試驗結果影響…………..……………………………...67
圖 3-3 前期學者所提之覆土應力修正公式比較(Liao 及 Whitman, 1985) ...… 67
圖 3-4 Seed評估法中使用之覆土應力修正公式(Liao 及 Whitman, 1985)...…. 68
圖 3-5 Seed評估法中地震引致最大剪應力之考量方法(Seed及 Idriss, 1971)... 68
圖 3-6 Seed評估法之深度折減係數 rd值範圍(Seed 及 Idriss, 1971)...……….. 69
圖 3-7 地盤受震反應與平均反覆剪應力示意圖(Seed 及 Idriss, 1971)………..69
圖 3-8 Seed評估法之等值均幅應力波轉換方式(Seed 及 Idriss, 1979)………..70
圖 3-9 Gibbs 及 Holtz建議之現地土壤相對密度、覆土應力與SPT-N值之關
係………………………………………………………………………... 70
圖 3-10 對於地震規模為 7.5之Seed法現地土層液化阻抗與(N1)60之關係….. 71
圖 3-11 Seed法分析流程圖…………………………………………………….. 72
圖 3-12 JRA法的兩類地盤受震土層應力比較 (日本地盤工學會，1993)…….73
X
圖 3-13 JRA法分析流程圖……………………...……………………………... 74
圖 3-14 衝擊型與振動型兩種地震波型示意圖………………………………...74
圖 3-15 NJRA法分析流程圖…………………………………………………....75
圖 3-16 動力三軸試驗振動次數為 15下，不同雙剪應變振幅之反覆剪應力...76
圖 3-17 T&Y法分析流程圖…………………………………………………….77
圖 3-18 Seed (1971) 與 Iwasaki (1978)之 rd值比較圖…………………………..78
圖 3-19 考量不同應力應變歷史之預測液化阻抗曲線 (Mori, et al., 1978)…….79
圖 3-20不同細料添加量對液化認定方式之影響 (陳堯中, 1995)……………...80
圖 3-21 室內試驗所得之 c2值與(Nc)cr關係(ERS, 1986)………...……………... 81
圖 4-1 日本土層之細料含量與平均粒徑之關係……………………………... 144
圖 4-2 台灣中部地區土層之細料含量與平均粒徑之關係……….…………...144
圖 4-3 冰凍取樣土壤之現地N1值與相對密度之關係………………………..145
圖 4-4 集集地震中部液化區土層N1,60值與細料含量之關係……………...… 146
圖 4-5 推估之相對密度曲線分佈情形…………………...…………………... 147
圖 4-6 推定之細料含量修正量分佈情形……………………………………...148
圖 4-7 推定之(Ks-1)值分佈情形………………...……………………………. 148
圖 4-8 本研究建議之液化阻抗曲線(1) …………..…………………………... 149
圖 4-9 本研究建議之液化阻抗曲線(2) …………..…………………………... 150
圖 4-10 本研究建議之液化阻抗曲線與Mori, et al., (1978)結果比較………... 151
圖 4-11 純淨砂土之液化阻抗曲線比較…………..…………………………...152
圖 4-12 分析結果比較(Seed法、T&Y法、本研究之建議式) ……………... 153
圖 4-13 FC=0%之液化阻抗評估式比較(NCEER-1998法、TAI法與本研
究)……………………………………………………………………...154
圖 4-14 FC=20%之液化阻抗評估式比較(NCEER-1998法、TAI法與本研
究)……………………………………………………………………...155
XI
圖 4-15 FC=35%之液化阻抗評估式比較(NCEER-1998法、TAI法與本研
究)…………………………………..…………………………………156
圖 4-16 NCEER-1996法、TAI法與本研究建議之實際細料含量修正量比較
(FC≦20%)…..……………………………………………………...… 157
圖 4-17 NCEER-1996法、TAI法與本研究建議之實際細料含量修正量比較
(FC>20%)………………………………………………………..……. 158
圖 4-18 集集地震震後調查社頭鄉BH-40鑽探圖表(亞新工程顧問公司，
2000)………………………………………………………………...…159
圖 4-19 集集地震震後調查員林鎮BH-18鑽探圖表(亞新工程顧問公司，
2000)………………………………………………………………...…160
圖 4-20 集集地震震後調查員林鎮BH-19(1)鑽探圖表(亞新工程顧問公司，
2000)…………………………………………………………………...161
圖 4-21 集集地震震後調查員林鎮BH-19(2)鑽探圖表(亞新工程顧問公司，
2000)…………………………………………………………………...162
圖 4-21 集集地震震後調查貓羅溪岸BH-07鑽探圖表(亞新工程顧問公司，
2000)…………………………………………………………………...161
圖 4-22 集集地震震後調查社頭鄉BH-36鑽探圖表(亞新工程顧問公司，
2000)…………………………………………………………………...162
圖 4-23 進行分析之國外部份案例資料點位分佈..………………………...… 163
XII
符號說明
amax ：地震產生之最大地表加速度
CB ：鑽孔尺寸修正係數
CE ：能量修正係數
CN ：覆土應力修正係數
CRR ：土壤之液化阻抗
CR ：桿長修正係數
CSR ：地震引致之反覆剪應力比
CS ：取樣管型式修正係數
Cs ：T&Y法中之剪應變振幅係數
CU ：土壤之均勻係數
DA ：雙剪應變振幅
Dr ：相對密度
Dr,est ：由 SPT-N值推估之相對密度
Dw ：地下水位深度
D50 ：平均粒徑，mm
EPA ：等值均幅轉換後之加速度
ERr ：標準貫入試驗之落錘能量比
FC ：土壤之細料含量
I’ ：平均有效主應力， 1 2 31 ( )3
′ ′ ′ ′= + +I σ σ σ
K0 ：靜止土壓力係數
Ks ：細料含量修正係數
khc0 ：NJRA法中之設計地震加速度
XIII
M ：地震規模
MSF ：地震規模修正係數（本研究亦使用 rm值-Seed法）
NSPT ：標準貫入試驗結果值（本研究亦使用 SPT-N值）
N1 ：覆土應力修正後之 SPT-N值
N1,60 ：覆土應力及能量修正後之 SPT-N值（本研究亦使用(N1)60值）
N1,60cs ：細料含量修正後之(N1)60值
N1,60,FC=5 ：一般常見的細料含量修正以大於 5%以上需做修正，因此
N1,60,FC=5表示不含細料土壤之 N1,60值。
N1,60,FC=35 ：Seed法以細料含量等於 35％為其修正上限，因此 N1,60,FC=35
表示細料修正上限對應之 N1,60值。
N2 ：標準貫入試驗中，產生第二段 6英吋沉陷量對應之打擊數
N3 ：標準貫入試驗中，產生第三段 6英吋沉陷量對應之打擊數
Na ：日本規範方法中，經覆土應力修正後之標準貫入試驗值。
其與 N1,60值之最大差別在於未經打擊能量修正。
OCR ：過壓密比
Pa ：大氣壓力
PC ：粘土含量
PL ：液化潛能指數
R2 ：相關係數
rd ：深度修正係數
Sr ：土體之飽和度
∆Nf ：T&Y法之細料含量修正量
σv ：總垂直覆土應力
σ’v ：有效垂直覆土應力
γd ：土壤之乾土單位重
XIV
TG ：地盤之卓越週期
τave ：平均剪應力
τmax ：最大剪應力
ψ ：土壤之狀態參數
1
第一章 緒論
1.1 研究動機
台灣位於環太平洋地震帶西側，地震活動相當頻繁，西元 1999年 9
月 21日，芮氏規模 7.3的集集地震侵襲台灣，造成許多的人員傷亡與眾
大的財產損失，921集集地震除了造成許多的建物結構受損之外，更造成
許多地區發生土壤液化現象，其中以彰化縣員林、大村、社頭等鄉鎮，
南投市貓羅溪沿岸，以及彰化、台中兩縣濱海工業區或港區所造成的液
化現象最為嚴重，921集集地震發生後，包括國科會、國道新建工程局等
皆委託學術單位進行相關的土壤液化適地性研究，因而得到廣泛的液化
區與非液化區鑽探資料。
本研究所討論的液化潛能評估法以標準貫入試驗 (Standard
Penetration Testing, SPT) SPT-N值為主要參數之方法為主，此一方法為目
前進行液化評估(Liquefaction Potential Evaluation, LPE)時最常用的方
法，常見的 SPT-N值液化簡易評估法主要可以分為二大類：一為美國 Seed
液化評估法及其一系列方法(包含有 Seed (1971、1979、1985)法，Seed (1996)
法、美國國家地震工程研究中心 (National Center for Earthquake
Engineering Research, NCEER) 1996 年版建議法(NCEER (1996)法)、
NCEER(1998)法、Tokimatsu and Yoshimi (1983)法(T&Y法)等)，另一類為
日本道路協會及東京大學等機構聯合發展的方法(包括 1990 年版的日本
道路橋示方書 (JRA 法)及 1996 年版的日本道路橋示方書 (NJRA 法))，
前者除了 T&Y法外，對於土壤液化阻抗的考量皆以現地觀察為主，後者
則以室內試驗為主。
雖然各國學者已經提出許多值得參考的規範，但由於台灣中部地區
的土層多為沉泥質砂土層，含有較高的無塑性細料，在進行液化潛能評
2
估時，容易因高估細料對土壤阻抗評估的影響，進而低估土壤的液化潛
能，因此有必要藉由 921 集集地震液化案例發展出適用於台灣地區之細
料含量修正式(Correction of Fines Content)。
1.2 研究目的
本研究的主要目的以 921 集集地震台灣中部地區液化與非液化案例
為分析樣本，進而建立適用於台灣高細料含量土層之細料含量修正式與
土壤液化阻抗曲線；而在過去許多的土壤液化簡易評估方法中，對於細
料含量影響液化阻抗評估皆是先訂定純淨砂土的液化阻抗曲線，再依細
料含量的多寡反算所需的液化阻抗增加量，進而建立細料含量修正式，
但由此一方法建立細料含量修正式，常常會有誤判細料含量修正式影響
參數的問題，造成在某些場合，無法藉由這些細料含量修正式來得到較
合理的液化阻抗。
再者，若以這些方法建置一細料含量修正式，但由於世界上的砂土
在強度表現皆略有差異，以 T&Y法建立時所採用的樣本為例，其在不同
細料含量群組中的 SPT-N 值平均值即與台灣中部地區土層存在的明顯的
差異，因此，由此一地區建立的細料含量修正式是否真能合乎其他地區
之需求不無疑問，但亦不可能等到廣泛的收集全世界的鑽探資料再建立
細料含量修正式，因此，以本地區土層之鑽探資料建立適地化之細料含
量修正式是本研究最主要的目的。
1.3 研究方法
本研究首先引用集集地震台灣中部地區液化案例資料，首重對現地
標準貫入試驗值與細料含量關係之研究，再藉由前人之研究進一步將正
規化標準貫入試驗值分離為細料含量影響部份與相對密度影響部份，藉
3
由細料含量影響部份可建立細料含量修正式，而藉由相對密度影響部份
即可進一步與現地之液化表徵建立液化阻抗曲線；本法與其他方法最大
的不同是：細料含量修正式乃自現地標準貫入試驗值與細料含量之關係
求得，而非經由室內動力三軸試驗結果迴歸求得，因此，本研究所建立
之細料含量修正式應更能排除試驗因素(如薄膜貫入效應等)所造成細料
含量修正式的誤差，而更能精確代表細料對現地土壤液化阻抗之影響。
1.4 論文架構
本研究共分成五章。第一章為緒論；第二章為土壤液化相關理論
回顧；第三章介紹常見之 SPT-N 值液化簡易評估法；第四章介紹本研究
所建議之細料含量修正式及液化阻抗曲線之成果及發展過程與討論；第
五章為結論與建議；而有關部份中部地區 SM 土層鑽探資料及主成份分
析簡介則分別於附錄 A及附錄 B介紹。
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第二章 液化相關理論回顧
2.1 靜、動態荷重下超額孔隙水壓力激發之機理
土壤液化現象除了是一種土體受振動所引發的災害外，其本身亦是
一種砂性土壤受外力作用下土體的應力應變狀態，所以欲了解地震作用
下砂性土壤的液化阻抗必先了解土體在靜、動態荷重下之應力應變行為
與超額孔隙水壓激發的機理。當飽和砂性土壤承受靜態載重，由於土體
內部之粒間應力應與外力達到平衡，外力所造成的應力增量致使粒間接
觸應力改變，在施加外力較小的情況下(土體處於小應變，即 Youd 提出
之砂土能量柵(energy barrier))，應力增量可單藉由調整粒間接觸應力的大
小即可；然而在施加外力較大的情況下(土體所受能量超過能量柵，土體
應變超過門檻應變值)，應力增量並無法單藉由調整粒間接觸應力來達
成，土體的骨架(組構(fabric))亦必須相對應發生改變才能達成此一應力增
量的要求，即土壤顆粒必須發生運動(滑動與滾動)來達到改變土體組構以
順從最大主應力方向，而其顆粒運動的程度，則與顆粒之緊密疏鬆程度
有關。
圖 2-1所示即為 Poulos 等人(1981) 提出利用典型不排水試驗求得砂
性土壤穩定狀態線(Steady State Line, SSL)的方法與定義，圖 2-2所示為
Been 及 Jefferies (1985) 提出之狀態參數(state parameter, ψ)定義，用以評
估砂性土壤的工程特性，穩定狀態線可將砂性土壤依其孔隙比-應力(e-log
p’)分成收縮側與膨脹側兩類，而狀態參數即可做為評定土體受剪體積變
化行為的參數；在疏鬆土體(狀態參數為正值)內，因外力導致土體架構進
行重組(rearrangement)，促使顆粒發生運動(滑動或轉動)，由於顆粒關聯
數(coordination number)較少，一旦觸發顆粒產生運動且外力持續施加，
只有在獲得新的接觸應力後，顆粒運動的狀態才會改變，因而使得土體
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受剪有體積減少的趨向，以獲得滿足其接觸應力的需求，所以定義其為
收縮側土壤，惟在不排水狀態下，此一架構重組的過程將促使激發大量
超額孔隙水壓，並進而使顆粒之接觸點個數降低，隨著狀態參數的增加，
此一接觸點個數降低將更為急劇而引發架構崩潰(collapse)，至此階段外
力將主要由超額孔隙水壓承擔，土體架構僅存在一甚低的強度，且土體
將呈現持續性的流動變形；反之，在緊密土體(狀態參數為負值)內，由於
顆粒的運動將導致接觸點應力提高，在不排水狀況下，土體必須激發負
值超額孔隙水壓，以達土體內外力之平衡。
受靜態荷重土壤架構發生崩潰之土體承受動態荷重，其超額孔隙水
壓激發機理與靜態載重者相似，皆因外力趨使架構改變進而導致土體有
體積收縮趨向，在不排水狀況下，改以激發正值超額孔隙水壓，隨著外
力持續作用，土體將產生流動液化 (flow liquefaction) 行為。
當緊密砂性土壤在不排水狀況下承受動態載重，其超額孔隙水壓激
發亦取決於外力是否造成土壤所受的應力狀態產生應力反轉(shear stress
reversal)，當動態荷重的大小使土體發生應力反轉，土體組構將隨著動態
荷重施加發生急劇變化，因此亦會造成大量超額孔隙水壓激發，隨著反
覆載重次數的增加，最終導致外力多由超額孔隙水壓承受，在外力持續
施加下，土體發生大量變形(large deformation)。
若土體所受的動態荷重並不使土體發生應力反轉，土體架構在受載
過程中變化較少，土體的接觸點個數並無大量的減少，因此並無需要激
發大量的超額孔隙水壓來滿足土體內外力的平衡，且超額孔隙水壓的激
發僅發生在動態荷重施加階段，一旦動態荷重停止之際，架構隨後不再
發生變化，超額孔隙水壓將立即停止激發，此一土體受力變形特性稱為
反覆流動性(cyclic mobility)；因為在此狀態下，土壤架構只有少量的變
化，所以土體將只發生少量變形(small deformation)。
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因此，砂性土壤的超額孔隙水壓激發主要控制在土壤顆粒獲得新的
接觸應力的速率與外力所導致土壤顆粒產生運動的速率，若顆粒能較快
速的取得新的接觸應力，則超額孔隙水壓激發量較少，反之，若外力導
致土壤顆粒產生運動的速率大於顆粒取得新接觸應力的速率，則超額孔
隙水壓會大量激發，因此，砂性土壤的聚積(packing)特性為支配其超額孔
隙水壓激發之主要因素。
2.2 砂土液化的現象與定義
液化一詞，最早始由Mogami 及 Kubo於 1953年提出，1978年ASCE
大地工程土壤動力委員會對液化 (liquefaction)及初始液化 (initial
liquefaction)的定義如下：
(1) 液化(liquefaction)：係指顆粒土壤在承受靜態或反覆載重作用時，產
生之超額孔隙水壓使有效應力降低，造成土壤失去剪力強度而形成液
態行為，亦即產生連續之永久變形。
(2) 初始液化(initial liquefaction)：係指土壤承受反覆載重時，任一週期應
力作用下，其殘餘孔隙水壓等於圍壓時之狀態，稱為初始液化或百分
之百孔隙水壓比(peak cyclic pore pressure ratio of 100%)。
Seed (1979) 曾另外對「有限應變之百分之百孔隙水壓比或反覆流動
性(“peak cyclic pore pressure ratio of 100% with limited strain potential” or
“cyclic mobility”)」一詞做定義：當砂土承受反覆應力，其使土體達到百
分之百孔隙水壓比的狀態，但土體仍存在一殘餘強度，因此後續的反覆
應力僅致使土體產生有限度的變形並使土體發生膨脹，超額孔隙水壓下
降，土體在此一反覆荷重下重新達到穩定。
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2.3 土壤液化阻抗影響因素
2.3.1 純淨砂性土壤液化阻抗影響因素
影響砂性土壤液化阻抗的主要因素包括：
1. 相對密度(孔隙比)：孔隙比或相對密度是砂性土壤(顆粒性材料)最重要
的工程性質指標之一，且由微觀視之，Oda (1977) 曾提出「平均關聯
數」 (mean of coordination number, n ) 與關聯數標準差 (standard
deviation of coordination number, ρn) 做為量測砂性土壤聚積的指標，且
平均關聯數與砂土的孔隙比有密切關係。前所述及砂性土壤在靜動態
載重下超額孔隙水壓激發行為受其聚積情況所影響，而相對密度或孔
隙比為最能代表土壤聚積情況之參數；亦即砂土在受載過程中能否較
快取得新的接觸點以減少所需之體積變化，孔隙比乃為此一變形與否
之機率函數，因此，影響砂性土壤之液化阻抗首要因素為其相對密度
或孔隙比；然而，由於相對密度或孔隙比僅為較能代表土體之平均關
聯數的多寡，對於關聯數的標準差，因其並不具有代表性，故單由相
對密度或孔隙比可能無法全然的代表土體的液化阻抗。
2. 有效圍壓：顆粒性材料之工程行為受其所受粒間接觸應力的大小所支
配，由於砂性土壤所受之粒間接觸應力主要取決於其所受有效圍壓與
孔隙比之大小，即狀態參數之微觀意涵；如圖 2-3所示，由 Peacock 及
Seed (1968) 在動力三軸試驗結果指出，砂性土壤所受的有效圍壓愈
高，其所能承受之反覆剪應力亦愈高，然而其反覆剪應力比卻有略微
下降的趨勢，由 Peacock 及 Seed (1968)之結果指出，相對於有效圍壓
為 1kg/cm2之液化阻抗(反覆剪應力比)，有效圍壓每增加 1kg/cm2，液
化阻抗約降低 0.015，而由曾顯琳(1997)、廖廷勖 (1998) 以麥寮砂施
做動力三軸試驗之結果指出，其液化阻抗下降量約為有效圍壓每增加
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1kg/cm2下降 1%∼4%，且此液化阻抗下降量的範圍與細料含量的添加
量有關。
3. 顆粒特性：土壤顆粒特性包括：顆粒大小、級配、顆粒形狀及礦物組
成，砂土的顆粒特性影響其靜、動態力學性質。
(1) 平均粒徑：Seed 及 Idriss (1971) 以動力三軸試驗提出如圖 2-4所示，
在相對密度為 50%之土壤，液化阻抗隨平均粒徑的減少而減少，直至
平均粒徑約為 0.1mm，其液化阻抗為最小，然而，由於平均粒徑較大
的試體在進行動力三軸試驗時，在壓密應力施加階段，由於試體的顆
粒尺寸較大，將使橡皮膜發生薄膜貫入現象，俟開始施加反覆剪應力，
由於超額孔隙水壓上昇，此一水壓力作用在薄膜將使橡皮膜原本貫入
顆粒間隙之處回復，進而由於此一橡皮膜回復現象而導致試體的體積
發生微小的改變，此一體積微小改變將導致原激發的超額孔隙水壓消
散，最後導致經由動力三軸試驗所求得的液化阻抗增加。
因此，由動力三軸試驗所求得之平均粒徑與液化阻抗之關係與真
實土層之受地震行為是有差異的，且在液化潛能分析中，平均粒徑一
般是用來判別那些土層需要進行液化潛能評估，那些土層較可排除發
生液化的可能性，一旦判別需要進行液化潛能評估，就反而較少單獨
去考量平均粒徑對液化阻抗的關係。
(2) 顆粒級配：Ishibashi 等人(1982) 之研究結果指出在相同的平均粒徑，
優良級配砂較均勻級配砂有稍大的液化阻抗，特別對於加入少量細料
之試體，將提高土體的均勻係數並能提高土體的液化阻抗，所以，在
前期研究中較少直接討論均勻係數之影響，較多討論者為細料含量增
加對土壤液化阻抗之影響。
(3) 顆粒形狀：所有的顆粒特性中以顆粒形狀最難被定量化，一般只能以
在其他顆粒與力學條件相近之下，不同地區之土壤略有不同之液化阻
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抗來推論其顆粒形狀之影響；在液化評估上，顆粒形狀影響最大的在
於不同的顆粒形狀會影響孔隙比與相對密度之對應關係；不過在實驗
室內進行動力強度試驗(如動力三軸試驗、反覆扭剪試驗、反覆單剪試
驗等)皆需依現地土壤的沉積特性進行模擬，而有不同的試體準備方
式，在此時顆粒形狀愈不均勻(愈扁平)的砂土往往會增加不同試體準
備方式的差異，因此，整體而言，顆粒形狀對於液化阻抗的影響很難
被直接的測定，但是其在許多場合卻支配各種不同試驗參數對液化阻
抗的影響(如試體準備方式不同造成液化阻抗的差異、狀態參數不同造
成液化阻抗的差異)。
(4) 礦物組成：礦物組成對液化阻抗之影響一般主要針對細料，即細料是
否具有粘土礦物而使整體土體具有塑性，細料的塑性指數往往決定土
體是否可能發生液化現象，有關細料的塑性指數對液化的判定將列於
下節。
4. 應力歷史(stress history)與側向土壓力係數(lateral pressure coefficient,
K0): Ishihara 及 Okada (1978) 將影響土壤反覆動態行為的應力歷史分
成二大類：一為預壓應力，乃是指土體承受一較大且均勻的預壓應力，
即為過壓密效應；另一為預剪應力，乃是指土體承受一剪應力，而此
剪應力的大小對土體所造成在反覆動態行為上的影響亦有所不同，茲
分述如下：
(1) 過壓密比(overconsolidation ratio, OCR)與側向土壓力係數(K0)：Seed 及
Idriss (1971) 利用單剪試驗研究之結果顯示，砂性土壤的液化阻抗隨
過壓密比的增加而增加，Ishihara 等人(1978)對含有細料之現地土壤進
行液化試驗顯示，液化阻抗隨著過壓密比的增加而增加，並指出過壓
密效應可使試體產生硬化效應而造成液化阻抗的提高；Ladd 等人
(1989) 研究結果顯示，過壓密比愈大則其激發超額孔隙水壓力之臨界
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剪應變(threshold strain)愈大，液化強度愈高。
過壓密比影響砂性土壤液化阻抗的主要機理在於過壓密效應能
減少土體架構的受剪體積變化，而砂性土壤液化行為除了考量其單調
荷重強度之外，受力之架構變形特性亦為一重要影響因素，以微觀視
之，由於過壓密效應可以增加顆粒間之接觸點個數，因此其可以明顯
地使土體之單調荷重強度提高，又由 Oda (1977) 之研究指出，接觸點
個數的多寡會影響其受剪體積變形特性，因此，砂性土壤之液化阻抗
受其過壓密比之影響。
K0 值是土體應力狀態的重要指標，然而，由於現地測定方法困
難，因此一般多以經驗公式及工程經驗估計，或在進行室內三軸試驗
時，以可能的 K0值上下限值去概估其對土體應力應變性質的影響；在
水平層狀土層中，土體的 K0值隨過壓密程度增加而增加。
造成K0值對土體液化阻抗產生不同影響的主因在於由 2-1節中所
述－土體的超額孔隙水壓激發行為，K0值造成土體液化阻抗增加的原
因包括：
A. K0 增加使土體超額孔隙水壓激發量減少，由 Kramer 及 Seed
(1987) 的研究結果顯示，增加土體的 K0 值可以降低靜態荷重下
超額孔隙水壓激發量；由於土體的 K0係與其顆粒間的接觸點法向
量分佈直接相關，而土體的強度及變形異向性行為、應力膨脹關
係與應變硬化機制係主要取決於其接觸點法向量分佈，因此，可
以合理解釋土體的受力變形行為與不排水超額孔隙水壓激發行
為受 K0值之影響。
B. K0增加使應力反轉較不易發生：對於中等緊密的土體，其產生超
額孔隙水壓的原因多由於外力導致土體所受應力發生應力反轉
現象，而 K0值為一土體應力狀態異向性程度的指標，當 K0愈大，
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在中等緊密的土體中將較難以發生應力反轉，因此對於中等緊密
的砂性土體，K0值可增加其液化阻抗。
(2) 預剪應變(preshearing)：Finn等人 (1970) 由反覆載重試驗結果提出微
小剪應變可以增加試體的液化阻抗，但較大剪應變反而會使試體的液
化強度降低，Seed 等人 (1977) 認為前期微震造成土壤顆粒間的微小
剪動(small preshearing)可以增加顆粒結構的穩定性，Ishihara 及 Okada
(1978) 中引用 Toki 及 Kitago (1974) 之結果認為微小的前期應變(如
前期微震)可以增加土體在承受靜態載重下之勁度。
依 Ishihara 及 Okada (1978) 之試驗結果指出，土體的液化阻抗
受預剪應變之影響包含二種不同的情狀，其一為當土體承受較小之預
剪應力(即應力路徑未切過土體的相位轉換線)，此一應力歷史將使之
產生硬化現象而使超額孔隙水壓的激發較為困難，進而提高土壤的液
化阻抗；其二為當土體受較大的預剪應力(即應力路徑切過土體的相位
轉換線)，由於初始土體的壓縮與伸張勁度即為不同，故在較大的預剪
應力施加之後，土體將由壓縮與伸張兩側的勁度不均，導致更大的應
力不對稱性，此時的 K0值會小於初始的 K0值，因此，此一預剪應力
將會導致土體的液化阻抗降低。
5. 飽和度：土壤的飽和度是其液化阻抗的重要影響因素，鄭文隆(1981)
研究淺層土壤的液化行為，土體中若存在少量空氣，由於反覆載重過
程中，試體內孔隙改變量大部份均轉換為空氣體積改變量，使得超額
孔隙水壓上升較慢；Yoshimi 等人 (1988) 針對不飽合試體進行中空扭
剪試驗，其結果如圖 2-5所示，由圖上可見，隨著飽和度的降低，土體
的液化阻抗大幅增加，Chaney (1978) 以動力三軸試驗探討試體孔隙水
壓參數 B值與反覆振動次之關係，其結果如圖 2-6所示。
再者，在室內試驗進行中，可將薄膜貫入效應視為一種土壤體積
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變化的型式，即雖然其外視體積並沒有改變，但真實體積是發生改變，
針對此一影響，由於薄膜貫入效應主要發生在顆粒尺寸較大的試體，
因此Miura 及 Kawamura (1996)建議可於試體外部填加一層顆粒尺寸
較小的環狀土層(membrane penetration reducing layer, MP-reducing
layer)，以減少薄膜貫入效應對動力三軸試驗結果之影響。
由於影響土壤液化阻抗的因素眾多，陳名利(1990) 整理影響土壤液
化阻抗的因素如表 2-1所示，本研究將各類因素整理如圖 2-7所示，由圖
上可見本研究將影響土壤液阻抗的因素分為三大類，第一類為顆粒特
性，第二類為土體的應力應變特性，其可再分為二，一為等向性因素，
另一為異向性因素，第三類則為試驗與環境因素；由圖上可知影響土壤
液化阻抗的因素眾多，但一般為了簡化液化潛能分析，常是在各類因素
中找出影響最重的因素做為代表性參數，如在土壤的粒徑特性中，常取
用者平均粒徑或細料含量，在等向性應力應變因素中，一般的簡易評估
法多以選用相對密度做為主要評估參數，對於狀態參數分析法則選用狀
態參數做為評估土壤等向性應力應變因素參數，最後是異向性應力應變
因素之代表參數，一般多以 K0值為代表。常見的 SPT-N值簡易評估法中，
Seed法及其一系列的方法是認為 SPT-N值可以做為評估土壤應力應變因
素的指標，亦即 SPT-N 值與現地土壤的相對密度及 K0 值有高度的相關
性，因此可以做為評估土壤液化阻抗的參數；而日本道路協會與東京大
學龍岡研究室的研究則認為，土壤的液化阻抗主要與其相對密度相關，
且 SPT-N 值亦與相對密度相關，再配合參數修正室內試驗與現地環境的
差異，而成為日本道路協會之液化潛能分析規範。
2.3.2 可能液化土壤之認定準則
Robertson 及 Wride (1996) 將液化行為細分為下列三種型態並提出
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各種型態之定義與特性，如表 2-2所示，其分類如圖 2-8所示。其指出土
壤液化行為並非只存在於砂性土壤中，在高靈敏性的粘土或是風積土中
亦有可能發生，此與中國建築規範(Chinese Building Codes, CBC) 之規定
相異，CBC建議僅需對滿足下列三項條件的土壤進行其液化潛能評估：
(1) 細料(粒徑小於 0.005mm，粘土)含量小於 15%
(2) 液性限度小於 35%
(3) 現地含水量大於 90%之液性限度
圖 2-9所示為 CBC 對於粘性土壤及沉泥質土壤之液化評估準則，表
2-3所示為 Andrew 及 Martin (2000) 所建議對於細料含量較高的土壤其
液化潛能之評估準則，對於細料含量較高的土壤，其並不一定就不會發
生液化現象，而是需要更多的參數做為判定的依據。
Andrew 及 Martin (2000) 認為液性限度與粘土含量的多寡是評估細
料含量較高土壤的液化潛能的重要參數，此一類液化行為較接近
Robertson 及 Wride (1996)中所提的高靈敏性土壤(very sensitive clays and
loess (silt) deposits)，而一般以為細粒土壤的靈敏性與其液性指數有關，
即含水量必須至少大於或接近土壤的液性限度才較可能因擾動而產生強
度驟失的現象；Seed 等人在 1996 年對於細料的考量以塑性指數(plastic
index, PI )為分類依據而分為兩類，一類為針對無塑性細料，另一類為針
對有塑性細料之修正，並且以具塑性細料之土壤具有較高的液化阻抗。
日本的港灣構造物設計準則以土壤的粒徑分佈範圍做為判定液化可
能發生與否的認定基準，其可能液化之土壤粒徑分佈範圍如圖 2-10所
示，而日本的其他設計準則(如日本道路橋示方書(1996)年版，New
Japanese Road Association method, NJRA法)、建築基礎構造設計指針)則
多直接以下列三項條件來做為判定土壤是否發生液化可能性之準則：
(1) 細料含量小於 35%。
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(2) 雖然細料含量在 35%以上，但其粘土含量未達 10%或 PI值小於 15。
(3) NJRA法則另外多加本項，D50≦10mm且 D10≦1mm。
在日本神戶地震(Kobe Earthquake, 1/17/1995)發生之前，由於許多舊
有的日本設計準則在土壤液化阻抗評估皆以動力三軸試驗成果為主要依
據，然而其忽略顆粒較粗(D50>0.1mm)土壤在進行動力三軸試驗會有薄膜
貫入效應之影響，因此往往認為只有平均粒徑介於 0.02mm 至 2.0mm 才
有進行液化評估的必要，此已經由神戶地震的現地破壞案例証實為一錯
誤的認定。
雖然日本的港灣構造物耐震設計規範並沒有直接排除具有塑性細料
之土壤發生液化的可能性，但其在細料含量修正式中卻依塑性指數大小
分別做考量，並且給予塑性指數大於 20的土壤較高的修正量，因此依據
該耐震設計規範，則於具有一定塑性細料(PI≧20)的土壤，其具有較高的
液化阻抗。
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表 2-1液化阻抗影響因素 (陳名利, 1990)
影 響 程 度 影 響 因 素
純淨砂土 含細料砂土
平均有效圍壓, σ’v R R
孔隙比, e V V
飽和度, S V V
過壓密比, OCR L V
前期應力應變歷史 V V
試體準備方式 V V
顆粒大小、形狀、 級配、礦物成份 V V
反復荷重頻率 R L
時間效應 R R
剪應變下之體積變化 U U
Notice: V-主要影響因素 L-次要影響因素 R-輕微影響因素 U-重要性未清楚
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表 2-2 各液化型態定義與特性(Robertson 及 Wride, 1996)
Liquefaction Type
Stress-Strain Behavior Definitions and Characterization
Flow Liquefaction
Strain softening
Requires a strain softening response in undrained resulting in constant shear stress and effective stress.
Requires in-situ shear stresses greater than the ultimate or minimum undrained shear strength.
Either monotonic or cyclic loading can trigger flow liquefaction. For failure of a soil structure to occur, such as a slope, a sufficient volume of material must strain soften. The resulting failure can be a slide or a flow depending on the material characteristics and ground geometry. The resulting movements are due to internal causes and can occur after the trigger mechanism occurs.
Can occur in any metastable saturated soil, such as very loose granular deposits, very sensitive clays, and loess (silt) deposits.
Cyclic liquefaction
Requires undrained cyclic loading during which shear reversal occurs or zero stress can develop (i.e., occurs when in-situ static shear stresses are low compared to cyclic shear stresses).
Requires sufficient undrained cyclic loading to allow effective stresses to reach essentially zero.
At the point of zero effective stress no shear stress exists. When shear stress is applied, pore pressure drops as the material tends to dilate, but a very soft initial stress response can develop resulting in large deformations.
Deformations during cyclic loading can accumulate to large values, but generally stabilize when cyclic loading stops. The resulting movements are due to external causes and occur only during the cyclic loading.
Can occur in almost all saturated sands provided that the cyclic loading is sufficiently large in magnitude and duration.
Clayey soils can experience cyclic liquefaction but deformations are generally small due to the cohesive strength at zero effective stress. Rate effects (creep) often control deformations in cohesive soils.
Cyclic softening
Cyclic Mobility
Strain softening
or
strain hardening
Requires undrained cyclic loading during which shear stresses are always greater than zero; i.e. no shear stress reversal develops.
Zero effective stress will not develop. Deformations during cyclic loading will stabilize, unless the soil is very loose and flow liquefaction is triggered. The resulting movements are due to external causes and occur only during the cyclic loading.
Can occur in almost any saturated sand provided that the cyclic loading is sufficiently large in magnitude and duration, but no shear stress reversal occurs.
Cohesive soils can experience cyclic mobility, but rate effects (creep) usually control deformations.
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表 2-3 Liquefaction susceptibility of silty and clayey sands (Andrew 及 Martin, 2000)
Liquid Limit, LL*1<32
Liquid Limit, LL*1≧32
Clay Content*2 ＜10% Susceptible
Further Studies Required
(Considering non-plastic clay sized grains-such as Mica)
Clay Content*2 ≧10%
Further Studies Required
(Considering non-plastic clay sized grains-such as mine and quarry tailings)
Not Susceptible
Notice: *1: Liquid limit determined by Casagrande-type percussion apparatus. *2: Clay defined as grains finer than 0.002mm.
