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研究生：	陶國隆 Tao, Guo-long
論文名稱：	台北盆地土壤液化潛能與災害潛勢微分區研究 Microzonation Study of Soil Liquefaction Potential and Damage in Taipei Basin
指導教授：	陳景文 Chen, Jing-Wen
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering
論文出版年：	2003
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	138
中文關鍵詞：	台北盆地、微分區、液化、沈陷、側潰
外文關鍵詞：	Microzonation, Taipei Basin, Liquefaction, Lateral spreading, Settlement
相關次數：	點閱：95 下載：4
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台灣處於環太平洋地震帶上，發生地震頻率頻繁，對於國計民生有相當大的影響與威脅，雖然儘管以目前之科技水準尚無法準確預測地震發生之確切時間與地點，但是仍可在事前藉助科學的方法對於地震可能造成的危害進行研判與震災後的分析，以作為地震減災、防災甚至是災害救治之決策依據。為此，對於地震所產生之災害必需建立一套最適切的評估分級流程與評估方式。
台北都會區，為國內政經發展的重心所在，其座落於台北盆地處。一旦因地震發生土壤液化災害影響將會相當重大。而本文將以台北盆地為研究重心，研究範圍即針對台北盆地海拔十五公尺以下之區域進行液化潛能與災害潛勢的分析評估，利用收集的環境因子、假設之地震因子、91年平均實際地下水位與SPT-N鑽孔資料，針對台北盆地液化潛能與災害潛勢，作一有系統的介紹並詳述微分區之應用與分析評估方法流程。

Taiwan is located on the Circum-Pacific Seismic Zone so that earthquakes occur frequently. Therefore, the potentiality of disaster from the earthquakes will affect and threaten quite effectively on the people’s livelihood. However, Taipei city is a hub of socioeconomic events of our country. If there is a liquefaction disaster occurs by earthquake, then the effect and the loss will be uncountable.
Evaluation of researching about the liquefaction potential and the disaster of liquefaction by earthquakes, the context of this study will re-built a systematic model and method of liquefaction estimation including the important idea of microzonation. First of all, according to the research location – Taipei basin, discriminate liquefaction blocks from non-liquefaction ones by the regional environment of geology, topography, and river channels. Then proceed the collection and use of the effective cause. Finally with experiential method completely evaluate and analyze the liquefaction potential, lateral spreading and liquefaction settlement.

誌謝	I
摘要	II
目錄	III
表目錄	VII
圖目錄	VIII
符號表	XIII
第一章  緒論	1
1.1、研究動機與目的	                          1
1.2、研究流程與方法	                          2
1.3、論文內容	                             3
第二章  文獻回顧	                           5
2.1、液化機制研究	                           5
2.2、影響土壤液化的因子	                        7
2.2.1、外在因素	                             7
2.2.2、內在因素	                             8
2.3、評估土層液化安全係數之SPT-N簡易經驗法	10
2.3.1、液化潛能評估方法分類	              12
2.3.2、SPT-N簡易經驗評估法簡介	               17
2.4、Iwasaki深度加權法與修正Iwasaki深度加權法	   33
2.5、液化後沈陷量評估法	                       37
2.6、土壤側潰側向位移評估法	                     47
2.6.1、Youd and Perkins經驗評估法	           47
2.6.2、Bartlett and Youd經驗評估法	           48
第三章  台北盆地地質簡介與環境概述	         50
3.1、盆地周緣之地形與地質環境	            50
3.2、台北盆地之地層分佈簡介	                     52
3.3台北盆地工程地質分區	                       55
3.4.1、台北市工程地質分區	                       57
3.4.2、台北縣工程地質分區	                       60
第四章  研究方法	                          62
4.1、GIS之應用與液化災害微分區	             62
4.1.1、網格之建立	                           64
4.1.2、環境地質的收集與套疊之第一層級評估	       66
4.1.3、影響因子的收集與套疊之第二層級評估	       67
4.1.4、鑽孔資料的收集與分析之第三層級評估	       68
4.2、土層液化安全係數評估方法	            69
4.2.1、Seed簡易經驗分析法（1997，NCEER）	      69
4.2.2、Tokimatsu and Yoshimi簡易經驗分析法（1983）71
4.2.3、新日本道路橋建議分析法（1996，NJRA）	  73
4.3、土壤液化潛能指數評估方法	            75
4.4、土層液化後沈陷量評估方法	            76
4.5、土壤側潰水平位移量評估方法	           79
4.6、液化後沉陷量控制容許建議值	           81
第五章  台北盆地液化潛能與災害潛勢評估	       84
5.1、台北盆地液化影響因子	                      84
5.1.1、環境相關因子	                          84
5.1.2、地震相關因子	                          89
5.1.3、土壤性質相關因子	                        92
5.2、液化潛能評估分析	                        93
5.3、側潰評估分析	                         114
5.4、液化後沈陷量分析	                       120
第六章  結論與建議	                        128
6.1、結論	                                     128
6.2、建議	                                     131
參考文獻	                                    133
自述	                                      138
 