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圖 2-1 典型收縮砂土於不排水試驗之結果 (Poulos, 1981)
19
圖 2-1 典型收縮砂土於不排水試驗之結果(續) (Poulos, 1981)
20
圖 2-2 狀態參數ψ的定義 (Been 及 Jefferies, 1985)
21
圖 2-3 圍壓大小對土壤承受反覆剪應力的影響(Peacock 及 Seed, 1968)
22
圖 2-4 平均粒徑對液化阻抗之影響(Das, 1993)
23
圖 2-5 試體飽和度對砂土液化阻抗之影響(Yoshimi等人 1988)
圖 2-6 孔隙水壓參數 B值對土壤反覆振動次數之關係
(Chaney, 1978)
24
圖 2-7 影響土壤液化的主要因素
25
圖 2-8 液化型態區分流程圖(Robertson 及 Wride, 1996)
26
圖 2-9 中國建築規範對可能液化土壤之液化評估準則
(Marcuson 等人 1990)
27
圖 2-10 可能液化土壤之粒徑分佈範圍-日本港灣構造物耐震規範
(日本地盤工學會，1993)
28
第三章 SPT-N值液化簡易評估法
3.1 標準貫入試驗
3.1.1 標準貫入試驗的問題、演進與修正因素
由於標準貫入試驗具有經濟、便利、資料庫龐大等優點，因此其為
目前使用最廣泛之現地試驗之一；依 Fletcher (1965)所回顧的，最早的「標
準貫入試驗」施做約可追溯至 1902年，配合沖洗鑽探之取樣，將 1英吋
的開口管打入土中以取得擾動土樣；到了 1927年 H. A. Mohr為了求得雷
蒙樁支承力的參數，採納 Terzaghi 的建議，將原本的試驗機具與程序加
以改進，於此後「標準貫入試驗」才有較嚴謹的試驗程序－落錘 140lb，
落距 30 英吋，取樣管外徑 2 英吋，量計入土 12 英吋所需之打擊次數；
1954年 James D. Parsons 改良原有的試驗程序而成現今使用的程序－使
用 140 lb 的落錘，落距 30英吋，取樣管外徑 2英吋，內徑 1.375英吋，
取樣管每入土 6英吋取計一組打擊次數，取計最後 12英吋之打擊次數為
標準貫入試驗 N值，而一般常用的鑽孔直徑為 2.5英吋至 4.0英吋。
由於標準貫入試驗一開始多為應用在基樁承載力之土質調查上，因
此，最先被討論的問題為深層對 SPT-N 值的影響，1949 年 Albert E.
Cummings以 2.5英吋套管，鑽桿直徑 1英吋，鑽探深度 100英呎之結果
提出：因為桿件側向變位所導致的能量損失不大，日本道路橋規範也認
為若桿長未大於 20公尺，則可以忽略此一影響而不必進行修正，經由工
程經驗結果証實－鑽探深度在 125 英呎至 140 英呎，此一能量損失可以
被忽略，但鑽探深度超過 200 英呎，經驗顯示標準貫入試驗的結果往往
過高至不可信任。
鑽孔底部的品質對標準貫入試驗結果影響甚大，實務上可能因鑽孔
底泥清除不夠乾淨而造成，也有可能定位誤差，造成取樣器仍還在側套
29
管底部之上時，就開始施做打擊作業，將造成高估土壤的 NSPT值。在地
下滲流的砂性土層中，地下滲流的沖刷會造成鑽孔底部土壤變得較疏
鬆，解決的辦法是使用穩定液來維持孔底土壤的穩定，但在地下滲流壓
力過大的土層中，由於必須加重穩定液的配比使之足夠維持鑽孔底部穩
定，這對標準貫入試驗的結果皆會有所影響。
試驗機具的型式亦是影響標準貫入試驗結果之一重要因素，且各國
的試驗機型基本上就有不小的差異，不同的機具型式，所輸入土體的能
量亦有所不同，如表 3-1所示為日本、中國、美國與英國之各種常見的標
準貫入試驗機具型式與能量比。目前各國常用的重錘型式包括有舊式標
準型(old standard)、安全型(safety)、環型(dount)與 Pilcon型；而吊索施放
型式大致上可分為 free-fall 型與 turn of rope型，有關落錘的型式示意圖
如圖 3-1所示。
吊桿系統亦是影響標準貫入試驗結果的重要因素群，主要的影響因
素包括吊桿長度、取樣管型式(有無銅圈)、吊桿斷面尺寸與鑽孔的大小，
Schmertmann 及 Palacios (1979)使用安全型落錘與能量法所得之解析結
果比較如圖 3-2所示，Skempton (1986) 整理吊桿系統之各因素對標準貫
入試驗結果的影響如表 3-3 所示，Kulhway 及 Mayne (1990) 整理
Fletcher (1965)所列 13項之標準貫入試驗應注意事項如表 3-3所示。
Skempton (1986)建議在採用標準貫入試驗 NSPT值做為評估土層液化
阻抗的參數前，應做(3-1)式之修正，其修正值表如表 3-4所示。
( )1 60 N E B R SN C C C C C N= ⋅ (3-1)
式中， CN ：有效覆土應力修正因數
CE ：能量修正因數
CB ：鑽孔尺寸修正因數
30
CR ：桿長修正因數
CS ：取樣管型式修正因數
(N1)60 ：正規化標準貫入試驗值，亦記為 N1,60
上式中，以 CN及 CE值對標準貫入試驗的結果影響較鉅；其中在有
效覆土應力修正部份，Liao 及 Whitman (1985) 整理前期學者所提之建
議式，且其提出對於 CN值之修正如圖 3-4所示；其中以(3-2)式較常為被
Seed(1971、1979、1985)所採用：
( )0
0
k
refNC
σ
σ
′ = ′
(3-2)
(3-2)式中，k值受土壤的粒徑大小與應力歷史等因素所影響，一般常
取 k=0.5, ( )0 refσ ′ =1 ton/ft2≒1 kg/cm2，則原式可精簡成下式(3-3)所示：
0
1NC
σ
= ′ (3-3)
1 NN C N= i
經由(3-3)式修正的 N1值，在深度大於 1ft 的土層中，具有良好的代
表性，但在淺層土層中，其 CN值可能由於覆土應力甚小而偏高，實際運
用上必須注意 CN值應小於 2，才不會高估土層的液化阻抗，NCEER (1998)
為了防止工程師忽略此一限制而高估淺層土壤的液化阻抗，乃改以下式
(3-4)進行覆土應力修正:
2.2
1.2N
v
a
C
Pσ= ′
+ (3-4)
31
式中， CN ：有效覆土應力修正因數
Pa ：大氣壓力
Meyerhof(1957) 提出(3-5)式做為利用 SPT-N 值推估現地砂層相對密
度之公式，Skempton(1986)建議現地砂層之 SPT-N與 Dr2之關係可依改為
(3-6)式之形式。
217 2498
vrN Dσ ′ = +
(3-5)
2
98v
rN a b Dσ ′ = +
(3-6)
式中， vσ ′ ：有效垂直覆土應力，kPa
Dr ：土層之相對密度，%
對於 SPT-N 值之覆土應力修正主要在於一致的土層相對密度，因
此，依(3-5)式則其覆土應力修正係數應為(3-7)式所示：
24 171.7024
17 0.7024 98 98
Nv v
C σ σ
+
= =′ ′+ +
(3-7)
若依(3-6)式之 SPT-N值與 Dr之通式，則其覆土應力修正之通式可表
示如(3-8)式：
98σ σ
++
= =′ ′ ′++N
v v
a ba bbC a a b
b
(3-8)
式中，98bb′ = ，此時 b值之單位為 kPa
32
日本鐵道技術研究所於 1997年所出版鐵道結構物設計標準解說中所
採用的ab值即為 1.5，而 NCEER(1998)所建議之(3-4)式亦為(3-8)通式之一
特例，其主要考量乃在於：
1. 依Youd 及 Idriss (1997)之建議， CN值之最大值不應大於2，依(3-4)
所得之最大值約為 1.83。
2. CN值在覆土應力大於 1kg/cm2的土層中，其修正值之大小應接近
(3-3)式之結果。
表 3-5 為前期學者所提之覆土應力修正公式，表 3-6 為 Skempton
(1986)採用室內模型試驗之結果，則其可以進一步推演出在各種土層條件
下之覆土應力修正式如圖 3-7所示。
3.2常用 SPT-N液化簡易評估法
常用的 SPT-N 液化簡易評估法包括： Seed 法 (Seed(1971)、
Seed(1979)、Seed(1985)、NCEER(1996)、NCEER(1998)等)、日本道路橋
簡易經驗法(JRA 1990)、新日本道路橋簡易經驗法(NJRA)、Tokimatsu 及
Yoshimi法(T&Y法)等，本節僅簡介各液化簡易評估法，各液化簡易評估
法之相關討論將列於下節。
3.2.1 Seed簡易評估法
1.Seed法之基本模式：
Seed (1971)法建立了基本的液化潛能簡易分析模式，爾後所研發的大
部份液化潛能評估法皆依此一分析模式進行分析，本法乃將液化潛能分
析分成二個主要部份，其一為考量土層由地震所引致之土層反覆剪應力
33
(cyclic shear stress due to the earthquake attack, CSR)，另一為土層的液化阻
抗(cyclic resistance of in-situ stratum, CRR)，而液化潛能(liquefaction
potential, LP)-安全係數即為兩者之比值。
1.Seed法之土層反覆剪應力評估方式：
Seed (1971)考量如圖 3-5所示，一深度為 h之剛性體，在地表最大加
速度為 amax時，其所受的最大剪應力如下式(3-9)所示：
( )max maxr
h agγτ = (3-9)
然而，真實的土柱(soil column)在受震時並非一剛性體，當土層發
生微小變形，土柱的剛性即會減小，進而降低土柱所受的剪應力，圖 3-6
為 Seed 法所使用的深度修正係數 rd值隨著深度之分佈情形，由於 rd值
的大小除了與分析土層的深度有關之外，亦與土體在受力時之變形量有
關，因此，rd值呈一帶狀分佈，且由於其計算乃經過二次積分之所得，所
以在愈深的土層其 rd值之變異愈大。而一般在進行液化分析時，多採用
圖 3-6 上之平均值做為分析之 rd值，因此，真實土柱在地震來臨時之最
大反覆剪應力可由式(3-10)計算:
( ) ( )max max maxd dd r
hr r agγτ τ= = i (3-10)
圖 3-6 所示之平均 rd 值亦可以下式(3-11)取代以方便電腦程式之運
算：
1.00 0.00765 9.151.174 0.0267 9.15 23d
z for z mr
z for m z m− ≤
= − ≤ ≤ (3-11)
NCEER (1998) 建議 rd值的大小得以下式(3-12)求得：
34
0.5 1.5
0.5 1.5 2
1.0 0.4113 0.04052 0.0017531.0 0.4177 0.05729 0.006205 0.001210d
z z zrz z z z
− + +=
− + − + (3-12)
圖 3-7所示為一地震來臨時之地盤反應示意圖，其為一複雜之行為，
且與地震的規模、土層的應力應變條件有關，為方便液化潛能分析，Seed
(1971) 經由室內動力三軸試驗之結果顯示，可將地震時之不規則反覆剪
應力波轉換為一等值均幅反覆剪應力波(equivalent uniform cyclic stress
series)，此一轉換後之等值均一振幅即為有效尖峰加速度(effective peak
acceleration, EPA)，欲進行此一步驟，必須決定兩項參數，其一為轉換後
的 EPA/amax 值，另一為對應於各不同地震規模的等值反覆荷重次數
(equivalent cycles number, Neq)，而在 Seed法中，經 Seed由各種不同土壤
之試驗結果顯示，EPA/amax約為 65%，則地震來臨時之土層平均反覆剪應
力可以以下式(3-13)表示，而另一項有關等值反覆荷重次數之考量，則在
液化阻抗部份進行考量。
( ) maxmax
max
0.65ave dd
EPA ah ra g
τ τ γ= =i (3-13)
圖 3-8所示乃為 Seed (1979)所提，對於相對密度約為 65%之土壤，
其地盤反應歷時與等值均幅剪應力波之轉換曲線，藉由此一圖形，即可
將地盤反應轉換為等值剪應力波，由於 Seed法在最早建立時，係以動力
三軸試驗求得其液化阻抗值，為方便與動力三軸之試驗結果相比，求得
液化評估之安全係數，式(3-13)可以寫成如下式(3-14)所示：
max max0.65 0.65ave vd d
v v v
a a hr rg g
τ σ γσ σ σ
= =′ ′ ′
(3-14)
2.Seed法之土層液化阻抗評估方式：
35
自 Seed (1971)的方法開始，大部份的 Seed法改變乃在於土層液化阻
抗考量的不同，最初的 Seed (1971)法，其液化阻抗是以室內動力三軸試
驗及反覆單剪試驗所得為主，雖然 Seed (1971)法仍有使用現地標準貫入
試驗值做為評估土壤液化阻抗參數的方法，但該法的主要精神仍是以相
對密度為評估現地土壤的液化阻抗主要參數，因此，Seed (1971)係引用
Gibbs 及 Holtz (1957) 的現地土層相對密度與 SPT-N值、有效覆土應力
之經驗圖表，如圖 3-9所示。
自 Seed (1979)以後的方法乃改以 SPT-N值做為評估現地土層液化阻
抗的主要參數，其主要的原因 Seed 及 Idriss (1971) 與 Seed (1979) 所認
定的影響土壤液化阻抗的因素有所不同，Seed (1979) 認為下列因素皆會
影響砂性土壤液化阻抗：
(1) 土壤的顆粒特性(grain characteristics)
(2) 土壤的相對密度(relative density)
(3) 土層的組成方式(method of soil formation-soil structure)
(4) 前期應力應變歷史(previous strain history)
(5) 側向土壓力(lateral earth pressure)
由 Seed (1979)的研究指出，上述五項因素除了影響砂性土壤的液化
阻抗之外，亦會或可能影響土壤的貫入阻抗(increases or probably increases
penetration resistance)，因此，使用 SPT-N值做為評估土層液化阻抗主要
參數其考量應較單由使用相對密度為液化阻抗主要參數為佳。
由於 SPT-N值亦受到側向土壓力係數的影響，Seed (1978) 曾提出下
一例子做為說明：
下列三種土層可能有相同的液化阻抗，雖然其相對密度與過壓密程
度各有不同：
(1) 一新鮮沉積之緊密砂性土層，其 K0值為 0.4。
36
(2) 一較老沉積之疏鬆砂性土層，其 K0值隨著前期應變歷史所造成顆
粒結構趨向更穩定而提高至 0.6。
(3) 一重度過壓密疏鬆砂性土層，其 K0值因過壓密效應影響而提高至
1.0。
上述之案例中，現地土壤的 K0值受土壤的組成方式與過壓密度程度
所影響，因此可以使用 SPT-N 值來代表土壤的相對密度、組成方式與過
壓密程度，而這些因素皆會影響土壤的液化阻抗，因此 Seed (1979)法以
SPT-N值做為液化阻抗評估參數之一，則上述之五種影響因素除了土壤的
顆粒特性，其餘皆已被考量。
對於 Seed (1979)法所提的液化阻抗曲線，其已能充分評估在無細料
砂性土層(clean-sand)之液化阻抗值，但在電腦程式計算應以明確之液化
阻抗式為佳，NCEER(1998) 引用 A. F. Rauch所提之公式(3-15)，該式係
針對無細料砂性土層，以 Seed (1985)之液化阻抗曲線近似而得：
[ ]1 60
7.5 21 60 1 60
1 ( ) 50 134 ( ) 135 20010 ( ) 45
NCRRN N
= + + −− ⋅ +
(3-15)
式中， CRR7.5 ：對應地震規模為 7.5之土層液化阻抗
影響土壤液化阻抗之顆粒特性包含：粒徑分佈（粒徑大小與級配）、
顆粒形狀與礦物成分，考量粒徑分佈的參數可由平均粒徑或細料含量等
諸多參數決定，Seed (1982)年開始注意到細料含量對液化阻抗的影響，其
建議對於沉泥質砂(D50＜0.15mm)，其 SPT-N值可加上 7.5，而 Seed (1985)
則係利用直接觀察過去液化與非液化案例之分佈結果，定出細料含量小
於或等於 5、等於 15、大於或等於 35之各液化阻抗曲線，如圖 3-10所示。
由圖 3-10中各不同細料含量之液化阻抗曲線可發現，當反覆剪應力
比約為 0.2∼0.25左右，則其細料含量修正量(即在相同的反覆剪應力比，
37
細料含量為 35%之液化阻抗曲線所對應之(N1)60值減去細料含量為 5%之
液化阻抗曲線所對應 (N1)60值之差值)亦約為 7.5，此與 Seed (1982)之結
果相當，而觀察 Seed (1985)所建議之液化阻抗曲線可得細料含量修正量
隨著(N1)60增加而些微增加，此一現象係由於細料含量的貢獻量與土體的
緊密程度(相對密度)有關，或意謂：在極緊密的沉泥質砂性土層，其(N1)60
最大值約 20左右。
由於各個學者所提出的細料含量修正式眾多，Robertson 及 Wride
(1996) 中對於細料之塑性指數小於 5的土壤所建議的，如下(3-16)~(3-17)
式所示：
( ) ( )1 160 60scsN K N= (3-16)
( )0.751 530sK FC = + −
(3-17)
式中， Ks ：細料含量修正係數
(N1)60cs ：細料含量修正後之等值(N1)60值
上式(3-17)亦改寫成下式(3-18)：
( ) ( )1 60
50.75
30fFC
N N−
∆ = (3-18)
式中， ∆Nf ：細料含量修正量
NCEER(1998) 引用 Idriss 和 Seed 之研究建議下式(3-19)做為細料含
量修正式：
( ) ( )1 160 60csN Nα β= + (3-19)
式中，α與β依細料含量的多寡，可依下列二式(3-20、3-21)求得：
38
2
0 5%
190exp 1.76 5% 35%
5.0 35%
for FC
for FCFC
for FC
α
≤ = − ≤ ≤ ≥
(3-20)
1.5
1.0 5%
0.99 5% 35%1000
1.2 35%
for FC
FC for FC
for FC
β
≤ = + ≤ ≤
≥
(3-21)
對於細料含量小於 15 的土層，Robertson 及 Wride (1996)之建議式
與式(3-19、3-20、3-21)所得結果接近，但當細料含量大於 15，則由
Robertson 及 Wride (1996)建議式所得之結果將大於由式(3-19、3-20、3-21)
所得結果。
3.Seed法之土層液化潛能安全係數：
綜合上述，Seed 法的液化阻抗主要考量兩個參數，一為現地土層之
(N1)60，另一為土層的細料含量，由此兩項即決定出在地震規模為 7.5 下
之土層液化阻抗，若地震之規模非為 7.5，則可利用地震規模因素
(magnitude scaling factor, MSF or γm)將原液化阻抗值轉換為該地震規模下
之液化阻抗值。
由於 Seed 法最早是以動力三軸試驗做為評估土層液化阻抗的依
據，而地震的規模與造成液化之等值規則反覆載重次數有關，惟此一地
震規模與等值規則反覆載重之關係與轉換時之等值規則反覆剪應力大小
（或等值規則加速度大小比，EPA/amax）有關，不過由於 Seed 法所使用
的 EPA/amax均為 0.65，因此其MSF(γm)可採用如表 3-9所示。
整體的 Seed法分析流程如圖 3-11所示，其安全係數為土層的液化阻
39
抗與地震引致反覆剪應力比之比值，Seed 建議依本法分析之安全係數最
低值範圍應至少大於 1.25∼1.50，若有較可靠、詳盡的鑽探與試驗資料，
則安全係數仍應不少於 1.25。
3.2.2 日本道路協會(Japanese Road Association)耐震規範簡易評估法(JRA
Method)
1990年版的舊 JRA Method係以 Iwasaki(1986) 依據日本六次大地震
發生液化現象的 64 個地區，與未發生液化現象的 23 個地區案例所得之
結果，爾後分別為日本道路協會及日本國有鐵路所採用為規範，由於本
法之液化阻抗值係以動力三軸試驗結果為主要依據，故本法認為需要考
慮有液化之虞的土壤其粒徑條件為平均粒徑 D50介於 0.02mm 與 2.00mm
之間的土壤；本法亦將液化潛能評估分為二部份，其一為地震所引致之
反覆剪應力，另一為土層之液化阻抗，茲分述如下：
1. 地震所引致的反覆剪應力比(L值)
相較於其他方法，JRA法有兩項特性：
(1) 直接以地震所引致之最大反覆剪應力為考量，而非採用等值平均
反覆剪應力為考量，因此，對於同一土層，理論上此一相異考量
並不會造成評估所得的安全係數變小。
(2) 考量地震所引致的反覆剪應力有較多的適地性參數。
對於一般工程設計，JRA法使用下式(3-22)做為考量地震引致之最大
反覆剪應力：
max0
v vd s d Z G I s
v v vL
L r k r C C C kτ σ σσ σ σ
= = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ′ ′ ′
(3-22)
式中， L ：地震所引致之反覆剪應力比
vσ ′ ：垂直有效覆土應力
40
vσ ：垂直總覆土應力
rd ：深度修正係數，rd =1-0.015z，Iwasaki(1978)
ks ：設計地表水平加速度
CZ ：震區係數(地域別補正係數)，(0.7∼1.0)
CG ：地盤類別係數(地盤別補正係數)，(0.8∼1.2)
CI ：重要性係數(重要度別補正係數)，(0.8∼1.0)
ks0 ：標準設計地表水平加速度(0.15g)
圖 3-12乃為 JRA對於第二類地盤與第三類地盤依 SHAKE程式所計
算得的深度修正係數與 Iwasaki(1978)建議式之比較，由圖 3-12 可以發
現，當地盤整體的卓越周期愈短，則 rd曲線愈趨向左側(較小)，反之若卓
越周期較長，則在淺層所受的加速度將較大；再者土層種類分佈亦會影
響其 rd值的分佈，因此，JRA 對於地盤中土層之最大反覆剪應力值考量
仍以 Iwasaki(1978)建議式為基礎，再輔以地盤種類的修正係數來使所考
量的反覆剪應力值更趨近於真實的反覆剪應力值， 不過由於其將這些修
正係數與地表的設計加速度值結合，因此從公式表面較難直接看出其修
正係數的影響；其各類地盤的說明如下：
Ⅰ ：岩石或地表下 200ft 以內即有堅硬砂土層、礫石層或硬粘土
層，此類地盤的 TG(地盤卓越週期)小於 0.2秒。(CG=0.8)。
Ⅱ ：地表下 200ft 以下之低凝聚性粘土或硬粘土，亦包含在岩石
底下之硬砂、碎石或硬粘土，此類地盤的 TG(地盤卓越週期)介
於 0.2-0.6秒。(CG=1.0)
Ⅲ ：中等硬度或較軟之砂層或粘土層、礫石層或硬粘土層，此類
地盤的 TG(地盤卓越週期)大於 0.6秒。(CG=1.2)
2. 土層的液化阻抗(R值)
41
JRA 法的液化阻抗主要依據現地不擾動取樣試體於實驗室內進行動
力三軸試驗所得之結果，其主要精神在於：
(1) 以相對密度做為評估土層液化阻抗的主要參數，由於室內試驗無
法直接求得現地土壤 SPT-N 值與液化阻抗之關係，因此必須先求
得現地土壤的 SPT-N 值與相對密度的關係，JRA 法採用 Tatsuoka
等人 (1978)之建議式如下式(3-23)所示：
( )* 121 %0.7r
v
NDσ
=′ +
(3-23)
式中， *rD ：經由迴歸公式所得的相對密度(%)
N1 ：經覆土應力修正後之 SPT-N值
vσ ′ ：垂直有效覆土應力(kg/cm2)
(2) 經由動力三軸試驗求得不擾動試體的相對密度與液化阻抗關係
如下式(3-24)： *0.0042l r lR D R= + ∆ (3-24)
式中， Rl ：試驗所得之液化阻抗值
∆Rl ：細料對液化阻抗之貢獻量
(3) 上式(3-21)中，∆Rl 主要考量平均粒徑大小與細料含量對液化阻抗
之貢獻，因此，JRA法的液化阻抗式如下式(3-25∼3-28)：
1 2 3lv
R R R Rτσ
= = + +′
(3-25)
1 11 0.0042 21 0.0882
0.7 0.7v v
N NRσ σ
= × =′ ′+ +
(3-26)
42
( )
( )
( )
50
2 5050
50
0.19 0.02 0.05
0.350.225log 0.05 0.60
0.05 0.60 2.00
mm D mm
R mm D mmD
mm D mm
≤ ≤
= ≤ ≤
− ≤ ≤
(3-27)
( )( )3
0.0 0% 40%0.004 0.16 40% 100%
FCR
FC FC ≤ ≤
= − ≤ ≤ (3-28)
有關整個 JRA法的分析流程，如圖 3-13所示。
3.2.3 新日本道路協會耐震規範簡易評估法(NJRA Method)
1995 年日本阪神地震後，日本道路協會依據現地土壤液化經驗於
1996 年重新修訂其土壤液化之評估規範，其放寬原有對可能液化土壤認
定的限制，NJRA認定需要進行土壤液化潛能評估的土壤條件如下：
1. 地下水位在地表下 10公尺以內，且飽和砂層在地表下 20公尺以內。
2. 土壤的細料含量少於 35%，或雖然大於 35%但其細料之塑性指數
PI<15%。
3. 平均粒徑 D50≦10mm且有效粒徑 D10≦1mm。
NJRA法除了上述對於可能液化土壤認定的限制與 1990年 JRA法不
同外，對於地震所引致之反覆剪應力，則改以保有水平耐力法計算，因
此在反覆剪應力考量上有依地震波型的不同而有差異，其值如表 3-10所
示。
此外，對於土壤液化阻抗評估部份，NJRA 法與 JRA 法的主要改變
有下列三項：
1. 土壤液化阻抗的評估加入了地震波型參數。
2. 修正原有的 Na-Rl 曲線(Na 值為經覆土應力修正與細料含量修正之
43
SPT-N值)，使在 Na值較大的土層中，Na值可以代表合理的液化阻抗。
3. 以細料含量做為唯一評估土壤粒徑影響液化阻抗值的參數。
Ishihara (1977)曾經以日本 1964 年之新潟地震(Niigata Earthquake,
M=7.5)與 1968 年之十勝沖地震(Tokachioki Earthquake, M=7.9)二者為比
較如表 3-10所示，二種地震分別產生不同的震波型式，其示意圖如圖 3-14
所示，由於 JRA法或 NJRA法中之 L值皆以考量地震引致之最大反覆剪
應力，其並無等值均勻反覆剪應力波之概念，而是直接考量在這兩種不
同的地震波型下，土壤的液化阻抗大小，因此，對於第一型(遠震，震源
位於板塊邊界之地震，vibration type)與第二型地震(近震，內陸直下型，
shock type)，其液化阻抗應各有不同之考量。
由於 JRA法或 NJRA法的液化阻抗式乃是由室內動力三軸試驗為主
要依據，且第一型地震之振動波型與動力三軸試驗較為接近，故可忽略
其波型修正或其波型修正係數 cw=1.0，對於第二型地震波型之修正，則
應視其土壤本身的緊密程度有關，因為對於一甚為疏鬆之土體，在衝擊
型的震波中，每一週期皆可能使之產生甚大的超額孔隙水壓增量，其土
體的反應與受振動型振波應無太大的差別，故仍取其波型修正係數
cw=1.0；但對於甚為緊密的土壤，由於主要的液化現象為反覆流動性，因
此若地盤所實際感受到的反覆剪應力不同，則液化阻抗的大小即不同，
NJRA法認為對於 Rl＞0.4的較緊密土壤，可取其波型修正係數 cw=2.0，
而對於土體的 Rl值介於 0.1∼0.4 者，採用線性內插決定其波型修正係數
cw值，其完整的波型修正係數值如下式(3-30、3-31)所示：
w lR c R= ⋅ (3-29)
第一型地震動： 1.0wc = (3-30)
44
第二型地震動： 1.0 0.1
3.3 0.67 0.1 0.42.0 0.4
l
w l l
l
for Rc R for R
for R
≤= + < ≤ >
(3-31)
NJRA 法對 JRA 法另一項修正乃在於液化阻抗曲線線型，對於現地
Na 值較高的地盤，由阪神地震的觀察顯示，其應有更高的液化阻抗，因
此其 Rl值之評估式如下式(3-32)所示：
( )4.56
0.0882 141.7
0.0882 1.6 10 14 141.7
−
<=
+ × × − ≥
aa
l
aa a
N for NR
N N for N (3-32)
其中，對於砂質土
1 1 2 1 21.7
0.7σ
= + = + ′ + a
v
NN C N C C C (3-33)
11.7
0.7v
NNσ
=′ +
(3-34)
1
1.0 0 10%40 10% 60%
50
1 60%20
≤ < += ≤ < − ≥
for FCFCC for FC
FC for FC
(3-35)
2
0 0 10%10 10%
18
≤ <= −
≥
for FCC FC for FC
(3-36)
對於礫質土
5010 11 0.361 log
2aDN N = − × ⋅
(3-37)
45
JRA 法與 NJRA 法的安全係數定義為 R 值與 L 值之比值，如下式
(3-38)：
LRFL
= (3-38)
NJRA法的分析流程如圖 3-15所示，JRA法或 NJRA法不僅在外觀
使用的公式上與 Seed法有甚大的差異，就概念比較而言，JRA法也與 Seed
法有極大的不同，本研究將各液化評估法之比較列於 3-3節討論。
3.2.4 Tokimatsu 及 Yoshimi簡易評估法(T&Y法)
Tokimatsu 及 Yoshimi (1983) 所提出之液化潛能簡易評估法主要依
據日本過去 10次地震約 70個場址的案例，與其他各國約 20個液化或未
液化案例之分析結果，本法曾被黃俊鴻和陳正興 (1998) 建議為台灣高速
鐵路耐震規範中使用的液化簡易評估基本方法，1988 年日本建築學會採
用此一方法為底本，再針對細料含量修正式進行些許修改，而成為日本
建築物基礎構造設計規範中所採用的液化評估法。
本法亦將液化潛能評估分成二部份，其一為地震所引致的反覆剪應
力，其二為土壤的液化阻抗，茲分述如下：
1. 地震所引致的反覆剪應力比
本法在考量地震引致土層之反覆剪應力與 Seed法相近，亦是將地震
波型轉換為等值均幅反覆剪應力波 (equivalent uniform cyclic stress
series)，T&Y法採用下式(3-39)評估地震所引致的平均反覆剪應力：
( ) ( )max max0.1 1 1 0.015ave v vn d
v v vL
a ar r M zg g
τ σ σσ σ σ
= ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ − ′ ′ ′
(3-39)
式中， rn ：地震規模修正係數
46
M ：地震規模
amax ：最大地表加速度
vσ ′ ：垂直有效覆土應力
vσ ：垂直總覆土應力
rd ：深度修正係數，rd =1-0.015z，Iwasaki(1978)
z ：欲分析土層的深度；本法考慮深度最深為 25m
T&Y 法與 Seed 法在形式上的相異之處在於其直接將地震規模因素
加入地震引致反覆剪應力考量中，但是此一差異並不影響兩種分析方法
所得之液化潛能(安全係數)，因為此一地震規模建議式亦是取自 Seed 等
人 (1975)，只是 T&Y 法將不同地震規模之影響考量在 CSR 部份，Seed
法則將不同地震規模之影響考量在 CRR 部份，下式(3-40)即為本法之修
正係數 rn與 Seed法之修正係數 rm之關係。 0.2
10.65 0.6515
eqn
m
Nr
r
= ⋅ = ⋅
(3-40)
式中， rn ：T&Y法之地震規模修正係數
Neq ：達到液化所需之等值均幅反覆載重次數(EPA/amax=0.65)
rm ：Seed法之地震規模修正係數
2. 土壤的液化阻抗
T&Y法在評估液化阻抗公式的發展過程與 JRA相似，其研發步驟如
下：
(1) T&Y 法主要以現地冰凍法取得高品質之不擾動試體，與傳統取樣試
體，於試驗室內進行動力三軸試驗，求出砂性土壤在不同相對密度
(Dr=50%~85%)，在反覆振動次數作用 15 次，產生雙向剪應變振幅
47
(double amplitude of axial strain, DA)為 2.5%、5%、7.5%之反覆剪應力
比，如圖 3-16所示為 Tokimatsu 及 Yoshimi (1983)室內動力三軸試驗
所得之結果，其反覆剪應力比與相對密度之關係可以以下式表示
(3-41)：
14
0.452 100 100
n
d r r r r
c s sl
D D D DCRR aC C
σσ
= = + = + ′ (3-41)
式中， Dr ：試體的相對密度，(%)
a ：迴歸參數，為 0.45
n ：迴歸參數，為 14
Cs ：剪應變振幅係數，一般取 Cs=80~90
(2) 利用下式(3-42)－相對密度與 N1值之經驗公式，將上式(3-41)中相對密
度部份由現地覆土應力修正後之 SPT-N值取代。
116rD N= (3-42)
式中， N1 ：經覆土應力修正之 SPT-N值
(3) 整合(3-41)與(3-42)，T&Y法的液化阻抗評估式如下(3-43)所示：
1 116 162 100
n
f fdr
c sl
N N N NCRR a C
Cσσ
+ ∆ + ∆ = = ⋅ + ′
(3-43)
式中， N1 ：經覆土應力修正之 SPT-N值
∆ Nf ：細料含量修正量
a ：迴歸參數，為 0.45
n ：迴歸參數，為 14
Cr ：圍壓修正係數，一般取為 0.57
48
Cs ：迴歸參數，與剪應變量有關，一般取 Cs=80~90
上式(3-35)中，Cs值與剪應變相關的參數，T&Y 法分別提出 Cs值與
動力三軸試驗之雙向剪應變振幅 DA 與單剪試驗之單剪應變振幅(single
amplitude of shear strain，γ)之關係如下式(3-44、3-45)：
97 19logaC DA= − for triaxial test (3-44)
94 19logsC γ= − for simple shear test (3-45)
吳偉特(1997) 認為 Cs 值的大小與地震規模或有關，其所建議之 Cs
值如表 3-12所示，其另有建議 Cs值的大小應視現地土層的雙向剪應變振
幅大小而定，而此一土層雙向剪應變振幅約為 Tokimatsu 及 Yoshimi
(1983)中所做動力三軸試驗所得的二倍，即若 DA 約為 5%，Cs值取為 90，
若 DA 約為 10%，Cs值取為 80，若 DA 約為 15%，Cs值取為 75； (3-43)
式中之∆Nf為細料含量修正量，其值如下式(3-46)所示：
0 55 5 10
0.1 4 10f
for FCN FC for FC
FC for FC
≤∆ = − ≤ ≤ + ≥
(3-46)
T&Y法的安全係數定義如下式(3-47)：
v RL
ave
v L
F
τστσ
′ = ′
(3-47)
其分析流程如圖 3-17 所示，Tokimatsu 及 Yoshimi 建議安全係數判
定液化發生之基準值，對於疏鬆之砂性土層(N1≦10)，其安全係數應至少
49
大於 1.5；而對於中等緊密或緊密的砂性土層(N1＞10)，其安全係數可為
1.3或稍低於 1.3。
3.2.5 Iwasaki液化潛能指數
上述之四種方法，其所得的安全係數皆只是針對某一深度之土層而
言，對於整個液化區(或整個鑽孔)之液化潛能，實難就單一土層的安全係
數來判定，Tatsuoka等人 (1980)所提的液化潛能指數(liquefaction potential
index, PL) 係依每一鑽孔中各土層分析所得之安全係數，藉由深度加權的
概念來求得每一鑽孔的液化潛能指數，由此可以大致代表該場址液化的
嚴重程度，PL值的定義如下式(3-48)所示：
( ) ( )20
0= ∫LP F z W z dz (3-48)
式中， PL ：液化潛能指數，介於 0∼100之間
z ：土層深度(m)，考慮之深度範圍 0∼20m
F(z) ： 各土層之抗液化係數，介於 0∼1之間，以下式估計
( )1 1
0 1− ≤
= >L L
L
F for FF z
for F (3-49)
W(z) ： 深度加權係數，以下式估計
( ) 10 0.5= −W z z (3-50)
Iwasaki等人根據日本地震案例之研究，提出利用液化潛能指數做為
判定液化嚴重程度之指標，其判定方法如表 3-14所示。
由於 Tatsuoka 等人 (1980)所提出的液化潛能指數係一種利用各土層
之液化潛能去衡算該場址液化嚴重程度的統計方法，因此，對於其他液
化簡易評估方法亦可適用此一公式，由各土層之液化安全係數求得該場
址的液化潛能指數。
50
3.3 常用 SPT-N值液化簡易評估法之比較與討論
一 SPT-N值液化簡易評估法的建立應至少包含下列四種關係式：
1. 地盤的受震行為評估：若採用等值均幅剪應力波轉換模式，一般先決
定 EPA/amax值，再經由地震規模M與 Neq 之關係決定MSF (rm)。
2. 土層的剪應力分佈－土層的深度修正係數。
3. 土壤的液化阻抗曲線－(N1)60cs-CRR或 Na-CRR關係曲線。
4. 土壤粒徑對液化阻抗之修正式(如細料含量修正式)
表 3-13整理四種簡易評估法在發展方法上的比較，由表中可以清楚
發現，Seed法與 T&Y法為一組較相近的方法，JRA法與 NJRA法為另一
組較相近的方法，因此在方法比較上，比較可行的是對於同一組方法進
行比較，對於不同組的方法，在比較之前需先假定土層之最大剪應力與
平均剪應力之間的比值才能進行。
3.3.1 Seed法與 T&Y法的比較
Seed法與 T&Y法的主要的差異為下列三者：
1. 地盤的應力分佈：深度修正因素 rd值
2. 剪應變量的考量：T&Y法的 Cs值
3. 粒徑大小對液化阻抗曲線之修正：細料含量修正式
當然，從方法論而言，Seed法與 T&Y法分別經由室外經驗分析與室
內試驗結果求得土體的液化阻抗曲線，且以 NCEER(1998)法與 T&Y法兩
者之液化阻抗曲線((3-15)式、(3-43)式)相比，T&Y 法較 NCEER(1998)法
在液化阻抗評估式上多存在一側向土壓力係數項(K0)，但這其實是考量在
不同的應力狀態下，現地液化阻抗值與動力三軸試驗值間之修正，在早
期的 Seed(1971)法中，一樣有此類似的參數存在於液化阻抗評估式中，因
51
此理論上，對於正常壓密之水平地盤而言此一差異並不造成影響；除此
以外，兩者所採用的 SPT-N值覆土應力修正式也非完全相同，但由表 3-5
之中可以清楚發現，其值在覆土應力介於 0.5kg/cm2至 2.5kg/cm2 的範圍
內，由兩覆土應力修正式所得之修正係數值相差甚微，而一般可能液化
之土層其所受之覆土應力也多落於此範圍內，因此，此一影響並不足以
造成兩種方法在評估結果上有重大的差異。
圖 3-18所示為 Seed法與 T&Y法所使用之深度修正係數 rd值，由圖
上可見兩種方法所用之 rd值在淺層處，僅在地下 9m 處有較大的差異，
但其差異仍小於 0.1；在深層處，則在地下 25m處之差異最大，其差異可
達到 0.1以上，但就整體而言，此一最大約 10%的差異不應是造成經由兩
者分析結果重大差異的主因，除非經由兩方法分析後所得之結果，在某
個特定深度(約地下 7∼9m處)的土層其差異較大外，其餘之差異皆較小，
發生此一現象，才較能推定主要是由於兩者之 rd值不同所造成，否則一
般應是其他因素造成兩種方法分析結果之差異。
就 rd值而言，兩種方法皆沒有考量地盤的種類與地震的大小，因此，
皆是屬於概估的方法，此一概估所造成的差異在淺層較小，在深層較大，
但在計算液化潛能指數，由於深層的權重較小，因此，由於 rd值之不同
所造成兩種方法分析所得之液化潛能指數之差異才會較不顯著。
細料含量修正式的差異是造成兩種方法分析結果不同的因素之一，
其主要的差異除了在於細料含量修正量不同之外，決定其修正量多寡的
參數亦不相同，T&Y法係單純視土壤的細料含量決定細料含量修正量的
大小，但在 NCEER(1998)除了考量細料含量的多寡外，在不同的(N1)60
下，其細料含量修正量亦會有差異，在(N1)60較小的狀況下，其細料含量
修正量也較小；此外，Seed 法的細料含量修正量也僅考慮至細料含量為
35%，而多於 35%之部份，該法並不予考量對 CRR曲線之影響，亦即，
52
Seed 法的細料含量修正式在 35%之後呈一定值，但反觀 T&Y 法，則自
細料含量大於 10%之後即呈一線性增加，兩者在細料含量較高的土層，
主要支配土壤液化強度的參數將有所不同。
日本的各種方法在液化阻抗評估上有一特色就是使用的參數較多，
如表 3-12所示為 T&Y法之 Cs值域範圍，對於 SPT-N值較大的土層，由
於其液化行為較接近理想上之反覆流動性，圖 3-19 所示為 Mori 等人
(1978) 收集 De Alba等人 (1975) 和 Casagrande (1976)之試驗結果以及考
量現地土層具有不同 K0值所預測的液化阻抗與相對密度之關係曲線，由
圖 3-19(a)可以發現隨著相對密度增加，液化所導致的應變量減小，因此，
若地震所引致地盤的剪應變量不同，理論上對於純淨不含細料的砂性土
層，其所對應的液化阻抗應為不同；但是，隨著細料含量增加對上述此
一現象將會有所影響，圖 3-20所示為不同之細料含量在液化認定上之比
較，在細料含量為 5%且初始相對密度為 70%之試體，試體乃是先產生
5%雙剪應變振幅(DA)，再發生初始液化，且兩者在反覆振動次數上之差
異較大，但在相同相對密度之下，細料含量為 20%之試體，試體的雙剪
應變振幅與初始液化是發生在相同的振動次數下，即利用兩種認定標
準，在細料含量較高的試體中兩者差距較小，不若在細料含量較小的試
體，兩種認定所得的液化強度有所不同，因此，在分析高細料含量之土
壤液化阻抗，T&Y法的 Cs值應會更趨向一固定值，以集集地震台灣中部
液化地區之液化評估分析為例，賴宏源(2000)多以 Cs= 0.90，且以此值進
行評估，其所得之結果頗為合理。
Seed 法有一個問題點在於 rd值，rd值的分佈似乎應是與現地土壤的
勁度條件有關，但 Seed法所使用的 rd值完全與土壤的勁度無關，關於現
地土層在地震作用時真實的受力情形，似乎以日本 JRA法或 NJRA法之
研究較為接近真實土層的受力情況。
53
自 1980年以後，各家學者提出了許多的細料含量修正式，由於細料
含量修正式是決定在 SPT-N 值及細料含量對液化阻抗大小的影響程度，
本研究另於第四章討論。
3.3.2 JRA法(NJRA法)在使用上應注意事項
有關 NJRA法對 JRA法的檢討，一般所主要認定的三項以列於 3-2.3
節中，但除此之外，NJRA 法較 JRA 法有另一重大的改變在於其地震波
型轉換(即補正係數 c2 即，本節中所有的 c2 皆是所謂的地震波型轉換係
數，而非 NJRA法中之細料含量修正式中之 C2值，本研究中以大小寫區
分以方便辨別)考量上，簡述如下：
在日本的各個耐震規範中，依規範的內容大致可分為四大類：
1. 道路橋規範(道路橋示方書)與日本國鐵構造物設計準則(國鐵建造
物設計標準解說)。
2. 港灣構造物設計準則(港灣施設的技術上的基準‧同解說)。
3. 建築物基礎設計規範(建築基礎構造設計指針)。
4. 核電廠設計規範(原子力發電所耐震設計技術指針)。
其中，以第一類方法為目前國內公路設計所採行之方法，港灣構造
物設計準則乃是以 Seed法為基本方法，再對 EPA/amax值進行改進；第三
類方法乃以 T&Y法為基本方法，再對其細料含量修正式或液化阻抗曲線
加以改進外，此兩類方法皆是將液化潛能的比值建立在以平均反覆剪應
力比為比較基準上，但第一類方法則是將比較基準建立在最大反覆剪應
力比之上，因此第一類與其他方法在整體分析架構上與其他方法有較大
的不同，若以 Seed法的架構概念去套推 JRA法時，很容易在不經詳查即
忽略許多必要性的考量，造成所分析出來的結果與原本 Tatsuoka 等人
(1980)所建議的方法有所差異，此乃在工程實用上應特別留意，例如像
54
JRA 法應不是沒有地震規模類的修正係數，其所採用的地震規模係數與
Seed法相若，在 Tatsuoka等人 (1980)中即以實例說明其第二修正係數(c2)
即為考量動力三軸試驗強度與不規則地震波作用下之強度修正參數，並
應考量在不同地震規模下之修正係數，亦即 c2此項，只是可能由於 JRA
乃是用於工程設計之用，一般在工程設計時，多考量地震規模恰為 7.5的
情形，因此造成其地震規模的修正係恰為 1.0，但不應因此認為 JRA法的
地震參數只需最大地表加速度 PGA 一項。表 3-15 所示為 Tatsuoka 等人
(1980)之五項修正係數，由此表可以清楚發現，以 Tatsuoka 等人 (1980)
原本的考量，其地震參數不但不單只考慮一項 PGA值，反而考量的地震
參數較 Seed法更多。
c2中亦有考慮波型轉換，乃依 Ishihara 及 Yasuda (1975)的建議，對
於不同的地震波型式，有不同的轉換係數，但由於一般在工程設計時，
並無法先行預知地震波型，對於此類情況，Tatsuoka 等人 (1980)建議可
採用兩種地震波轉換係數的平均值 1.26；再加上取樣的擾動以及圍壓修
正、多向振動應力等的修正，現地土層的液化阻抗如下式所示：
1 2 3 4 5= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ lR c c c c c R (3-51)
式中， R ：現地土層之液化阻抗
c1 ：圍壓修正係數
c2 ：地震波型與規模修正係數
c3 c4 ：取樣擾動修正係數
c5 ：多向振動(Multi-direction shaking)修正係數
Rl ：室內動力三軸試驗所得之液化阻抗
上述之五項修正係數中，一般在取樣品質良好的試體中，假定其 c3
與 c4為 1.0，c1則在假定現地 K0值為 0.5情況其值為 0.67，c2值若採用兩
55
種地震波轉換係數之平均值，c5值若採用 0.9，則此五項係數之乘積結果
會接近於 1.0，因此，JRA法才會直接使用 R=Rl，但若明知某些係數實際
情況與預期有所差異時，應以現地實際情況為主，而不是一昧的採用假
設情況下的數值。
上述各項係數中，由於 NJRA 法改以地震時保有水平耐力法設計，
因此，相對於 JRA 法中的有關地震波轉換係數的部份提出 cw 值，因為
Ishihara 及 Yasuda (1975)主要是以總應力域的地震波型觀察為主所得的
結果，然而，現地土壤的液化行為亦為力學行為的一支，實際上的液化
強度或超額孔隙水壓激發仍應以有效應力域為主，因此，實際的地震波
型轉換係數應不只有 0.55或 0.70的差別，對於遠近震所造成土壤液化阻
抗的大小，其差異除了會較由總應力地震波型概估所得較大外，其應視
土壤液化阻抗而定，圖 3-21 所示為日本東京大學耐震構造研究中心
(Earthquake Resistant Structure (ERS) Research Center)依室內反覆扭剪試
驗與累積危害度理論(累積損傷度理論，cumulative damage concept)，但由
於土壤的液化阻抗大小會影響 c2值的分佈，在 NJRA 法推定，在近震作
用下，對於緊密的土層(Rl>0.4)，其 cw值最高採用 2.0，對於極疏鬆的土
層(Rl≦0.1)，其 cw值最高採用 1.0，界於其中則採用線性內插方式決定；
對於遠震作用下，NJRA法一律採用 c2值等於 1.0。
因此，NJRA 法是對 JRA 法進行大幅的修正，特別對於不同地震波
型的液化阻抗值大小，由於採用累積危害度理論並考量應變軟化模式，
應更能接近真實的液化行為。
56
表 3-1 各國標準貫入試驗落錘能量(Seed, 1984)
Country Hammer Type Release ERr(%)*1 ERr/60
Japan Donut Donut
Tombi 2 turns of rope
78 65
1.30 1.10
China Pilcon type
Donut Trip
Manual 60 55
1.00 0.90
USA Safety Donut
2 turns of rope2 turns of rope
55 45
0.90 0.75
UK Pilcon, Dando, old
standard Trip
2 turns of rope60 50
1.00 0.80
*1: ERr－落錘能量比，即落錘打擊在砧板(anvil)的能量與假定其為自由落體所打擊在砧板上能量之比值，此值的大小與落錘型式、吊索
型式、落距、落錘重量、落下前時速度等因素有關。
表 3-2吊桿系統對標準貫入試驗結果影響之修正值 (Skempton, 1986)
桿長 >10m 6-10m 4-6m 3-4m
1.0 0.95 0.85 0.75
標準取樣器 US取樣器(無銅圈)
1.0 1.2
鑽孔尺寸：65-115mm150mm 200mm
1.0 1.05 1.15
57
表 3-3影響標準貫入試驗結果的誤差因素 (Kulhway 及 Mayne, 1990)
影響因素 說明 對試驗結果
影響
孔底清洗不夠乾淨
SPT試驗並沒有量到真正土層的試驗值，孔底的淤泥可
能在敲擊前就已經進入到取
樣管內，並且在敲擊過程淤
泥壓縮，加大標準貫入試驗
值
增加
鑽孔內之地下水位變動 孔底的可能發生流狀化 降低 決定落距草率 落錘能量變異 增加 落錘重量不正確 落錘能量變異(5-7%變異量) 增加／降低落錘不正落擊桿頭 降低落錘能量 增加
落錘在落擊過程中可能由
於鼓輪不夠光滑而有過大
的摩擦力，或是吊索圈繞
鼓輪圈數多過二圈，也有
可能是吊索並沒有被完全
釋放
降低落錘能量 增加
取樣管底高於套管底 由於有套管的影響，造成取
樣管入土困難，所需的打擊
次數大量增加 大量增加
草率的計算打擊數 試驗結果不正確 增加／減少
使用非標準的取樣管 應經由修正係數加以修正結
果 增加／減少
土中有孤石或礫石 礫石會阻塞在取樣器內 增加 鑽桿彎曲 鑽桿傳遞能量不正確 增加
58
表 3-4 標準貫入試驗修正值表 (Robertson 及 Wride, 1996)
因 素 設備種類 修正符號 修 正 值
覆土應力 CN (Pa/σ’v0)0.5 but 2≦
能量比 Donut Hammer Safety Hammer
Automatic Hammer CE
0.5 to 1.0 0.7 to 1.2 0.8 to 1.5
鑽孔大小 65 to 115 mm
150 mm 200 mm
CB 1.00 1.05 1.15
桿長影響
3 to 4 m 4 to 6 m
6 to 10 m 10 to 30 m
>30 m
CR
0.75 0.85 0.95 1.00 <1.0
取樣管型式 Standard sampler Sampler without liner CS
1.0 1.1 to 1.3
表 3-5 前期學者所提之覆土應力修正公式(Liao 及 Whitman, 1985)
Reference Correction factor CN Units of σ’v
Teng 50
10Nv
Cσ
=′+
psi (lb/in2)
Bazaraa
41 2N
v
Cσ
=′+
for σ’v 1.5≦
43.25 0.5N
v
Cσ
=′+
for σ’v＞1.5 ksf (k-lb/ft2)
Peck Hansen Thornbum 10
200.77 logNv
Cσ
=′ tsf (ton/ft2)
Seed(1976) 101 1.25logN vC σ ′= − tsf (ton/ft2) Seed(1979) 見圖 3-4 tsf (ton/ft2)
Tokimatsu 及 Yoshimi
1.70.7N
v
Cσ
=′+
kg/cm2
NCEER(1998) 2.2
1.2N
v
a
C
Pσ= ′+
-
59
表 3-6 Skempton(1986)室內試驗結果
Sand Tested D50 (mm) CU FC Dr N1 2
1
rDN 2
1
rDN
60rER (N1)60
( )2
601
rDN
2
60
rDN
PR Wet 2.0 5.3 0 0.4 0.6 0.8
7.5 19 37
47 53 58
30+22 vσ ′ 1.1 8 21 41
52 58 64
33+24 vσ ′
GHC Dry and Moist 1.5 5.5 0
0.4 0.6 0.8
6.5 14.5 25
40 40 39
18+22 vσ ′
SCS Wet 0.51 2.5 4
0.4 0.6 0.8
7 16 29
44 44 45
21+24 vσ ′ 1.1 7.5 18 32
48 48 49
23+26 vσ ′
RBM Wet 0.23 1.8 2 0.4 0.6 0.8
5.5 12 21
34 33 33
16+17 vσ ′ 1.1 6 13 23
37 36 36
17+19 vσ ′
GHF Dry 0.3 7 14 0.4 0.6 0.8
4.5 12 23
28 33 36
15+18 vσ ′
59
60
表 3-7 依 Skempton(1986)室內試驗結果建立之覆土應力修正式
Sand Tested D50 (mm) CU FC Dr N1 2
1
rDN
260
rDN CN
1,60
(%)rDN
PR Wet 2.0 5.3 0 0.4 0.6 0.8
7.5 19 37
47 53 58
33+24 vσ ′ 2.38
1.38 vσ ′+
13.868 13.131 12.500
SCS Wet 0.51 2.5 4 0.4 0.6 0.8
7 16 29
44 44 45
23+26 vσ ′ 1.88
0.88 vσ ′+
14.434 14.286 14.286
RBM Wet 0.23 1.8 2
0.4 0.6 0.8
5.5 12 21
34 33 33
17+19 vσ ′ 1.89
0.89 vσ ′+
16.440 16.667 16.667
60
61
表 3-8 影響土壤液化阻抗與貫入阻抗之因素
(Seed, 1979)
Factors Effect on stress ratio required to cause cyclic mobility
Effect on penetration resistance
Increased relative density
Increases stress ratio for cyclic mobility or liquefaction
Increases penetration resistance
Increased stability of structure
Increases stress ratio for cyclic mobility or liquefaction
Increases penetration resistance
Increased in time under pressure
Increases stress ratio for cyclic mobility or liquefaction
Probably increases penetration resistance
Increased in K0 Increases stress ratio for cyclic mobility or liquefaction
Increases penetration resistance
Prior seismic strains
Increases stress ratio for cyclic mobility or liquefaction
Probably increases penetration resistance
表 3-9 Seed法的 MSF值表
地震規模 Neq (EPA/amax=0.65) MSFor γm 8.50 26 0.89 7.50 15 1.00 6.75 10 1.13 6.00 5∼6 1.32 5.25 2∼3 1.50
7.5
av
v M
av
v M
MSF
τσ
τσ
=
=
′ =
′
設計地震規模
62
表 3-10 地震波型係數 (Ishihara, 1977)
Reduction factor 地震波型 場址 方向
amax
(gal) 量測值 平均值
NS 155 0.54 新潟*a
EW 159 0.53
八戶*b NS 235 0.50
衝擊型 Shock type
loading 室蘭*c NS 95 0.63
0.55
NS 56 0.71 青森*c
EW 86 0.71 振動型
Vibration type
loading 八戶*c EW 30 0.68
0.70
註：
*a: 新潟地震(1964)主震 *b: 十勝沖地震(1964)主震 *c: 十勝沖地震(1964) 餘震 表 3-11 NJRA法之 khc0 值表(日本道路橋示方書，1996)
khc0 值 地盤種類
地盤振動卓越周期
TG Type I Type II
I TG＜0.2 0.16 0.80
II 0.2≦TG＜0.6 0.20 0.70
III TG＞0.6 0.24 0.60
0σσ
= ⋅ ⋅ ⋅′v
d z hcv
L r c k ，若應用於台灣，一般多取 cz=1.0
63
表 3-12 依地震規模之 Cs建議值 (吳偉特, 1997)
地震規模M Cs值 相當之剪應變振幅(%)
<7.0 95 約 3%
7.1~7.4 90 約 5%
7.5~7.9 80 約 10%
>8.0 75 約 15%
64
表 3-13 Seed法、JRA法、NJRA法與 T&Y法之比較
方法別 NCEER(1998)
(Seed法) JRA法 NJRA法 T&Y法
轉換 方法
等值均幅波型轉換 以平均剪應力為考量
等值均幅波型轉換 以平均剪應力為考量
外
力
考
量 使用 參數
EPA/amax=0.65 rm=(15/Neq)0.2
依據各地所量得之地震記錄推估， 以最大剪應力為考量
NJRA法有考量不同地震波型的影響， 惟其考量在液化阻抗部份
EPA/amax=0.65 rn= 0.1(M-1)
深度修正因素 Seed (1971) Iwasaki(1978) 並配合地盤種類修正 Iwasaki (1978)
依據 以液化與非液化記錄
之現地資料推定 動力三軸試驗 結果推定
動力三軸試驗 結果推定
動力三軸試驗推定， 並考量 K0的影響
液化
阻抗
曲線 參數 (N1)60,cs Na Na Na
NCEER: (N1)60,cs =α+β(N1)60
R2 , R3 Na =c1+ c2N1 Na =N1+∆Nf 土壤粒徑 修正方式 修正量多寡和(N1)60
值、細料含量皆有關
修正量多寡和 N1值無
關，只受 D50和 FC影響 修正量多寡和(N1)60
值、細料含量皆有關
修正量多寡和 N1值無
關，只受 FC之影響
64
65
表 3-14 液化潛能指數與液化嚴重程度之關係表
PL值域 推定之液化嚴重(危險)程度
PL ＝0 Liquefaction risk is very low (危險度極低)
0< PL ≦5 Liquefaction risk is low (輕微液化；危險度低)
5< PL ≦15 Liquefaction risk is high (中度液化；危險度高)
PL ≧15 Liquefaction risk is very high (嚴重液化；危險度極高)
表 3-15 Tatsuka等人 (1980)之五項修正係數
修正係數 修正目的 Tatsuoka等人建議值
c1 圍壓修正 考量動力三軸試驗圍壓與現地圍壓不同之修正
01
(1 2 )3
+=
Kc
波型修正 (cw)
不規則之地震波與規則之動
力三軸試驗應力波之轉換
振動型(遠震)：(0.70)-1 衝擊型(近震)：(0.55)-1
難判斷取上兩者平均 c2
MSF 不同地震規模之地震修正
0.2
7.515
−
=
= ×
M M
eq
R RN
c3 c4
取樣擾動 取樣擾動造成試體強度增減之修加
視試體的擾動程度與緊
密度而定
c5 多向應力
修正 動力三軸試僅為單向振動，
現地受震乃為多向受力 0.9
66
(a) Pilcon Trip Monkey (b)Borros公司落錘
(c) 舊式標準型 (d) 環型 (e) trip型
圖 3-1 SPT 落錘型式示意圖
(Kovacs, 1979 及 Skempton, 1986)
67
使用落錘：安全型落錘，吊索系統：two-turn slip-rope
量測以第一個壓力波傳遞為主
圖 3-2 桿長對標準貫入試驗結果影響 (Schmertmann 及 Palacios, 1979)
圖 3-3 前期學者所提之覆土應力修正公式比較(Liao 及 Whitman, 1985)
68
圖 3-4 Seed評估法中使用之覆土應力修正公式(Liao 及 Whitman, 1985)
(a) (b) (c)
圖 3-5 Seed評估法中地震引致最大剪應力之考量方法
(Seed 及 Idriss, 1971)
69
圖 3-6 Seed評估法之深度折減係數 rd值範圍(Seed 及 Idriss, 1971)
圖 3-7 地盤受震反應與平均反覆剪應力示意圖(Seed 及 Idriss, 1971)
70
圖 3-8 Seed評估法之等值均幅應力波轉換方式(Seed 及 Idriss, 1979)
圖 3-9 Gibbs 及 Holtz建議之現地土壤相對密度、覆土應力
與 SPT-N值之關係 (Seed 及 Idriss, 1971)
71
圖 3-10 對於地震規模為 7.5之 Seed法現地土層液化阻抗與(N1)60之關係
(Seed 及 Idriss, 1985)
72
圖 3-11 Seed法分析流程圖
73
(a)第二類地盤 (b)第三類地盤
圖 3-12 JRA法的兩類地盤受震土層應力比較 (日本地盤工學會，1993)
74
圖 3-13 JRA法分析流程圖
(a) 衝擊型(近震) (b) 振動型(遠震)
圖 3-14 衝擊型與振動型兩種地震波型示意圖
75
圖 3-15 NJRA法分析流程圖
76
圖 3-16 動力三軸試驗振動次數為 15下，不同雙振幅剪應變之
反覆剪應力與相對密度之關係(Tokimatsu 及 Yoshimi, 1983)
77
圖 3-17 T&Y法分析流程圖
78
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1rd value
30
25
20
15
10
5
0
dept
h (m
)
rd valueSeed's MethodIwasaki MethodNCEER (1998)
圖 3-18 Seed (1971) 與 Iwasaki (1978)之 rd值比較圖
79
(a)
(b)
圖 3-19 考量不同應力應變歷史之預測液化阻抗曲線 (Mori等人, 1978)
80
圖 3-20不同細料添加量對液化認定方式之影響 (陳堯中, 1995)
81
圖 3-21 室內試驗所得之 c2值與(Nc)cr關係(ERS, 1986)
82
第四章 液化阻抗曲線與細料含量修正式的建立
4.1 細料含量修正式的意義與型式
4.1.1 細料含量修正式之意義
細料含量修正的目的主要有兩項：
1. 細料含量增加土壤的液化阻抗。
2. 在相同相對密度下，現地之 SPT-N值隨著細料含量的增加而降低。
其中，第 1項主要係針對塑性細料(fines with plasticity)而言，由於塑
性細料使得土壤在受振過程中，顆粒較難發生運動，因此對於土體變形
有一定抑制效果，但無塑性細料(fines without plasticity)對於此一抑制效
果，隨著細料含量增加其影響程度較為複雜不一。
由於台灣西部平原區之土層多為沉泥質砂(SM)層及低塑性粘土(CL)
層或其兩者互層，特別在 SM 層中，其所含的細料多為無塑性細料，因
此，細料含量修正的真正原因在於第 2 項，即在相同的相對密度下，現
地之 SPT-N 值將隨著細料含量的增加而降低，本研究依據集集地震中部
地區液化案例震後調查結果進行分析，所得的細料含量修正式也以修正
第 2項為主。
4.1.2 細料含量修正式之型式
表 3-12中所列為 Seed法、JRA法、NJRA法及 T&Y法對於細料含
量修正的方式，其可大致分為三大類：
1. 直接修正在液化阻抗。
2. 修正在 SPT-N值，將 N1,60 (N1) 轉換為 N1,60,cs (N1,f)，但修正式本身僅考
慮細料含量單一參數。
3. 修正在 SPT-N值，將 N1,60 (N1) 轉換為 N1,60,cs (N1,f)，但修正式本身考慮
83
細料含量及 N1,60 (N1)兩項參數。
其中，JRA法為第 1類修正方式，T&Y法為第 2類修正方式，NJRA
法與 NCEER(1996)法為第三類修正方式。
JRA 法的粒徑修正方式除了包含平均粒徑 D50 對液化阻抗的修正
外，尚包含細料含量對液化阻抗的修正，但由於兩者在細料含量大於 20%
的情況下，具有不錯的關係，圖 4-1取自日本國鐵構造物設計解說中，圖
4-2所示以使用 921集集地震震後調查部份資料進行迴歸分析台灣中部地
區土層之平均粒徑與細料含量的關係，由圖 4-1上可以清楚發現，當土壤
的細料含量大於 20％，資料點位的分佈帶寬較小，即對於細料含量大於
20%情況下之細料含量修正式，由於其兩者之相關性較佳，而由圖 4-2亦
可清楚發現此一相似現象，除了在細料含量小於 30%的土壤中，細料含
量與平均粒徑之關係受土壤的礫石含量影響而較有分歧之外，若土壤的
細料含量介於 30%-70%，則土壤的細料含量與平均粒徑的對數值有良好
的線性關係，因此，細料含量與平均粒徑兩者在統計上並非線性獨立，
一般而言，在兩種參數具有相依性之下，統計學的建議是選取單一參數
做為迴歸自變數即可，以兩個參數做為迴歸自變數並無法提高整體迴歸
式的相關性，即迴歸式的相關係數並不會因為另一參數的加入而提高；
所以 JRA法的粒徑修正式實在有必要精簡。
此外，JRA法的粒徑修正 R2和 R3是直接建立平均粒徑和細料含量與
液化阻抗增量的關係，亦即在相同的平均粒徑或細料含量下，液化阻抗
的修正量是相同的，此一修正方式但並不合理的，因為若所含的細料為
無塑性細料，不可能在疏鬆的土體或在緊密的土體中，由於平均粒徑的
降低或細料含量的增加，所增加的液化阻抗皆是相同的，較合理的應該
是在緊密的土體，細料含量的增加所造成液化阻抗的增量會大於其在疏
鬆土體中所造成的液化阻抗增量，因為對於無塑性的土壤而言，平均粒
84
徑或細料含量本身並不會產生新的液化阻抗，而是在不同的平均粒徑或
細料含量之下，SPT-N值與相對密度之間有不同的轉換係數。
不過，1997 年版的日本國鐵構造物設計規範卻有依不同的粒徑群組
做更精細分段的粒徑修正式 f(D50, FC, σ’v)，其公式如下(4-1)式所示：
For D50<0.075mm, and FC>50%
50( , , )=0.0027 +0.065σ ′vf D FC FC (4-1a)
For 0.075mm< D50<0.5mm
( )50 10 10 1050
0.20( , , )=0.0211 log +0.065 log 1 logD
σ σ
′ ′⋅ + ⋅
v vf D FC FC
(4-1b)
For D50>0.5mm
( )50 10 10( , , )= 0.084+0.065 log 1 logσ σ′ ′− + ⋅ v vf D FC FC (4-1c)
而其液化阻抗曲線公式如下(4-2)式所示：
( ){ }4.520.51 1 50
50
0.0676 0.0368 ( , , ) 60%
0.0882 ( , , ) 60%0.7
σ
σσ
′+ + ≥= ′ + <′ +
v
vv
N N f D FC for DrR N f D FC for Dr
(4-2)
式中， 1 2.51.5σ
=′ +v
NN (4-3)
0.37
361.5σ
= ′ +
rv
ND (4-4)
由上可見，日本國鐵的 97年版規範在粒徑修正上考慮較為複雜，因
為其亦是將粒徑的修正式獨立在基本的液化阻抗曲線外，亦即本法所使
85
用的粒徑修正方式亦是直接建立粒徑(D50 or FC)變化對液化阻抗的增
量，雖然其有依據不同的粒徑群組做修正，也考慮在不同的覆土應力，
粒徑變化修正量應有所不同，但此一修正方式將使整體的液化阻抗計算
較為繁瑣，似乎可以經由其他較精簡的修正方式來取代。
再者，若相對密度只考慮 SPT-N 值與現地覆土應力大小的影響，那
麼很容易在細料含量較高的土層，低估其相對密度，而造成低估其液化
阻抗，不過對於此一影響，日本國鐵規範利用(4-1a)式補足此一修正量的
不足部份，且對於細料含量大於 50%且平均粒徑小於 0.075mm的土壤，
其細料含量修正式的參數為細料，不過此應是針對塑性細料而言，因此
在使用(4-1a)式，亦應注意液性指數的大小。
第二類細料含量修正的方式是如 T&Y法中所示的，亦即不直接將細
料含量修正於液化阻抗，而是採用等值 SPT-N 值的概念，將含有細料含
量土體的 SPT-N 值藉由外加一細料含量修正量修正成等值純淨砂土的
SPT-N值，再藉由純淨砂土的液化阻抗曲線求得液化阻抗值，因此，若土
層的 SPT-N 值不同，相同的細料含量所造成的液化阻抗增量亦不同，此
一結果較為合理，不過此一模式必須注意到細料含量在修正式中的權
重，因為隨著細料含量的增加，土層的 SPT-N 值會降低，若在細料含量
修正式中僅有細料含量做為唯一的參數，在高細料含量的土壤，將會造
成細料含量的修正量∆Nf值大於未修正前的 N1,60 (or N1)值，亦即在此一情
況下，整體土層的液化阻抗是由細料含量的多寡做為主要的控制變數，
而非由 N1,60 (N1)值，此為一種過度修正的情況，因為在此種型式的細料
含量修正式中細料含量的權重將會隨著細料含量的增加而過高，但這並
不意味著使用 T&Y 法在分析高細料含量土層一定不準確，因為現地的
N1值與細料含量具有某一程度的相關性，即可得一 N1值與細料含量之迴
歸式，只是在分析(FC, N1)分佈與上述迴歸式較疏離的土層液化阻抗，即
86
易高估細料含量對液化阻抗的影響。
第三種方法如 NCEER(1996)法或 NJRA 法，此一方法與第二種方法
相似，只是其細料含量修正量∆Nf值並不單純由細料含量多寡控制，而是
兼具考量細料含量與 N1,60 (or N1)值，此一方式可以改善第二種方法在細
料含量較高的土壤中，細料含量修正量的大小全由細料含量本身控制而
高估其對液化阻抗的影響，因此，這種方式應該是細料含量修正較好的
方式。
對於採用第三種修正方式的兩種方法－NCEER(1996)法或 NJRA
法，有些前期學者研究將兩者的細料含量修正分佈線繪製在同一張表
上，然而，這樣的討論有其問題點，因為 NCEER(1996)所採用的是正規
化標準貫入試驗值(N1,60)，而 NJRA法所採用的則是覆土應力修正後的 N1
值，由兩者所建立的液化阻抗曲線更是不同，一般而言因為 NJRA 法所
採用的 N1值是以貫入能量較大的試驗機具所得，因此在相同的土層下，
N1值會小於 N1,60值，且在液化曲線的分佈上，在 SPT-N 值較大(N＞12)
的土層，NJRA法的液化曲線會位於 NCEER(1996)法的液化曲線的下側，
即在較大的橫座標值下，才可達到相同的 CRR值，而此一差異，亦會影
響到兩者在細料含量修正式中，N1,60值或 N1值對細料含量修正式的權重
大小，一般而言，由於 NJRA法所採用的 N1值較 NCEER(1996)法所採用
的 N1,60值小，所以 NJRA 法的細料含量修正式中給予 N1值的權重會較
大；反之 NCEER(1996)法所給予 N1,60 值的權重則略小，亦即若以
NCEER(1996)法為基準，NJRA 法中給予 N1值較高的權重，有一部份是
在補足其液化阻抗曲線對 N1值考量的不足，對於含有細料的土層，兩種
方法的修正效果應是接近的。
Ni 及 Fan (2002)曾使用集集地震震後調查資料修正 T&Y 法之細料
含量修正式，所提出的細料含量修正式如下式所示，
87
For FC=35-60%, 19 0.10∆ = −fN N (4-5)
For FC=60-80%, 18 0.10∆ = −fN N (4-6)
For FC＞80%, 6∆ =fN (4-7)
上式亦為第三類方法，因此對於細料含量修正式的型式，以第三類
方式為佳，但對於各種細料含量修正式的比較可將各種方法的細料含量
修正式轉化如第一類方法加以比較才較能確切掌握各種方法中細料對液
化阻抗的影響量，但在實際轉化過程中，由於考量的 SPT-N 值不同即會
有不同的影響量，故其影響並不齊一，因此對於細料含量修正式的比較，
除了考慮其值的分佈外，N1,60值或 N1值與細料含量等兩參數對細料含量
修正的權重亦為一重點。
4.2 中部地區土層細料含量修正式之建立
4.2.1 前期學者對 SPT-N值影響因素之回顧
大部份的細料含量修正式是將含有細料土壤的N1,60值或N1值修正為
等值純淨砂性土壤的 N1,60cs值或(N1)f值，其主要修正的目的是藉由此一細
料含量的修正，修正土壤的 N1,60值或 N1值與相對密度的關係，有關於土
壤 SPT-N值與相對密度的關係，最早以Meyerhof (1957)認為現地土層的
SPT-N值隨著相對密度的平方(Dr2)增加而增加，且兩者的比值受土層所受
的有效應力影響，即 SPT-N值與相對密度的關係如(4-8)式所示： 2
0 1( )′= + ⋅r vD Nβ β σ (4-8)
上式中β0與β1的值依土壤的種類而定；Marcuson 及 Bieganousky
(1977)引用試驗室內之模型試驗求得估計相對密度之迴歸式，如(4-9)式所
示：
88
12 212.2 0.75 ( 222( ) 2311 711( ) 53 50( ) )σ′= + × + − − −r v uD N OCR C (4-9)
式中， Dr ：為相對密度，以百分比表示。
N ：標準貫入試驗值。
OCR ：過壓密比。
σ’v ：土層所受之有效覆土應力。
Cu ：土壤之均勻係數。
對於正常壓密土壤，則可得下式之結果：
12 211.7 0.76 ( 222( ) 1600 53 50( ) )σ′= + × + − −r v uD N C (4-10)
上式中，若 N以 N1代入，則上式可改寫成：
( )2 22111.7 0.76 (222( ) 846 50( ) )− = × + −r uD N C (4-11)
即考量 N1值之影響因素，其通式可表示如下式：
( ) ( )221 1 2 3( ) = ⋅ − + ⋅ +r Dr uN C D C C Cβ (4-12)
上式中，C1、C2為相對密度與顆粒級配對 N1值影響之權重、C3、βDr
為常係數，其值應視土壤而定；由上式可得知，現地土層之相對密度與
N1 值之關係受土壤之粒徑分佈影響。而在沉泥質砂中，土壤的均勻係數
與其細料含量有關，因此對於沉泥質砂，土壤之相對密度與 N1值之關係
受其細料含量影響，亦即在相同的相對密度之下，細料含量增加將導致
土層之 N1值降低。
Seed (1979) 曾提出表 4-1 表示土層之相對密度與 N1,60值之關係，
石原研而(1976)曾整理日本常用之相對密度實用式，如表 4-2所示。。
89
Tokimatsu 及 Yoshimi (1994)曾研究現地土層之 N1值與相對密度之
關係，如圖 4-3所示，其迴歸各資料點得如式(4-13)所示：
116=rD N (4-13)
式中， Dr ：為相對密度，以百分比表示。
N1 ：覆土應力修正後之 SPT-N值。
(4-13)式為一迴歸結果，其相對密度與 N1值之分佈如圖 4-2所示，兩
變量之相關係數 R2為 0.80，R2值為自變量與應變量之變異程度之比值，
亦即相對密度之總變異量可藉由 N1值之變異量描述 80%，其餘之變異量
可能係由其他自變量所造成，由 Marcuson 及 Bieganousky (1977)與
Tokimatsu 及 Yoshimi (1994)之研究推論土層之 Dr與 N1關係的變異與土
壤的粒徑有關。
(4-13)式中所採用的 N1值為 N1,78，其為 N1,60值之 1.3倍，故若(4-13)
式中之改以 N1,60值為參數，則其係數約為 14.0，整體公式可改寫如下：
1,6014.0=rD N (4-14)
上式主要適用於純淨砂性土層，對於含有細料含量之土層並不適
用，需更進一步校訂其係數與細料含量之關係。
4.2.2 集集地震中部地區土層之細料含量與 N1值關係
圖4-4中之資料點係取自921集集地震台灣中部地區液化區之鑽探資
料（亦包含其餘震－1022嘉義地震八掌溪菁寮村液化區之鑽探資料），所
有的鑽孔資料如表 4-3所示，其全部資料點之迴歸式及分段之迴歸式如表
4-4所示。
比較表 4-4中之各分段迴歸式可發現：
90
1. 若細料含量位於區段Ⅰ(即 FC=20%-60%)，細料含量與 N1,60值之相關
係數較高，當細料含量位於區段Ⅱ(即 FC＞60%)，其相關係數甚低，
亦即 N1,60值之變異較少由細料含量之變異所造成。
2. 當細料含量位於區段Ⅰ，細料含量與 N1,60 值迴歸式斜率之絕對值較
高，即由圖 4-1中所示此一分段之迴歸線較陡，反之，當細料含量位
於區段Ⅱ，其分段迴歸線則甚為平緩。
3. 細料含量對於 N1,60 值之相關係數愈低，則在細料含量修正式中，細
料含量所佔的權重應較低，反之，若相關係數愈高，則在修正式中，
細料含量應有較高之權重。
基於上述之相關係數與迴歸式之斜率可推論隨著細料含量增加，N1,60
值呈相對降低，惟若細料含量大於 60%，細料含量對 N1,60值的影響程度
應趨緩至一定值。
4.2.3 細料含量修正式模式建立
在 4-1節中曾討論細料含量修正式的意義與型式，本研究認為細料含
量修正式的目的主要是將含有細料土層的 SPT-N 值與相對密度關係修正
為近似純淨砂性土層的 SPT-N 值與相對密度之關係，本研究認為，含有
細料土層之相對密度與 N1,60之關係可依(4-15)式所示：
( ), 1,60= + − r estD a b FC x N (4-15)
式中， Dr,est ：推估之相對密度，(%)