表2-1 不同種類地盤所對應之 值	28
表2-2 不同液化評估簡易經驗法比較表	30
表2-3 Iwasaki建議指標值	35
表4-1 液化潛能與地質環境之關係(Iwasaki, 1982)	66
表4-2 本國建築技術規則之結構物容許沉陷量規定	81
表4-3 U.S.S.R.建築法規之結構物容許總沉陷量與角變位量規定	82
表4-4  Bjerrum 所建議之結構物容許角變位量	82
表4-5  MacDonald,Skempton對結構物容許總沉陷量,差異沉陷量,與角變位量建議值	83
表5-1 台北地區最大地震震源及尖峰地表加速度值（李錫堤，2001）	91

圖1-1 論文研究流程圖	4
圖2-1水平地盤液化潛能評估法分類圖	11
圖2-2 簡易經驗評估法之主要觀點(修改自Kramer，1996)	14
圖2-3 簡易經驗分析法之液化潛能評估流程圖	19
圖2-4 液化後下陷之機制示意圖	37
圖2-5 超額孔隙水壓與液化後體積應變量之關係(Ishihara和Nagase，1988)	39
圖2-6 最大剪應變量與液化後體積應變量之關係(Ishihara和Nagase，1988)	39
圖2-7 最大剪應變量與液化後體積應變量之關係(Ishihara和Yoshimine，1992)	41
圖2-8 最大剪應變量與安全係數之關係曲線(Ishihara和Yoshimine，1992)	41
圖2-9 液化體積應變與液化安全係數之關係(Ishihara和Yoshimine，1992)	42
圖3-1 台北盆地之地形相對等高線圖	51
圖3-2台北盆地與其周緣地形區之關係	51
圖3-3 台北盆地工程地質分區與代表鑽孔位置圖	56
圖4-1 Seed簡易經驗法之液化分析流程（NCEER，1997）	70
圖4-2 Tokimatsu和Yoshimi建議法之分析流程圖（整理自Tokimatsu     & Yoshimi, 1994）	72
圖4-3 新日本道路橋（1996，NJRA）建議分析法分析流程圖	74
圖4-4 液化後之沈陷量評估流程圖	78
圖4-5 Bartlett and Youd經驗法地形因子示意圖（摘自Kramer，1996）	79
圖4-6 Bartlett and Youd經驗法評估流程圖	80
圖5-1 台北盆地地表標高十五公尺以下之行政區域圖	85
圖5-2 91年平均乾季地下水位等深線圖	87
圖5-3 91年平均乾季地下水位等深區塊圖	87
圖5-4 91年平均濕季地下水位等深線圖	88
圖5-5 91年平均濕季地下水位等深區塊圖	88
圖5-6 台灣地區震區劃分建議圖（國家地震中心，1999）	90
圖5-7台灣北部地區最大可能地震震源（李錫堤，2001）	91
圖5-8 台北盆地SPT-N鑽孔位置與行政區域圖	94
圖5-9 台北盆地地質環境與行政區域圖	94
圖5-10 台北盆地微分區網格圖	95
圖5-11 台北盆地放寬微分區網格圖	95
圖5-12台北盆地微分區網格、鑽孔位置與水系河道分佈圖	96
圖5-13 台北盆地放寬微分區網格、鑽孔位置與水系河道分佈圖	96
圖5-14 台北盆地微分區第一層級評估圖	97
圖5-15 台北盆地微分區第一層級評估結果與河道水系圖	97
圖5-16 台北盆地放寬微分區第一層級評估圖	98
圖5-17 台北盆地放寬微分區第一層級評估結果與河道水系圖	98
圖5-18 台北盆地工程地質分區微分區圖	100
圖5-19 Seed97法、91年乾季地下水位微分區液化潛能圖	101
圖5-20 Seed97法、91年乾季地下水位放寬微分區液化潛能圖	101
圖5-21 Seed97法、91年濕季地下水位微分區液化潛能圖	102
圖5-22 Seed97法、91年濕季地下水位放寬微分區液化潛能圖	102
圖5-23 T&Y法、91年乾季地下水位微分區液化潛能圖	103