上式中， a、b、x為待定之係數，其決定之方法如下：
1. x 值即為各前期學者所建議之細料含量修正式中，隨著細料含量的增
加，其開始大幅影響土壤的 N1,60值或 N1值與相對密度之關係所對應
之細料含量，本研究取 x=5。
91
2. a 值即為近似純淨砂土之 N1,60值與相對密度之關係係數，本研究參考
Tokimatsu 及 Yoshimi (1994)所建議之公式(4-10)，取 a=12.5。
3. b 值的決定乃依據圖 4-4 中所示集集地震中部液化區之細料含量與
N1,60值迴歸式之斜率，但對於細料含量大於 60%之土層，由圖 4-4 之
分段迴歸顯示，其相關性不佳(相關係數甚低)，故本研究對於細料含
量小於 60%之土壤，b=0.08，對於細料含量大於 60%之土壤，則視相
對密度與 N1,60值之關係為一定值。
綜合上述，本研究所採用的相對密度與 N1,60值之關係如下(4-13)式：
( ) 1,60
,
1,60
12.5 0.08 5 5% 60%
60%16.9
+ − ≤ ≤ = >
r est
FC N for FCD
for FCN
(4-16)
(4-16)式繪製於 FC-N1,60之座標平面之圖形如圖 4-5 所示，依(4-16)
式之結果，即可計算出在相同的相對密度下，含有細料的土壤(sand with
fines)其 N1,60值與純淨土壤(clean sand)之 N1,60值兩者之差異，兩者之差異
即為細料含量修正量，其圖形如圖 4-6所示，由圖上可以清楚發現，對於
相對密度不同但細料含量相同的兩種土層，其具有不同的細料含量修正
量，因此本研究建議的細料含量修正式如下式(4-17)所示：
( ) 2
1,60 1,60
12.5 0.08 55% 60%
12.5+ −
= ⋅ ≤ ≤
csFC
N N for FC (4-17a)
1,60 1,601.828 60%= ⋅ >csN N for FC (4-17b)
式中， N1,60cs ：經細料含量修正後之等值 N1,60值
N1,60 ：正規化標準貫入試驗值(經(3-1)式之各項修正後之
SPT-N值)
92
雖然本研究所得的細料含量修正量在不同的相對密度下具有不同的
修正效果，但若改以 Robertson 及 Wride (1996) 中所提的 Ks值型式做為
細料含量修正量，則經由迴歸，本法建議對於細料含量大於 10%以上之
土壤，以(4-18)式做為細料含量修正式：
( ) ( )21,60 1,60 1,600.0001 0.02 0.81 = ⋅ = − + + cs sN K N FC FC N (4-18)
式中， Ks ：Robertson 及 Wride (1996) 所提的細料含量修正因素形
式。
對於細料含量介於 10%至 60%之土壤，(4-15)亦可以精簡如(4-16)式
所示：
( )1,60 1,60 1,600.0167 0.833= ⋅ = + cs sN K N FC N (4-19)
本研究針對細料含量修正除了提出(4-18)與(4-19)式做為一般細料含
量修正方式之修正式外，亦可直接使用(4-17)式之計算結果，帶入 4-3節
中所發展的液化阻抗評估式中。
4.3 中部地區土層液化阻抗曲線之建立
4.3.1 液化阻抗曲線之建立
本研究引用黃俊鴻及楊志文 (2001)對於集集地震中南部液化區及非
液化區之土層資料，建立液化阻抗曲線，本研究所採用之步驟與一般常
見發展液化阻抗曲線者最大的差異在於先訂出細料含量修正式，再依據
修正後的 N1,60cs值或推定的相對密度值去迴歸其與液化阻抗之關係，引用
的資料如表 4-5所示，所得的結果如圖 4-8、圖 4-9所示。
(4-20)~(4-22)式為本法建議推求現地土層液化阻抗之公式：
93
6.00.095 3.55( )Drv R
CRR Nτσ
= = + ′
(4-20a)
6.50.095 5.28( )Drv R
CRR Nτσ
= = + ′
(4-20b)
式中， ( ), 1,600.01 0.01 12.5 0.08 5= = ⋅ + − Dr r estN D FC N (4-21)
Dr,est ：推估之相對密度，(%)
改寫(4-17)式與(4-18)式為其他方法常用之型式，可得 N1,60,cs與 CRR
之關係如(4-19)式所示：
( ) 5 31,607.5
0.095 1.35422 10 ( )csMv R
CRR Nτσ
−=
= = + × ′
(4-22a)
( ) 6 3.251,607.5
0.095 7.121 10 ( )csMv R
CRR Nτσ
−=
= = + × ′
(4-22b)
(4-21)式中，N1,60cs值可依(4-17)式決定，而土壤的液化阻抗可依上兩
式計算，其所得結果在 N1,60cs值小於 20相當接近，本研究以(4-22a)為主。
黃俊鴻等人 (2002)以最小錯誤分類法建立下式做為適用台灣地區土
層之液化阻抗曲線，如下(4-23)式所示：
( ) 1,60 1,607.5
1,60 1,60
0.0035 0.13650.08 0.08
39139
cs csM
csv csR
N NCRR
N Nτσ=
= = + = + ′ − −
(4-23)
式中，N1,60cs：經細料含量修正後之等值 N1,60值
而其細料含量修正式如下(4-24)式所示：
1,60 1,60 10%csN N for FC= ≥ (4-24a)
94
( )5 21,60 1,609 10 0.0168 0.841 10%csN FC FC N for FC−= − × + + ⋅ >
(4-24b)
式中， N1,60cs ：經細料含量修正後之等值 N1,60值
N1,60 ：正規化標準貫入試驗值(經(3-1)式之各項修正後之
SPT-N值)
然而依據黃俊鴻與楊志文 (2001)中所載 921 集集地震案例資料進行
分析結果顯示，欲使 921 集集地震所有的液化與非液化案例被最少的誤
判，(4-23)式之建議可能並非一定是最好的結果，實際上液化阻抗曲線可
能可由多條分佈接近的函數來表示，因此要求得較合理的液化阻抗曲線
公式，除了借助統計分析理論之外，尚須考量液化阻抗曲線公式中各參
數的實際物理意義。
配和黃俊鴻等人 (2002)之細料含量修正式，土層的液化阻抗亦可以
下(4-25)式求得：
( ) 1,607.5
1,60
0.170.061
40cs
Mv csR
NCRR
Nτσ=
= = + ′ −
(4-25)
經由上式分析 921集集地震案例，其共有 2組高估誤判(即液化案例
被判為非液化案例)及 13組低估誤判(即非液化案例被判為液化案例)，此
正確率略佳於經由黃俊鴻等人 (2002)所提的(4-23)式進行分析之結果(4
組高估誤判及 12組低估誤判)，因此，影響 SM土層液化阻抗值的大小除
了在液化阻抗曲線外，細料含量修正式亦佔有極重要的影響。
再者，除非是一複雜的曲線疊加形式所合成的液化阻抗曲線，如
NCEER (1996)法所建議之公式即由一雙曲線疊加一直線，再疊加一負 2
次方的曲線所合成的液化阻抗曲線，使用此一方式在建立液化阻抗曲線
95
時，可能會較有彈性去調整液化阻抗的線型，而單獨使用雙曲線函數或
多項式函數做為液化阻抗曲線，可能在某段區域會較容易造成誤判，然
而，由於真實的液化阻抗曲線可能為一帶狀，因此重點是只要所建立的
液化阻抗曲線函式不要超出此一可能的液化阻抗曲線帶，則皆為一可接
受之液化阻抗曲線，例如，以本研究之細料含量修正式，建立雙曲線函
數類型之液化阻抗曲線如下：
( ) 1,607.5
1,60
0.1150.065
38cs
Mv csR
NCRR
Nτσ=
= = + ′ −
(4-26)
不過，比較(4-23)、(4-25)與(4-26)，對於最小液化阻抗的認定有明顯
的不同，黃俊鴻等人 (2002)之 TAI法所建議的最小液化阻抗值為 0.08，
然而實際上並不存在 N1,60cs值等於 0的土層，常見的土層其 N1,60cs值最小
值亦約等於 1，因此實際比較應以 N1,60cs值等於 1 所對應之 CRR 值為比
較的基準，由本研究所建議之公式，對應於 N1,60cs值等於 1所對應之 CRR
值約為 0.068，而非 TAI法所建議之 0.084。
4.3.2 液化阻抗曲線比較
對於沉泥質砂土的液化評估而言，單獨比較細料含量修正式沒有任
何意義的，因為細料含量影響土壤液化阻抗的多寡並非單由細料含量本
身控制，亦須考量到土壤本身的 SPT-N 值的大小；若單比較液化阻抗曲
線，則亦必須注意 JRA、NJRA等方法在發展精神上與 Seed一系列方法
有重大的差異；本研究比較各種方法之液化阻抗曲線的方式，並不單純
比較液化阻抗值的量，而亦比較液化阻抗曲線的意義，因此，需要以兩
種比較基底方式做比較，其一為以相對密度為基底，另一為以 N1,60值為
比較基底，分述如下：
96
1. 以相對密度為基底之比較：
由於本研究之液化阻抗曲線係由推估之相對密度值所建立，因此可
與Mori等人 (1978) 所建立的圖形相比較，如圖 4-10所示，由圖上可以
清楚發現，本研究之液化阻抗建議式在接近 40%-45%處有一明顯的轉
折，亦即隨著相對密度增加，土壤的液化阻抗在相對密度大於 45%之後
大幅的增加，此即為不同液化行為(流動液化與反覆流動性)之分界，由圖
3-19所示，Mori等人 (1978)建議以 40%做為不同液化行為之分界，而本
研究以推估之相對密度為 45%做為不同液化行為之分界，本研究推估：
對於純淨砂性土層，若其相對密度為 42.5%，則其 N1,60值約為 11.5；在
NJRA法中，亦有考慮到此一液化行為不同對液化阻抗的影響，其建議在
Na值大於14後應在原評估式中再加上一液化阻抗增加量以切合實際的土
壤行為。
由圖 4-10所示，當推估的相對密度大於 60%，其線型與 De Alba等
人 (1975) 所得之結果約略平行，因此可以大致推定本研究所採用之細料
含量修正方式可修正細料含量之影響，但由於在相對密度較高的地區，
其所觀察得到的液化點數較少，可能仍需要更多實際液化與非液化資料
來佐証本研究建議式之準確性。
圖 4-10有兩液化阻抗建議式，分別採用 6 次式與 6.5次式迴歸所得
結果，兩者對於液化阻抗值之影響甚小，對於液化潛能評估之影響亦小，
因此，對於細料含量較高的土壤，評估其液化阻抗值的重點可能不只在
於液化阻抗值，影響評估沉泥質砂土液化阻抗最嚴重者乃在於其細料含
量修正式。
對於相對密度較低之土壤，若土壤的相對密度落在 15%至 45%之
間，則本研究所建議之液化阻抗評估式會落在Mori等人 (1978)所建議之
斜線區域範圍內，但在所觀察的資料點中，似乎有甚低相對密度下仍具
97
有一定之液化阻抗者，因此，本研究擬將相對密度小於 42.5%者改以下式
評估：
( ) 7.50.05 0.155( )DrM
v R
CRR Nτσ=
= = + ′
(4-27)
( ) 1,607.50.05 0.019375( )csM
v R
CRR Nτσ=
= = + ′
(4-28)
然而本研究在 N1,60值較小的區域之液化阻抗曲線的估算係採用一概
估方式，實際上仍有待更多的研究來確認，所引用的資料點中，未發生
液化而 N1,60值落於本區域者大部份皆位於北港鎮或嘉義市內，由於其距
離震央較遠，且由 Seed (1985)法所建議的液化阻抗曲線圖上可以明顯發
現，在某些細料含量小於 5%之土壤，並不一定存在一約為 0.095之最低
液化阻抗值(所謂的最低阻抗值即當土壤的 N1,60值為 0所對應的液化阻抗
值，即液化阻抗曲線圖形上 Y軸之截距)，因此，本研究認為對於單藉由
以此一至兩個場址所得的資料即要証明在此區土壤仍具有一定的下限液
化阻抗似乎需更進一步的研究確認，因為 Seed法在評估平均反覆剪應力
時，皆是以地盤最大加速度做為評估參數，但實際上土壤的受震行為乃
是一三維度的運動，各向度加速度的比值可能隨著震波的傳遞可能略有
變更，而北港鎮與彰化縣員林鎮或大村鄉、社頭鄉等地區之震央距明顯
有異，因此，此一下限液化阻抗可能亦需考量到多向震動之影響。
本研究參考 Seed (1985)、NCEER (1996)法之液化阻抗曲線與日本港
灣構造物耐震設計規範對於細料含量修正之規定，對於 N1,60值落於本區
域的土壤，若其具有一定的塑性程度(PI >10)，則可不必經過(4-27)式之
修正，直接認定其有一最低之液化阻抗值約為 0.095，但若為不具有塑性
細料之土壤，則採用較保守之細料修正方式，如(4-27)式進行修正。
98
2. 以 N1,60值為基底之比較
由於本研究在評估地震引致反覆剪應力比亦採用 Seed 法之評估方
式，因此本節主要比較 Seed法及其相近之方法(如 Seed法、NCEER法、
T&Y法)，由圖 4-11可見 T&Y法的液化阻抗曲線在 N1,60值較大(N1,60>14)
的區域落於最右側，顯示較為保守，因此對於純淨砂土，由 T&Y法分析
所得之結果應較由 NCEER(1996)法分析之結果保守，這與亞新工程顧問
公司調查集集地震彰化員林、大村及社頭等三鄉之結果相符，其調查結
果顯示：對於中等緊密砂性土壤，以 Seed法分析所得之安全係數最高(即
最不保守)，但在疏鬆砂土，則以 T&Y法所得之安全係數最高。
由圖 4-11所示，在不同的 N1,60值範圍內，本研究之液化阻抗建議式
與其他方法所得之結果有些微的差異，在 N1,60cs值小於 8，由本研究之液
化阻抗建議式所得的安全係數將略大於 NCEER(1996)法與 T&Y法；而與
黃俊鴻與張吉佐所發展的 TAI法相近，在 N1,60cs值介於 10-19，由本研究
之液化阻抗建議式所得的安全係數將小於 NCEER(1996)法、TAI法、T&Y
法；而 N1,60cs值介於 20-30，由本研究之液化阻抗建議式所得的安全係數
與 TAI法約略相同。
為了清楚本研究所得結果與其他結果在分析上之差異，表 4-6所示為
利用表 4-3中之資料進行各方法分析所得之結果，由 Seed法、T&Y法與
本研究之建議式所得結果之差異整理如所示，表 4-7為利用之 288筆資料
進行液化潛能分析，分別由本研究之建議式與黃俊鴻和楊志文之建議式
進行分析所得結果之正確率比較，表 4-8 所示為 NCEER(1996)法、TAI
法與本研究之建議方法分析所得之安全係數。
對於沉泥質砂性土層之液化分析結果差異，並不全然由於液化阻抗
評估式的不同所造成，尚須考量土壤的細料含量，且其影響並不一定小
99
於 N1,60值變化之影響。
4.3.3 細料含量修正式比較
表 4-8所示為 NCEER(1996)法、TAI法與本研究之建議方法分析所得
之安全係數， 圖 4-13至圖 4-15所示分別為細料含量為 0%、20%、35%
之液化阻抗曲線，由此三圖之比較可以發現，此三種方法在純淨砂性土
壤分析所得結果差異不大，分析結果會產生較大差異者乃在於細料含量
較高的土壤，由圖 4-13所示，若 N1,60值在 6-32之間，則在純淨砂性土壤
中，TAI法所得之液化阻抗會略高於 NCEER (1996)法所得之結果，而依
本研究之建議所結果將較為保守；然而，圖 4-14所示之液化阻抗曲線，
NCEER (1996)法之液化阻抗曲線落於 TAI法與本研究之建議方法之上，
此一現象在細料含量較高的土壤將更為明顯，如圖 4-15所示，對於細料
含量約在 20%至 35%之土壤，若 N1,60值介於 5至 20，則由 NCEER分析
所得之安全係數較高於其他兩種方法所得，此即為細料含量修正式的差
異對土壤的液化阻抗有明顯影響的証明。
常見的 Seed法對於土壤液化阻抗與細料含量關係多以細料含量修正
式表示細料含量對土壤液化阻抗值的影響，但隨著細料含量增加，實際
上因細料含量所導致液化阻抗值的變化多寡則不易了解，本研究以所引
用的資料，針對 NCEER (1996)法、TAI法與本研究之建議等三種方法，
將細料含量所導致土壤液化阻抗值的變化量繪製如圖 4-16 及圖 4-17 所
示，圖 4-16所示為細料含量小於 20%之土壤，圖 4-17所示為細料含量大
於 20%以上之土壤，由圖上可得知，對於細料含量小於 20%之土壤，本
研究之實際修正量與 NCEER(1996)法者約略相同，對於細料含量大於
20%之土壤，除了少數在高細料含量下又兼具高 N1,60值之土壤外，本研
究之實際修正量約介於 NCEER (1996)法與 TAI 法之間，大致而言，在
100
N1,60值較低的土壤，本法的實際修正量與 TAI 法接近，而在 N1,60值較高
的土壤，本法的實際修正量與 NCEER (1996)法接近；惟對於具有高細料
含量且其 N1,60值亦高之土壤，本研究之建議方法的實際修正量會高於其
他二種方法，因為此種土壤多為經人工改良加密之土壤，其具有較高之
液化阻抗並無不合理之處。
本研究之建議與 TAI法、Robertson 及 Wride (1996)等所採用的細
料含量修正式之通式如下：
( )1,60 1,60= icsN f FC N (4-29)
此三種方法與 NCEER (1996)法在型式有所不同，由於 NCEER (1996)
是採用(3-19)式的形式做為細料含量修正，故在低 N1,60值的土壤，其細料
含量修正主要由α值影響，但在高 N1,60值的土壤，其細料含量由α與β值
共同決定，此一差異即會造成在 N1,60值較小的土壤，少量的細料含量仍
具有一定液化阻抗增量，由圖面上所示即是在 N1,60值小於 10，由 FC=15%
之 CRR曲線所得之 CRR值會較接近於由 FC=35%之 CRR曲線所得之
CRR值；但在 N1,60值大於 10，由 FC=15%之 CRR曲線所得之 CRR值會
較接近於由 FC=0%之 CRR曲線所得之 CRR值，此即由於 NCEER (1996)
的細料含量修正式具有一α值所造成的影響。
然而，本研究認為單藉由細料含量的增加，無法提高土壤的相對密
度或液化阻抗，亦即在 N1,60值甚低的土壤，除非其具有一定的塑性，否
則單藉由細料含量的增加就可以達到一定相對密度的增加並不一定正
確，由太保市的案例資料亦可以發現此一現象，因此，若土壤中的細料
含量大部份為沉泥，則細料含量修正式應採用如(4-29)式之型式所示，若
粘土含量佔細料含量大於 30%，則細料含量修正式應改採用如
NCEER(1996)之建議(如(3-19)式)所示，而在台灣一般之細料中以沉泥質
101
細料居多，因此實際上具有一定最小值的液化阻抗其造成原因並未明
確，應有必要對北港鎮之地層進行更深入一步的研究。
4.3.4 分析結果研判
1. 高估(Overestimated)誤判案例的原因推測：
依本研究之液化阻抗曲線進行 288 筆集集地震台灣中部地區液化區
及非液化區液化潛能評估，則一共約有 2 筆資料點會被高估液化阻抗，
13 筆資料點會被低估液化阻抗，而發生高估的資料點乃位於貓羅溪
(A130-1)此一鑽孔中，其深度約在地下 13.2m，由表 4-8中可以發現在本
孔中另有一更淺層、且其安全係數依分析結果所得約於 0.5之液化層；在
此 288 筆資料中，貓羅溪沿岸的鑽孔中，深度大於 9.5m 者共有 20 筆資
料，其中只有 3 筆資料為有液化，而依本法分析所高估誤判的 2 筆資料
正好在其中(較上層的安全係數約為 1.298，而其下有另一筆為 1.085)，此
2筆因此是否真的有液化，實有疑問，由國家地震中心之鑽探資料顯示(參
見表 4-3、表 4-6，NT3-2)，可以發現位在 10.20m與 11.80之兩土層其液
化潛能之安全係數相差甚大，地表的液化表徵是真的由本層所造成，實
有待更進一步確定。
而在此層下方另一資料點，其液化潛能之安全係數約為 1.085，其是
否為液化層亦為存疑，且包括 NCEER(1996)及 TAI法之分析所得其安全
係數皆大於 1，參考亞新工程顧問公司之鑽探資料顯示，在此層可能偶遇
沉泥質礫石，若在進行標準貫入試驗偶遇礫石薄層，則會提高本層之
SPT-N值，值得在進行液化分析時特別注意，所以很有可能是實際本層亦
發生液化，但係因 SPT-N值受礫石所影響而高估液化阻抗。
以社頭鄉的 BH-40鑽孔為例，如圖 4-21所示，在 S-4與 S-5之間夾
有疏鬆的 SM層，若缺乏補點的資料，則很容易誤判 S-4至 S-5之間全部
102
皆為夾有礫石的土層，而此一現在在彰化縣社頭鄉、南投市內的鑽孔甚
為明顯，因此有必要藉由其他如表面波譜法等振測方式來進一步了解土
層的分佈。
2. 低估(Underestimated)誤判案例的原因推測：
分析結果低估土壤液化阻抗的 13筆資料點全部集中在四個場址，一
是嘉義市、另一是台中港第 1 號碼頭，而貓羅溪沿岸有一資料點，最後
一個場址是在太保市內 (參見表4-5及表4-8中)，推估其低估原因可能為：
A. 嘉義市內之土層其地下水位皆甚深，鮮少高於地下 5m 者，因此，本
法在分析地下水位較低土層之液化阻抗可能過於保守，然而不管從國
家地震中心的鑽探資料或是黃俊鴻及楊志文(2001)皆顯示，所有發生
液化的鑽孔，其地下水位顯少低於地下 5公尺，大多位於地下 3公尺
以內，因此，對於地下水位深度低於地下 10m以下者，其液化之可能
性甚低。
B. 台中港第 1 號碼頭，由本研究分析其應會產生液化，但實際上並無液
化表徵，不過由於所分析的土層除了 BH-2和 BH-4之外，其餘之土層
深度皆較深，因此，是否真的無液化仍有待進一步確定，不過相對於
第 1號碼頭，第 1-4號號碼頭及第 3號碼頭之液化現象皆可被明顯判
定，因此，可能必須進一步了解第 1號碼頭的施築方式是否與其他碼
頭的施築方式有所不同，才能再進一步判斷其沒有發生液化的成因。
C. 太保市內之土層其細料中含有粘土的比例高於其他地區，由表 4-9 中
所示，在太保市內之資料點，其土層的細料中，約含有 44%以上的粘
土，由於粘土對於液化阻抗的貢獻較高，因此大量的粘土含量可能是
造成低估土壤液化阻抗的原因，由太保市的資料反算，則對於粘土含
量佔細料含量超過 30%以上的土壤，可參考 Seed (1982) 對於
103
D50<0.15mm 土壤的建議，採用固定細料含量修正量為 7.5，較能合乎
實際土層的液化阻抗，惟若整體細料已能表現出具有塑性，則應視其
PI值再提高其修正量。
因此，本研究之分析方法在分析結果可能會略微保守，但對於工程
實用上應恰為適用，使用本研究建議之方法，無需再對液化阻抗曲線增
減任何的變異數值應即可明確判定土層是否可能發生液化。
3. 靈敏性較高的土層案例：
在亞新工程顧問公司之九二一集集地震之震後調查報告中，彰化縣
員林鎮之 BH-18鑽孔亦為一較特異的鑽孔，員林鎮之 BH-18及 BH-19鑽
孔資料，如圖 4-19 至圖 4-21 所示，由於 BH-18 為有發生液化沉陷處的
鑽孔，BH-19 則為地表液化表徵不明顯處的鑽孔，BH-18 此孔與其他鑽
孔所得結果最大的差異乃是其含有液性指數較高的 CL-ML 土層，由圖
4-19中可見 S-3與 S-4的自然含水量皆大於土壤的液性限度，因此本孔在
深度高於 6m的土層其細料含量修正式應考量其液性指數大於 1，含水量
處於液性狀態的土壤其土粒運動阻抗和含水量處於塑性狀態的土壤已有
相當程度的差異，而 BH-18 鑽孔的資料可做為細料含量修正式中一重要
的參考，即雖然是 CL-ML土層，但若其自然含水量過高，亦有可能在地
震來臨時發生液化現象，因此，對於含有較多粘土含量的土壤，其細料
含量修正式應參考中國建築規範的限制，對於液性指數大於 0.9的土壤，
視其所含的細料為無塑性細料，惟在液性指數小於 0.9的土壤，可視其所
含的細料為具有塑性之細料，可以明顯提高土壤顆粒運動阻抗。
4.3.5國外案例之比較與討論
為了瞭解本研究所建議之液化阻抗曲線與細料含量修正式在國外案
104
例的適用性，本研究選取 Seed (1985)法中液化阻抗曲線圖面上之若干資
料點進行分析，其分析國外部份案例之結果如表 4-10 所示，各案例資料
點分佈如圖 4-22所示，而由 NCEER (1998)法、TAI法與本研究建議方法
分析結果之正確率如表 4-11所示。
表 4-11中之資料為選取自 Seed (1985)法中液化阻抗曲線圖面上較接
近液化阻抗曲線之點位，即較有可能被誤判的點位，因此經由各種方法
分析這些資料點所得的正確率會較分析整體資料點所得的正確率低，但
卻可以清楚的判定不同分析方法之正確率高低，由表 4-11中所示可以清
楚發現，由本法建議之方法所得之液化潛能安全係數可以正確的分析大
部份的液化案例，但較可能略微低估非液化案例的安全係數，因此，由
本研究建議方法進行分析所得的安全係數，不需再加減任何的變異數，
即可用以判定現地土層是否可能發生液化。
由表 4-11所得之結果亦可以發現，不含細料土壤之最低液化阻抗(即
液化阻抗曲線之截距值)約為 0.05，對應於 N1,60值為 1.0之液化阻抗值約
為 0.069，而 TAI 法所建議之最低液化阻抗值為 0.08，對應於 N1,60值為
1.0之液化阻抗值約為 0.084，因此在低 N1,60值的案例，由 TAI法所得的
結果會高估不含細料土壤的安全係數，此為該法較不適用的場合；反之，
由於本法在相對密度較低的土壤，有經由學理修正其應有的液化阻抗，
即本研究所採用建立液化阻抗曲線的方法是採用統計迴歸配合液化理論
去訂定液化阻抗曲線中的每個數值，而非單純採用如統計分析後之結
果，因此在適用國外不含細料土壤的液化潛能分析時，較不會發生高估
現象。
4.3.6本研究建議方法整理
對於工程實用上，茲整理本研究所採用之液化阻抗評估式及細料含
105
量修正式，其分析步驟如下：
1. SPT-N值修正：由於本法之 SPT-N值參數是採用 N1,60值，其必要的修
正如(3-1)式所示：
1,60 = ⋅N E B R SN C C C C C N (3-1)
式中， CN ：有效覆土應力修正因數
CE ：能量修正因數
CB ：鑽孔尺寸修正因數
CR ：桿長修正因數
CS ：取樣管型式修正因數
上式中之各值建議值可參考表 3-2或表 3-4所示，本研究建議 SPT-N
值覆土應力修正式以(3-4)式或(3-7)式較佳，而由以(3-3)式修正則可能高
估淺層土層之 N1,60值。
2. 細料含量修正式：
( ) 2
1,60 1,60
12.5 0.08 55% 60%
12.5+ −
= ⋅ ≤ ≤
csFC
N N for FC (4-17a)
1,60 1,601.828 60%= ⋅ >csN N for FC (4-17b)
若 0.3≥PCFC
且 LI＜0.9，則應再考慮土壤中塑性細料所造成土壤液化
阻抗的增加量。
3. 液化阻抗曲線建議式：
本研究一共有兩種的液化阻抗曲線，第一類是以 NDr值進行計算，另
106
一種是以 N1,60cs做為參數評估，其公式如下：
第一類：
( ) 6.07.5
0.095 3.55( )DrMv R
CRR Nτσ=
= = + ′
forN1,60cs>11.5 (4-20a)
( ) 7.50.05 0.155( )DrM
v R
CRR Nτσ=
= = + ′
for N1,60cs<11.5 (4-23)
式中，
( ), 1,600.01 0.01 12.5 0.08 5= = ⋅ + − Dr r estN D FC N for FC>5 (4-21)
第二類：
( ) 5 31,60,7.5
0.095 1.35422 10 ( )csMv R
CRR Nτσ
−=
= = + × ′
for N1,60cs>11.5
(4-22a)
( ) 1,607.50.05 0.019375( )csM
v R
CRR Nτσ=
= = + ′
for N1,60cs<11.5
(4-24)
4. 地震規模修正係數：
本研究所採用 Seed等人 (1975)之建議式做為地震規模修正係數，其
值如表 3-9所示。
經由上述四個步驟即可求得在特定地震規模下之土壤液化阻抗值。
4.4 影響 N1,60值之因素與權重
Ferritto (1997) 曾提出下式(4-31)做為 N1,60值與相對密度之關係：
1,602 =rP A OCR
ND
C C C (4-31)
107
其中，CP為粒徑因素、CA為年代因素、COCR為過壓密因素，其修正
方式如表 4-12所示，由於正常壓密的液化阻抗會較相同相對密度土壤的
小，表 4-13所示乃比較細料含量與過壓密效應對估算的相對密度與液化
阻抗的影響，由表-11可以清楚發現，對於緊密的砂性土層，假定其 N1,60
值為 15，則含有 10%的細料含量土壤其相對密度約為細料含量為 50%土
壤的 1.78 倍，且其液化阻抗約為 2.5 倍，而此一影響在疏鬆土層將較不
明顯，其原因乃是本表所採用液化阻抗的計算公式在疏鬆砂土層中，有
較減低其相對密度對液化阻抗影響權重所致。
表 4-13中，由 Peacock 及 Seed (1971)、曾顯琳(1997)、廖廷勖(1998)
之研究皆指出過壓密效應對土壤液化阻抗的增加量約以 OCR的倍率增
加，因此可估計過壓密效應所造成土壤液化阻抗的增加量，以過壓密比
為 4的土壤與正常壓密的土壤相比，則其液化阻抗約增加 1.26倍，此一
影響將明顯小於細料含量對緊密土體的影響。由(4-31)式與表 4-11中亦可
發現過壓密效應對於液化阻抗的影響大於其對 SPT-N值的貢獻量(過壓密
效應對於液化阻抗的影響程度約與 OCR呈正比，而其與 SPT-N 值的影
響約為 OCR0.18呈正比)，因此在液化阻抗臨界曲線上之資料點，一般多以
正常壓密土壤為主，因此，本研究簡化影響 N1,60值的因素主要包含二部
份，一為土壤的粒徑因素，本研究選取細料含量做為粒徑因素的代表參
數，另一為相對密度；而細料含量修正的主要目的在於使 N1,60值與現地
相對密度之關係排除細料含量之影響，然而，對於沉泥質砂性土壤而言，
N1,60 值與現地相對密度之相關性是影響評估土壤液化阻抗值大小的重要
因素之一，本研究為了檢核台灣中部地區土壤其 N1,60值與現地相對密度
之相關性，乃引用行政院國科會委託亞新工程顧公司針對彰化縣大村
鄉、員林鎮、社頭鄉等鄉鎮進行的鑽探的鑽探資料，擷取其中沉泥質砂
108
性土層之資料做為分析樣本，所引用的鑽探資料如附錄 A 所示，以主成
份分析(Principal Component Analysis, PCA)為主要分析方法，其分析結果
報表如表 4-14中所示。
由表 4-14所示，本研究選取現地土層的乾土單位重(γd)、細料含量(FC)
及 SPT-N值為主要的分析參數，首先求得此三參數之相關矩陣(Correlation
Matrix)，再求得其相關係數矩陣之特徵值λi分別為 1.683213、0.792401、
0.524386，並可求得其對應之特徵向量，而在特徵值與特徵向量皆求得後
即可計算主成份與參數之相關值，即為主成份負荷，而所謂的主成份得
點矩陣即為主成份負荷矩陣之逆矩陣，即經由主成份負荷矩陣可將各主
成份值轉換為各參數值，而主成份得點矩陣是將各參數值轉換為主成份
值，有關主成份分析之計算方法將簡述於附錄 B。
經由上述之主成份分析後，可以發現第一主成份主要與γd值及 SPT-N
值相關性較佳，而第二主成份主要與 FC相關係較佳，因此，可以對此兩
個主成份進行命名，由於理論上影響γd 值的主要因素為土壤顆粒的比重
與孔隙比，但一般而言，對於不含礫石或礫石含量低的土壤，造成γd 值
的變異主要係由於孔隙比的變異所造成(此可由誤差傳播定律得証)，而由
Marcuson 及 Bieganousky (1977)之研究結果可知影響 SPT-N值包含土壤
的相對密度、過壓密比、粒徑分佈以及有效覆土應力，而主成份係取兩
者有共同變異的部份，因此，對於第一主成份而言，其較有可能為代表
與土體密度相關的性質，而對於第二主成份主要代表土壤粒徑分佈性
質，特別是細料含量或礫石含量。
由表 4-14中第 4項－主成份分析之結果中可以發現，SPT-N值與第
一主成份之相關程度及其與第二主成分之相關程度之和約為 0.807472，
此與 Tokimatsu 及 Yoshimi (1994)之結果頗為相符，其乃求取現地冰凍土
109
之相對密度，再配合現地 N1,60值進行迴歸所得之公式如(4-13)式所示，而
此一公式之相關係數為 0.80，因此可以推定現地純淨土壤之相對密度與
N1,60 值之相關係數約為 0.80，而由本研究可以得知對於沉泥質砂，土體
的相對密度與細料含量與其 SPT-N 值之相關係數亦約 0.80，由此可知，
對於沉泥質砂性土壤之N1,60值最重要之兩項參數為土壤的相對密度(或孔
隙比)及粒徑分佈。
綜合上述，本研究的細料含量修正式乃基於現地土壤之 N1,60值與細
料含量之關係，藉由此細料含量修正式進一步去推估土層相對密度，最
後再藉由此一推估相對密度建立土壤之臨界液化阻抗曲線，此一做法在
統計上應能滿足相關性的要求。
不過在沉泥質砂層中，SPT-N值本身的精度將可能導致液化評估分析
的誤差來源，因為 SPT-N值本身是一計次型態(interval data)參數，經由覆
土應力修正後才轉換為具有小數的數值型態參數，對於任何計次型態參
數而言，一般誤差可能達到±0.5 interval，對於純淨砂土，由於其 N1,60
值多可大於 10 (由本研究之結果反算，對應於相對密度為 40%的純淨砂
土，其 N1,60值應可大於 10)，因此，由標準貫入試驗結果的基本計量誤差
可以控制在 10%之內，若忽略正規化過程所造成的誤差傳播，且 N1,60值
與相對密度之關係可依(4-14)式，則對於 SPT-N值大於 5之土層，由標準
貫入試驗之基本誤差所傳播於 NDr值上誤差約可小於 5%，而此一誤差範
圍對於液化阻抗分析而言似在可接受的範圍之內。
然而對於沉泥質砂土而言，在相同的相對密度下，隨著細料含量增
加會造成 N1,60值降低，對於一細料含量為 35%、相對密度約為 40%的土
壤，其 N1,60值依(4-16)式計算，僅約為 7.2，則此時其基本計次誤差會超
過 10%以上，且隨 N1,60值降低(細料含量增加)，此一誤差比例將更為增
加，造成所估算的相對密度本身即含有較高的誤差，對於液化阻抗分析
110
而言並不可忽略其所造成的影響，因此，就工程實用而言，對於細料含
量較高(FC>35%)的土層，設計時應使其液化分析所得之安全係數至少大
於 1.2才算安全。
另外，由主成份分析之結果顯示，SPT-N 值的變異約有 80%係由土
層密度與粒徑大小的變異所造成(對於 SM土壤，細料含量為其粒徑大小
的主要影響因素)，此與 Tokimatsu 及 Yoshimi (1994)現地試驗之結果相
近，因此，SPT-N值主要反應的多為土壤的密度，而由 Oda (1977)的微觀
力學分析可知，土壤的孔隙比與微觀之顆粒間接觸點個數具有高度相
關，而此接觸點個數是控制土壤靜態強度的主要因素，由此可知，SPT-N
值與土壤的靜態強度應有高度相關性，但由於處於反覆流動性的土壤其
液化特性亦須兼具考慮到變形特性，而變形特性則與微觀中之接觸點法
向量較有相關，故 SPT-N 值與接觸點法向量之相關性可能不若其與接觸
點個數高，因此，對於許多 SPT-N 值液化評估方法研究上，在土層之動
態行為處於反覆流動性，會隨著其變形參數而有不同的動態強度，此一
理論由微觀行為解釋甚為合理；所以要能精確判定土壤在反覆流動型液
化之安全係數，則應對現地土層之變形特性有更進一步的了解。
111
表 4-1 Correlation of Relative Density and N1,60 ( from Seed (1979))
Relative density of sand Standard penetration resistance under overburden pressure of 1 ton/ sq ft
54 ≈11 68 ≈19 82 ≈27 90 ≈32
表 4-2 日本常用之相對密度與 SPT-N值之關係 (石原研而，1976) 實用式 來源
0
210.7
=′σ +r
ND (%)
σ’0 : (kg/cm2)
Meyerhof (1957)
25=rD N 土田(1970) 2.7 35= +rD N 福田、半澤(1976)
112
表 4-3集集地震中部液化區部份土層分析資料
Loaction (*1)
amax/g (*2)
Depth (m)
Soil Type NSPT
σ'v
(t/m2) N1,60
(*3) (N1)f
(*4) FC (%)
PC (%)
NT-1-1 0.428 2.80 ML 4 5.9 6.0 19.9 98 45 NT-1-1 0.428 4.30 ML 7 7.69 9.2 18.7 54 14 NT-1-1 0.428 5.80 ML 10 9.54 11.8 24.7 89 16 NT-1-2 0.428 7.20 SM 11 12.2 11.5 17.3 21 7 NT-2-1 0.428 5.80 SM 7 11.6 7.5 13.9 25 7 NT-2-1 0.428 8.80 SC 12 14.7 11.4 19.1 43 13 NT-2-2 0.428 3.80 SM 10 5.25 15.9 23 30 6 NT-2-2 0.428 5.80 SM 10 7.18 13.6 20.8 30 7 NT-2-2 0.428 7.20 SM 17 8.62 21.1 22.3 6 3 NT-2-2 0.428 17.80 SM 31 19.3 25.7 30.5 36 9 NT-3-1 0.428 3.20 SM 10 4.54 14.6 23.7 27 12 NT-3-2 0.428 2.80 SM 6 3.79 11.8 17.7 22 5 NT-3-2 0.428 4.30 SM 14 4.88 23.1 31.9 48 7 NT-3-2 0.428 5.80 SM 11 6.52 15.7 22.7 28 5 NT-3-2 0.428 7.20 SM 23 8.13 29.4 36.3 25 5 NT-3-2 0.428 10.20 SM 17 11.2 18.5 24.2 20 5 NT-3-2 0.428 11.80 SM 39 13.1 39.3 44 21 3 NT-3-2 0.428 13.20 SM 35 14.7 33.3 38.1 26 4 ZH-1-1 0.192 2.80 SM 8 4.72 11.5 19.1 36 9.5 ZH-1-1 0.192 4.50 SM 10 6.44 12.3 19 25 10 ZH-1-1 0.192 5.80 SM 17 7.97 18.8 24.9 18 8.1 ZH-1-1 0.192 7.30 SW-SM 18 9.75 18 23 10 7.9 ZH-1-1 0.192 8.80 ML 12 11.4 11.1 23.8 89 35 ZH-1-1 0.192 10.30 ML 8 12.7 7.0 19.7 89 32 ZH-1-1 0.192 11.80 ML 14 14.2 11.6 24.7 97 39 ZH-1-1 0.192 13.30 ML 17 15.5 13.5 24.2 76 25 ZH-1-1 0.192 14.8 CL-ML 16 17.1 12.1 23.4 83 28 ZH-1-2 0.192 4.28 SM 4 8.06 4.4 11.6 31 4 ZH-1-2 0.192 6.00 SM 5 9.37 5.1 13.7 46 17 ZH-1-2 0.192 7.28 ML 4 11.4 3.7 13.5 59 5 ZH-1-2 0.192 10.28 SM 6 14 5.0 11.9 31 5 ZH-1-2 0.192 11.78 ML 6 13 5.2 16 70 6 ZH-1-2 0.192 15.05 SP-SM 18 16.4 13.9 16.9 9 0 ZH-1-2 0.192 16.28 SP-SM 18 17.9 13.3 16.1 9 0
113
Loaction (*1)
amax/g (*2)
Depth (m)
Soil Type NSPT
σ'v
(t/m2) N1,60
(*3) (N1)f
(*4) FC (%)
PC (%)
ZH-1-2 0.192 17.78 SP-SM 17 19.3 12.1 13.8 8 0 ZH-1-2 0.192 20.78 ML 14 22.6 9.2 17.4 55 6 ZH-1-2 0.192 22.28 SM 16 24.0 10.2 17.1 45 6 ZH-1-2 0.192 23.78 SW-SM 16 25.5 9.9 10.2 7 0 ZH-1-2 0.192 25.28 SW-SM 16 27.1 9.6 8.8 6 1 ZH-1-2 0.192 26.78 SP 19 29.1 11.0 12.8 9 3 ZH-1-3 0.192 2.28 SM 6 4.43 8.9 14.3 15 2 ZH-1-3 0.192 4.28 ML 3 6.41 3.7 17.7 99 22 ZH-1-3 0.192 5.78 ML 4 7.7 4.5 14 54 4 ZH-1-3 0.192 7.28 SW-SM 11 9.24 11.3 15.3 9 0 ZH-1-3 0.192 10.28 SM 13 12.3 11.6 18.7 34 2 ZH-1-3 0.192 11.78 SM 21 13.7 17.7 22.7 18 4 ZH-1-3 0.192 13.28 SW-SM 24 15.4 19.1 19.9 7 3 ZH-1-3 0.192 14.78 SM 26 17.2 19.6 24 20 3 ZH-1-3 0.192 16.28 SW-SM 18 19.0 12.9 16.6 10 5 ZH-1-3 0.192 17.78 SW-SM 23 20.7 15.8 14.9 6 2 ZH-1-3 0.192 19.28 SM 11 22.1 7.3 13.2 29 8 ZH-1-3 0.192 20.78 ML 11 24.1 7.0 19.1 92 9 ZH-1-3 0.192 22.28 ML 12 25.6 7.4 19.2 91 15 ZH-1-4 0.192 2.28 ML 4 3.81 6.4 16.1 59 7 ZH-1-4 0.192 3.78 SM 6 4.53 8.8 14.5 17 2 ZH-1-4 0.192 5.28 ML 6 5.92 7.7 17.9 61 6 ZH-1-4 0.192 6.78 SM 7 7.46 8.0 13.6 15 4 ZH-1-4 0.192 8.28 SM 12 9.28 12.3 17.9 15 6 ZH-1-4 0.192 11.28 SM 17 12 15.3 20.9 20 8 ZH-1-4 0.192 12.78 SW-SM 22 13.6 18.6 19.8 7 2 ZH-1-4 0.192 14.33 SM 18 15.5 14.3 19.2 18 4 ZH-1-4 0.192 17.28 SW-SM 22 18.9 15.8 19.2 10 0 ZH-1-4 0.192 21.78 ML 11 23.4 7.1 16.1 61 5 ZH-2-1 0.211 4.28 SM 6 6.08 7.6 15 33 5 ZH-3-1 0.192 5.80 ML 4 8.06 4.4 18.2 97 54 ZH-3-1 0.192 7.30 ML 7 9.22 7.2 21 98 40 ZH-3-1 0.192 8.80 ML 6 10.8 5.7 19.3 97 59 ZH-3-1 0.192 10.3 MH 12 12.0 10.8 24.4 99 78 ZH-3-1 0.192 11.8 ML 11 13.4 9.4 21 80 18 ZH-3-2 0.192 4.77 SM 5 5.12 6.9 15.8 49 5
114
Loaction (*1)
amax/g (*2)
Depth (m)
Soil Type NSPT
σ'v
(t/m2) N1,60
(*3) (N1)f
(*4) FC (%)
PC (%)
ZH-4-1 0.192 2.78 SM 5 3.81 8.0 13.6 18 4 ZH-4-1 0.192 13.28 SM 16 12.7 14 19.7 21 7 ZH-4-1 0.192 16.23 SM 13 15.8 10.2 14.8 13 4 ZH-4-1 0.192 17.23 SM 18 16.8 13.7 18.2 16 3 ZH-4-1 0.192 18.73 SM 19 18.8 13.7 17.9 16 3 ZH-4-1 0.192 26.78 ML 9 27.1 5.4 18.2 98 45 CY-1-1 0.227 2.80 SM 6 4.97 8.4 14 16 8.5 CY-1-1 0.227 4.40 SP-SM 6 6.59 7.3 12.4 10 10 CY-1-1 0.227 5.80 ML 11 7.93 12.2 22.9 65 20 CY-1-1 0.227 7.30 ML 8 9.51 8.1 18.7 66 8.5 CY-1-1 0.227 8.80 MH 6 10.8 5.7 19.6 99 24 CY-1-1 0.227 14.80 SM 18 16.6 13.8 19.7 30 6.9 CY-1-1 0.227 16.30 ML 11 18.0 8.1 19.6 82 32 註：
1. 場址說明： NT-1: 南投市振興里 ZH-1: 彰化縣員林鎮崙雅里 NT-2: 南投市軍功里 ZH-2: 彰化縣社頭鄉山湖村 NT-3: 南投市綠美橋 ZH-3: 彰化縣大村鄉黃厝村 ZH-4: 彰化縣大村鄉美港村 CY-1: 台南縣後壁鄉菁寮村. 2. 加速度值依最近的地震站所測得的數值。 3. (N1)60：Seed法中所使用的正規化標準貫入試驗值。 4. (N1)f =N1+∆Nf T&Y法中使用。
表 4-4現地土壤之 N1,60－FC迴歸係數
全部資料點 區段Ⅰ 區段Ⅱ
細料含量 6-99% 20-60% ＞60%
相關係數 r2 0.1249 0.1311 0.0235
斜率 -0.0832 -0.3077 -0.0512 迴 歸 線 截距 16.0325 25.5908 13.1029
115
表 4-5集集地震中部液化與未液化土層分析資料(黃俊鴻和楊志文，2001)
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
太平 RBH－1 4.2 3 24 5 0.200 0.789 0.959 0.378 3.58 2.7 BH-01 16.2 15 43 16 0.113 0.128 0.757 0.124 11.81 1 BH-02 7.2 10 36 17 0.126 0.128 0.925 0.141 11.43 1 BH-03 9.8 8 36 14 0.126 0.128 0.863 0.136 7.95 1 BH-03 11.8 9 36 14 0.126 0.128 0.823 0.131 8.19 1
太 保 市
BH-04 7.8 7 31 18 0.135 0.128 0.913 0.139 7.65 1 B1 6.2 1 42 4.6 0.108 0.084 0.939 0.064 1.04 4 B1 7.7 4 24 4.7 0.220 0.084 0.915 0.068 3.91 4 B2 8.7 3 23 3.5 0.227 0.084 0.893 0.070 2.87 4 B2 14.7 4 39 5.7 0.126 0.084 0.78 0.071 3.13 4 B3 4.2 3 6 0 0.331 0.084 0.959 0.054 3.64 4 B3 8.2 1 42 6 0.111 0.084 0.905 0.069 0.97 4 B3 9.2 1 39 4.8 0.128 0.084 0.88 0.070 0.93 4
北 港 鎮
B5 6.2 5 18 7.9 0.254 0.084 0.939 0.065 5.45 4 BH-01 7.7 11 16 3 0.220 0.165 0.915 0.132 10.19 3.8 BH-02 8.1 9 16 3 0.190 0.165 0.907 0.136 8.48 3.1 BH-03 5.7 8 16 2 0.170 0.165 0.945 0.139 8.82 2.8 BH-03 8.1 11 19 2 0.170 0.165 0.907 0.148 10.71 2.8 BH-04 3.7 9 11 3 0.190 0.165 0.962 0.128 11.57 2.3 BH-05 10 8 45 4 0.080 0.165 0.85 0.145 7.25 3 BH-06 7.7 7 18 3 0.170 0.165 0.915 0.142 6.72 3 BH-07 5.7 6 15 4 0.180 0.165 0.945 0.143 6.62 2.4 BH-07 7.7 9 48 5 0.080 0.165 0.915 0.150 8.89 2.4 BH-08 7.7 6 13 0 0.180 0.165 0.915 0.134 5.70 3.8 BH-09 3.7 9 17 1 0.160 0.165 0.962 0.153 12.63 1.3 BH-10 3.7 7 28 1 0.100 0.165 0.962 0.148 9.93 1.6 BH-11 7.7 7 19 1 0.170 0.165 0.915 0.151 6.96 2.4
中 港
1-4
BH-12 8.2 7 17 2 0.180 0.165 0.905 0.163 7.04 3.1 BH-1 18 13 22 0 0.104 0.165 0.73 0.142 9.34 2.7 BH-2 6 11 8 0 0.200 0.165 0.942 0.142 12.07 2.7 BH-2 16 16 18 0 0.140 0.165 0.76 0.145 12.08 2.7 BH-3 18 15 32 3 0.100 0.165 0.73 0.142 10.77 2.7 BH-4 4 6 43 3 0.090 0.165 0.96 0.124 7.46 2.7
中 港 1
BH-4 16 12 18 4 0.140 0.165 0.76 0.145 9.06 2.7
116
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
BH-5 12 12 8 0 0.201 0.165 0.82 0.149 10.20 2.7 B-1 2.7 4 22 15 0.180 0.165 0.969 0.105 5.52 2.7 B-1 7.2 6 22 15 0.180 0.165 0.925 0.148 6.16 2.7 B-2 7.2 6 13 5 0.140 0.165 0.925 0.145 6.05 2.8 B-2 10.2 6 13 4 0.140 0.165 0.847 0.145 5.32 2.8 B-3 11.7 10 13 2 1.200 0.165 0.825 0.146 8.44 2.8 B-4 16 11 20 0 0.300 0.165 0.76 0.152 8.79 2.8 B-5 5.7 5 40 10 0.080 0.165 0.945 0.140 5.58 2.8 B-5 8.7 7 42 1 0.080 0.165 0.893 0.152 6.86 2.8 B-6 5.7 4 30 10 0.024 0.165 0.945 0.136 4.31 2.8 B-6 7.2 5 30 13 0.024 0.165 0.925 0.144 4.99 2.8 B-6 11.7 6 48 14 0.075 0.165 0.825 0.144 4.96 2.8
中 港 3
B-7 8.7 6 44 12 0.080 0.165 0.893 0.148 5.68 2.8 DH-13 3.8 3 24 - 0.138 0.165 0.962 0.217 5.04 1.4 DH-14 4.8 9 29 - 0.129 0.165 0.954 0.214 13.40 1.4 DH-15 12.8 15 25 - 0.138 0.165 0.808 0.174 13.11 1.3 DH-16 8.8 5 31 - 0.125 0.165 0.891 0.193 5.31 1.3
全 興 工 業 區 DH-17 7.8 10 46 - 0.094 0.165 0.913 0.209 11.88 1.3
A133-2 16.9 28 49 7 0.080 1.000 0.746 0.670 19.25 3.5 A133-3 6.8 8 59 9 0.070 1.000 0.906 0.633 7.39 4.8 A133-3 8.8 17 39 9 0.100 1.000 0.815 0.606 14.48 4.8 A133-3 15.4 20 33 10 0.180 1.000 0.769 0.663 14.00 4.8 A133-4 3.3 6 34 8 0.110 1.000 0.964 0.673 8.61 1.9
名 間 收 費 站
A133-4 17.6 19 26 5 0.200 1.000 0.736 0.699 13.43 1.9 A133-4 6.9 46 44 12 0.100 1.000 0.902 0.715 49.29 1.9 A134-5 9.1 44 32 5 0.150 1.000 0.796 0.613 37.49 4 A134-5 10.8 44 32 5 0.160 1.000 0.838 0.670 35.22 4
名 間 鄉
RBH－1 6 7 61 13.5 0.075 0.428 0.942 0.451 8.47 2.3 Bh-10 3 5 24 6 0.130 0.428 0.967 0.300 6.71 2.4 Bh-11 7.5 12 55 8 0.080 0.428 0.919 0.384 12.14 2.8 Bh-12 5.8 4 35 7 0.125 0.428 0.944 0.360 4.35 2.8 Bh-14 5.8 10 30 7 0.970 0.428 0.944 0.433 12.04 1.5 Bh-3 5 9 20 6 0.150 0.428 0.952 0.296 9.40 4 Bh-4 5.8 7 25 7 0.150 0.428 0.944 0.283 6.55 5
南 投 市
Bh-5 8.3 12 13 3 0.560 0.428 0.903 0.386 11.62 2.8
117
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
Bh-6 6.3 16 15 5 0.270 0.428 0.938 0.410 16.59 1.2 Bh-7 2.8 6 22 5 0.180 0.428 0.969 0.458 10.62 0.7
Bh-8 7.3 11 21 7 0.150 0.428 0.923 0.306 9.75 5 南崗 RBH－1 5 3 22 3 0.065 0.428 0.952 0.379 3.67 2.2
B-1 4 12 26 0 0.110 0.428 0.96 0.362 15.78 2 南崗
工業 B-2 4 11 11 0 0.120 0.428 0.96 0.356 14.34 2.1 BH-06 5.8 5 10 4 0.360 0.211 0.944 0.217 6.03 1.5 BH-07 4.3 4 9 2 0.310 0.211 0.958 0.193 5.24 1.6 BH-08 5.8 6 10 3 0.280 0.211 0.944 0.231 7.46 0.8 BH-09 8.8 7 37 11 0.110 0.211 0.891 0.228 7.22 0.8 BH-10 8.2 8 10 2 0.450 0.211 0.905 0.202 7.98 2 BH-11 8.8 4 30 4 0.100 0.211 0.891 0.208 3.94 1.7 BH-12 5.8 3 34 6 0.100 0.211 0.944 0.182 3.31 2.5 BH-13 10.3 11 28 5 0.110 0.211 0.846 0.191 9.87 2.3 BH-14 10.3 10 45 14 0.100 0.211 0.846 0.176 8.59 3.4 BH-15 9.2 12 49 3 0.078 0.211 0.88 0.203 11.49 1.9 BH-17 11.8 10 24 5 0.200 0.211 0.823 0.165 7.88 4.5 BH-18 13.3 10 30 3 0.110 0.211 0.801 0.214 8.58 0.6 BH-19 8.8 4 46 19 0.110 0.211 0.891 0.199 3.86 2.1 BH-20 13.3 16 11 4 0.340 0.211 0.801 0.200 13.29 1.5 BH-21 14.8 11 12 3 0.210 0.211 0.778 0.208 8.94 0.7 BH-22 4.3 4 10 3 0.250 0.211 0.958 0.167 4.87 2.5 BH-23 7.3 5 23 1 0.310 0.211 0.923 0.208 5.31 2.5 BH-24 14.8 14 17 1 0.170 0.211 0.778 0.187 10.81 1.7 BH-25 11.8 12 13 1 0.300 0.211 0.823 0.215 10.81 0.8 BH-26 2.8 4 18 2 0.180 0.211 0.969 0.197 6.53 1 BH-27 5.8 3 47 5 0.078 0.211 0.944 0.247 3.85 0.4 BH-28 10.3 6 31 5 0.110 0.211 0.846 0.207 5.60 1.4 BH-29 7.3 11 9 0 0.490 0.211 0.923 0.199 11.32 2 BH-30 3.8 6 17 2 0.170 0.211 0.962 0.208 8.65 1.1 BH-31 7.3 5 16 2 0.210 0.211 0.923 0.244 5.76 0.4 BH-32 7.3 12 18 5 0.210 0.211 0.923 0.201 12.54 2 BH-33 5.8 5 19 4 0.500 0.211 0.944 0.211 5.94 1.4 BH-34 12.8 5 26 10 0.110 0.211 0.808 0.178 7.95 3.4
員 林 鎮
BH-35 4.3 9 26 4 0.140 0.211 0.958 0.165 10.65 2.5
118
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
BH-41 11.8 18 12 1 0.610 0.211 0.823 0.213 16.15 0.9 BH-42 8.8 8 25 8 0.120 0.211 0.891 0.201 7.76 2 BH-43 10.3 14 15 5 0.380 0.211 0.846 0.228 13.70 0.4 BH-44 8.8 5 24 2 0.400 0.211 0.891 0.219 5.13 1.4 BH-46 11.8 12 17 3 0.220 0.211 0.823 0.194 10.27 2.1 BH-47 11.8 11 31 9 0.130 0.211 0.823 0.194 9.41 2.1 BH-48 14.3 14 14 3 0.500 0.211 0.786 0.143 9.57 7.3 BH-50 4.3 4 18 6 0.190 0.211 0.958 0.177 5.02 2.1 NO.1 7.5 7 47 9 0.091 0.211 0.919 0.247 8.14 0.6 NO.10 12 12 13 3 0.162 0.211 0.82 0.231 11.40 0.6 NO.10 13.5 13 14 3 0.160 0.211 0.798 0.223 11.53 0.6 NO.11 4.5 4 32 6 0.123 0.211 0.957 0.221 5.61 1.1 NO.12 3 3 38 6 0.110 0.211 0.967 0.203 4.94 1.1 NO.12 6 7 11 0 0.167 0.211 0.942 0.232 8.82 1.1 NO.13 6 7 14 1 0.160 0.211 0.942 0.193 7.79 2.1 NO.2 3 4 26 2 0.135 0.211 0.967 0.235 6.94 0.5 NO.2 7.5 7 13 1 0.162 0.211 0.919 0.248 8.14 0.5 NO.3 3 6 30 3 0.127 0.211 0.967 0.195 9.58 1.2 NO.4 4.5 7 26 4 0.135 0.211 0.957 0.222 9.85 1.1 NO.5 12 9 39 5 0.108 0.211 0.82 0.222 8.33 0.9 NO.6 12 10 28 3 0.131 0.211 0.82 0.238 9.76 0.6 NO.7 12 7 48 10 0.089 0.211 0.82 0.232 6.67 0.6 NO.7 13.5 7 47 5 0.091 0.211 0.798 0.226 6.29 0.6 NO.8 12 8 41 6 0.104 0.211 0.82 0.234 7.69 0.6 NO.8 13.5 7 42 3 0.102 0.211 0.798 0.228 6.34 0.6 NO.9 19.5 9 46 18 0.093 0.211 0.708 0.196 6.60 1
RBH-1 2.8 11 33 18 0.155 0.211 0.969 0.161 15.95 1.8
員 林 鎮
RBH－1 4.2 3 62 17 0.100 0.211 0.959 0.417 4.05 1.8 BH-1 2.8 2 55 13 0.060 0.330 0.969 0.271 3.02 1.5 草
屯 BH-2 5.8 6 47 7 0.080 0.330 0.944 0.325 7.03 1.5 BH-1 13.2 12 61 6.9 0.068 0.055 0.802 0.042 8.95 5.3 新
化 BH-2 14.7 13 25 6.91 0.160 0.055 0.78 0.041 9.20 5.3 A125-7 6.5 26 17 4 0.280 0.181 0.913 0.353 27.80 2.9 A125-7 7.5 26 17 4 0.300 0.181 0.88 0.354 26.28 2.9
嘉 義 市 BH-A1 11.3 15 47 4 0.106 0.181 0.831 0.124 10.98 7.5
119
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
BH-A2 12.8 12 44 3 0.111 0.181 0.809 0.126 8.40 7.6 BH-A3 17.3 22 39 3 0.120 0.181 0.741 0.100 12.26 14.3BH-B1 18.8 13 15 1 0.164 0.181 0.719 0.142 8.29 4.4 BH-B2 14.3 16 33 2 0.132 0.181 0.786 0.147 11.53 4.6 BH-B3 20.3 17 30 2 0.137 0.181 0.696 0.098 8.98 15.3BH-C1 15.8 17 39 5 0.120 0.181 0.764 0.141 11.55 5.3 BH-C2 14.3 13 46 8 0.108 0.181 0.786 0.120 8.49 8.8 BH-C3 18.8 9 45 4 0.110 0.181 0.719 0.130 5.50 14.6BH-D1 9.8 15 23 3 0.149 0.181 0.864 0.128 11.84 14.6BH-D2 18.8 9 45 10 0.110 0.181 0.719 0.123 5.34 8.2
嘉 義 市
BH-D3 17.3 13 23 3 0.148 0.181 0.741 0.095 7.11 14.6AS-1-1 9 19 14 3 0.200 0.124 0.886 0.127 18.71 1.1
AS-1-1A 9 21 14 3 0.200 0.124 0.886 0.122 20.23 1.5 AS-1-2 8 20 24 6 0.170 0.124 0.909 0.129 20.72 1.1
AS-1-2A 5 20 18 4 0.180 0.124 0.952 0.119 24.84 1.5 AS-1-3 4 8 15 3 0.180 0.124 0.96 0.124 11.41 1.1 AS-1-3 9 22 10 1 0.220 0.124 0.886 0.128 21.80 1.1 AS-1-3 10 18 16 3 0.180 0.124 0.85 0.124 17.04 1.1
AS-1-3A 10 22 15 3 0.180 0.124 0.85 0.118 19.91 1.4 AS-1-4 9 20 12 2 0.220 0.124 0.886 0.128 19.92 1.1 AS-1-4 10 19 10 2 0.250 0.124 0.85 0.124 17.99 1.1
AS-1-4A 5 18 14 3 0.200 0.124 0.952 0.137 23.86 1.3 AS-1-4A 10 23 15 4 0.220 0.124 0.85 0.128 21.98 1.3 AS-1-5 5 16 31 7 0.130 0.124 0.952 0.127 20.52 1.1 AS-1-5 10 25 14 3 0.220 0.124 0.85 0.123 23.49 1.1
AS-1-5A 5 18 14 3 0.200 0.124 0.952 0.137 23.86 0.6 AS-1-5A 10 23 15 4 0.220 0.124 0.85 0.128 21.98 0.6 AS-1-6 9 22 6 1 0.220 0.124 0.886 0.128 21.93 1.1
AS-1-6A 5 14 14 3 0.200 0.124 0.952 0.138 18.68 0.6 AS-1-6A 6 18 19 4 0.190 0.124 0.942 0.138 21.97 0.6 AS-1-6A 9 21 12 2 0.200 0.124 0.886 0.133 21.09 0.6 AS-1-7 7 16 8 1 0.220 0.124 0.928 0.131 17.97 1.1 AS-1-7 9 22 7 1 0.280 0.124 0.886 0.128 21.93 1.1 AS-1-7 10 19 11 2 0.180 0.124 0.85 0.124 18.03 1.1
彰 濱 工 業 區
AS-1-7A 10 22 16 3 0.170 0.124 0.85 0.122 20.42 1.3
120
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
AS-2-1 5 15 17 4 0.170 0.124 0.952 0.130 19.80 1.1 AS-2-1 10 18 7 1 0.290 0.124 0.85 0.126 17.27 1.1 AS-2-2 9 22 9 2 0.200 0.124 0.886 0.128 21.87 1.1 AS-2-2 10 20 12 3 0.200 0.124 0.85 0.124 18.95 1.1 AS-2-3 9 17 15 4 0.190 0.124 0.886 0.128 16.94 1.1 AS-2-3 10 21 17 4 0.180 0.124 0.85 0.124 19.89 1.1 AS-2-4 10 22 11 2 0.190 0.124 0.85 0.124 20.78 1.1 AS-2-5 10 20 14 4 0.180 0.124 0.85 0.125 19.04 1.1 AS-2-6 9 20 9 2 0.200 0.124 0.886 0.128 19.86 1.1 AS-2-7 10 20 18 4 0.190 0.124 0.85 0.125 19.01 1.1 AS-2-8 8 20 13 2 0.220 0.124 0.909 0.129 20.82 1.1 AS-2-8 9 21 14 3 0.230 0.124 0.886 0.127 20.70 1.1 AS-2-8 10 16 14 2 0.180 0.124 0.85 0.123 15.03 1.1 AS-2-9 5 16 46 5 0.090 0.124 0.952 0.127 20.61 1.1 AS-2-9 10 21 21 9 0.150 0.124 0.85 0.123 19.62 1.1 AS-3-1 6 17 9 2 0.280 0.124 0.942 0.108 18.44 1.1 AS-3-1 9 17 16 4 0.180 0.124 0.886 0.112 15.74 1.1 AS-3-1 10 18 13 3 0.180 0.124 0.85 0.110 15.99 1.1 AS-3-2 5 8 14 2 0.130 0.124 0.952 0.104 9.32 1.1 AS-3-2 8 20 13 2 0.170 0.124 0.909 0.113 19.55 1.1 AS-3-2 9 19 10 1 0.260 0.124 0.886 0.113 17.72 1.1 AS-3-2 10 18 23 5 0.130 0.124 0.85 0.111 16.09 1.1 AS-6-1 7 17 20 3 0.115 0.124 0.928 0.140 19.31 1.1 AS-6-1 9 14 13 3 0.180 0.124 0.886 0.135 14.12 1.1 AS-6-1 10 12 40 7 0.080 0.124 0.85 0.130 11.54 1.1 AS-6-10 8 20 18 3 0.180 0.124 0.909 0.143 21.57 1.1 AS-6-10 9 14 17 4 0.130 0.124 0.886 0.140 14.29 1.1 AS-6-11 3 12 33 8 0.160 0.124 0.967 0.156 18.83 1.1 AS-6-11 9 15 18 4 0.180 0.124 0.886 0.141 14.68 1.1 AS-6-11 10 16 13 3 0.290 0.124 0.85 0.135 14.92 1.1 AS-6-2 8 20 13 2 0.200 0.124 0.909 0.144 21.72 1.1 AS-6-2 10 18 28 5 0.130 0.124 0.85 0.134 17.43 1.1 AS-6-3 10 22 20 4 0.190 0.124 0.85 0.134 21.24 1.1 AS-6-4 8 17 16 3 0.140 0.124 0.909 0.139 18.12 1.1
彰 濱 工 業 區
AS-6-4 9 16 29 6 0.200 0.124 0.886 0.135 16.11 1.1
121
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
AS-6-5 9 18 14 3 0.200 0.124 0.886 0.139 18.35 1.1 AS-6-5 10 20 15 3 0.170 0.124 0.85 0.134 19.33 1.1 AS-6-6 10 21 12 2 0.300 0.124 0.85 0.135 20.43 1.1 AS-6-7 9 17 31 5 0.100 0.124 0.886 0.139 17.26 1.1 AS-6-8 8 22 15 4 0.190 0.124 0.909 0.138 23.37 1.1 AS-6-9 9 22 16 3 0.150 0.124 0.886 0.139 22.39 1.1 AS-6-9 10 17 12 2 0.300 0.124 0.85 0.134 16.43 1.1 BS-10-1 3 2 36 5 0.100 0.124 0.967 0.118 3.26 1.1 BS-10-1 4 2 36 5 0.100 0.124 0.96 0.127 2.93 1.1 BS-12-1 4 5 21 3 0.140 0.124 0.96 0.126 7.27 1.1 BS-13-1 4 4 30 4 0.100 0.124 0.96 0.124 5.73 1.1 BS-15-1 3 2 9 1 0.200 0.124 0.967 0.118 3.28 1.1 BS-16-1 6 2 33 7 0.160 0.124 0.942 0.130 2.39 1.1 BS-21-1 3 7 5 0 0.200 0.124 0.967 0.121 11.80 1.1 BS-2-2 3 3 6 3 0.080 0.124 0.967 0.120 5.00 1.1 BS-5-1 3 5 12 2 0.190 0.124 0.967 0.119 8.22 1.1
BS-7-1 9 12 4 3 0.220 0.124 0.886 0.127 11.86 1.1 A125-5 5.3 10 21 4 0.230 0.420 0.94 0.294 10.86 4.1 A125-5 8.8 11 38 12 0.400 0.420 0.819 0.308 9.86 4.1 A125-7 5.3 17 21 3 0.300 0.420 0.94 0.339 19.51 2.9 A125-9 3.6 6 11 3 2.000 0.420 0.961 0.289 7.53 2.9 A125-9 5 14 25 3 0.800 0.420 0.945 0.324 15.45 2.9 A125-9 7.1 25 15 1 0.800 0.420 0.896 0.341 24.34 2.9 A125-9 10.6 40 14 1 0.300 0.420 0.841 0.353 33.43 2.9 A126-1 2.3 8 29 6 0.100 0.420 0.972 0.336 10.63 1.4 A126-1 3.8 6 13 4 0.500 0.420 0.959 0.391 8.75 1.4 A126-1 7.4 13 25 4 0.180 0.420 0.885 0.416 14.34 1.5 A126-1 15.7 46 29 5 0.100 0.420 0.765 0.384 35.34 1.4 A126-1 18.1 48 18 5 0.850 0.420 0.729 0.367 34.18 1.4 A126-2 5.7 13 34 7 0.150 0.420 0.933 0.322 14.40 3.5 A126-2 10.9 30 21 5 0.013 0.420 0.837 0.354 25.90 3.5 A126-2 17.1 50 20 5 0.100 0.420 0.743 0.339 35.09 3.5 A126-4 2.2 6 23 5 0.150 0.420 0.973 0.304 7.51 1.7 A126-4 6.4 11 16 5 0.400 0.420 0.917 0.406 12.63 1.7
貓 羅 溪 沿 岸
A127-1 14.3 43 39 8 0.080 0.420 0.785 0.272 29.28 8.5
彰
濱
工
業
區
122
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
A127-1 15.6 40 39 8 0.100 0.420 0.766 0.274 28.47 8.5 A127-1 16.8 40 39 8 0.100 0.420 0.748 0.275 27.73 8.5 A127-1 18.1 42 39 8 0.080 0.420 0.729 0.274 27.04 8.5 A128-2 2.1 2 18 4 0.130 0.420 0.974 0.330 2.69 1.3 A128-2 5.5 15 17 3 0.700 0.420 0.937 0.420 18.66 1.3 A128-5 4.7 12 29 6 0.250 0.420 0.95 0.344 14.74 2.5 A128-5 7.8 7 16 4 0.300 0.420 0.868 0.363 6.99 2.5 A128-5 12.6 33 29 6 0.300 0.420 0.811 0.368 26.67 2.5 A128-7 6.2 6 23 5 0.130 0.420 0.922 0.411 7.11 1.7 A129-1 6.3 11 30 6 0.110 0.420 0.92 0.363 12.13 2.6 A129-1 10.8 11 20 5 0.130 0.420 0.839 0.376 9.77 2.6 A129-1 14.1 36 35 12 0.300 0.420 0.789 0.364 27.92 2.6 A129-3 6.5 4 17 4 0.300 0.420 0.912 0.412 4.58 1.5 A129-3 10.4 33 30 12 0.040 0.420 0.844 0.406 30.44 1.5 A129-3 16.2 28 31 9 0.300 0.420 0.758 0.374 20.82 1.5 A130-1 4.9 9 29 6 0.200 0.420 0.947 0.323 10.66 3.1 A130-1 10.9 26 31 8 0.120 0.420 0.836 0.355 21.87 3.1 A130-1 13.2 26 31 8 0.100 0.420 0.802 0.352 20.15 3.1 A130-2 7.2 17 18 6 0.200 0.420 0.893 0.349 17.39 3 A130-2 8.1 17 18 6 0.200 0.420 0.856 0.347 16.64 3 A130-2 14.5 28 18 6 0.100 0.420 0.772 0.322 25.30 3 A130-2 15.4 28 18 6 0.100 0.420 0.769 0.337 19.59 3