圖5-24 T&Y法、91年乾季地下水位微放寬分區液化潛能圖	103
圖5-25 T&Y法、91年濕季地下水位微分區液化潛能圖	104
圖5-26 T&Y法、91年濕季地下水位放寬微分區液化潛能圖	104
圖5-27 NJRA法、91年乾季地下水位微分區液化潛能圖	105
圖5-28 NJRA法、91年乾季地下水位放寬微分區液化潛能圖	105
圖5-29 NJRA法、91年濕季地下水位微分區液化潛能圖	106
圖5-30 NJRA法、91年濕季地下水位放寬微分區液化潛能圖	106
圖5-31 Seed97法、乾季地下水位、水系微分區液化潛能圖	107
圖5-32 Seed97法、乾季地下水位、水系放寬微分區液化潛能圖	107
圖5-33 Seed97法、濕季地下水位、水系微分區液化潛能圖	108
圖5-34 Seed97法、濕季地下水位、水系放寬微分區液化潛能圖	108
圖5-35 T&Y法、乾季地下水位、水系微分區液化潛能圖	109
圖5-36 T&Y法、乾季地下水位、水系放寬微分區液化潛能圖	109
圖5-37 T&Y法、濕季地下水位、水系微分區液化潛能圖	110
圖5-38 T&Y法、濕季地下水位、水系放寬微分區液化潛能圖	110
圖5-39 NJRA法、乾季地下水位、水系微分區液化潛能圖	111
圖5-40 NJRA法、乾季地下水位、水系放寬微分區液化潛能圖	111
圖5-41 NJRA法、濕季地下水位、水系微分區液化潛能圖	112
圖5-42 NJRA法、濕季地下水位、水系放寬微分區液化潛能圖	112
圖5-43 921大地震下91年乾季地下水位微分區側潰潛勢圖	115
圖5-44 921大地震下91年乾季地下水位放寬微分區側潰潛勢圖	115
圖5-45 921大地震下91年濕季地下水位微分區側潰潛勢圖	116
圖5-46 921大地震下91年濕季地下水位放寬微分區側潰潛勢圖	116
圖5-47宜蘭外海地震下91年乾季地下水位微分區側潰潛勢圖	117
圖5-48宜蘭外海地震下91年乾季地下水位放寬微分區側潰潛勢圖	117
圖5-49宜蘭外海地震下91年濕季地下水位微分區側潰潛勢圖	118
圖5-50宜蘭外海地震下91年濕季地下水位放寬微分區側潰潛勢圖	118
圖5-51 Seed97法、91年乾季地下水位微分區液化後沈陷圖	121
圖5-52 Seed97法、91年乾季地下水位放寬微分區液化後沈陷圖	121
圖5-53 Seed97法、91年濕季地下水位微分區液化後沈陷圖	122
圖5-54 Seed97法、91年濕季地下水位放寬微分區液化後沈陷圖	122
圖5-55 T&Y法、91年乾季地下水位微分區液化後沈陷圖	123
圖5-56 T&Y法、91年乾季地下水位放寬微分區液化後沈陷圖	123
圖5-57 T&Y法、91年濕季地下水位微分區液化後沈陷圖	124
圖5-58 T&Y法、91年濕季地下水位放寬微分區液化後沈陷圖	124
圖5-59 NJRA法、91年乾季地下水位微分區液化後沈陷圖	125
圖5-60 NJRA法、91年乾季地下水位放寬微分區液化後沈陷圖	125
圖5-61 NJRA法、91年濕季地下水位微分區液化後沈陷圖	126
圖5-62 NJRA法、91年濕季地下水位放寬微分區液化後沈陷圖	126
                                    

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20.萬明憲，「台南地區地層液化潛能評估」，國立成功大學土木工程研究所碩士論文，（2001）。

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校內：2004-07-09公開
校外：2006-07-09公開

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