F130-2A 9.5 27 17 4 1.000 0.420 0.771 0.296 23.58 4.2
F130-2A 13 31 20 5 0.400 0.420 0.805 0.331 23.49 4.2 霧1 RBH－1 9 7 42 9.4 0.100 0.789 0.886 0.714 6.38 2.3 霧2 RBH－1 2.4 6 41 9 0.095 0.789 0.972 0.514 8.71 2.3
BH-10 5.8 11 22 4 0.130 0.789 0.944 0.780 12.79 1.4 BH-11 5.8 10 48 12 0.080 0.789 0.944 0.822 11.78 0.9 BH-12 8.8 13 40 14 0.100 0.789 0.891 0.611 11.01 4.2 BH-13 2.8 3 38 11 0.097 0.789 0.969 0.760 4.94 0.9 BH-3 2.3 2 22 6 0.150 0.789 0.972 0.641 3.33 1.3 BH-5 3 13 45 14 0.090 0.789 0.967 0.697 19.24 1.2 BH-7 7.3 13 40 11 0.095 0.789 0.923 0.644 12.03 3.2 BH-8 1.3 1.5 65 23 0.055 0.789 0.982 0.741 3.60 0.5
霧 峰 鄉
BH-9 6.8 10 15 7 0.037 0.789 0.931 0.790 10.78 2
貓
羅
溪
沿
岸
123
鑽孔 地點 BH-NO. Depth
(m) N FC PC D50 PGA rd CSR N1,60 Dw
MBH-01 5.8 12 49 12 0.075 0.789 0.944 0.650 12.45 2.7 MBH-02 4.2 7 27 5 0.190 0.789 0.959 0.634 8.52 2.3 MBH-03 5.8 6 27 5 0.195 0.789 0.944 0.659 6.44 2.8 MBH-03 7.2 9 29 5 0.185 0.789 0.925 0.687 8.93 2.8 MBH-04 4.2 8 34 7 0.200 0.789 0.959 0.609 9.50 2.6 MBH-05 2.8 4 33 9 0.188 0.789 0.969 0.506 5.37 2.7 MBH-05 4.2 5 43 7 0.143 0.789 0.959 0.596 5.87 2.7 MBH-06 4.2 7 40 10 0.130 0.789 0.959 0.672 8.72 1.9
MBH-06 5.8 9 40 7 0.160 0.789 0.944 0.718 9.88 1.9 註： 1.粗體為液化案例、無粗體為無液化案例 2.鑽孔地點簡寫說明－ 霧 1：霧峰鄉太子堡 霧 2：霧峰鄉四德路 南崗工業：南崗工業區 中港 1-4：台中港第 1-4號碼頭 中港 1：台中港第 1號碼頭 中港 3：台中港第 3號碼頭
3. Dw：地下水位深度。
霧
峰
鄉
124
表 4-6分析結果比較表(本研究方法與 Seed法、T&Y法) Site Depth
(m) NSPT (N1),60 FC
(%) CSR
(Seed)CSR
(T&Y)NDr CRR
this study
FS Seed 1985
FS T&Y 1983
FS this
studyNT-1-1 2.8 4 6 98 0.334 0.316 0.414 0.113 0.4 0.61 0.34 NT-1-1 4.3 7 9.2 54 0.384 0.360 0.498 0.148 0.46 0.51 0.39 NT-1-1 5.8 10 11.8 89 0.413 0.382 0.581 0.229 0.52 0.66 0.55 NT-1-2 7.2 11 11.5 21 0.309 0.283 0.467 0.131 0.61 0.58 0.43 NT-2-1 5.8 7 7.5 25 0.284 0.263 0.386 0.107 0.5 0.56 0.37 NT-2-1 8.8 12 11.4 43 0.323 0.293 0.525 0.168 0.65 0.6 0.52 NT-2-2 3.8 10 15.9 30 0.387 0.364 0.578 0.226 0.7 0.55 0.58 NT-2-2 5.8 10 13.6 30 0.422 0.391 0.535 0.177 0.55 0.47 0.42 NT-2-2 7.2 17 21.1 6 0.433 0.396 0.578 0.225 0.59 0.48 0.52 NT-2-2 17.8 31 25.7 36 0.340 0.360 0.759 0.766 1.77 0.85 2.26 NT-3-1 3.2 10 14.6 27 0.371 0.350 0.545 0.187 0.66 0.59 0.50 NT-3-2 2.8 6 11.8 22 0.447 0.423 0.476 0.136 0.43 0.4 0.30 NT-3-2 4.3 14 23.1 48 0.466 0.437 0.766 0.803 1.29 0.8 1.72 NT-3-2 5.8 11 15.7 28 0.471 0.435 0.568 0.213 0.56 0.45 0.45 NT-3-2 7.2 23 29.4 25 0.470 0.430 0.765 0.794 1.28 1.19 1.69 NT-3-2 10.2 17 18.5 20 0.461 0.417 0.589 0.242 0.64 0.5 0.52 NT-3-2 11.8 39 39.3 21 0.442 0.407 0.864 1.550 1.36 2.46 3.51 NT-3-2 13.2 35 33.3 26 0.418 0.397 0.818 1.146 1.44 1.59 2.74 ZH-1-1 2.8 8 11.5 36 0.145 0.137 0.508 0.155 1.45 1.36 1.07 ZH-1-1 4.5 10 12.3 25 0.168 0.158 0.495 0.146 1.24 1.18 0.87 ZH-1-1 5.8 17 18.8 18 0.177 0.163 0.587 0.238 1.7 1.55 1.35 ZH-1-1 7.3 18 18 10 0.181 0.166 0.547 0.189 1.3 1.31 1.04 ZH-1-1 8.8 12 11.1 89 0.185 0.167 0.563 0.207 1.11 1.41 1.12 ZH-1-1 10.3 8 7 89 0.186 0.168 0.447 0.123 0.8 1.14 0.66 ZH-1-1 11.8 14 11.6 97 0.182 0.167 0.576 0.222 1.17 1.49 1.22 ZH-1-1 13.3 17 13.5 76 0.174 0.166 0.621 0.296 1.38 1.45 1.70 ZH-1-1 14.8 16 12.1 83 0.166 0.164 0.588 0.239 1.33 1.4 1.44 ZH-1-2 4.28 4 4.4 31 0.159 0.149 0.306 0.098 0.68 0.94 0.62 ZH-1-2 6 5 5.1 46 0.175 0.162 0.356 0.102 0.7 0.94 0.58 ZH-1-2 7.28 4 3.7 59 0.183 0.167 0.324 0.099 0.57 0.91 0.54 ZH-1-2 10.28 6 5 31 0.189 0.171 0.326 0.099 0.62 0.84 0.52 ZH-1-2 11.78 6 5.2 70 0.185 0.170 0.385 0.106 0.67 0.98 0.58 ZH-1-2 15.05 18 13.9 9 0.166 0.165 0.478 0.137 1.08 1.04 0.82 ZH-1-2 16.28 18 13.3 9 0.158 0.162 0.468 0.132 1.09 1.03 0.83 ZH-1-2 17.78 17 12.1 8 0.149 0.158 0.443 0.122 1.03 0.97 0.82 ZH-1-2 20.78 14 9.2 55 0.135 0.150 0.500 0.150 1.32 1.17 1.11 ZH-1-2 22.28 16 10.2 45 0.130 0.146 0.501 0.151 1.48 1.19 1.16
125
Site Depth (m)
NSPT (N1),60 FC (%)
CSR (Seed)
CSR (T&Y)
NDr CRRthis
study
FS Seed 1985
FS T&Y 1983
FS this
studyZH-1-2 23.78 16 9.9 7 0.126 0.142 0.398 0.109 0.97 0.93 0.87 ZH-1-2 25.28 16 9.6 6 0.121 0.137 0.390 0.107 0.94 0.89 0.89 ZH-1-2 26.78 19 11 9 0.118 0.132 0.425 0.116 1.23 1.12 0.98 ZH-1-3 2.28 6 8.9 15 0.130 0.124 0.397 0.109 1.12 1.26 0.83 ZH-1-3 4.28 3 3.7 99 0.162 0.152 0.325 0.099 0.64 1.16 0.61 ZH-1-3 5.78 4 4.5 54 0.176 0.163 0.348 0.101 0.65 0.95 0.58 ZH-1-3 7.28 11 11.3 9 0.183 0.167 0.431 0.117 0.81 0.97 0.64 ZH-1-3 10.28 13 11.6 34 0.188 0.170 0.505 0.153 1.13 1.08 0.81 ZH-1-3 11.78 21 17.7 18 0.184 0.169 0.570 0.215 1.5 1.31 1.17 ZH-1-3 13.28 24 19.1 7 0.175 0.166 0.553 0.195 1.34 1.16 1.12 ZH-1-3 14.78 26 19.6 20 0.165 0.163 0.607 0.269 2.03 1.46 1.63 ZH-1-3 16.28 18 12.9 10 0.155 0.159 0.463 0.130 1.11 1.07 0.84 ZH-1-3 17.78 23 15.8 6 0.146 0.155 0.500 0.150 1.28 1.03 1.03 ZH-1-3 19.28 11 7.3 29 0.138 0.151 0.390 0.107 1.04 0.99 0.78 ZH-1-3 20.78 11 7 92 0.132 0.147 0.447 0.123 1.13 1.27 0.93 ZH-1-3 22.28 12 7.4 91 0.128 0.143 0.460 0.128 1.21 1.31 1.00 ZH-1-4 2.28 4 6.4 59 0.169 0.160 0.426 0.116 0.84 1.06 0.69 ZH-1-4 3.78 6 8.8 17 0.192 0.180 0.399 0.109 0.77 0.87 0.57 ZH-1-4 5.28 6 7.7 61 0.202 0.188 0.469 0.132 0.78 0.95 0.65 ZH-1-4 6.78 7 8 15 0.206 0.189 0.376 0.105 0.65 0.81 0.51 ZH-1-4 8.28 12 12.3 15 0.205 0.186 0.466 0.131 0.93 0.96 0.64 ZH-1-4 11.28 17 15.3 20 0.201 0.183 0.536 0.178 1.19 1.1 0.89 ZH-1-4 12.78 22 18.6 7 0.191 0.179 0.546 0.188 1.19 1.07 0.99 ZH-1-4 14.33 18 14.3 18 0.178 0.174 0.512 0.158 1.24 1.08 0.89 ZH-1-4 17.28 22 15.8 10 0.157 0.164 0.513 0.159 1.33 1.14 1.01 ZH-1-4 21.78 11 7.1 61 0.136 0.152 0.450 0.124 1.11 1.1 0.91 ZH-2-1 4.28 6 7.6 33 0.198 0.186 0.406 0.111 0.78 0.86 0.56 ZH-3-1 5.8 4 4.4 97 0.165 0.152 0.354 0.102 0.69 1.18 0.62 ZH-3-1 7.3 7 7.2 98 0.175 0.160 0.453 0.125 0.87 1.27 0.72 ZH-3-1 8.8 6 5.7 97 0.181 0.164 0.403 0.110 0.73 1.15 0.61 ZH-3-1 10.3 12 10.8 99 0.183 0.166 0.555 0.198 1.1 1.48 1.08 ZH-3-1 11.8 11 9.4 80 0.181 0.166 0.518 0.163 1.01 1.22 0.90 ZH-3-2 4.77 5 6.9 49 0.208 0.194 0.421 0.114 0.71 0.85 0.55 ZH-4-1 2.78 5 8 18 0.197 0.186 0.383 0.106 0.70 0.82 0.54 ZH-4-1 13.28 16 14 21 0.200 0.190 0.516 0.161 1.11 1.00 0.80 ZH-4-1 16.23 13 10.2 13 0.176 0.180 0.420 0.114 0.87 0.89 0.65 ZH-4-1 17.23 18 13.7 16 0.168 0.176 0.495 0.147 1.25 1.03 0.87 ZH-4-1 18.73 19 13.7 16 0.157 0.169 0.495 0.147 1.34 1.06 0.94
126
Site Depth (m)
NSPT (N1),60 FC (%)
CSR (Seed)
CSR (T&Y)
NDr CRRthis
study
FS Seed 1985
FS T&Y 1983
FS this
studyZH-4-1 26.78 9 5.4 98 0.125 0.141 0.393 0.108 1.01 1.28 0.86 CY-1-1 2.8 6 8.4 16 0.156 0.127 0.388 0.107 1.02 1.21 0.68 CY-1-1 4.4 6 7.3 10 0.185 0.149 0.349 0.101 0.66 0.98 0.55 CY-1-1 5.8 11 12.2 65 0.200 0.159 0.590 0.243 1.28 1.31 1.21 CY-1-1 7.3 8 8.1 66 0.210 0.165 0.481 0.138 0.88 1.1 0.66 CY-1-1 8.8 6 5.7 99 0.216 0.168 0.403 0.110 0.67 1.11 0.51 CY-1-1 14.8 18 13.8 30 0.195 0.165 0.539 0.180 1.43 1.13 0.92 CY-1-1 16.3 11 8.1 82 0.185 0.162 0.481 0.138 0.99 1.15 0.75
127
表 4-7分析準確性之比較
本研究建議式分析之結果 液化案例 非液化案例
細料含量分組 誤判數 總數 正確率 誤判數 總數 正確率
FC≦10 0 10 100% 2 13 85% 10＜FC≦30 0 97 100% 5 76 93%
FC＞30 2 57 98% 6 35 80% 合計 2 164 98.78% 13 124 89.52%
黃俊鴻等人 (2002)之TAI法分析之結果
液化案例 非液化案例 細料含量分組
誤判數 總數 正確率 誤判數 總數 正確率
FC≦10 2 10 80% 2 13 85% 10＜FC≦30 1 97 99% 4 76 95%
FC＞30 1 57 98% 6 35 83% 合計 4 164 97.56% 12 124 90.32%
NCEER (1996)法分析之結果 液化案例 非液化案例
細料含量分組 誤判數 總數 正確率 誤判數 總數 正確率
FC≦10 1 10 80% 2 13 85% 10＜FC≦30 8 97 89% 3 76 96%
FC＞30 3 57 89% 2 35 100% 合計 12 164 92.68% 7 124 94.35%
128
表 4-8分析結果之比較
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
太平鄉 RBH－1 L 4.2 3 24 0.378 3.58 0.265 0.245 0.249 太保市 BH-01 U 16.2 15 43 0.124 11.81 1.709 1.390 1.476 太保市 BH-02 U 7.2 10 36 0.141 11.43 1.463 1.134 1.133 太保市 BH-03 U 9.8 8 36 0.136 7.95 1.179 0.920 0.876 太保市 BH-03 U 11.8 9 36 0.131 8.19 1.247 0.971 0.922 太保市 BH-04 U 7.8 7 31 0.139 7.65 1.090 0.865 0.835 北港鎮 B1 U 6.2 1 42 0.064 1.04 1.221 1.275 1.200 北港鎮 B1 U 7.7 4 24 0.068 3.91 1.521 1.387 1.411 北港鎮 B2 U 8.7 3 23 0.07 2.87 1.318 1.271 1.277 北港鎮 B2 U 14.7 4 39 0.071 3.13 1.487 1.304 1.333 北港鎮 B3 U 4.2 3 6 0.054 3.64 1.199 1.650 1.667 北港鎮 B3 U 8.2 1 42 0.069 0.97 0.758 1.178 1.069 北港鎮 B3 U 9.2 1 39 0.07 0.93 0.742 1.157 1.039 北港鎮 B5 U 6.2 5 18 0.065 5.45 1.663 1.549 1.572 中港1-4 BH-01 L 7.7 11 16 0.132 10.19 1.136 0.973 0.911 中港1-4 BH-02 L 8.1 9 16 0.136 8.48 0.975 0.860 0.838 中港1-4 BH-03 L 5.7 8 16 0.139 8.82 0.978 0.857 0.829 中港1-4 BH-03 L 8.1 11 19 0.148 10.71 1.110 0.913 0.856 中港1-4 BH-04 L 3.7 9 11 0.128 11.57 1.139 1.038 0.978 中港1-4 BH-05 L 10 8 45 0.145 7.25 1.048 0.850 0.822 中港1-4 BH-06 L 7.7 7 18 0.142 6.72 0.848 0.758 0.759 中港1-4 BH-07 L 5.7 6 15 0.143 6.62 0.781 0.739 0.744 中港1-4 BH-07 L 7.7 9 48 0.15 8.89 1.148 0.936 0.935 中港1-4 BH-08 L 7.7 6 13 0.134 5.7 0.726 0.747 0.760 中港1-4 BH-09 L 3.7 9 17 0.153 12.63 1.176 0.973 0.927 中港1-4 BH-10 L 3.7 7 28 0.148 9.93 1.177 0.925 0.873 中港1-4 BH-11 L 7.7 7 19 0.151 6.96 0.828 0.725 0.722 中港1-4 BH-12 L 8.2 7 17 0.163 7.04 0.743 0.669 0.667 中港1 BH-1 U 18 13 22 0.142 9.34 1.101 0.896 0.841 中港1 BH-2 U 6 11 8 0.142 12.07 0.988 0.934 0.884 中港1 BH-2 U 16 16 18 0.145 12.08 1.220 1.003 0.950 中港1 BH-3 U 18 15 32 0.142 10.77 1.349 1.046 1.010
129
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
中港1 BH-4 U 4 6 43 0.124 7.46 1.246 1.002 0.964 中港1 BH-4 U 16 12 18 0.145 9.06 0.993 0.843 0.806 中港1 BH-5 U 12 12 8 0.149 10.2 0.822 0.812 0.783 中港3 B-1 L 2.7 4 22 0.105 5.52 1.108 0.976 0.988 中港3 B-1 L 7.2 6 22 0.148 6.16 0.829 0.717 0.721 中港3 B-2 L 7.2 6 13 0.145 6.05 0.692 0.702 0.712 中港3 B-2 L 10.2 6 13 0.145 5.32 0.647 0.678 0.690 中港3 B-3 L 11.7 10 13 0.146 8.44 0.840 0.786 0.772 中港3 B-4 L 16 11 20 0.152 8.79 0.961 0.801 0.767 中港3 B-5 L 5.7 5 40 0.14 5.58 0.946 0.774 0.782 中港3 B-5 L 8.7 7 42 0.152 6.86 0.969 0.781 0.766 中港3 B-6 L 5.7 4 30 0.136 4.31 0.837 0.719 0.734 中港3 B-6 L 7.2 5 30 0.144 4.99 0.840 0.707 0.718 中港3 B-6 L 11.7 6 48 0.144 4.96 0.871 0.735 0.753 中港3 B-7 L 8.7 6 44 0.148 5.68 0.903 0.745 0.751 全興工 DH-13 L 3.8 3 24 0.217 5.04 0.528 0.463 0.470 全興工 DH-14 L 4.8 9 29 0.214 13.4 1.038 0.819 0.828 全興工 DH-15 L 12.8 15 25 0.174 13.11 1.199 0.951 0.936 全興工 DH-16 L 8.8 5 31 0.193 5.31 0.650 0.539 0.546 全興工 DH-17 L 7.8 10 46 0.209 11.88 1.019 0.845 0.923 名間1 A133-2 L 16.9 28 49 0.67 19.25 0.575 0.603 0.805 名間1 A133-3 L 6.8 8 59 0.633 7.39 0.243 0.204 0.208 名間1 A133-3 L 8.8 17 39 0.606 14.48 0.421 0.346 0.390 名間1 A133-3 L 15.4 20 33 0.663 14 0.363 0.287 0.303 名間1 A133-4 L 3.3 6 34 0.673 8.61 0.248 0.193 0.182 名間1 A133-4 L 17.6 19 26 0.699 13.43 0.308 0.244 0.243 名間鄉 A133-4 U 6.9 46 44 0.715 49.29 - - 9.047 名間鄉 A134-5 U 9.1 44 32 0.613 37.49 - - 3.285 名間鄉 A134-5 U 10.8 44 32 0.67 35.22 - - 2.517 名間鄉 RBH－1 L 6 7 61 0.451 8.47 0.370 0.314 0.332 南投市 Bh-10 L 3 5 24 0.3 6.71 0.439 0.368 0.366 南投市 Bh-11 L 7.5 12 55 0.384 12.14 0.565 0.495 0.600 南投市 Bh-12 L 5.8 4 35 0.36 4.35 0.329 0.275 0.281 南投市 Bh-14 L 5.8 10 30 0.433 12.04 0.473 0.370 0.364
130
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
南投市 Bh-3 L 5 9 20 0.296 9.4 0.515 0.426 0.401 南投市 Bh-4 L 5.8 7 25 0.283 6.55 0.465 0.388 0.386 南投市 Bh-5 L 8.3 12 13 0.386 11.62 0.400 0.351 0.331 南投市 Bh-6 L 6.3 16 15 0.41 16.59 0.539 0.454 0.465 南投市 Bh-7 L 2.8 6 22 0.458 10.62 0.373 0.300 0.282 南投市 Bh-8 L 7.3 11 21 0.306 9.75 0.518 0.423 0.396 南崗橋 RBH－1 L 5 3 22 0.379 3.67 0.260 0.245 0.248 南崗工 B-1 L 4 12 26 0.362 15.78 0.694 0.562 0.594 南崗工 B-2 L 4 11 11 0.356 14.34 0.491 0.434 0.420 員林鎮 BH-06 L 5.8 5 10 0.217 6.03 0.418 0.463 0.471 員林鎮 BH-07 L 4.3 4 9 0.193 5.24 0.421 0.500 0.511 員林鎮 BH-08 L 5.8 6 10 0.231 7.46 0.447 0.465 0.467 員林鎮 BH-09 L 8.8 7 37 0.228 7.22 0.665 0.525 0.510 員林鎮 BH-10 L 8.2 8 10 0.202 7.98 0.534 0.546 0.544 員林鎮 BH-11 L 8.8 4 30 0.208 3.94 0.529 0.460 0.469 員林鎮 BH-12 L 5.8 3 34 0.182 3.31 0.585 0.510 0.521 員林鎮 BH-13 L 10.3 11 28 0.191 9.87 0.908 0.714 0.674 員林鎮 BH-14 L 10.3 10 45 0.176 8.59 0.957 0.771 0.754 員林鎮 BH-15 L 9.2 12 49 0.203 11.49 1.021 0.856 0.945 員林鎮 BH-17 L 11.8 10 24 0.165 7.88 0.873 0.715 0.694 員林鎮 BH-18 L 13.3 10 30 0.214 8.58 0.753 0.593 0.559 員林鎮 BH-19 L 8.8 4 46 0.199 3.86 0.570 0.492 0.509 員林鎮 BH-20 L 13.3 16 11 0.2 13.29 0.818 0.728 0.696 員林鎮 BH-21 L 14.8 11 12 0.208 8.94 0.595 0.562 0.548 員林鎮 BH-22 L 4.3 4 10 0.167 4.87 0.485 0.570 0.582 員林鎮 BH-23 L 7.3 5 23 0.208 5.31 0.557 0.488 0.495 員林鎮 BH-24 L 14.8 14 17 0.187 10.81 0.854 0.716 0.671 員林鎮 BH-25 L 11.8 12 13 0.215 10.81 0.679 0.604 0.567 員林鎮 BH-26 L 2.8 4 18 0.197 6.53 0.602 0.541 0.543 員林鎮 BH-27 L 5.8 3 47 0.247 3.85 0.459 0.397 0.410 員林鎮 BH-28 L 10.3 6 31 0.207 5.6 0.621 0.511 0.516 員林鎮 BH-29 L 7.3 11 9 0.199 11.32 0.683 0.648 0.611 員林鎮 BH-30 L 3.8 6 17 0.208 8.65 0.659 0.571 0.553 員林鎮 BH-31 L 7.3 5 16 0.244 5.76 0.436 0.416 0.422
131
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
員林鎮 BH-32 L 7.3 12 18 0.201 12.54 0.907 0.744 0.709 員林鎮 BH-33 L 5.8 5 19 0.211 5.94 0.545 0.491 0.496 員林鎮 BH-34 L 12.8 5 26 0.178 7.95 0.832 0.672 0.649 員林鎮 BH-35 L 4.3 9 26 0.165 10.65 1.087 0.858 0.812 員林鎮 BH-41 L 11.8 18 12 0.213 16.15 0.941 0.815 0.820 員林鎮 BH-42 L 8.8 8 25 0.201 7.76 0.719 0.586 0.569 員林鎮 BH-43 L 10.3 14 15 0.228 13.7 0.811 0.682 0.659 員林鎮 BH-44 L 8.8 5 24 0.219 5.13 0.527 0.461 0.468 員林鎮 BH-46 L 11.8 12 17 0.194 10.27 0.793 0.670 0.627 員林鎮 BH-47 L 11.8 11 31 0.194 9.41 0.890 0.694 0.656 員林鎮 BH-48 L 14.3 14 14 0.143 9.57 0.959 0.856 0.818 員林鎮 BH-50 L 4.3 4 18 0.177 5.02 0.588 0.556 0.566 員林鎮 NO.1 L 7.5 7 47 0.247 8.14 0.659 0.535 0.524 員林鎮 NO.10 L 12 12 13 0.231 11.4 0.658 0.580 0.545 員林鎮 NO.10 L 13.5 13 14 0.223 11.53 0.705 0.610 0.574 員林鎮 NO.11 L 4.5 4 32 0.221 5.61 0.587 0.481 0.485 員林鎮 NO.12 L 3 3 38 0.203 4.94 0.617 0.510 0.519 員林鎮 NO.12 L 6 7 11 0.232 8.82 0.513 0.498 0.488 員林鎮 NO.13 L 6 7 14 0.193 7.79 0.620 0.578 0.573 員林鎮 NO.2 L 3 4 26 0.235 6.94 0.583 0.480 0.474 員林鎮 NO.2 L 7.5 7 13 0.248 8.14 0.483 0.456 0.450 員林鎮 NO.3 L 3 6 30 0.195 9.58 0.888 0.694 0.656 員林鎮 NO.4 L 4.5 7 26 0.222 9.85 0.765 0.606 0.570 員林鎮 NO.5 L 12 9 39 0.222 8.33 0.744 0.586 0.560 員林鎮 NO.6 L 12 10 28 0.238 9.76 0.723 0.569 0.536 員林鎮 NO.7 L 12 7 48 0.232 6.67 0.625 0.514 0.506 員林鎮 NO.7 L 13.5 7 47 0.226 6.29 0.622 0.512 0.510 員林鎮 NO.8 L 12 8 41 0.234 7.69 0.672 0.536 0.513 員林鎮 NO.8 L 13.5 7 42 0.228 6.34 0.619 0.503 0.499 員林鎮 NO.9 L 19.5 9 46 0.196 6.6 0.736 0.602 0.594 員林鎮 RBH-1 U 2.8 11 33 0.161 15.95 1.719 1.393 1.556 員林鎮 RBH－1 L 4.2 3 62 0.417 4.05 0.277 0.243 0.254 草屯鎮 BH-1 L 2.8 2 55 0.271 3.02 0.385 0.346 0.360 草屯鎮 BH-2 L 5.8 6 47 0.325 7.03 0.459 0.375 0.366
132
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
新化鎮 BH-1 U 13.2 12 61 0.042 8.95 4.117 3.508 3.790 新化鎮 BH-2 U 14.7 13 25 0.041 9.2 3.914 3.133 2.937 嘉義市 A125-7 U 6.5 26 17 0.353 27.8 2.616 1.565 1.603 嘉義市 A125-7 U 7.5 26 17 0.354 26.28 1.585 1.276 1.394 嘉義市 BH-A1 U 11.3 15 47 0.124 10.98 1.613 1.329 1.413 嘉義市 BH-A2 U 12.8 12 44 0.126 8.4 1.317 1.058 1.028 嘉義市 BH-A3 U 17.3 22 39 0.1 12.26 2.186 1.741 1.819 嘉義市 BH-B1 U 18.8 13 15 0.142 8.29 0.899 0.811 0.795 嘉義市 BH-B2 U 14.3 16 33 0.147 11.53 1.385 1.074 1.058 嘉義市 BH-B3 U 20.3 17 30 0.098 8.98 1.693 1.329 1.252 嘉義市 BH-C1 U 15.8 17 39 0.141 11.55 1.476 1.168 1.193 嘉義市 BH-C2 U 14.3 13 46 0.12 8.49 1.392 1.127 1.105 嘉義市 BH-C3 U 18.8 9 45 0.13 5.5 1.012 0.840 0.850 嘉義市 BH-D1 U 9.8 15 23 0.128 11.84 1.465 1.168 1.114 嘉義市 BH-D2 U 18.8 9 45 0.123 5.34 1.055 0.878 0.891 嘉義市 BH-D3 U 17.3 13 23 0.095 7.11 1.413 1.183 1.169 彰濱工 AS1-1 U 9 19 14 0.127 18.71 1.933 1.665 1.780 彰濱工 AS1-1A U 9 21 14 0.122 20.23 2.212 1.932 2.130 彰濱工 AS1-2 U 8 20 24 0.129 20.72 2.735 2.344 2.678 彰濱工 AS1-2A U 5 20 18 0.119 24.84 3.896 3.328 3.731 彰濱工 AS1-3 U 4 8 15 0.124 11.41 1.287 1.100 1.033 彰濱工 AS1-3 U 9 22 10 0.128 21.8 2.089 1.892 2.132 彰濱工 AS1-3 U 10 18 16 0.124 17.04 1.869 1.570 1.629 彰濱工 AS1-3A U 10 22 15 0.118 19.91 2.297 1.990 2.187 彰濱工 AS1-4 U 9 20 12 0.128 19.92 1.963 1.731 1.888 彰濱工 AS1-4 U 10 19 10 0.124 17.99 1.716 1.520 1.583 彰濱工 AS1-4A U 5 18 14 0.137 23.86 2.564 2.312 2.654 彰濱工 AS1-4A U 10 23 15 0.128 21.98 2.441 2.159 2.448 彰濱工 AS1-5 U 5 16 31 0.127 20.52 3.198 2.701 3.166 彰濱工 AS1-5 U 10 25 14 0.123 23.49 2.768 2.491 2.857 彰濱工 AS15A U 5 18 14 0.137 23.86 2.564 2.312 2.654 彰濱工 AS1-5A U 10 23 15 0.128 21.98 2.441 2.159 2.448 彰濱工 AS1-6 U 9 22 6 0.128 21.93 1.958 1.739 1.962 彰濱工 AS1-6A U 5 14 14 0.138 18.68 1.775 1.529 1.634
133
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
彰濱工 AS1-6A U 6 18 19 0.138 21.97 2.530 2.204 2.507 彰濱工 AS1-6A U 9 21 12 0.133 21.09 2.031 1.810 2.019 彰濱工 AS1-7 U 7 16 8 0.131 17.97 1.555 1.390 1.442 彰濱工 AS1-7 U 9 22 7 0.128 21.93 1.978 1.780 2.008 彰濱工 AS1-7 U 10 19 11 0.124 18.03 1.763 1.549 1.618 彰濱工 AS1-7A U 10 22 16 0.122 20.42 2.355 2.042 2.270 彰濱工 AS-2-1 U 5 15 17 0.13 19.8 2.170 1.862 2.055 彰濱工 AS-2-1 U 10 18 7 0.126 17.27 1.529 1.367 1.394 彰濱工 AS-2-2 U 9 22 9 0.128 21.87 2.046 1.858 2.095 彰濱工 AS-2-2 U 10 20 12 0.124 18.95 1.910 1.673 1.788 彰濱工 AS-2-3 U 9 17 15 0.128 16.94 1.762 1.489 1.536 彰濱工 AS-2-3 U 10 21 17 0.124 19.89 2.289 1.966 2.173 彰濱工 AS-2-4 U 10 22 11 0.124 20.78 2.079 1.858 2.058 彰濱工 AS-2-5 U 10 20 14 0.125 19.04 2.004 1.731 1.864 彰濱工 AS-2-6 U 9 20 9 0.128 19.86 1.814 1.625 1.761 彰濱工 AS-2-7 U 10 20 18 0.125 19.01 2.188 1.855 2.024 彰濱工 AS-2-8 U 8 20 13 0.129 20.82 2.116 1.869 2.079 彰濱工 AS-2-8 U 9 21 14 0.127 20.7 2.191 1.922 2.137 彰濱工 AS-2-8 U 10 16 14 0.123 15.03 1.597 1.355 1.337 彰濱工 AS-2-9 U 5 16 46 0.127 20.61 3.656 3.726 4.670 彰濱工 AS-2-9 U 10 21 21 0.123 19.62 2.463 2.093 2.337 彰濱工 AS-3-1 U 6 17 9 0.108 18.44 1.977 1.764 1.852 彰濱工 AS-3-1 U 9 17 16 0.112 15.74 1.912 1.595 1.607 彰濱工 AS-3-1 U 10 18 13 0.11 15.99 1.849 1.585 1.592 彰濱工 AS-3-2 U 5 8 14 0.104 9.32 1.294 1.162 1.117 彰濱工 AS-3-2 U 8 20 13 0.113 19.55 2.231 1.948 2.114 彰濱工 AS-3-2 U 9 19 10 0.113 17.72 1.853 1.641 1.698 彰濱工 AS-3-2 U 10 18 23 0.111 16.09 2.218 1.806 1.892 彰濱工 AS-6-1 U 7 17 20 0.14 19.31 2.075 1.759 1.946 彰濱工 AS-6-1 U 9 14 13 0.135 14.12 1.344 1.156 1.119 彰濱工 AS-6-1 U 10 12 40 0.13 11.54 1.599 1.273 1.309 彰濱工 AS-6-10 U 8 20 18 0.143 21.57 2.299 2.003 2.269 彰濱工 AS-6-10 U 9 14 17 0.14 14.29 1.427 1.178 1.154 彰濱工 AS-6-11 U 3 12 33 0.156 18.83 2.255 1.895 2.236
134
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
彰濱工 AS-6-11 U 9 15 18 0.141 14.68 1.478 1.213 1.202 彰濱工 AS-6-11 U 10 16 13 0.135 14.92 1.412 1.211 1.190 彰濱工 AS-6-2 U 8 20 13 0.144 21.72 2.011 1.793 2.022 彰濱工 AS-6-2 U 10 18 28 0.134 17.43 2.160 1.785 1.990 彰濱工 AS-6-3 U 10 22 20 0.134 21.24 2.512 2.172 2.463 彰濱工 AS-6-4 U 8 17 16 0.139 18.12 1.782 1.510 1.605 彰濱工 AS-6-4 U 9 16 29 0.135 16.11 1.976 1.605 1.746 彰濱工 AS-6-5 U 9 18 14 0.139 18.35 1.727 1.484 1.574 彰濱工 AS-6-5 U 10 20 15 0.134 19.33 1.950 1.679 1.824 彰濱工 AS-6-6 U 10 21 12 0.135 20.43 1.920 1.701 1.874 彰濱工 AS-6-7 U 9 17 31 0.139 17.26 2.143 1.769 2.007 彰濱工 AS-6-8 U 8 22 15 0.138 23.37 2.528 2.259 2.585 彰濱工 AS-6-9 U 9 22 16 0.139 22.39 2.389 2.110 2.402 彰濱工 AS-6-9 U 10 17 12 0.134 16.43 1.521 1.318 1.333 彰濱工 BS-10-1 L 3 2 36 0.118 3.26 0.906 0.787 0.804 彰濱工 BS-10-1 L 4 2 36 0.127 2.93 0.815 0.717 0.729 彰濱工 BS-12-1 L 4 5 21 0.126 7.27 1.050 0.892 0.881 彰濱工 BS-13-1 L 4 4 30 0.124 5.73 1.040 0.858 0.864 彰濱工 BS-15-1 L 3 2 9 0.118 3.28 0.561 0.749 0.752 彰濱工 BS-16-1 L 6 2 33 0.13 2.39 0.741 0.676 0.677 彰濱工 BS-21-1 L 3 7 5 0.121 11.8 1.104 1.051 1.000 彰濱工 BS-2-2 L 3 3 6 0.12 5 0.623 0.787 0.805 彰濱工 BS-5-1 L 3 5 12 0.119 8.22 0.983 0.948 0.937 彰濱工 BS-7-1 L 9 12 4 0.127 11.86 1.055 1.053 0.955 貓羅溪 A125-5 L 5.3 10 21 0.294 10.86 0.582 0.471 0.443 貓羅溪 A125-5 L 8.8 11 38 0.308 9.86 0.600 0.468 0.456 貓羅溪 A125-7 L 5.3 17 21 0.339 19.51 0.887 0.752 0.839 貓羅溪 A125-9 L 3.6 6 11 0.289 7.53 0.371 0.375 0.376 貓羅溪 A125-9 L 5 14 25 0.324 15.45 0.749 0.605 0.630 貓羅溪 A125-9 U 7.1 25 15 0.341 24.34 1.119 1.001 1.145 貓羅溪 A125-9 U 10.6 40 14 0.353 33.43 - 3.843 2.347 貓羅溪 A126-1 L 2.3 8 29 0.336 10.63 0.549 0.429 0.409 貓羅溪 A126-1 L 3.8 6 13 0.391 8.75 0.321 0.298 0.291 貓羅溪 A126-1 L 7.4 13 25 0.416 14.34 0.543 0.434 0.440
135
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
貓羅溪 A126-1 U 15.7 46 29 0.384 35.34 - - 4.040 貓羅溪 A126-1 U 18.1 48 18 0.367 34.18 - 15.023 2.723 貓羅溪 A126-2 L 5.7 13 34 0.322 14.4 0.777 0.617 0.664 貓羅溪 A126-2 U 10.9 30 21 0.354 25.9 2.071 1.428 1.508 貓羅溪 A126-2 U 17.1 50 20 0.339 35.09 - - 3.376 貓羅溪 A126-4 L 2.2 6 23 0.304 7.51 0.455 0.378 0.371 貓羅溪 A126-4 L 6.4 11 16 0.406 12.63 0.435 0.363 0.346 貓羅溪 A127-1 U 14.3 43 39 0.272 29.28 - - 4.562 貓羅溪 A127-1 U 15.6 40 39 0.274 28.47 - 61.704 4.192 貓羅溪 A127-1 U 16.8 40 39 0.275 27.73 - 13.988 3.887 貓羅溪 A127-1 U 18.1 42 39 0.274 27.04 - 8.089 3.643 貓羅溪 A128-2 L 2.1 2 18 0.33 2.69 0.252 0.265 0.264 貓羅溪 A128-2 L 5.5 15 17 0.42 18.66 0.623 0.528 0.570 貓羅溪 A128-5 L 4.7 12 29 0.344 14.74 0.706 0.564 0.591 貓羅溪 A128-5 L 7.8 7 16 0.363 6.99 0.325 0.298 0.298 貓羅溪 A128-5 U 12.6 33 29 0.368 26.67 - 2.328 1.964 貓羅溪 A128-7 L 6.2 6 23 0.411 7.11 0.327 0.273 0.270 貓羅溪 A129-1 L 6.3 11 30 0.363 12.13 0.568 0.444 0.437 貓羅溪 A129-1 L 10.8 11 20 0.376 9.77 0.416 0.343 0.321 貓羅溪 A129-1 U 14.1 36 35 0.364 27.92 - 6.272 2.666 貓羅溪 A129-3 L 6.5 4 17 0.412 4.58 0.237 0.233 0.237 貓羅溪 A129-3 U 10.4 33 30 0.406 30.44 - 23.827 2.606 貓羅溪 A129-3 U 16.2 28 31 0.374 20.82 1.129 0.950 1.111 貓羅溪 A130-1 L 4.9 9 29 0.323 10.66 0.573 0.448 0.427 貓羅溪 A130-1 L 10.9 26 31 0.355 21.87 1.401 1.140 1.313 貓羅溪 A130-1 L 13.2 26 31 0.352 20.15 1.104 0.935 1.096 貓羅溪 A130-2 L 7.2 17 18 0.349 17.39 0.706 0.589 0.621 貓羅溪 A130-2 L 8.1 17 18 0.347 16.64 0.678 0.562 0.582 貓羅溪 A130-2 U 14.5 28 18 0.322 25.3 1.548 1.296 1.439 貓羅溪 A130-2 U 15.4 28 18 0.337 19.59 0.844 0.720 0.794 貓羅溪 F130-2A U 9.5 27 17 0.296 23.58 1.289 1.137 1.296 貓羅溪 F130-2A U 13 31 20 0.331 23.49 1.275 1.099 1.244 霧峰1 RBH－1 L 9 7 42 0.714 6.38 0.198 0.161 0.160 霧峰2 RBH－1 L 2.4 6 41 0.514 8.71 0.330 0.262 0.253
136
site BH-No. L/ U
深
度 (m)
N FC CSR N1,60
FS- NCEERmethod
FS- TAI
method
FS- This study
霧峰鄉 BH-10 L 5.8 11 22 0.78 12.79 0.252 0.202 0.195 霧峰鄉 BH-11 L 5.8 10 48 0.822 11.78 0.257 0.216 0.239 霧峰鄉 BH-12 L 8.8 13 40 0.611 11.01 0.328 0.260 0.263 霧峰鄉 BH-13 L 2.8 3 38 0.76 4.94 0.165 0.136 0.139 霧峰鄉 BH-3 L 2.3 2 22 0.641 3.33 0.149 0.142 0.144 霧峰鄉 BH-5 L 3 13 45 0.697 19.24 0.552 0.543 0.701 霧峰鄉 BH-7 L 7.3 13 40 0.644 12.03 0.334 0.267 0.279 霧峰鄉 BH-8 L 1.3 1.5 65 0.741 3.6 0.149 0.133 0.139 霧峰鄉 BH-9 L 6.8 10 15 0.79 10.78 0.194 0.167 0.156 霧峰鄉 MBH-01 L 5.8 12 49 0.65 12.45 0.341 0.291 0.335 霧峰鄉 MBH-02 L 4.2 7 27 0.634 8.52 0.246 0.196 0.186 霧峰鄉 MBH-03 L 5.8 6 27 0.659 6.44 0.202 0.167 0.166 霧峰鄉 MBH-03 L 7.2 9 29 0.687 8.93 0.238 0.188 0.177 霧峰鄉 MBH-04 L 4.2 8 34 0.609 9.5 0.292 0.226 0.216 霧峰鄉 MBH-05 L 2.8 4 33 0.506 5.37 0.253 0.208 0.210 霧峰鄉 MBH-05 L 4.2 5 43 0.596 5.87 0.228 0.187 0.188 霧峰鄉 MBH-06 L 4.2 7 40 0.672 8.72 0.253 0.200 0.192 霧峰鄉 MBH-06 L 5.8 9 40 0.718 9.88 0.258 0.203 0.200 註： 1. 鑽孔地點簡寫說明－
名間 1：名間收費 霧峰 1：霧峰太子堡 霧峰 2：霧峰四德路
彰濱工：彰濱工業區 南崗工：南崗工業區 全興工：全興工業區
貓羅溪：貓羅溪沿岸 中港 1-4：台中港第 1-4號碼頭
中港 1：台中港第 1號碼頭 中港 3：台中港第 3號碼頭
2. 粗體 為低估案例(即無液化，但判別為液化案例)
3. 斜粗體為高估案例(即液化，但判別為無液化案例)
137
表 4-9 各地區土層粘土含量比較
地 區 粘土含量(%) 粘土含量/細料含量 嘉義市 4.00 11.8% 草屯鎮 6.95 13.1% 北港鎮 4.65 16.4% 台中港 4.39 18.1% 員林鎮 5.20 19.5% 名間鄉 7.33 19.5% 彰濱工 3.31 20.2% 南投市 4.92 20.4% 貓羅溪 5.78 23.6% 霧峰鄉 9.37 25.4% 新化鎮 5.46 25.6% 太保市 15.80 44.1%
138
表 4-10 國外部份案例之分析結果比較
CRR FS 國 別 CSR L/U N1,60 FC This
study NCEER TAI method
This study NCEER TAI
method
日 0.101 No 2.74 60 0.093 0.098 0.096 0.921 0.969 0.950日 0.081 No 4.25 27 0.096 0.107 0.101 1.174 1.312 1.242日 0.100 No 6.42 10 0.101 0.091 0.107 1.002 0.907 1.064美 0.155 No 8.77 25 0.115 0.151 0.131 0.739 0.971 0.842中 0.101 No 9.15 50 0.142 0.170 0.151 1.411 1.685 1.494日 0.114 No 9.60 1 0.110 0.110 0.125 0.966 0.961 1.093日 0.099 No 11.60 20 0.132 0.172 0.150 1.329 1.733 1.516美 0.188 No 12.97 26 0.158 0.203 0.173 0.839 1.076 0.917美 0.110 No 12.97 30 0.167 0.211 0.179 1.522 1.926 1.631美 0.149 No 14.34 1 0.135 0.153 0.159 0.904 1.029 1.068美 0.170 No 15.90 18 0.183 0.218 0.194 1.077 1.282 1.140美 0.194 No 16.09 1 0.151 0.171 0.176 0.781 0.884 0.908日 0.216 No 20.05 11 0.232 0.239 0.229 1.072 1.105 1.058日 0.192 No 20.28 12 0.242 0.249 0.237 1.263 1.299 1.239日 0.251 No 20.85 17 0.286 0.294 0.275 1.140 1.171 1.095中 0.422 No 33.25 10 0.697 - 0.870 1.649 - 2.060美 0.576 No 39.62 25 1.830 - - 3.179 - - 美 0.107 Yes 3.30 75 0.098 0.104 0.101 0.913 0.973 0.947美 0.071 Yes 3.60 1 0.087 0.062 0.094 1.226 0.878 1.326日 0.116 Yes 4.25 27 0.096 0.107 0.101 0.822 0.919 0.869美 0.159 Yes 6.23 20 0.103 0.116 0.110 0.648 0.730 0.694日 0.100 Yes 6.44 1 0.099 0.083 0.107 0.992 0.832 1.070中 0.124 Yes 6.75 67 0.120 0.141 0.131 0.969 1.139 1.051日 0.130 Yes 7.69 13 0.107 0.112 0.115 0.818 0.859 0.886日 0.115 Yes 8.00 1 0.105 0.096 0.115 0.908 0.831 0.998日 0.188 Yes 10.71 20 0.124 0.162 0.142 0.657 0.859 0.755中 0.222 Yes 10.94 50 0.176 0.193 0.174 0.793 0.871 0.786日 0.164 Yes 11.08 10 0.117 0.133 0.134 0.716 0.812 0.820美 0.198 Yes 11.32 40 0.161 0.198 0.170 0.815 1.004 0.860中 0.141 Yes 11.46 12 0.122 0.144 0.139 0.862 1.023 0.988中 0.156 Yes 12.64 12 0.131 0.156 0.148 0.836 0.998 0.949中 0.173 Yes 13.42 1 0.128 0.145 0.152 0.740 0.838 0.879
139
CRR FS 國 別 CSR L/U N1,60 FC This
study NCEER TAI method
This study NCEER TAI
method
中 0.200 Yes 13.49 48 0.238 0.231 0.215 1.190 1.154 1.077美 0.241 Yes 16.05 18 0.185 0.220 0.196 0.769 0.912 0.812日 0.180 Yes 17.77 1 0.171 0.189 0.194 0.952 1.054 1.082日 0.243 Yes 20.44 1 0.211 0.221 0.230 0.869 0.911 0.950中 0.395 Yes 21.18 20 0.318 0.325 0.302 0.804 0.821 0.765美：美國案例(Pan-American data) 日：日本案例(Japanese data) 中：中國案例(Chinese data)
140
表 4-11 國外部份案例之分析結果正確率比較
NCEER (1998)法
TAI 法
本研究 建議式
誤判筆數 5 5 2 總筆數 20 液化案例 正確率 75% 75% 90% 誤判筆數 5 4 6 總筆數 17
非液化 案例
正確率 71% 76% 65% 誤判筆數 10 9 8
全部案例 正確率 73% 76% 78%
表 4-12 影響 N1,60值之土壤因素及修正式 (Ferritto (1997))
Correction Effect Parameter
Term Value
Particle D50 for sand CP 60+25 log D50
Aging Time CA 1.2+0.05log(t/100)
Overconsolidation OCR COCR OCR0.18
141
表 4-13 粒徑分佈與過壓密效應對土層液化阻抗影響程度之比較
(上表為細料含量對液化阻抗之影響，下表為過壓密效應之影響)
CRR 10%=
FC
FC
CRRCRRN1,60
FC (%)
D50 (mm) CP Dr
(%) NDr (%)
,
, 10%=
r FC
r FC
DD From
Dr From NDr
From Dr
From NDr
10 0.413 50.39 38.58 35.33 1.00 1.00 0.114 0.108 1.00 1.0020 0.190 41.96 42.28 37.52 1.10 1.06 0.120 0.112 1.05 1.0330 0.126 37.48 44.73 39.71 1.16 1.12 0.124 0.116 1.09 1.0740 0.095 34.50 46.63 41.90 1.21 1.19 0.127 0.119 1.12 1.10
7.5
50 0.073 31.52 48.78 44.09 1.26 1.25 0.130 0.123 1.15 1.13
10 0.413 50.39 54.56 49.96 1.41 1.41 0.227 0.173 1.00 1.0020 0.190 41.96 59.79 53.06 1.55 1.50 0.323 0.207 1.43 1.2030 0.126 37.48 63.26 56.16 1.64 1.59 0.416 0.252 1.83 1.4640 0.095 34.50 65.94 59.26 1.71 1.68 0.506 0.311 2.23 1.80
15
50 0.073 31.52 68.98 62.36 1.79 1.77 0.634 0.389 2.79 2.25
N1,60 OCR COCR Dr (%) CRR OC
NC
CRRCRR
1 1.00 59.78 0.323 1.00 2 1.13 56.17 0.356 1.10 3 1.22 54.16 0.383 1.18 4 1.28 52.77 0.406 1.26
15
5 1.34 51.72 0.426 1.32 上列計算中，使用FC=20%、D50=0.191mm，忽略時間效應影響
142
表 4-14主成份分析結果報表
1.土壤種類：沉泥質砂(SM) 2.選取參數：γd 及 SPT-N, FC: 3.相關係數：
γd FC SPT-N γd 1.00000 -0.33493 0.45479
FC -0.33493 1.00000 -0.22143 SPT-N 0.45479 -0.22143 1.00000
4.主成份分析(選取主成份個數：3個) FROM1 FROM2 FROM3 R2
γd 0.681158 0.700857 1.000000 0.264522 FC 0.423858 0.967285 1.000000 0.118200
SPT-N 0.578196 0.807472 1.000000 0.212212
5.解釋能力： 特徵值 解釋能力% 累積特徵值 百分比
PC1 1.683213 56.10708 1.683213 56.1071 PC2 0.792401 26.41338 2.475614 82.5205 PC3 0.524386 17.47954 3.000000 100.0000
6.因素得點：(選取主成份個數：3個) PC1 PC2 PC3
γd 0.490326 0.177124 1.043009 FC -0.386786 0.930305 0.344924
SPT-N 0.451751 0.604273 -0.836751
143
7.因素負荷：(選取主成份個數：3個) PC1 PC2 PC3
γd 0.825323 0.140353 0.546939 FC -0.651044 0.737175 0.180873
SPT-N 0.760392 0.478827 -0.438781 特徵值 1.683213 0.792401 0.524386 解釋能力 0.561071 0.264134 0.174795
8.最大變異法旋轉後之因素負荷：(選取主成份個數：2個)
PC1 PC2 γd 0.758308 0.354721
FC 0.115243 0.976731 SPT-N 0.897724 0.039533
144
圖 4-1 日本土層之細料含量與平均粒徑之關係
(日本地盤工學會, 1993)
0.001 0.01 0.1 1 10log10(D50)
0
20
40
60
80
100
Fine
s Con
tent
(%)
FC>=70%, FC=-37.644(log(D50))2-168.52(log(D50))-91.04530%<FC<70%, FC=-83.92(log(D50))-45.6010%<FC<=30%, FC=47.505(log(D50))2+22.90(log(D50))+11.785
圖 4-2 台灣中部地區土層之細料含量與平均粒徑之關係
145
圖 4-3 冰凍取樣土壤之現地 N1值與相對密度之關係
(Tokimatsu 及 Yoshimi, 1994)
146
0 20 40 60 80 100Fines Content (%)
0
10
20
30
40
50
N1,
60
N1,60-FCFC: 20%~60%FC>60%all data points
Section I(FC:20%~60%)
Section II(FC>60%)
圖 4-4 集集地震中部液化區土層 N1,60與細料含量之關係
147
0 20 40 60 80 100Fines Content (%)
0
10
20
30
40
50
N1,
60
Regressive LineDr,est=80%Dr,est=70%Dr,est=60%Dr,est=50%Dr,est=40%Dr,est=30%
Eq(4-13a) Eq(4-13b)
圖 4-5 推估之相對密度曲線分佈情形
148
0 20 40 60 80 100Fines Content (%)
0
4
8
12
16
20
∆Nf
Dr,est=80%Dr,est=70%Dr,est=60%
Dr,est=50%Dr,est=40%Dr,est=30%
圖 4-6 推定之細料含量修正量分佈情形
0 20 40 60 80 100Fines Content (%)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
(∆N
f / N
1,60
)=K
s-1
(
)2
1,60
1,60
12.5
0.08
5
5%
60%
12.5
cs
FC
N
N
for
FC
+
−
=
⋅
≤
≤
1,60 1,601.828 60%csN N for FC= ⋅ >
( )( )
2
1,60
1,60
1,60
0.0001
0.020.81
css
NK
N
FC
FC
N
=⋅
= −
+
+
圖 4-7 推定之(Ks-1)值分佈情形
149
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1N1,60
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
RThis Study
FC=0%~15% (No Liq.)FC=15%~35% (No Liq.)FC>35% (No Liq.)FC=0%~15% (Liq.)FC=15%~35% (Liq.)FC>35% (Liq.)
圖 4-8 本研究建議之液化阻抗曲線(1)
150
0 10 20 30 40N1,60
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
RThis Study
FC=0%~15% (No Liq.)FC=15%~35% (No Liq.)FC>35% (No Liq.)FC=0%~15% (Liq.)FC=15%~35% (Liq.)FC>35% (Liq.)
FC=0%
FC=15%
FC=35%
圖 4-9 本研究建議之液化阻抗曲線(2)
151
CRR-curve[power=6.5]CRR-curve[power=6.0]
圖 4-10 本研究建議之液化阻抗曲線與Mori等人 (1978)結果比較
152
0 10 20 30 40 50N1,60
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
R
NCEER(1998)TAI methodT&Y's methodthis study(1)this study(2)
圖 4-11 純淨砂土之液化阻抗曲線比較
153
0
1
2
3
Fact
or o
f Saf
ety
Seed's methodT&Y's methodthis study
0 20 40 60 80No. of Data
Fine
s Con
tent
(%)
0102030405060708090100
圖 4-12 分析結果比較(Seed法、T&Y法、本研究之建議式)
154
0 10 20 30 40 50N1,60
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
R
FC=0% Clean SandNCEER (1998) MethodTAI methodThis study
圖 4-13 FC=0%之液化阻抗評估式比較
(NCEER-1998法、TAI法與本研究)
155
0 10 20 30N1,60
0
0.2
0.4
0.6
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
R
FC=20%NCEER(1998) MethodTAI MethodThis Study
圖 4-14 FC=20%之液化阻抗評估式比較
(NCEER-1998法、TAI法與本研究)
156
0 10 20 30N1,60
0
0.2
0.4
0.6
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
R
FC=35%NCEER(1998) MethodTAI MethodThis study
圖 4-15 FC=35%之液化阻抗評估式比較
(NCEER-1998法、TAI法與本研究)
157
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
∆CR
R
NCEER MethodTAI MethodThis study
0
20
40
60
80
FC(%
)
0 40 80 120No. of Data
0
10
20
30
N1,
60 v
alue
圖 4-16 NCEER-1998法、TAI法與本研究建議之
實際細料含量修正量比較( FC≦20% )
158
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5∆C
RR
NCEER MethodTAI MethodThis study
0
20
40
60
80
FC(%
)
160 200 240 280No. of Data
0
10
20
30
N1,
60 v
alue
圖 4-17 NCEER-1998法、TAI法與本研究建議之
實際細料含量修正量比較( FC>20% )
159
圖 4-18 集集地震震後調查彰化縣社頭鄉 BH-40鑽探圖表(亞新工程顧問公司，2000)
159
160
圖 4-19 集集地震震後調查彰化縣員林鎮 BH-18鑽探圖表(亞新工程顧問公司，2000)
160
161
圖 4-20集集地震震後調查彰化縣員林鎮 BH-19(1)鑽探圖表(亞新工程顧問公司，2000)
161
162
圖 4-21 集集地震震後調查彰化縣員林鎮 BH-19(2)鑽探圖表(亞新工程顧問公司，2000)
162
163
0 10 20 30 40 50N1,60
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Cyc
lic S
hear
Stre
ss R
atio
, CS
R
0
0
0
10
10
11
12
17
18
20
25
25
26
27
305060
0
00
0
0
0
10
1212
13
18
20
20
20
27
40 48
50
6775
This StudyFC=0%~15% (No Liq.)FC=15%~35% (No Liq.)FC>35% (No Liq.)FC=0%~15% (Liq.)FC=15%~35% (Liq.)FC>35% (Liq.)
FC=0%
FC=15%
FC=35%
＊圖中資料點位旁之數字為該案例之細料含量
圖 4-22 進行分析之國外部份案例資料點位分佈
164
第五章 結論與建議
5.1 結論
本研究引用國內各界(包括行政院國科會、國工局等)對於集集地震中
部液化區與非液化區震後調查資料進行分析，分析之結果與所得之結論
如下：
1. 由本研究針對 SPT-N值與細料含量迴歸結果之觀察顯示，當細料含量
小於 60%時，兩者之相關係數較高，當細料含量大於 60%時，兩者之
相關係數甚低，而相關係數乃為自變量可解應變量之變異程度的指標。
2. 對於細料含量小於 60%的土壤，本研究所提供的細料含量修正式如
(4-17a)式所示，細料含量的修正量並非單獨由細料含量決定，而是由
細料含量與 N1,60值共同決定；對於細料含量大於 60%之土壤，本研究
認為其力學行為難以使用相對密度做為參數來評估，因此本研究認為
大於 60%以上之土壤其細料含量修正式約趨近一固定值。
3. 由本研究之細料含量修正式修正之結果，其由於細料所造成實際液化
阻抗增加量與 NCEER(1996)法及 TAI法之結果比較，在細料含量小於
20%之土壤，本研究之實際修正量與 NCEER(1996)法者約略相同，在
細料含量大於 20%之土壤，除了少數具有高細料含量又兼具高 N1,60值
的土壤外，本研究之實際修正量約介於 NCEER (1996)法與 TAI 法之
間。
4. 本研究之完整分析土壤液化阻抗步驟流程如 4-3-5 節中所示，由本研
究之液化阻抗建議式分析集集地震中部地區之液化資料，其整體之判
別正確率約可達 95%，其中液化案例之正確率約為 99%(164 筆中，2
筆誤判)，非液化案例之正確率約為 90％(124筆中，13筆誤判)。
5. 由於本研究之建議式已略微保守，因此在實際進行液化分析時，不需
165
要加減任何的變異數。
6. 在 2筆高估誤判的資料中，皆位於貓羅溪河畔，本孔之液化可能並未
發生於本層中，本孔的主要液化層推估為深度約為 5m，N1,60 值約為
10.66 者發生嚴重液化(安全係數 0.5 左右)，此與國家地震中心之鑽探
資料進行分析之結果較為切合，而在 13筆非液化案例誤判為液化的土
層中，除了太保市係由於其土層之粘土含量較高外，其他之誤判案例
多位於地下深層。
7. 以本研究所建議之細料含量修正式與液化阻抗曲線分析 Seed (1985)所
提的美日中三國部份液化案例，其正確率皆略高於 NCEER (1996)與
TAI法之分析結果，因此，本法應可用於實際液化潛能分析。
8. 由現地 SPT-N 值與γd值、細料含量之主成份分析可得，對於沉泥質砂
土層之 SPT-N值之變異約有 80%係由於細料含量與土層密度之變異所
支配，即 SPT-N值大多反應的是土層密度的變化，而由於土壤的密度
參數主要支配土壤的靜態強度，因此，由主成份分析之結果可知 SPT-N
值較能直接反應土壤的靜態強度，其與土壤的動態強度(反覆流動性)
之相關性可能略不及於其與靜態強度之相關性。
5.2 建議
本研究在此提出幾點建議，以供後續研究者之參考：
1. 實際地盤在受地震時，若土壤之液化行為為反覆流動性，則土壤的液
化阻抗主要受強度參數與變形參數控制，但由於變形參數取得困難，
若能結合 SPT-N值與剪力波速值而發展處於反覆流動性下之液化行為
評估，應更能切合實際土層的液化行為。
2. 標準貫入試驗之貫入行為與土層貫入阻抗之分佈特性，仍需要進一步
精確的研究。
166
3. 本研究之分析資料全部為集集地震中部液化區與非液化區之鑽探資
料，對於其他地區之適用性，則有待更進一步的地震資料與土層資料
証實。
4. 由於台灣的土層多屬沉泥質砂土或低塑性沉泥層、低塑性粘土層，因
此，真實液化的行為非常需要實際的土層監測資料，以進一步驗証真
實土壤的液化行為。
167
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J. T., Dorby, R., Finn, W. D. L., Jr., Harder, L. F., Hynes, M. E., Ishihara,
K., Koester, J. P., Liao, S. S. C., Marcuson Ⅲ, W. F., Martin, G. R.,
Mitchell, J. K., Moriwaki, Y., Power, M. S., Robertson, P. K., Seed, R. B.,
and Stokoe Ⅱ, K. H., “Summary Report,” Proceeding of the NCEER
175
Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, pp.1-41,
Buffalo, (1996)
80. Youd, T. L., Idriss, I. M., Andrus, R. D., Arango, I., Castro, G., Christian,
J. T., Dorby, R., Finn, W. D. L., Jr., Harder, L. F., Hynes, M. E., Ishihara,
K., Koester, J. P., Liao, S. S. C., Marcuson Ⅲ, W. F., Martin, G. R.,
Mitchell, J. K., Moriwaki, Y., Power, M. S., Robertson, P. K., Seed, R. B.,
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(2001).
176
附錄 A 國科會委託亞新工程顧問公司之 中部地區鑽孔資料
表 A-1 集集地震液化區砂性土層之 SPT-N值、γd及 FC原始資料
(亞新工程顧問公司，2000)
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-01 1.63 53 47 33.3 0.100 1.28 1.14 8 45.31 4 4 CBH-01 2.78 67 33 14.1 0.170 1.62 0.70 10 47.75 7 7 CBH-01 7.28 72 28 31.0 0.110 1.45 0.90 6 35.87 6 6 CBH-01 11.78 53 47 32.8 0.080 1.43 0.92 9 46.79 10 10CBH-01 13.28 60 40 24.0 0.130 1.66 0.66 7 41.80 9 9 CBH-01 14.78 82 18 16.3 0.252 1.81 0.52 15 52.36 19 15CBH-01 17.23 73 27 16.3 0.176 1.85 0.49 15 54.38 20 20CBH-01 18.23 84 16 17.4 0.400 1.85 0.48 8 38.95 12 12CBH-01 19.28 80 20 15.8 0.252 1.87 0.47 21 62.16 30 30CBH-01 20.78 85 15 13.9 0.400 1.96 0.40 13 47.11 19 17CBH-01 26.78 72 28 22.7 0.140 1.60 0.72 12 50.22 21 17CBH-01 29.78 69 31 19.0 0.133 1.70 0.62 14 54.39 25 21CBH-02 13.28 60 40 13.9 0.159 1.88 0.46 8 42.48 11 11CBH-03 2.78 82 18 21.2 0.216 1.66 0.66 9 39.65 5 5 CBH-03 13.28 79 21 20.2 0.246 1.60 0.72 14 51.67 16 13CBH-03 16.23 87 13 22.1 0.317 1.72 0.60 10 42.02 13 13CBH-03 17.23 84 16 18.2 0.317 1.84 0.49 14 49.53 18 15CBH-03 18.73 84 16 16.0 0.443 1.86 0.48 14 49.75 19 17CBH-05 4.77 51 49 33.0 0.074 1.45 0.89 7 43.52 5 5 CBH-05 17.23 53 47 12.6 0.943 1.89 0.45 31 88.18 40 27CBH-06 4.28 85 15 22.3 0.267 1.68 0.63 9 40.11 7 7 CBH-06 5.78 90 10 17.6 0.361 1.66 0.66 3 24.03 3 3 CBH-06 7.28 86 14 16.8 0.187 1.69 0.62 5 30.40 5 5 CBH-06 8.78 87 13 17.6 0.216 1.67 0.65 12 45.05 12 12CBH-06 10.28 92 8 18.8 0.313 1.68 0.63 8 36.60 9 9
177
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-06 11.78 89 11 17.0 0.354 1.74 0.58 5 29.57 6 6 CBH-06 14.78 80 20 23.6 0.249 1.65 0.66 7 36.37 9 9 CBH-06 26.78 75 25 22.8 0.136 1.58 0.73 10 45.02 17 13CBH-07 4.28 91 9 26.3 0.317 1.57 0.75 6 30.29 4 4 CBH-07 10.28 94 6 27.7 0.268 1.55 0.77 10 39.42 10 10CBH-07 14.78 68 32 24.1 0.118 1.60 0.71 10 46.02 12 12CBH-07 16.28 75 25 22.9 0.167 1.72 0.59 10 44.99 13 13CBH-07 19.28 33 67 27.7 0.050 1.46 0.88 6 43.03 9 9 CBH-07 22.28 83 17 26.5 0.159 1.49 0.85 9 39.74 13 13CBH-07 25.28 83 17 23.3 0.195 1.65 0.66 9 41.37 15 11CBH-08 5.78 90 10 24.7 0.195 1.60 0.72 8 36.89 6 6 CBH-08 8.78 92 8 32.7 0.332 1.45 0.88 16 51.49 15 11CBH-08 10.28 98 2 15.9 0.334 1.78 0.54 16 50.05 16 13CBH-08 11.78 93 7 17.8 0.635 1.78 0.54 21 57.36 22 22CBH-08 13.28 92 8 18.8 0.467 1.76 0.56 21 58.44 24 21CBH-08 17.78 90 10 20.4 0.279 1.74 0.58 13 46.18 17 15CBH-08 19.28 86 14 21.1 0.226 1.69 0.62 14 50.23 20 20CBH-08 22.28 87 13 21.5 0.285 1.71 0.61 13 48.02 20 17CBH-08 25.28 93 7 19.2 0.558 1.74 0.58 13 45.85 21 19CBH-09 8.78 64 36 31.0 0.111 1.47 0.88 7 39.44 7 7 CBH-09 11.78 69 31 32.7 0.108 1.42 0.92 8 42.32 9 9 CBH-09 13.28 85 15 21.2 0.313 1.69 0.63 13 48.33 15 11CBH-09 14.78 73 27 19.5 0.143 1.72 0.60 17 59.64 21 19CBH-09 16.28 48 52 20.8 0.074 1.70 0.62 15 63.07 19 15CBH-09 17.78 84 16 13.4 0.613 1.99 0.38 18 56.92 24 24CBH-09 20.78 85 15 20.1 0.308 1.72 0.60 14 49.49 20 20CBH-09 23.78 75 25 21.7 0.159 1.72 0.60 15 55.42 24 19CBH-09 26.78 85 15 24.8 0.230 1.60 0.71 13 47.37 21 19CBH-10 1.28 61 39 22.6 0.134 1.55 0.77 4 32.21 2 2 CBH-10 5.78 92 8 23.6 0.544 1.60 0.71 8 36.37 7 7 CBH-10 8.23 90 10 16.0 0.443 1.82 0.51 11 42.94 11 11
178
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-10 9.23 86 17 23.3 0.211 1.71 0.61 11 43.73 11 11CBH-10 11.78 88 12 21.4 0.294 1.72 0.60 9 40.23 11 11CBH-10 26.78 81 19 23.5 0.159 1.74 0.58 11 44.82 18 15CBH-12 1.28 56 44 14.0 0.116 1.59 0.73 7 40.98 3 3 CBH-12 5.78 67 33 32.4 0.103 1.36 1.02 4 27.74 3 3 CBH-12 11.78 24 76 25.5 0.036 1.58 0.74 5 39.06 6 6 CBH-12 19.28 78 22 17.8 0.246 1.78 0.54 19 60.71 27 22CBH-12 22.28 83 17 16.2 0.326 1.91 0.44 16 54.53 25 23CBH-12 25.28 94 6 18.3 0.864 1.73 0.59 20 55.72 32 32CBH-13 10.28 72 28 28.5 0.118 1.52 0.81 10 46.23 11 11CBH-13 13.28 85 15 22.7 0.200 1.65 0.66 14 48.89 16 13CBH-13 14.78 82 18 22.0 0.265 1.69 0.63 13 48.59 16 13CBH-13 16.28 87 13 23.0 0.286 1.66 0.66 13 47.55 17 15CBH-13 20.78 83 17 18.9 0.302 1.71 0.61 12 47.54 19 17CBH-13 23.78 70 30 17.3 0.159 1.81 0.52 14 54.45 23 21CBH-13 26.78 87 13 16.2 0.467 1.86 0.47 13 47.95 23 21CBH-14 2.78 73 27 22.5 0.160 1.65 0.67 5 30.26 3 3 CBH-14 5.78 60 40 15.0 0.126 1.77 0.56 21 70.04 18 15CBH-14 10.28 55 39 6.0 0.105 1.94 0.42 9 46.28 10 10CBH-14 13.73 61 39 7.5 0.190 2.09 0.31 34 88.27 42 34CBH-15 17.78 88 12 26.4 0.200 1.59 0.73 12 45.39 16 13CBH-15 20.68 89 11 22.1 0.317 1.63 0.69 11 43.42 16 13CBH-15 42.78 52 48 22.8 0.075 1.56 0.77 11 52.76 22 16CBH-15 49.78 82 18 18.9 0.343 1.77 0.56 16 54.42 35 28CBH-18 2.78 53 47 33.4 0.080 1.45 0.90 6 37.50 3 3 CBH-18 11.78 55 45 33.2 0.081 1.38 0.99 10 48.79 10 10CBH-18 13.28 70 30 28.1 0.111 1.55 0.77 9 43.72 10 10CBH-18 14.78 64 8 8.5 2.376 1.96 0.40 19 55.44 22 22CBH-18 20.78 70 30 26.8 0.110 1.57 0.75 12 50.55 17 13CBH-18 25.28 55 45 26.8 0.084 1.62 0.69 8 43.76 12 12CBH-18 28.28 80 20 14.8 0.343 1.96 0.40 17 56.48 28 22
179
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-18 29.78 85 15 26.1 0.200 1.56 0.76 12 46.79 21 19CBH-19 2.78 88 12 20.6 0.326 1.74 0.58 4 26.67 3 3 CBH-19 4.28 83 14 23.1 0.410 1.63 0.68 7 35.71 6 6 CBH-19 8.78 54 46 28.8 0.111 1.61 0.71 4 30.75 4 4 CBH-19 13.28 80 20 23.0 0.163 1.71 0.61 15 52.20 18 15CBH-19 14.78 75 25 23.8 0.131 1.59 0.72 15 53.92 19 17CBH-19 16.28 94 6 28.5 0.343 1.52 0.81 21 57.16 28 25CBH-19 20.78 75 25 19.2 0.239 1.76 0.56 12 48.62 18 18CBH-19 22.28 82 18 22.0 0.252 1.71 0.61 13 48.44 20 17CBH-19 23.78 74 23 13.6 0.384 1.85 0.49 20 63.10 33 31CBH-19 25.28 76 24 11.4 0.326 1.89 0.46 27 73.07 45 40CBH-20 8.78 91 8 19.7 0.443 1.75 0.57 22 60.13 22 14CBH-20 13.28 88 11 20.8 0.361 1.74 0.58 17 53.45 20 17CBH-20 14.78 96 4 22.5 0.600 1.70 0.62 15 48.79 19 15CBH-20 16.28 86 14 19.4 0.329 1.76 0.56 18 55.37 23 19CBH-20 17.78 83 12 12.4 0.704 1.87 0.47 23 62.12 31 26CBH-20 19.28 97 2 29.0 0.229 1.50 0.83 22 59.26 32 29CBH-20 20.78 100 0 23.8 0.635 1.58 0.74 20 56.38 30 27CBH-20 22.28 91 9 30.4 0.211 1.42 0.93 16 51.91 25 21CBH-20 23.78 82 14 14.1 0.544 1.84 0.49 19 57.74 30 30CBH-20 25.28 94 5 10.6 0.668 1.90 0.45 21 0.00 34 28CBH-20 26.78 98 1 27.2 0.573 1.52 0.81 21 57.32 35 30CBH-20 28.28 95 5 19.9 0.651 1.73 0.59 22 0.00 38 32CBH-20 29.78 62 38 25.6 0.111 1.50 0.83 19 65.71 33 28CBH-21 1.28 93 7 27.2 0.531 1.59 0.73 5 27.56 2 2 CBH-21 14.78 89 11 24.8 0.219 1.59 0.72 9 38.04 11 11CBH-21 20.78 84 16 35.1 0.233 1.98 0.38 10 41.99 15 13CBH-21 22.28 86 14 22.6 0.222 1.67 0.64 11 43.44 17 15CBH-21 23.78 92 8 24.8 0.222 1.63 0.68 11 42.42 18 15CBH-21 25.28 90 10 28.3 0.361 1.63 0.69 11 43.47 19 15CBH-21 26.78 80 20 20.8 0.139 1.74 0.56 13 48.98 22 16
180
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-21 28.28 80 20 23.5 0.151 1.69 0.61 12 48.36 22 19CBH-22 2.78 83 17 22.4 0.179 1.64 0.67 6 33.30 4 4 CBH-22 4.28 90 10 25.7 0.255 1.51 0.81 3 20.99 2 2 CBH-22 7.28 74 19 17.6 0.239 1.78 0.55 20 61.39 19 15CBH-23 1.28 92 8 28.3 0.536 1.44 0.44 7 33.24 3 3 CBH-23 6.03 86 14 15.5 0.668 1.89 0.46 12 45.40 10 10CBH-23 7.28 77 23 21.2 0.321 1.72 0.59 12 48.11 11 11CBH-23 11.78 71 29 29.3 0.143 1.47 0.87 8 40.72 9 9 CBH-23 14.13 94 6 20.8 0.603 1.64 0.67 14 46.66 17 8 CBH-23 15.08 86 14 18.8 0.313 1.81 0.51 15 50.99 19 15CBH-23 17.29 85 6 12.6 1.238 1.89 0.45 13 45.63 18 15CBH-23 28.28 76 24 16.3 0.195 1.71 0.61 10 45.35 18 12CBH-24 1.28 42 43 16.6 0.239 1.74 0.59 15 60.51 7 7 CBH-24 14.78 83 17 20.4 0.176 1.75 0.57 11 44.54 14 14CBH-25 11.78 87 13 24.5 0.303 1.70 0.61 11 44.24 12 12CBH-25 20.78 56 44 31.8 0.090 1.50 0.84 12 53.59 17 15CBH-26 2.78 81 19 18.7 0.176 1.75 0.57 7 35.69 4 4 CBH-26 14.78 56 44 32.7 0.081 1.50 0.85 7 40.14 8 8 CBH-26 16.28 70 30 31.7 0.097 1.51 0.84 8 40.67 10 10CBH-26 28.28 88 12 22.8 0.309 1.75 0.58 14 49.09 24 21CBH-26 29.78 91 9 21.1 0.291 1.78 0.55 11 42.26 19 17CBH-27 2.78 62 38 29.5 0.109 1.51 0.83 6 36.61 3 3 CBH-27 5.78 53 47 31.5 0.077 1.51 0.83 4 31.74 3 3 CBH-27 8.78 80 20 28.5 0.140 1.56 0.76 13 49.30 12 12CBH-27 10.28 91 9 18.3 0.531 1.88 0.46 13 46.14 13 13CBH-27 11.78 85 15 24.6 0.187 1.52 0.81 13 47.99 14 14CBH-27 13.28 95 5 30.4 0.108 1.52 0.81 12 0.00 14 14CBH-27 14.78 97 3 27.2 0.238 1.56 0.75 10 39.42 12 12CBH-27 16.28 96 4 27.2 0.259 1.60 0.72 11 41.52 14 14CBH-27 17.78 96 4 28.0 0.279 1.61 0.71 11 42.01 15 13CBH-27 22.28 51 49 29.1 0.076 1.55 0.78 9 47.23 13 13
181
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-27 23.78 53 47 30.8 0.079 1.51 0.82 8 44.23 12 12CBH-28 4.28 69 31 30.9 0.125 1.55 0.77 5 30.95 4 4 CBH-28 6.00 54 46 33.3 0.101 1.42 0.94 5 35.80 5 5 CBH-28 10.28 69 31 27.8 0.108 1.58 0.74 5 32.88 6 6 CBH-28 15.05 91 9 22.7 0.233 1.73 0.59 14 47.79 18 15CBH-28 16.28 91 9 19.9 0.479 1.77 0.56 13 46.86 18 15CBH-28 17.78 92 8 21.1 0.496 1.74 0.58 12 44.26 17 15CBH-28 22.28 55 45 26.8 0.081 1.63 0.68 10 50.12 16 13CBH-28 23.78 77 7 16.9 0.829 1.86 0.49 10 39.77 16 13CBH-28 25.28 83 6 18.1 0.696 1.86 0.49 10 38.87 16 16CBH-28 26.78 91 9 21.7 0.382 1.77 0.55 11 42.52 19 17CBH-28 28.28 92 8 22.8 0.400 1.65 0.68 14 46.88 24 21CBH-29 2.28 85 15 20.4 0.361 1.78 0.56 10 41.65 6 6 CBH-29 7.28 91 9 19.6 0.484 1.75 0.57 12 44.36 11 11CBH-29 10.28 66 34 27.6 0.118 1.51 0.82 12 51.95 13 13CBH-29 11.78 82 18 20.7 0.443 1.73 0.58 19 58.51 21 19CBH-29 13.28 93 7 16.3 0.651 1.91 0.44 20 56.77 24 21CBH-29 14.78 80 20 13.3 0.394 1.97 0.40 21 62.24 26 23CBH-29 16.28 90 10 16.1 0.547 1.88 0.47 14 47.59 18 15CBH-29 17.78 94 6 15.3 0.688 1.88 0.46 17 51.32 23 21CBH-29 19.28 71 29 20.1 0.173 1.75 0.57 8 39.86 11 11CBH-30 3.78 83 17 29.3 0.165 1.54 0.79 9 41.11 6 6 CBH-30 6.78 85 15 19.1 0.352 1.82 0.51 8 38.17 7 7 CBH-30 8.78 85 15 20.2 0.252 1.82 0.51 12 46.93 12 12CBH-30 11.28 80 20 25.2 0.145 1.67 0.65 16 54.08 17 13CBH-30 12.78 93 7 14.3 0.896 1.82 0.51 19 54.94 22 19CBH-30 14.33 82 18 21.8 0.176 1.69 0.63 14 51.53 18 18CBH-30 15.78 82 18 13.1 0.370 2.01 0.37 18 57.98 24 21CBH-30 17.28 90 10 14.7 0.531 2.01 0.37 16 51.63 22 22CBH-30 26.28 80 20 21.3 0.179 1.85 0.49 16 54.06 26 23CBH-30 27.78 76 24 18.9 0.145 1.83 0.50 13 50.09 22 22
182
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-30 29.78 84 16 14.9 0.363 1.91 0.44 13 47.93 23 21CBH-31 5.78 59 41 30.1 0.090 1.40 0.97 3 24.91 3 3 CBH-31 7.28 85 15 25.4 0.222 1.56 0.72 4 27.94 5 5 CBH-31 14.78 77 23 28.8 0.123 1.50 0.84 8 38.59 10 10CBH-31 19.28 62 38 27.3 0.093 1.55 0.78 6 35.51 8 8 CBH-31 22.28 64 36 22.7 0.169 1.70 0.62 7 39.80 11 11CBH-31 23.78 80 20 23.4 0.305 1.69 0.63 16 55.10 26 23CBH-31 29.78 88 12 28.7 0.142 1.56 0.76 13 46.82 23 16CBH-32 7.28 82 18 21.3 0.232 1.75 0.57 13 48.62 12 12CBH-32 8.78 83 17 17.7 0.282 1.78 0.54 19 58.29 19 15CBH-32 10.28 85 15 16.2 0.496 1.82 0.50 23 63.71 25 23CBH-32 11.78 76 20 16.7 0.282 1.81 0.52 16 53.95 18 18CBH-32 14.78 70 30 28.7 0.111 1.59 0.73 11 47.74 14 14CBH-32 28.08 79 21 16.1 0.361 1.76 0.57 16 54.62 27 22CBH-33 5.78 36 52 15.0 0.509 1.87 0.47 6 40.47 5 5 CBH-33 7.28 87 13 20.1 0.382 1.68 0.63 11 43.88 10 10CBH-33 8.78 92 8 18.6 0.467 1.80 0.53 16 51.50 16 16CBH-33 10.28 86 14 20.5 0.309 1.76 0.56 15 51.48 16 13CBH-33 11.78 82 18 16.3 0.346 1.88 0.46 15 52.61 17 15CBH-33 14.78 93 3 24.2 0.957 1.46 0.89 14 47.32 18 18CBH-33 16.28 56 44 25.3 0.081 1.53 0.79 5 33.35 6 6 CBH-33 25.28 56 44 26.3 0.081 1.64 0.68 6 37.16 9 9 CBH-33 29.78 66 34 25.3 0.175 1.62 0.70 9 43.68 15 15CBH-33 31.78 86 14 18.3 0.302 1.61 0.70 17 54.22 30 22CBH-33 45.78 60 40 23.9 0.135 1.58 0.74 13 54.64 27 20CBH-35 1.28 72 28 19.0 0.135 1.71 0.61 15 55.84 7 7 CBH-35 4.28 74 26 22.5 0.151 1.70 0.62 11 47.57 9 9 CBH-35 15.45 79 21 20.1 0.311 1.76 0.57 22 64.27 29 20CBH-35 16.78 85 15 19.4 0.297 1.75 0.57 14 50.54 20 17CBH-35 18.28 92 8 21.4 0.200 1.67 0.64 8 36.77 12 12CBH-35 29.78 91 9 22.5 0.361 1.62 0.70 18 55.06 33 31
183
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-36 7.28 55 45 32.1 0.077 1.45 0.89 4 33.26 4 4 CBH-36 8.78 92 8 24.1 0.316 1.54 0.79 12 44.73 12 12CBH-36 10.28 63 21 12.1 1.270 1.94 0.42 27 71.20 28 18CBH-36 13.28 70 7 11.8 2.475 1.99 0.38 13 46.51 16 20CBH-36 14.78 72 4 10.2 1.536 2.02 0.36 17 51.27 21 19CBH-36 16.28 77 18 11.9 0.606 1.76 0.56 24 65.91 31 24CBH-36 28.28 64 36 24.6 0.113 1.66 0.66 13 53.87 22 19CBH-39 1.28 84 16 12.9 0.248 2.23 0.23 31 74.11 13 13CBH-39 4.78 65 35 22.7 0.133 1.88 0.46 5 32.83 4 4 CBH-40 1.28 55 10 10.5 2.858 1.93 0.43 30 70.19 14 14CBH-40 2.78 59 41 16.2 0.105 1.86 0.47 17 63.50 11 11CBH-40 4.28 37 33 15.3 0.151 1.86 0.47 8 41.11 6 6 CBH-40 5.78 79 21 17.6 0.163 1.82 0.51 55 101.7 48 26CBH-40 8.78 45 29 12.1 0.421 2.01 0.37 35 85.05 37 30CBH-41 10.28 89 11 15.6 0.651 1.84 0.49 18 55.54 18 15CBH-41 11.78 89 11 12.6 0.628 2.00 0.38 17 53.27 18 18CBH-41 13.28 90 10 17.0 0.476 1.82 0.51 17 53.85 20 17CBH-41 20.78 93 7 16.8 0.573 1.76 0.55 15 48.47 21 19CBH-41 25.28 78 22 16.8 0.205 1.88 0.47 16 56.06 26 23CBH-42 8.78 70 30 32.5 0.129 1.46 0.89 8 41.05 8 8 CBH-42 10.28 62 38 28.4 0.275 1.53 0.79 8 43.96 9 9 CBH-42 13.28 52 48 25.7 0.105 1.61 0.70 8 46.13 10 10CBH-42 14.78 53 47 29.1 0.105 1.46 0.88 6 40.08 8 8 CBH-42 16.28 58 42 29.8 0.114 1.46 0.88 7 40.54 9 9 CBH-42 28.28 84 16 21.5 0.276 1.66 0.65 13 48.50 22 16CBH-43 8.78 4 96 30.4 0.011 1.45 0.88 7 44.93 6 6 CBH-43 10.28 85 15 18.9 0.392 1.74 0.58 15 51.39 14 14CBH-43 11.78 80 20 15.2 0.334 1.81 0.52 15 52.56 15 13CBH-43 13.28 90 10 15.7 0.642 1.80 0.52 18 55.15 20 17CBH-43 15.78 88 12 15.9 0.597 1.89 0.45 19 56.96 23 21CBH-43 16.73 82 18 21.6 0.242 1.68 0.64 12 46.91 15 11
184
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-43 25.28 69 31 17.5 0.136 1.79 0.52 17 59.90 26 23CBH-44 2.78 64 36 30.4 0.086 1.47 0.87 7 38.30 4 4 CBH-44 7.28 82 18 18.8 0.274 1.72 0.59 9 40.28 8 8 CBH-44 8.78 44 25 13.0 0.200 1.90 0.45 5 31.81 5 5 CBH-44 11.78 84 16 22.1 0.237 1.65 0.67 13 48.90 15 11CBH-44 13.28 86 14 18.8 0.211 1.77 0.55 18 55.61 21 19CBH-44 14.78 87 13 19.2 0.423 1.72 0.59 14 49.91 18 15CBH-44 16.28 90 10 18.9 0.421 1.72 0.59 17 52.95 22 14CBH-45 4.28 30 70 32.6 0.047 1.38 0.99 6 40.72 4 4 CBH-45 7.28 72 28 30.8 0.103 1.47 0.87 6 34.64 5 5 CBH-45 13.28 54 46 30.3 0.077 1.48 0.86 12 55.62 14 14CBH-45 14.78 91 9 20.5 0.579 1.63 0.69 18 53.86 21 19CBH-45 16.28 89 11 20.9 0.579 1.75 0.58 18 55.69 23 21CBH-45 22.28 76 24 21.1 0.218 1.63 0.69 9 41.97 13 13CBH-46 1.28 43 39 12.8 0.302 1.98 0.39 50 107.7 24 21CBH-46 2.78 62 38 32.5 0.124 1.46 0.88 8 42.87 5 5 CBH-46 11.78 83 17 28.5 0.237 1.49 0.84 11 44.62 12 12CBH-46 13.28 67 33 10.3 0.300 2.04 0.34 19 64.19 22 19CBH-46 14.78 82 18 13.3 0.384 2.03 0.35 22 63.58 27 25CBH-46 16.28 88 12 10.7 0.834 1.92 0.44 19 57.58 25 21CBH-46 25.28 84 16 21.0 0.227 1.68 0.64 13 48.40 21 17CBH-46 28.28 94 6 22.9 0.476 1.57 0.75 11 40.95 18 18CBH-47 2.78 70 30 29.8 0.126 1.49 0.84 6 35.05 4 4 CBH-47 10.28 77 23 27.4 0.134 1.62 0.69 13 51.16 15 14CBH-47 11.78 69 31 28.4 0.142 1.51 0.82 10 45.22 11 11CBH-47 16.28 70 30 28.0 0.200 1.53 0.80 8 40.82 11 11CBH-47 17.78 80 20 20.3 0.142 1.64 0.68 14 50.83 19 17CBH-47 19.28 71 29 10.5 0.178 1.88 0.46 33 82.44 47 22CBH-48 11.78 85 15 29.3 0.252 1.57 0.75 10 41.98 13 13CBH-48 13.28 79 14 13.4 0.507 1.97 0.39 15 51.82 21 19CBH-48 14.78 79 15 16.2 0.507 1.78 0.54 10 41.68 14 14
185
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
CBH-48 16.28 82 13 14.5 0.544 1.82 0.51 10 41.79 15 13CBH-48 19.28 52 48 22.6 0.079 1.66 0.65 8 43.91 12 12CBH-48 23.78 78 22 17.1 0.248 1.76 0.56 12 47.08 20 14CBH-48 26.78 90 10 18.4 0.309 1.77 0.56 11 43.71 21 17CBH-48 29.78 83 17 13.0 0.512 1.98 0.39 13 48.58 25 21CBH-49 2.78 86 14 22.3 0.227 1.79 0.54 6 33.60 4 4 CBH-49 19.28 63 37 26.8 0.114 1.47 0.87 14 56.36 19 15CBH-49 25.28 60 40 32.4 0.105 1.37 1.00 8 44.50 13 13CBH-49 29.78 53 47 27.2 0.087 1.49 0.84 13 56.43 21 14CBH-50 4.28 81 19 25.9 0.188 1.59 0.73 5 31.35 4 4 CBH-50 13.28 90 10 22.1 0.404 1.67 0.64 15 50.52 18 15CBH-50 14.78 92 8 19.8 0.404 1.61 0.70 15 48.60 18 15CBH-50 16.28 93 7 17.3 0.748 1.78 0.54 12 44.46 16 16CBH-50 29.78 84 16 23.3 0.170 1.57 0.75 11 44.30 19 15NBH-02 5.78 47 20 12.1 0.309 1.93 0.42 17 56.08 15 13NBH-03 4.93 80 20 24.4 0.143 1.61 0.70 10 42.32 9 9 NBH-03 5.78 82 18 24.8 0.149 1.63 0.68 7 36.00 7 7 NBH-03 8.28 45 16 16.3 2.413 1.87 0.46 30 72.72 33 28NBH-03 13.78 70 30 21.5 0.133 1.73 0.59 21 65.92 28 25NBH-03 14.78 70 30 21.7 0.129 1.59 0.73 28 76.77 39 30NBH-04 4.29 58 42 21.8 0.090 1.64 0.67 5 35.72 5 5 NBH-04 5.81 75 25 23.7 0.144 1.61 0.70 7 36.18 7 7 NBH-04 8.78 57 43 22.8 0.113 1.55 0.77 16 61.58 19 12NBH-04 19.32 71 29 19.6 0.129 1.69 0.63 28 76.93 45 31NBH-05 5.78 86 14 20.9 0.152 1.64 0.67 12 44.93 10 10NBH-05 8.23 59 13 15.2 0.733 2.01 0.35 12 45.71 12 12NBH-05 14.28 81 19 20.1 0.165 1.67 0.64 36 81.50 46 43NBH-06 1.28 41 45 10.2 0.089 1.83 0.49 28 83.41 13 13NBH-06 4.78 71 20 13.7 0.242 1.94 0.41 28 72.43 23 21NBH-06 6.28 49 15 13.0 2.413 2.04 0.34 17 55.36 16 11NBH-06 7.78 39 25 10.9 0.864 1.97 0.39 23 67.15 23 21
186
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
NBH-06 9.28 41 36 17.0 0.163 1.85 0.48 18 63.95 20 17NBH-06 10.78 57 43 21.7 0.089 1.70 0.61 15 60.83 18 10NBH-06 12.48 65 35 11.0 0.106 1.78 0.54 27 77.51 34 34NBH-06 13.78 56 44 20.9 0.089 1.74 0.58 17 65.31 23 19NBH-06 21.28 65 35 20.7 0.236 1.72 0.59 12 52.43 20 17NBH-07 2.78 78 22 19.3 0.162 1.58 0.74 11 44.92 6 6 NBH-07 4.38 22 48 15.6 0.187 1.84 0.49 20 70.96 14 14NBH-07 5.78 50 28 16.3 5.956 1.75 0.56 14 52.96 11 11NBH-07 7.28 72 25 17.3 0.182 1.85 0.48 26 71.23 23 19NBH-07 10.28 80 20 17.6 0.171 1.88 0.46 16 54.71 17 15NBH-07 11.78 79 21 15.9 0.171 1.76 0.56 34 80.62 39 34NBH-07 13.28 74 26 16.4 0.159 1.86 0.48 29 76.31 35 30NBH-08 1.28 60 40 23.1 0.112 1.56 0.76 7 39.55 3 3 NBH-08 3.66 19 81 16.5 0.028 1.75 0.56 7 45.95 6 6 NBH-08 7.28 79 21 20.8 0.144 1.69 0.62 10 43.81 11 11NBH-09 7.28 55 45 17.5 0.109 1.82 0.50 9 46.86 11 11NBH-09 8.78 51 13 12.2 2.450 2.02 0.35 17 54.02 23 3 NBH-10 1.28 74 26 23.6 0.123 1.60 0.71 9 42.00 4 4 NBH-10 2.98 76 24 23.6 0.123 1.67 0.64 7 37.07 5 5 NBH-10 4.23 76 24 24.5 0.123 1.61 0.70 20 62.68 16 13NBH-11 7.48 55 45 25.1 0.081 1.54 0.78 12 55.14 12 12NBH-11 10.28 57 18 7.9 3.510 2.06 0.33 27 70.17 30 27NBH-12 5.88 65 35 23.4 0.122 1.64 0.67 4 29.47 4 4 NBH-12 14.78 55 45 18.2 0.087 1.75 0.56 21 72.51 35 28NBH-13 13.28 58 42 21.0 0.091 1.74 0.57 32 87.30 41 34NBH-13 14.78 65 35 19.3 0.095 1.77 0.55 27 78.03 37 30NBH-13 17.78 51 49 16.3 0.075 1.79 0.53 25 80.50 37 19NBH-14 1.28 47 13 6.2 2.963 1.83 0.50 33 75.75 15 11NBH-14 3.73 70 30 21.7 0.101 1.59 0.73 14 55.08 10 10NBH-14 5.78 70 30 20.3 0.097 1.53 0.79 12 50.60 10 10NBH-14 7.28 93 6 17.9 0.322 1.76 0.56 19 54.57 17 10
187
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
NBH-14 17.78 64 36 20.8 0.110 1.69 0.62 23 71.16 31 24NBH-14 25.28 84 16 23.1 0.137 1.62 0.69 11 44.19 18 15TBH-02 1.28 75 25 20.9 0.127 1.59 0.73 4 29.76 2 2 TBH-02 2.78 85 15 18.8 0.147 1.68 0.63 13 47.54 8 8 TBH-02 4.48 82 18 22.5 0.165 1.62 0.70 24 66.40 18 15TBH-02 5.78 53 47 22.0 0.080 1.61 0.70 7 42.64 6 6 TBH-02 7.28 86 14 17.6 0.299 1.71 0.60 43 86.30 39 19WBH-01 2.23 90 10 20.3 0.237 1.69 0.62 39 80.17 22 10WBH-03 2.33 78 22 18.3 0.136 1.66 0.65 4 27.41 2 2 WBH-03 10.28 52 17 18.1 0.372 1.85 0.48 38 82.84 40 37WBH-03 26.78 50 50 18.4 0.073 1.70 0.61 16 64.70 27 14WBH-05 2.98 55 45 17.3 0.089 1.80 0.52 19 69.26 13 13WBH-06 26.78 68 32 17.6 0.113 1.68 0.63 12 50.64 23 14WBH-07 1.28 51 49 15.1 0.078 1.64 0.67 13 58.79 6 6 WBH-07 3.68 80 20 14.4 0.404 1.80 0.52 15 53.25 12 12WBH-07 7.28 60 40 19.7 0.094 1.74 0.58 13 55.02 13 13WBH-07 11.78 73 27 19.9 0.127 1.69 0.62 21 65.74 26 23WBH-07 13.28 70 20 18.7 0.110 1.72 0.59 23 66.09 30 24WBH-07 14.78 51 49 12.8 0.071 1.98 0.39 27 83.81 37 28WBH-07 18.73 55 45 17.9 0.074 1.75 0.57 19 68.93 29 27WBH-07 20.78 52 48 16.2 0.087 1.81 0.52 11 52.32 27 18WBH-07 23.78 51 49 18.9 0.087 1.71 0.60 18 67.71 30 27WBH-08 7.48 55 45 18.7 0.055 1.80 0.52 21 72.26 19 17WBH-08 8.78 56 44 19.0 0.063 1.78 0.54 17 65.21 17 15WBH-08 14.78 71 29 19.1 0.071 1.77 0.55 30 79.07 38 32WBH-08 38.78 51 49 17.0 0.048 1.71 0.60 20 70.83 40 40WBH-09 1.28 62 38 22.0 0.100 1.58 0.73 11 50.46 5 5 WBH-09 6.78 85 15 18.2 0.151 1.73 0.58 10 41.25 10 10WBH-10 1.28 60 36 19.0 0.123 1.73 0.58 32 85.07 15 11WBH-10 5.78 78 22 18.0 0.123 1.69 0.62 12 48.59 11 11WBH-10 14.78 60 40 19.4 0.117 1.75 0.57 17 63.74 23 21
188
鑽孔編號 *1
深度
(m) 砂含量
(%) FC (%)
w*2
(%)D50
(mm)γd
(t/m3)e*3 N1
NDr
(%) NSPT
Nupp*4
WBH-10 16.28 65 35 17.1 0.127 1.78 0.54 28 79.09 39 30WBH-11 2.78 55 45 22.4 0.082 1.62 0.69 12 53.86 7 7 WBH-11 5.78 52 48 18.2 0.076 1.78 0.54 12 55.99 10 10WBH-11 7.28 53 50 15.5 0.079 1.84 0.49 21 73.92 19 6 WBH-11 13.28 62 38 17.3 0.100 1.78 0.54 17 61.84 20 14WBH-11 20.78 51 49 15.4 0.073 1.86 0.47 33 92.32 50 35WBH-12 2.78 52 48 23.1 0.043 1.61 0.70 7 41.52 5 5 WBH-12 8.83 60 40 19.0 0.103 1.74 0.58 11 50.86 13 13WBH-12 10.28 35 40 20.0 0.143 1.74 0.57 14 58.20 18 12WBH-12 11.78 45 43 17.9 0.111 1.87 0.46 19 67.89 25 21WBH-12 13.28 37 39 16.6 0.133 1.83 0.50 19 66.24 26 20WBH-12 27.78 63 37 17.5 0.113 1.81 0.51 26 76.92 49 42WBH-13 1.28 65 30 20.9 0.199 1.60 0.71 5 31.11 2 2 WBH-13 2.78 62 38 17.1 0.097 1.69 0.62 5 34.53 3 3 WBH-14 1.28 61 21 16.6 0.218 1.65 0.66 24 68.21 11 11
註： *1：鑽孔編號說明： CBH：彰化縣(包括員林鎮、大村鄉、社頭鄉) NBH：南投縣南投市 TBH：南投縣草屯鎮 WBH：台中縣霧峰鄉 *2：w(%)：劈管取樣擾動土樣的含水量，非現地真實含水量。
*3：e值的計算方法： 1= ⋅ γ −γ
sw
d
Ge (A-1)
*4：Nupp值的計算方法：2 3
3 2
6439 7
⋅=
−uppN NN
N N (A-2)
189
附錄 B 主成份分析方法(Principal Component Analysis) 簡介
附錄 B簡介主成份分析(詳細的主成份分析理論說明，可參照陳順宇
(2000)或其他多變量分析相關書籍)，並以本研究中所欲分析的 SPT-N
值、γd值及細料含量三變數為例，其分析步驟如下：
1. 分析變數正規化：一般的統計軟體(如 SPSS、STATISTICA或 SAS等
軟體)在分析前，會將分析之變數進行統計上的標準化，其方式如下：
( ) ( )−=
σmean
norN
N NN (B- 1)
( ) ( )γ
γ − γγ =
σd
d d meand nor
(B- 2)
( )−=
σmean
NorFC
FC FCFC (B- 3)
2. 建立相關矩陣(其中分別以γd值、FC、SPT-N值為第 1、2、3變數)：
11 21 31
12 22 32
13 23 33
=
r r rR r r r
r r r (B- 4)
以本研究為例，γd值、FC、SPT-N值三者之主成份負荷矩陣如下：
1.00000 0.33493 0.454790.33493 1.00000 0.22143
0.45479 0.22143 1.00000
− = − − −
R (B- 5)
3. 求特徵值及特徵向量
190
11 21 31
12 22 32
13 23 33
det− λ
− λ = − λ − λ
r r rR I r r r
r r r (B- 6)
解得上式之特徵值分另為λ1、λ2,、λ3，其對應之特徵向量為
11
1 12
13
=
aa a
a、
21
2 22
23
=
aa a
a、
31
3 32
33
=
aa a
a (B- 7)
4. 主成份負荷矩陣 ryx(原三個變數與轉換後三個主成份之相關係數)：因
為各原始變數已經經過標準化手續，因此各標準化後之變數之標準差
一定為 1.0，故主成份負荷矩陣 ryx可寫成下式(其中下標 y表示主成份，
x表示原始變數)
11 1 21 2 23 3
12 1 22 2 32 3
13 1 23 2 33 3
⋅ λ ⋅ λ ⋅ λ
= ⋅ λ ⋅ λ ⋅ λ
⋅ λ ⋅ λ ⋅ λ
yx
a a a
r a a a
a a a
(B- 8)
以本研究為例，γd值、FC、SPT-N值三者之主成份負荷矩陣如下：
0.825323 0.140353 0.5469390.651044 0.737175 0.180873
0.760392 0.478827 0.438781
= − −
yxr (B- 9)
5. 主成份因素得點矩陣 rxy：主成份因素得點矩陣恰為主成份負荷矩陣之
反矩陣，則對應於(B-9)之因素得點矩陣如(B-10)所示：
191
0.490326 0.177124 1.0430090.386786 0.930305 0.3449240.451751 0.604273 0.836751
= − −
xyr (B- 10)
6. 解釋能力：
第一主成份之解釋能力： 1
1 2 3
λ=λ + λ + λ
(B- 11)
第二主成份之解釋能力： 2
1 2 3
λ=λ + λ + λ
(B- 12)
第三主成份之解釋能力： 3
1 2 3
λ=λ + λ + λ
(B- 13)
以本研究為例：
第一主成份之解釋能力：1.683213 56.11%
1.683213 0.792401 0.524386= ≈
+ +
第二主成份之解釋能力：0.792401 26.41%
1.683213 0.792401 0.524386= ≈
+ +
第三主成份之解釋能力：0.524386 17.48%
1.683213 0.792401 0.524386= ≈
+ +
7. 累積第一、二主成份之解釋能力可達 82.52%
8. 因此，共同影響γd值、FC、SPT-N值三變數者可能源於二個相同的主
成份，由實際的物理現象推測，第一主成份較有可能為與土體密度相
關之變數，而第二主成份則為與土壤粒徑相關之變數。